高中物理教學(xué)中模型構(gòu)建與教學(xué)方法整合

張?jiān)苿P

模型意識與模型思想的養(yǎng)成，可以讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中事半功倍。高中物理模型是教學(xué)中重要的思想，對于提高學(xué)生的物理水平具有重要作用。在物理教學(xué)中，教師要強(qiáng)調(diào)物理模型的重要作用，讓學(xué)生能夠認(rèn)識到物理模型的重要性，能夠使用簡單的物理模型進(jìn)行物理問題的解決，同時解決生活中相關(guān)的物理問題。

一、物理模型的含義

物理是一門建立在生活中的科學(xué)，主要是對生活中常見的物理現(xiàn)象和重要的規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，根據(jù)一個物理教學(xué)的目標(biāo)，做出簡單的抽象簡化和條件假設(shè)，從而體現(xiàn)出物理運(yùn)動的本質(zhì)規(guī)律。很多的物理規(guī)律都是建立在現(xiàn)實(shí)背景之上的抽象規(guī)律，這樣能夠排除不相關(guān)的因素，總結(jié)出本質(zhì)的規(guī)律。物理模型主要有：實(shí)體模型、過程模型、結(jié)構(gòu)模型、條件模型。每種模型都有自己典型的特征，都體現(xiàn)了物理模型的基本特性：客觀性、簡潔性、邏輯性、近似性、形象性。

二、物理模型構(gòu)建方法

（一）抽象思維方法。物理模型中經(jīng)常使用抽象性思維，主要是指一件客觀的事物進(jìn)行加工之后，將不相關(guān)的、不重要的因素進(jìn)行排除，只是關(guān)注事物運(yùn)動的本質(zhì)，從而進(jìn)行客體對象的本質(zhì)性研究。抽象思維主要反映了客體對象和發(fā)展過程，在物理模型中有重要作用。

例如，在講“自由落體運(yùn)動”時，對于實(shí)際運(yùn)動會受到空氣阻力等多方面的因素影響，有時部分學(xué)生會只考慮重力的作用，把它看成一個簡單的運(yùn)動，同時還會把自由落體的物體看成一個質(zhì)點(diǎn)，忽略物體本身的形狀和大小的作用，分析這些因素的影響因素。

（二）類比思維方法。大自然之間的很多事物都存在一定的相似性，尤其是物體之間的運(yùn)動規(guī)律。在建立物理模型時，教師要加強(qiáng)學(xué)生類比性思維的培養(yǎng)，讓學(xué)生能夠?qū)⒅罢莆盏奈锢砟Ｐ瓦M(jìn)行類比總結(jié)，從而對新的物理規(guī)律進(jìn)行總結(jié)。類比性思維在物理模型建立的過程中應(yīng)用比較多。

例如，在研究粒子時，盧瑟福知道了原子核周圍的物質(zhì)能夠?qū)υ雍水a(chǎn)生影響，進(jìn)行了類比分析，將太陽作為核心，將其他的行星作為粒子圍繞，從而簡化了太陽系行星的運(yùn)動軌跡，確定了太陽系類原子模型。

又如，惠更斯的光的波動模型，利用聲波和水波之間的衍射類似性質(zhì)，建立了簡單的物理模型。

（三）假說思維方法。很多的物理現(xiàn)象會有多種的因素影響客體的運(yùn)動。在建立物理模型時，教師要給學(xué)生講解假說思維方法，讓學(xué)生掌握物理模型的本質(zhì)。在進(jìn)行物理規(guī)律假說時，通常都是將很多的因素排除，建立一個可能的假說，然后在這個假說的基礎(chǔ)上進(jìn)行物理規(guī)律的驗(yàn)證。

例如，在波爾原子物理模型建立的時候，就是將原子的環(huán)境進(jìn)行了假說，在驗(yàn)證的時候得到了準(zhǔn)確的答案。

（四）形象思維和直覺思維方法。在建立物理模型時，需要建立在大量的實(shí)際運(yùn)動之上，在常見的運(yùn)動之上進(jìn)行情感認(rèn)識的升華，讓大腦在辛苦抽象之后建立模型。物理直覺思維對于物理模型建立非常重要，通常在感性認(rèn)識上進(jìn)行直覺思維，建立合適的物理模型。

三、物理模型教學(xué)方法

（一）設(shè)置合適的教學(xué)情境。在進(jìn)行物理模型教學(xué)時，教師要設(shè)置合適的教學(xué)情境，促使學(xué)生主動了解物理模型的環(huán)境，從而使學(xué)生體會到物理運(yùn)動的實(shí)質(zhì)。在不同的教學(xué)情境下，物理模型會產(chǎn)生不同的物理模型遷移，這對于學(xué)生創(chuàng)新物理模型方法具有重要意義。教師要使用多媒體技術(shù)等，給學(xué)生設(shè)置合適的教學(xué)情境，讓學(xué)生享受到聽覺、視覺、感覺等多重感官刺激，從而提高學(xué)生物理模型的應(yīng)用能力。

（二）進(jìn)行大量的物理實(shí)驗(yàn)。物理是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的。教師要給學(xué)生提供充分的物理實(shí)驗(yàn)探究機(jī)會，讓學(xué)生能夠在大量的實(shí)驗(yàn)中領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)的本質(zhì)，建立合適的物理模型。在建立物理模型時，學(xué)生要把不必要的因素排除，抓住事物的本質(zhì)，進(jìn)行高度抽象。

例如，在彈簧振子的運(yùn)動過程中，在建立模型的時候，容易忽略了彈簧振子的摩擦，看成了質(zhì)點(diǎn)，忽略了體積。

（三）雙向構(gòu)建教學(xué)。在物理教學(xué)中，教師要注重雙向構(gòu)建教學(xué)方法，讓學(xué)生在現(xiàn)有的基礎(chǔ)之上主動進(jìn)行物理模型的構(gòu)建，同時要在這個基礎(chǔ)上對先前的知識進(jìn)行重新的回顧，提高學(xué)生對物理模型的領(lǐng)悟。教師要讓學(xué)生自覺地對建立的模型進(jìn)行探究，在應(yīng)用物理模型的同時，進(jìn)行深層次的研究，提高物理模型的綜合運(yùn)用水平。教師也要不斷地進(jìn)行物理模型的遷移，給學(xué)生傳輸融會貫通、舉一反三的方法，提高學(xué)生對物理模型的認(rèn)識。物理模型的教學(xué)過程非常復(fù)雜，教師要不斷地和學(xué)生進(jìn)行互動，讓學(xué)生能夠體會到相應(yīng)的方法，并且進(jìn)行物理模型的應(yīng)用。

總之，模型教學(xué)是高中物理教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，它對高中生的物理學(xué)習(xí)有重要影響。高中物理模型是教學(xué)的重點(diǎn)，教師要學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識，并且進(jìn)行一定的實(shí)踐，讓學(xué)生能夠在良好的環(huán)境中進(jìn)行物理模型的總結(jié)，將之前掌握的物理模型進(jìn)行遷移和類比，應(yīng)用到以后物理模型的建立過程中，提高學(xué)生建立物理模型的能力。在物理教學(xué)中，教師要把學(xué)生放在主體地位，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰途C合素質(zhì)，讓學(xué)生積極地建立物理模型，從而使學(xué)生在物理模型中提高對物理的認(rèn)識。教師開展模型教學(xué)的時候，應(yīng)該根據(jù)物理模型的特點(diǎn)、規(guī)律和學(xué)生的實(shí)際水平制訂科學(xué)合理的教學(xué)方式，這樣才能提高物理模型教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生具備模型意識和模型思想。