高中物理模型教學(xué)法的實(shí)踐探究

李志國(guó)

摘 要：為了化解學(xué)生的認(rèn)知誤區(qū)，構(gòu)建學(xué)生良好的思維能力，讓很多問(wèn)題的分析解答更為輕松，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和思維能力獲得明顯提升，培養(yǎng)學(xué)生具備綜合學(xué)科能力，高中物理教師可以采取模型教學(xué)法，基于研究對(duì)象進(jìn)行模型構(gòu)建，基于研究過(guò)程進(jìn)行模型構(gòu)建，基于研究條件進(jìn)行模型構(gòu)建，在習(xí)題教學(xué)中展開(kāi)模型構(gòu)建.本文對(duì)此進(jìn)行了分析研究.

關(guān)鍵詞：高中;物理;模型教學(xué)法;實(shí)踐

在高中物理課程的教學(xué)展開(kāi)與推進(jìn)中，教師要多做教學(xué)方法的有效探尋，在夯實(shí)學(xué)生理論根基的同時(shí)，要不斷加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于各種學(xué)習(xí)方法和思維模式的吸收掌握.這會(huì)幫助學(xué)生在知識(shí)的學(xué)習(xí)上更為高效，并且會(huì)讓學(xué)生在各類具體問(wèn)題的分析解讀上有良好的依托.高中階段物理知識(shí)的學(xué)習(xí)難度在逐漸提升，尤其是在就各種運(yùn)動(dòng)過(guò)程展開(kāi)分析探究，以及就一些微觀層面的知識(shí)做分析解讀時(shí)，很多學(xué)生都會(huì)產(chǎn)生一定程度的理解認(rèn)知障礙.對(duì)此，教師可以多采取模型教學(xué)法，化解學(xué)生的認(rèn)知誤區(qū)，構(gòu)建學(xué)生良好的思維能力.模型構(gòu)建可以有不同的方式和切入點(diǎn)，教師需要結(jié)合具體的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)和問(wèn)題分析的需求做有針對(duì)性的選擇.加強(qiáng)模型教學(xué)法的構(gòu)建，會(huì)讓很多問(wèn)題的分析解答更為輕松，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和思維能力會(huì)有明顯提升，這才是教學(xué)過(guò)程中要培養(yǎng)學(xué)生具備的綜合學(xué)科能力.

一、基于研究對(duì)象進(jìn)行模型構(gòu)建

構(gòu)建模型有多樣化的實(shí)施方法，教師要根據(jù)具體的知識(shí)要點(diǎn)對(duì)于模型構(gòu)建的方式做合理選擇.首先，針對(duì)研究對(duì)象可以合理的構(gòu)建模型，這可以讓問(wèn)題的研究要點(diǎn)更加明晰，能夠幫助實(shí)際問(wèn)題更好的分析解答.在很多運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，我們會(huì)將研究對(duì)象作為一個(gè)特定模型，忽略其身上的其他特質(zhì)，簡(jiǎn)單將其視為運(yùn)動(dòng)的一個(gè)點(diǎn).這可以盡可能避免其他因素對(duì)于研究過(guò)程帶來(lái)的不必要的影響，能夠讓具體問(wèn)題的分析更加輕松明確，問(wèn)題解析的效率也會(huì)更高.教師可以由淺入深的給予學(xué)生思維上的引導(dǎo)，可以結(jié)合知識(shí)教學(xué)首先融入這種模型建構(gòu)的方法，讓學(xué)生形成初步的學(xué)習(xí)印象.隨后，教師可以多引入一些相關(guān)的練習(xí)作為教學(xué)依托，讓學(xué)生在各類實(shí)際問(wèn)題的分析解答中熟悉這種模型構(gòu)建方式，并且可以靈活的利用這種方法解決各類實(shí)際問(wèn)題.

