中學物理模型教學策略的探究

劉明建

模型教學是實現新課程改革目標的理想載體，關于研究物理模型的文章有很多，也值得廣大物理教師去關注和借鑒。但大部分都有其缺陷，許多文章認為模型總是與知識的傳遞單獨聯系的，而且孤立地、片面地討論物理模型相關的問題。實際上，物理模型不是一種孤立的、片面的科學方法，它需要觀察、實驗、分析和綜合、假說與猜想等多個研究手段的相互配合使用，才能將探索精神與邏輯推理貫穿到整個教學中去。這就需要中學物理教師的引領，讓學生在其中領悟科學理念與科學精神的奧妙。在中學物理模型教學過程中，如果能夠與其他科學方法有機地結合起來，就能更好地拓展學生的思維與視野，幫助學生構建自己的知識網絡，提高學生的科學素養。因此，中學物理教師應該在物理模型與教學理論的指導下，結合中學物理教學的實際，實施有效的物理模型教學策略。

一、采用物理模型與圖景模式相結合的教學策略，加強直觀表象

建立物理模型的困難大多來自不完善的表象，如自由落體運動、小船渡河、反沖現象等。從物理的角度來看，這些表象都是不完善的，蘊含著許多錯誤的成分。物理模型與圖景反映了原型的直觀形象和主要特征，抓住了問題的本質。因此，在教學中師生應通過分析、比較、歸納與總結等，共同建立起相應的物理模型與圖景。物理模型與圖景都是來自于現實的材料，但二者又都高于客觀實際，這二者并不相違背，是物理知識與邏輯思維相統一的結果，綜合分析與應用等各方面能力的結合。通過物理模型與圖景相結合的教學方式，構造情景與理論模型的有機聯系，能夠加強學生學習物理知識中抽象的規律和形象的實際情景的緊密聯系，提高學生的學習效率，更好地讓學生掌握其所學的物理知識。

二、采用問題式的物理模型教學策略，激發學生的求知欲

在設置物理模型的情景教學中，中學教師所創設的問題情境應符合學生的客觀實際需要，特別是高考的需要。設置的問題要能夠使學生產生強烈的求知欲望，并將求知欲轉化為學生學習的動力和內在的心理需求。在講各種物理模型時，教師可以創設適當的問題情境，這樣既可以活躍課堂教學的氣氛，不至于讓枯燥的物理公式沉悶學生的心靈。同時也可讓學生建立起問題考查與研究的聯系，進而開拓新的境界。

教師應根據學生的實際水平，設置出適合學生思考，并面向高考要求的、難度適中、具有開放性與應用性的好問題，以幫助提高學生的邏輯思維能力。比如教給學生直線運動中的加速度之后，應當讓學生自己進一步設想運動過程中物體的速度和位移可能受到加速度怎樣的影響，并讓學生自己思考什么情況下物體運動是勻變速直線運動，什么情況下是非勻變速直線運動等問題。通過這樣的問題讓學生明確物理模型建立的目的，為學生建立物理模型構建一條通道，從而為學生的思維活動指明方向。而且教師給定問題的條件與結果往往是不具有定向性的，應該有多種解決問題的途徑和方法，這樣可以培養學生的發散性思維。另外，對學生的設問既要有縱向的，也要有橫向的，能夠使學生舉一反三、融會貫通。通過布設恰當的教學場景，富有成效的設疑，能夠準確無誤地幫助學生建立正確的物理模型思維。

三、采用類比推理的物理模型教學策略，克服慣性的定式思維

固有的定式思維往往成為物理模型遷移教學的障礙，這是因為以中學生目前的知識水平與能力一般難以具體地去分析所學知識的情境，也就難以打破己經形成的思維定式。如果說要學生要做到靈活處理目前的學習內容與能力，創造性地解決問題，這就需要中學教師采用靈活多樣的、類比推理的教學方式，而物理模型教學恰好就可以做到這一點。

模型教學可以把同類或異類或者不同發展階段，但具有某些相似方法的事物進行類比推理，比如根據兩個事物在某些方面的相似屬性，進而推理出它們在其他方面的屬性上也有可能相似的結論。因此物理模型教學中教師要防止把模型講死，更不能禁錮學生的邏輯思維能力。教師不僅要讓學生知道模型的確立只是物理研究的一種方法與手段，更要使學生領會物理中的模型與概念是經過怎樣的抽象建立起來的。物理中具體的事物又是經過怎樣的抽象歸納而進入該模型的，從而培養其抽象思維和解決問題的能力。例如，一個半徑為r的閉合金屬圓環，沿平面垂直放在磁感應強度為B的勻強磁場中，圓環總電阻為2R，一足夠長的直導線（電阻為R）以速度為v勻速運動，當直導線剛運動到圓心處時，

經過直導線的電流為多少？ 本題可以采用電路等效法去解答，雖然兩者的物理情景不太一樣，但可以借助熟悉的模型去類比推理，那么學生就可以利用電路模型知識輕松地解決這個問題了。

四、采用理論聯系實際的物理模型教學策略，重視模型建立過程中能力的培養

愛因斯坦說過：“物理書中充滿了復雜的數學公式，但是所有的物理學理論都起源于思維與觀念，而不是公式。”雖然現行物理教材已經多次修改，但教科書中理論聯系實際的生活事例依然很少，這樣就會造成學生在學習新的物理知識與規律時缺少該環節的思維訓練。因此，學生依然習慣于傳統的認識經驗和思維習慣，形成方法上的思維障礙。當學生真正遇到問題時，表現為思維混亂、束手無策的狀態。在物理模型知識的學習中，既包括建立物理模型的過程學習，也包括應用物理模型來解決問題的學習。而且在中學物理模型教學過程中，教師的教學要著重訓練學生提高思維能力、計算能力，開拓視野和境界。同時也要防止學生形成機械式思維的傾向，加強學生的理論聯系實際的能力，把學生從定式思維中解脫出來，培養正確的物理思維能力，從而提高解決實際問題的能力。現實中物理教師在講解各個物理理論時往往強調公式的死記硬背，進行強化訓練，讓學生的思維能力形成一種條件反射。這樣的方法有利有弊，從時效性來看具有很高的效率，但面對越來越開放發展的物理來說，就很難適應時代的需要，同時也與物理高考出題意圖相違背。現在高考物理試題也往

往呈現多樣化，而且注重理論與實際相聯系來出高考試題。把理論知識和實際的生活事例緊密聯系，并對應相關現象、規律建立適當的物理模型往往是解決問題的關鍵。比如物體追擊和相遇的物理模型，是直線運動的一個難點，學生很難深刻理解模型的關鍵是什么。但是聯系生活中汽車行駛如果不注意安全，會發生追尾事故的事例來解釋這個物理模型，則會達到事半功倍的效果，使學生更容易分析和解決問題。

中學物理模型的教學著重強調教師要培養學生建立和應用物理模型的能力，從而達到幫助學生理解并掌握物理知識，使知識體系系統化、網絡化，以適應現實物理知識中復雜多變的世界。在課堂教學中開展模型教學，不是物理課堂教學所獨有，其他學科也同樣在如火如荼地進行。這樣的教學方式可以培養學生的創新精神和實踐能力，以及樹立終身學習的意識，最終促進學生的全面發展。因此，中學物理教師要掌握并領悟物理模型教學的精髓，這也是當今時代對教師要不斷改進教學的號召。

參考文獻

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