探析高中物理教學(xué)中模型的應(yīng)用

丁小波

(如皋市搬經(jīng)中學(xué)，江蘇如皋，226500)

隨著新時(shí)代教育的發(fā)展，各科的教學(xué)方法越來(lái)越豐富，其中高中物理教學(xué)發(fā)展到今天，已經(jīng)取得了明顯的進(jìn)步。為了順應(yīng)高考形勢(shì)，最近幾年的高中物理的教學(xué)形式也在不斷地變化和創(chuàng)新，為了使學(xué)生能夠更快地接受物理知識(shí)，教師也在不斷探索更加新型和更加形象的教學(xué)模式。物理是一門比較抽象的學(xué)科，這門學(xué)科對(duì)學(xué)生的抽象思維要求較高，如果教師只是一味地向?qū)W生講授理論，而不去形象地向?qū)W生表達(dá)，學(xué)生是很難掌握這種抽象的物理知識(shí)的。模型就是一種很好地將抽象的物理知識(shí)化為形象具體的模型的教學(xué)方法。本文將結(jié)合具體的教學(xué)案例來(lái)探析模型在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用。

一、物理模型在物理規(guī)律教學(xué)中的運(yùn)用

物理規(guī)律是一些比較抽象的概念和定義的集合，它總結(jié)和反映了物質(zhì)各個(gè)因素之間的聯(lián)系，對(duì)于許多高中生來(lái)說(shuō)學(xué)習(xí)物理規(guī)律是一件比較枯燥的事，因此如何引導(dǎo)學(xué)生更快地接受并掌握這些物理規(guī)律是教師關(guān)注的重點(diǎn)。在物理規(guī)律的教學(xué)中，如果教師只是一味地講述，學(xué)生是很難掌握和運(yùn)用這些規(guī)律的，物理模型的建立是教師講授物理規(guī)律的一個(gè)有效方法。

例如，在講到牛頓定律時(shí)，可以先在黑板上給學(xué)生建立一個(gè)這樣的模型：用力推一個(gè)木塊在水平桌面上前進(jìn)，當(dāng)停止用力時(shí)，木塊就停了下來(lái)。也可以借助多媒體，對(duì)這個(gè)模型進(jìn)行動(dòng)畫模擬并且教師要向?qū)W生展示出木塊與水平桌面之間是凹凸不平的，在這種情況下，木塊因?yàn)槭艿酵屏Φ淖饔孟蚯斑\(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)木塊還受到摩擦力的作用，在人手撤銷推力后，木塊在摩擦力的作用下漸漸地停止。

這時(shí)，在學(xué)生觀察完模型演練之后，教師可以開(kāi)始對(duì)學(xué)生提問(wèn)：物體在不受力時(shí)會(huì)如何運(yùn)動(dòng)？

假設(shè)有：

①物體將運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越快；

②物體將保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

③物體將慢慢停下來(lái)。

然后教師根據(jù)不同學(xué)生的觀點(diǎn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出自己的方案。

這個(gè)模型的建立可以使學(xué)生快速在大腦中形成想象，提高學(xué)生的積極性，調(diào)動(dòng)課堂的氣氛，由此可以看出物理模型在教學(xué)中的作用。

再如，教師建立模型，利用動(dòng)畫來(lái)模擬伽利略理想實(shí)驗(yàn)，如圖所示：

我們都知道，聞名世界的物理學(xué)家伽利略在三百多年前，通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)推理得出運(yùn)動(dòng)物體不受阻力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。后來(lái)，笛卡兒的補(bǔ)充和牛頓的研究進(jìn)一步完善了伽利略提出的理論。教師通過(guò)建立這個(gè)實(shí)驗(yàn)的模型，能使學(xué)生更加形象地理解和掌握伽利略著名實(shí)驗(yàn)。

