建構(gòu)物理模型在高中物理教學(xué)中的意義和方法

阮慶鵬

摘?要：伴隨著國(guó)內(nèi)教育改革進(jìn)程的不斷深化，多媒體教學(xué)的興起，加上師資隊(duì)伍素質(zhì)的提升，現(xiàn)階段我國(guó)的高中物理教學(xué)水平也得到了顯著提高。但是在具體的實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中，許多教師仍然發(fā)現(xiàn)學(xué)生在獨(dú)立解決比較復(fù)雜的多過(guò)程問(wèn)題時(shí)無(wú)從入手。為了能夠有效地解決這個(gè)問(wèn)題，教會(huì)學(xué)生熟練的掌握基礎(chǔ)模型，將難題分解為多個(gè)簡(jiǎn)單基礎(chǔ)模型的方法顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)物理模型;高中物理;意義與方法

【中圖分類號(hào)】G633.7?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【文章編號(hào)】1005-8877（2020）09-0093-01

將建構(gòu)物理模型的方式運(yùn)用到高中物理教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，不但可以把原本抽象的大段文字題目簡(jiǎn)化為一個(gè)具體的物理模型，還能把比較復(fù)雜的多過(guò)程模型簡(jiǎn)化為幾個(gè)簡(jiǎn)單的基本模型。生動(dòng)具體的題目能夠讓學(xué)生更好地加入到教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中，進(jìn)行更有效的思考。因此要怎么樣才能夠在高中物理學(xué)習(xí)當(dāng)中發(fā)揮出建構(gòu)物理模型的價(jià)值與作用，就成為當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

1.高中物理教學(xué)中構(gòu)建物理模型的重要性

（1）將物理知識(shí)變得簡(jiǎn)單化

在高中物理教學(xué)中通過(guò)對(duì)物理模型的構(gòu)建不但可以將原本固態(tài)化、僵硬的物理知識(shí)變得更加直觀，而且這種動(dòng)態(tài)化的方式對(duì)于學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)理解物理知識(shí)掌握物理規(guī)律具有重要的意義。例如，在一些繁瑣的物理理論知識(shí)講授的過(guò)程中如果沿用傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式，只會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而通過(guò)物理模型的構(gòu)建既能夠激發(fā)學(xué)生的課堂參與熱情，還能夠強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力，讓抽象的物理知識(shí)變得簡(jiǎn)單。

（2） 提高學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)的理解程度

和其他高中課程相比，高中物理具有明顯的交叉性與復(fù)雜性，因此想要讓學(xué)生在有限的課時(shí)內(nèi)做好總結(jié)是相當(dāng)困難的。為了深化學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)的理解能力，教師應(yīng)當(dāng)要依據(jù)物理學(xué)習(xí)的特殊性來(lái)構(gòu)建出一個(gè)與之相應(yīng)的物理模型，并以此來(lái)幫助學(xué)生解決物理知識(shí)理解困難和過(guò)于抽象的問(wèn)題，讓整個(gè)物理學(xué)習(xí)過(guò)程變得更加趣味性，而且通過(guò)物理模型還能夠提高學(xué)生的物理思維能力和學(xué)科素養(yǎng)，這對(duì)于構(gòu)建高效課堂是極為有利的。

2.在物理學(xué)習(xí)當(dāng)中如何實(shí)現(xiàn)物理模型構(gòu)建

（1）構(gòu)建物理模型提高學(xué)生的模仿和歸納能力

高中物理教學(xué)當(dāng)中除了傳統(tǒng)意義上課本當(dāng)中的理想物理模型如單擺，平拋，自由落體等模型外，教師更應(yīng)該自己總結(jié)出一些實(shí)用的“解題模型”，例如，在解決共點(diǎn)力平衡章節(jié)當(dāng)中的“動(dòng)態(tài)分析”問(wèn)題時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)首先告訴學(xué)生解決力學(xué)問(wèn)題普遍的基本步驟和解題順序，例如，應(yīng)該首先進(jìn)行受力分析，按照題目中以及給出畫在圖中的已知力、重力、彈力（有幾個(gè)接觸面就有可能有幾個(gè)彈力）、摩擦力（有幾個(gè)接觸面就可能有幾個(gè)摩擦力）的順序進(jìn)行分析。其次，還應(yīng)該告訴學(xué)生這個(gè)順序的理由是什么，已知力是確定有的，重力是只要在地球附近就都有，而因?yàn)榍皟烧咦饔枚a(chǎn)生彈性擠壓后就會(huì)產(chǎn)生彈力，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)就會(huì)產(chǎn)生摩擦力。通過(guò)這樣的講解，學(xué)生對(duì)老師講解的內(nèi)容會(huì)更容易接受，在實(shí)際操作中也會(huì)模仿進(jìn)行使用。通過(guò)一些簡(jiǎn)單的例題分析，還能繼續(xù)交給學(xué)生，整體法和隔離法的使用條件和使用步驟，使用順序等，由淺入深，逐步遞進(jìn)。在學(xué)生完全掌握后，還應(yīng)根據(jù)學(xué)生素質(zhì)和需求，培養(yǎng)學(xué)生不再拘泥于固定套路和步驟而是根據(jù)題目條件和問(wèn)題逆推解題步驟的能力。

