物理模型教學與創新能力的培養

摘要：本文論述了物理模型的種類、特點和功能，提出了在中學物理教學中使用模型教學培養學生創新能力的新思路。

關鍵詞：創新能力：創新意識：物理模型

我國的中學物理教學十分注重系統知識的傳授，對于學生創新能力的培養可以說還很不夠。教師在教學中也較少考慮如何培養學生的創新能力，在進一步深化素質教育的今天，教師應該結合創新教育的精神，在物理教學中加強對學生創新能力的培養。當然，創新能力的培養不是一蹴而就的，它是一個漸進的、長期的培養過程。下面我主要想闡述一下在物理模型教學中如何培養學生創新能力的幾點看法。

在物理教學中實施創新教育，首先要解決的問題是教師教育觀念的轉變問題。教師應該認識到，教育不應該僅僅是訓練和灌輸的工具。它應該是發展認知的手段。素質教育的實施，將徹底改變以往的封閉式教學，教師和學生的積極性都將得到極大的尊重，由于學生的積極參與，每個學生的創造性都受到重視，指令性和專斷的師生關系將難于維系。教師的權威將不再建立在學生的被動與無知的基礎上，而是建立在教師借助學生的積極參與以促進其充分發展的能力之上。一個有創造性的教師應能幫助學生在自學的道路上迅速前進，教會學生怎樣對付大量的信息。他更多的是一個向導和顧問，而不是機械傳遞知識的簡單工具。在創新教育體系中，師生關系將進一步朝著“教學相長”的方向轉變和深化。

中學物理的教學有許多自身的特點，“物理模型”教學就是其中之一。那么，“物理模型”是什么?

物理學的目的就在于認識自然把握自然。但是，自然界中任何事物與其他許多事物之間總是存在著千絲萬縷的聯系，并處在不斷的變化之中。面對復雜多變的自然界，人們在著手研究時，總是遵循這樣一條重要的方法論原則，即從簡到繁，先易后難，循序漸進，逐次深入。根據這條原則，人們在處理復雜的問題時，總是試圖把復雜的問題分解成若干個比較簡單的問題逐個擊破。或者把復雜的問題轉化成比較簡單的問題。

基于這樣的一個思維過程，人們就創建了“物理模型”。可見，物理模型是指：物理學所分析的、研究的實際問題往往很復雜，為了便于著手分析與研究，物理學中常常采用“簡化”的方法，對實際問題進行科學抽象的處理，用一種能反映原物本質特性的理想物質(過程)或假想結構，去描述實際的事物(過程)。這種理想物質(過程)或假想結構稱之為“物理模型”。

“物理模型”的建立，是人們認識和把握自然的一個典范。是先人的一種創舉。“物理模型”的建立是一個創造性過程，對物理模型的認識和理解也是一個創造性的過程、一個培養創新能力的過程。可見，引導學生真正認識和理解甚至建立“物理模型”，顯然是培養學生創造性思維和創新能力的不可多得的途徑。

那么，怎樣把握好“物理模型”去培養學生的創新能力呢?下面我想先談談幾個問題：

一、中學常見的物理模型有幾種?

1、研究對象理想化的模型。例如，質點、理想氣體、恒壓電源等。

2、運動變化過程理想化的模型。如，“自由落體運動”、“簡諧振動”等等，這些都是把復雜的運動過程理想化了的“物理模型”。

二、物理模型有哪些特點?

1、物理模型是抽象性和形象性的統一。物理模型的建立是舍棄次要因素，把握主要因素，化復雜為簡單，完成由現象到本質、由具體到抽象的過程，而模型的本身又具有直觀形象的特點。

2、物理模型是科學性和假定性的辯證統一，物理模型不僅再現了過去已經感知過的直觀形象，而且要以先前獲得的科學知識為依據，經過判斷、推理等一系列邏輯上的嚴格論證，所以，具有深刻的理論基礎，即具有一定的科學性。理想模型來源于現實，又高于現實，是抽象思維的結果。

三、物理模型有哪些主要功能?

可以使問題大為簡化，從中較為方便地得出物體運動的基本規律：可以對模型討論的結果稍加修正，即可用于實際事物的分析和研究；有助于對客觀物理世界的真實認識。那么，在物理教學中又如何利用“物理模型”教學去培養學生的創新能力呢?

1、用“物理模型”教學培養學生的創新意識。創新意識和創新能力是兩個不同的概念，有時意識比能力更重要。我們已經談到，物理模型的建立很具創新性，教師應該把建立物理模型的這種創新的思路啟發地訴之于學生，這樣對學生創新意識的培養才是有益的。

2、利用“物理模型”培養正確的思維方法，從而培養創新能力。正確的思維方法是提高思維能力的基礎，良好的思維能力是創新能力的保證，只有正確的思維才談得上有良好的創新。但是由于年齡的關系，中學生一般只注意知識的學習，并不關心自己的思維方法是否正確，更不能自覺地糾正一些不正確的思維方法，這就影響了思維發展。因此，指導學生運用正確的思維方法是培養學生創新能力首要任務。“物理模型”的建立，也是一種嚴密的正確的思維方法，其思維過程非常明顯，分析好每一個“物理模型”的建立思維很重要，以“質點”這個物理模型為例，為什么要將物體簡化為質點?在什么時候什么物體可以簡化為質點?質點的概念很簡單，如果只教會學生質點的概念，而沒有使學生明確這種建立物理模型的思維過程以及運用物理模型建立概念的基本方法和思路，這將是教學上的一重大失誤!

分析好每一個“物理模型”的建立思維固然重要，但要重要的是引導學生去領悟這種思維過程，去品味這種思維過程，例如，在講“自由落體”時，就應該引導學生去理解，為什么要把物體的下落運動理想成“自由落體”，明確學習“自由落體”的真正的實際意義，經過引導、啟發、分析，學生自然而然地就會領悟到其中的奧秘，從而培養學生正確的思維方法，達到培養創新能力的目的。

3、我還要強調一點，在“物理模型”的建立和分析的教學過程中，要摸清學生各種錯誤的思維方法，及時予以糾正。例如，學生受了絕對化的片面思維方法的影響，不理解物理學中采用的理想化的思維方法，以為理想化不精確，脫離實際，有時對教師導出的某公式所采用的近似方法表示不可理解，在實驗中追求百分之百的精確度。這里我們就要及時指出物理模型的特點和功能，使學生明確物理模型的科學性，明確物理模型的條件性。及時糾正這類學生的思維方法，這也是培養和鍛煉創新思維和創新能力的好途徑。

總之，物理模型是培養學生創造性的很好素材，充分科學地用足用活物理模型，給學生營造一個寬松的、充分體現以“學生為主”的課堂環境，我們就一定能培養出一代具有創新能力的、適合現代化建設的新的人材!