基于研究對(duì)象進(jìn)行模型的構(gòu)建，這個(gè)過(guò)程主要是幫助學(xué)生構(gòu)建對(duì)象模型，掌握對(duì)象模型的定義和特征.高中階段很多物理知識(shí)的學(xué)習(xí)中都會(huì)用到這種思維方式，比如在《運(yùn)動(dòng)的描述》的教學(xué)中首先引入了質(zhì)點(diǎn)的概念，這就是一個(gè)非常典型的基于研究對(duì)象構(gòu)建模型的過(guò)程.課本中質(zhì)點(diǎn)的定義為用來(lái)代替實(shí)際物體的一個(gè)帶有質(zhì)量的點(diǎn)，其特征為當(dāng)物體的形狀和大小對(duì)于物理所研究問(wèn)題沒(méi)有影響，或是影響可以忽略不計(jì)的時(shí)候，就可以將物體看著一個(gè)質(zhì)點(diǎn).引入質(zhì)點(diǎn)這個(gè)概念后，問(wèn)題分析的過(guò)程可以很大程度被簡(jiǎn)化，研究的方向也更為清晰.這會(huì)讓學(xué)生在實(shí)際問(wèn)題的化解上效率更高，并且避免了一些無(wú)關(guān)條件可能帶來(lái)的感染.高中物理課程的學(xué)習(xí)中基于研究對(duì)象構(gòu)建模型還有很多范例，比如輕彈簧、輕滑輪、單擺、無(wú)彈性的輕繩、理想氣體、點(diǎn)光源、點(diǎn)電荷等等，這些研究對(duì)象都可以被構(gòu)建為具體的模型，為實(shí)際問(wèn)題的研究帶來(lái)輔助.教師要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中熟悉這種思維方式，加強(qiáng)學(xué)生建模觀念的形成，這會(huì)為學(xué)生的課程學(xué)習(xí)帶來(lái)很好的思維上的向?qū)?

二、基于研究過(guò)程進(jìn)行模型構(gòu)建

物理問(wèn)題的研究過(guò)程有時(shí)候較為復(fù)雜，尤其是在研究運(yùn)動(dòng)過(guò)程時(shí)，受到的感染因素很多.如果將這些因素都考慮在內(nèi)，那么問(wèn)題會(huì)極為復(fù)雜，基本難以找到準(zhǔn)確的解答方案.在實(shí)際問(wèn)題的研究中，為了剝離這些不重要的因素對(duì)于運(yùn)動(dòng)過(guò)程可能會(huì)構(gòu)成的影響，往往會(huì)選擇忽略這些因素，基于過(guò)程進(jìn)行有針對(duì)性的模型構(gòu)建.有了這種思維轉(zhuǎn)換后，原有的問(wèn)題會(huì)變得清晰很多，需要解答的問(wèn)題也變得十分具體.這可以讓學(xué)生集中注意力解決那些關(guān)鍵問(wèn)題，會(huì)讓實(shí)際學(xué)習(xí)過(guò)程的效率更高.

過(guò)程模型法可以讓學(xué)生免受不必要因素的干擾，直接探究物理過(guò)程的本質(zhì)，從而幫助學(xué)生掌握物理過(guò)程的本質(zhì)內(nèi)容，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效率.基于研究過(guò)程構(gòu)建物理模型，這種方式更多的使用在對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的研究中.比如，學(xué)生在學(xué)習(xí)《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究》、《曲線運(yùn)動(dòng)》這些內(nèi)容時(shí)就需要構(gòu)建過(guò)程模型，涉及的運(yùn)動(dòng)類型主要有：勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、氣體等溫、等壓、等容變化、恒定電流等等.當(dāng)對(duì)于這些運(yùn)動(dòng)方式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完成模型構(gòu)建后，運(yùn)動(dòng)的方式和特點(diǎn)都更為清晰，需要解決的實(shí)際問(wèn)題也變得更為突出.這會(huì)讓學(xué)生更快的形成與建立解題思維，能夠幫助學(xué)生更加準(zhǔn)確與高效的化解實(shí)際問(wèn)題.

三、基于研究條件進(jìn)行模型構(gòu)建

隨著學(xué)習(xí)的逐漸深入，學(xué)生在分析具體的問(wèn)題時(shí)不僅需要考慮到運(yùn)動(dòng)過(guò)程、運(yùn)動(dòng)方式，還需要對(duì)于周?chē)沫h(huán)境和條件有所考量.尤其是在學(xué)到電磁學(xué)知識(shí)的過(guò)程中，電磁場(chǎng)的變化會(huì)直接決定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)于這些條件需要做全面深入的考慮.通常情況下在研究這類問(wèn)題時(shí)可以對(duì)于這些條件構(gòu)建相應(yīng)的模型，讓周?chē)沫h(huán)境和條件相對(duì)固定下來(lái)，不至于由于環(huán)境條件的變化而無(wú)法決定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).這樣的研究方式十分普遍，并且是很多物理問(wèn)題能夠產(chǎn)生的基礎(chǔ).教師可以結(jié)合一些特定知識(shí)的分析解讀讓學(xué)生理解這種思維，并且在大量實(shí)際問(wèn)題的分析解答中讓學(xué)生進(jìn)一步感受將研究條件構(gòu)建模型的過(guò)程.這會(huì)讓學(xué)生更好的適應(yīng)這種問(wèn)題研究方式，并且能夠輔助大家將各類實(shí)際問(wèn)題有效化解.