二、物理模型在解答物理習(xí)題中的運(yùn)用

高中生在學(xué)習(xí)物理時(shí)不僅僅是為了了解物理現(xiàn)象，更多的是為了解答物理習(xí)題，而物理習(xí)題的解答離不開(kāi)模型的應(yīng)用，教師要想把一道題解釋清楚，就必然少不了物理模型的運(yùn)用。下面以一道物理習(xí)題為例來(lái)分析模型在教學(xué)中的應(yīng)用。在拿到一道習(xí)題時(shí)，首先要做的就是讀題，通過(guò)讀題來(lái)確定探究的對(duì)象；然后，根據(jù)自己構(gòu)思的模型羅列出題中給出的條件和需要求得的物理量；最后，根據(jù)構(gòu)建出的模型解答問(wèn)題。

三、物理模型在解決應(yīng)用性物理問(wèn)題中的運(yùn)用

顧名思義，應(yīng)用性物理問(wèn)題來(lái)源于我們的日常生活，它主要解決的是在我們?nèi)粘Ｉ钪谐３３霈F(xiàn)的具有客觀性和隱秘性的物理現(xiàn)象，這類問(wèn)題看似平常，實(shí)際上在解決過(guò)程中需要相當(dāng)?shù)闹腔邸＿@類問(wèn)題的解決離不開(kāi)物理模型的應(yīng)用，需要教學(xué)者充分觀察現(xiàn)實(shí)生活中出現(xiàn)的物理現(xiàn)象，構(gòu)建物理模型。例如在學(xué)電流、電路、電磁感應(yīng)等知識(shí)時(shí)，物理模型就顯得尤為重要。因?yàn)樯钪形覀兘?jīng)常會(huì)和電打交道，所以這類問(wèn)題我們比較熟悉，在解決這些應(yīng)用性比較強(qiáng)的物理問(wèn)題時(shí)，就要將生活中的現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為物理模型來(lái)解決，把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，形象具體地教學(xué)生解決問(wèn)題。

四、物理模型在物理實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用

物理是一門需要?jiǎng)邮謱?shí)驗(yàn)的學(xué)科，教師在教學(xué)過(guò)程中為了使學(xué)生更加清楚物理規(guī)律的由來(lái)，需要引導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作，而實(shí)驗(yàn)的順利完成必然少不了物理模型的建立，物理模型的建立能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)提供保障。例如在學(xué)習(xí)集成電路的知識(shí)時(shí)，教師事先應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)思出一個(gè)電路圖，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，鞏固學(xué)生的物理知識(shí)。

經(jīng)過(guò)上面的舉例分析，我們可以了解到物理模型在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要性。當(dāng)今的物理教師應(yīng)該多運(yùn)用物理模型來(lái)提高教學(xué)水平，培養(yǎng)學(xué)生的物理知識(shí)技能，在物理模型方面，不斷創(chuàng)新和探索，促進(jìn)物理模型形式的多樣化，促進(jìn)學(xué)生物理素養(yǎng)的提高，促進(jìn)我國(guó)物理教育事業(yè)的發(fā)展。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，物理是一門抽象的學(xué)科，在高中物理的教學(xué)中教師需要借建立模型來(lái)使學(xué)生明白物理現(xiàn)象，在探析物理模型的應(yīng)用之前，必須首先了解物理模型的含義與分類。在研究生活中的物理現(xiàn)象時(shí)，出現(xiàn)的問(wèn)題會(huì)很復(fù)雜，一種物理現(xiàn)象的產(chǎn)生往往由多種因素引起，為了使遇到的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，物理學(xué)中往往運(yùn)用一種假想的結(jié)構(gòu)即建立物理模型的方法。物理模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)中的物理現(xiàn)象進(jìn)行抽象化然后以一種理想的結(jié)構(gòu)模型呈現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生通過(guò)對(duì)物理模型的觀察和探究，將復(fù)雜的問(wèn)題變得簡(jiǎn)單、明了，使抽象的物理問(wèn)題更加具體、形象、直觀地展現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)而讓學(xué)生輕松地理解和掌握現(xiàn)象原型的規(guī)律和知識(shí)。因此，教學(xué)中，教師應(yīng)努力創(chuàng)造條件，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)各種物理模型，理解其中的內(nèi)涵，并嘗試引導(dǎo)學(xué)生正確地使用物理模型，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)的提升，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

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