高中物理模型教學的探究

段蘭昌

（河北省衡水市武強縣武強中學 河北武強 053300）

高中物理模型教學的探究

段蘭昌

（河北省衡水市武強縣武強中學 河北武強 053300）

在新課程改革的大環境下，現今的教育要求培養的人才具有創新能力，而我們現階段的物理教學中，往往忽略對模型思維能力的培養，這就不利于學生掌握科學的思維方法，物理模型教學能幫助學生掌握物理模型建立的，培養科學思維方法和創新實踐能力，因此物理教學中應提高對模型教學的重視。本文對當前物理模型教學現狀進行研究，又對現有物理模型教學理論進行理論綜述，以"以豎直平面的圓周運動運動規律"為教學案例，給出了物理模型教學的案例。通過研究，既豐富物理教學理論，又可對物理模型教學進行總體的把握。

物理模型 教學過程 課型

在新課程改革的大環境下，現今的教育要求培養的人才具有創新能力，而我們現階段的物理教學中，往往忽略對模型思維能力的培養，這就不利于學生掌握科學的思維方法，物理模型教學能幫助學生掌握物理模型建立的，培養科學思維方法和創新實踐能力，因此物理教學中應提高對模型教學的重視。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”。在物理教學中，教師如果善于設計和運用這些物理模型，不但可以幫助學生迅速理解和掌握物理知識，而且在發展學生智力、培養學生能力方面起到非常大的作用。

一、物理模型是教師講清概念的法寶，也是學生理解概念的捷徑

對一些抽象的、無形的概念，建立和正確使用物理模型可以提高學生理解和接受新知識的能力。例如，我們在運動學中建立了“質點”模型，學生對這一模型有了充分的認識和足夠的理解，為以后學習質點的運動、萬有引力定律、物體的平動和轉動，以及電學中的“點電荷”模型、光學中的“點光源”模型等奠定了良好的基礎。使學生學習這些新知識時容易理解和接受。如：磁場、電流等難以接受。因此教師在講解這些抽象的物理概念時，有必要制作一些特定的物理模型（直觀教具）將這些抽象的概念形象化、具體化，降低學生的理解梯度，教師比著模型講解概念“言之有物”，學生看著理解概念“心中有像”。

二、物理模型是培養學生思維能力的重要工具

借助物理模型不僅能形象直觀地說明物理現象和物理規律，而且還能從物理模型中抽象出物理概念和規律所反映的物理本質，它是在具體形象的基礎上，通過抽象思維的結晶。

在教學中利用物理模型引導學生進行綜合分析，從中找出它們所包含的物理本質，逐步培養學生的抽象邏輯思維能力。例如，在講解磁場時，由于學生從沒有接觸過“場”的概念，磁場又摸不著、看不見，學生無從感知什么是“磁場”，磁場有哪些特性。為了便于學生感知，我們可以用碎鐵屑的規則排列把磁場顯示出來（用電視機顯像管顯示效果更好），讓學生用眼觀察，學生就能接受“磁體周圍存在磁場”這一物理事實了。這樣磁場的模型——磁感應線就被學生感知出來啦。然后教帶領學生分析：不同磁體周圍磁感應線形狀不同，說明磁場有形狀；小磁針放在磁場中有確定的指向，說明磁場有方向，用磁感應線上的箭頭來表示。磁感應線密的地方磁場強，疏的地方磁場弱。放入磁場中的小磁體會受到力的作用，且N極受力方向與該點磁感應線方向一致。最后引導學生對以上幾點進行綜合，就可以得出磁場的物性。磁場有形狀、有方向、有強弱，對放入其中的磁體有力的作用。這個推理過程根據學生的思維發展規律，從感知出發，通過分析，撇開模型的具體特點，抽象出它所包含的本質東西，不但降低了學生理解梯度，還鍛煉了學生的思維能力。

三、物理模型，是連接師生之間的橋梁

物理模型，是輔助老師講解課本知識的一種工具，它的形成過程本就是一個極具創造性的過程，同時它也是老師在講課時使用最多的一種方式。將物理模型應用于物理課堂中，簡化了課本中許多復雜的知識內容，讓學生容易理解、掌握，它作為物理知識的載體，常常帶給學生獨特的視覺感受。老師通過模型將知識的內容真實地展現在學生面前，讓學生通過親自觀察去感受真實、可觸摸的知識。

作為老師講課時最常借助的工具之一，它可以將老師所要表達的思想、觀點等都清晰地轉述給學生；學生們通過接觸模型，就像真實地觸摸到課本里的知識一樣，另外物理模型還可以很好地幫助學生理解課本中的難點、重點，簡化知識。這樣老師和學生之間通過物理模型得到了很好的交流和溝通，幫助老師傳播知識的同時又讓學生愉快的接受知識，起到了很好的橋梁作用。例如老師在講解“摩擦力”時，就可以借助于物理模型來講解，讓學生親自感受一下什么叫摩擦力，幫助老師進行摩擦力的課程教學同時也讓學生得到很好的實際體驗，通過借助模型很好地簡化了老師的教學，幫助學生學習。物理模型在教學過程中是連接老師教學和學生學習的橋梁，這種作用也得到了淋漓盡致的展現和恰到好處的表達，有效地提高了學生的學習效率，提高了老師的教學質量，提高課堂效率。

掌握了模型解題法后，用模型的思路來解題，看到題型之后，腦子里馬上閃現出相對應的模型，抓住踩分步驟，巧妙解答，不僅省時間，而且準確率高了，同時核對也只需要按模型來校對，做題步驟少而精，錯誤率低。物理問題中有很多知識都是很有規律的，都是關聯的，我們只要利用它們之間的相似，利用等效替代，把問題歸入已知的規律中，就能把問題簡化，復合場問題的等效處理就體現了這一點。因條件和時間的限制對物理模型教學的研究仍偏重于理論，在教學中開展的模型教學實踐還遠遠不夠，物理模型教學過程理論應用與實踐，有待進一步進行更深入地研究。

[1]蔡禎榮，陸瑞杰。物理模型與中學物理教學[J].物理教師1997.6，3。

[2]全日制普通高級中學物理教學大綱（第一版）。人民教育出版社，2002.