物理研究對(duì)象所處的外部條件也有主要因素和次要因素之分，在教學(xué)過(guò)程中，教師讓學(xué)生排除次要因素的干擾，突出對(duì)外部條件的主要因素進(jìn)行探究，建立理想化的條件模型.只有在相對(duì)固定和理想化的條件下，后續(xù)問(wèn)題的研究才能有良好的實(shí)施基礎(chǔ)，否則在真實(shí)狀態(tài)下基本無(wú)法分析物體的運(yùn)動(dòng)狀況和運(yùn)動(dòng)過(guò)程.基于研究條件構(gòu)建模型在很多知識(shí)的教學(xué)中都會(huì)使用，比如在電流、電場(chǎng)、磁場(chǎng)這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)中就需要用到這種方法，常見(jiàn)的條件模型有勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)、恒力、光滑表面、絕熱容器、真空等.為了讓學(xué)生更好的適應(yīng)這種模型構(gòu)建方式，教師可以多引入一些有代表性的實(shí)例作為分析的參照，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到這種基本的研究思維，加強(qiáng)學(xué)生模型構(gòu)建意識(shí)的培養(yǎng).

四、在習(xí)題教學(xué)中展開(kāi)模型構(gòu)建

除了在知識(shí)教學(xué)中可以廣泛應(yīng)用物理模型構(gòu)建的思維，在實(shí)際問(wèn)題的解答中建模思想的使用也十分普遍.學(xué)生如果具備較好的模型構(gòu)建能力，這會(huì)讓學(xué)生的解題能力和學(xué)科素養(yǎng)有很大的提升.教師要隨著教學(xué)的不斷推進(jìn)，加強(qiáng)學(xué)生模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)，要多列舉一些有代表性的例題來(lái)鍛煉學(xué)生的這種能力素養(yǎng).一開(kāi)始學(xué)生可能難以非常準(zhǔn)確的利用建模過(guò)程來(lái)化解設(shè)計(jì)問(wèn)題，教師可以多進(jìn)行一些范例的分析解讀，讓學(xué)生逐漸適應(yīng)這種思維方式，加強(qiáng)學(xué)生建模能力的培養(yǎng).隨著接觸問(wèn)題的逐漸增多，學(xué)生的建模能力會(huì)有明顯提升，就各類實(shí)際問(wèn)題的化解也會(huì)更好的完成.

比如，學(xué)習(xí)完《牛頓第三定律》后，學(xué)生會(huì)基本建立對(duì)于超重和失重的學(xué)習(xí)認(rèn)知.為了考察學(xué)生的知識(shí)吸收與掌握程度，教師可以設(shè)計(jì)一些有代表性的練習(xí).比如：小王站在電梯（斜面電梯）上不動(dòng)，電梯勻加速，問(wèn)小王處于什么狀態(tài)？失重還是超重？很多學(xué)生在乍一看到題目時(shí)會(huì)覺(jué)得非常簡(jiǎn)單，因?yàn)橹灰窍蛏霞铀倬褪浅?，反之則是失重.但進(jìn)一步思考后會(huì)意識(shí)到，斜面電梯并非垂直運(yùn)動(dòng)，而是斜向上運(yùn)動(dòng)，那么這種情況下算不算超重呢？教師在引導(dǎo)學(xué)生由淺入深的分析這個(gè)問(wèn)題的過(guò)程中可以逐漸引入建模思想，可以讓學(xué)生將整個(gè)電梯視為一個(gè)整體，基于這個(gè)整體做具體的受力分析，這時(shí)學(xué)生就能夠找到電梯和人分別的受力狀態(tài)，問(wèn)題就會(huì)變得更為明確.學(xué)生之所以會(huì)在這個(gè)問(wèn)題的解析上存在認(rèn)知偏差，這很大程度在于在平時(shí)的學(xué)習(xí)中，很多同學(xué)只是將超重的概念單純地理解成豎直向上，實(shí)際上并不是這樣的，向上不但包括豎直向上還包括斜向上以及所有的向上方向，只有將其作為一個(gè)整體展開(kāi)研究，構(gòu)建這樣的思維模型，這樣才不會(huì)忽略這些受力狀態(tài).透過(guò)這種典型范例的分析解讀，會(huì)讓學(xué)生建立更加深刻的學(xué)習(xí)印象，并且大家也會(huì)吸收掌握一些實(shí)用的解題方法和技巧，這才是物理課程的教學(xué)中要達(dá)到的綜合培養(yǎng)目標(biāo).

總之，高中物理教師在課堂教學(xué)中采取模型教學(xué)法時(shí)，可以基于研究對(duì)象進(jìn)行模型構(gòu)建，基于研究過(guò)程進(jìn)行模型構(gòu)建，基于研究條件進(jìn)行模型構(gòu)建，在習(xí)題教學(xué)中展開(kāi)模型構(gòu)建，從而有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量.

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[責(zé)任編輯：李 璟]