（2）構(gòu)建物理模型提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

由于高中物理涉及面廣，所以教師在教學(xué)中必須要有側(cè)重點(diǎn)地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。還是以解決共點(diǎn)力平衡章節(jié)當(dāng)中的“動(dòng)態(tài)分析”問(wèn)題為例，在進(jìn)行上述步驟完成受力分析后，還應(yīng)告訴學(xué)生具體問(wèn)題對(duì)應(yīng)的物理模型和對(duì)應(yīng)的解決方法。例如，一是運(yùn)動(dòng)前后物體都是平衡，并且力的夾角右直角的情況下，一般采用公式法，操作方案是，通過(guò)列出平衡方程（一般采用合成法較為簡(jiǎn)單，力超過(guò)三個(gè)時(shí)用正交分解）得到其他力與重力和角度的關(guān)系，通過(guò)運(yùn)動(dòng)前后角度的變化，求得其他力大小的變化。二是當(dāng)除了重力以外，有一個(gè)力方向保持不變時(shí)，通過(guò)作圖法解決問(wèn)題，操作方案是把重力和其他力合成到這個(gè)力的方向上，放在力的三角形當(dāng)中（一般取下面那個(gè)比較方便），通過(guò)運(yùn)動(dòng)前后力的三角形線段長(zhǎng)度的變化判斷力大小的變化。三是當(dāng)除了重力，有其他力方向都改變時(shí)，采用相似三角形法，操作方案是對(duì)結(jié)點(diǎn)受力分析，合成在重力方向延長(zhǎng)線方向，找到力的三角形與長(zhǎng)度三角形的比值關(guān)系，通過(guò)長(zhǎng)度三角形長(zhǎng)度的變化判斷力的大小變化。通過(guò)這種具體的“解體模型”講解，不但可以讓學(xué)生的理解力提升到一個(gè)新的層次，并且還可以幫助學(xué)生學(xué)會(huì)如何將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物理模型，這對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力是極為重要的。

3.指導(dǎo)學(xué)生掌握物理模型的方法

（1）指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理模型來(lái)解答物理問(wèn)題

一是指導(dǎo)學(xué)生正確讀題并找出研究對(duì)象;二是確定出相應(yīng)的實(shí)體物理模型;三是將實(shí)體物理模型與習(xí)題作為已知條件與待求量，以此來(lái)確立模型的狀態(tài);四是在明確物理過(guò)程變化狀態(tài)的同時(shí)總結(jié)出物理規(guī)律，把解題的方程組列出;五是運(yùn)用推理計(jì)算的方式來(lái)將物理模型的結(jié)果導(dǎo)出并檢驗(yàn)。

（2）指導(dǎo)學(xué)生能夠運(yùn)用物理模型掌握物理規(guī)律

所有的物理模型在構(gòu)建的過(guò)程當(dāng)中都是以物理知識(shí)以及內(nèi)在規(guī)律為基礎(chǔ)的，因此教師要啟發(fā)學(xué)生明白物理模型也只適用于一定范圍的物理規(guī)律，讓學(xué)生能夠利用物理模型推導(dǎo)出所相關(guān)的物理規(guī)律及物理知識(shí)，這樣既能夠提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效率，對(duì)于深化學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)也有重要的意義。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上，想要在高中物理教學(xué)過(guò)程當(dāng)中發(fā)揮出構(gòu)建物理模型的價(jià)值與作用，教師就必須要結(jié)合學(xué)生們的具體情況，在強(qiáng)調(diào)‘生本理念的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生的思維讓學(xué)生在物理模型的構(gòu)建過(guò)程中掌握物理知識(shí)與規(guī)律，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)與發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉占國(guó)，王文清.建構(gòu)物理模型在高中物理教學(xué)中的實(shí)踐研究[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊，2017（12）：124-137