高中物理模型构建及教学策略.doc

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1、高中物理模型构建及教学策略摘要：物理模型构建是物理学发展的重要方向。高中物理模型虽然不同于科学研究中的物理模型，但两者思维过程的本质是一样的。本文主要介绍高中物理模型的构建、构建模型的教学策略、使用模型应注意的问题。关键词：物理模型；模型构建；教学策略物理学是一门研宄自然现象和事物的科学，而事物之间有复杂的联系，这使得研宄产生了复杂性，这就要求我们对其进行科学的抽象，建立起能反映物理客体本质属性的理想模型。任何一个物理模型，都表征着对一个运动的本质描述，既标志着对运动的认识深度，也标志着对运动的概括能力，从这个意义上看，一个物理模型代表着一种物理思维。一、高中物理模型的构建4物理模型构建

2、与科学研究中的物理模型构建既有联系又有区别。首先两者构建主体的知识背景不同，前者是仅有中学知识水平的学生，后者是拥有丰富物理学、天文学、数学等知识功底的物理学家；其次两者构建的要求不同，前者是根据高中物理课程标准的要求设计的，后者是根据科学研宄的要求设计的；再次两者构建的目标不同，前者是为了让学生更好地认识物理基本知识和基本规律，后者是为了更深入的认识一个物理事件的本质。但从根本上说两者思维过程是一致的，都通过探宄，使用归纳、演绎、类比等思维方法，将己有物理知识进行假设、模拟，把复杂的事物进行简化、抽象构建一个能反映原型物理本质的模型，进而通过对模型的研究获取原型的信息，为形成理论建立基

3、础。１．物理概念模型的构建。物理概念不仅是物理基础知识的重要组成部分，也是构成物理规律、建立物理公式和完善物理理论的基础与前提。物理概念是人类智慧的结晶，凝结着很高的智力价值，是培养学生思维品质、提高能力的好材料。给抽象的或复杂的物理概念建立模型，能帮助学生认识物理事物的本质，如“电场强度”概念模型的构建：通过观察与分析可知，同一个检验电荷在场源电荷０形成的电场中的不同位置所受电场力大小、方向均不同。这个电场力是同一个电场对同一个检验电荷的，所以，场源电荷周围不同位置的电场有强弱之分和方向之别。因此，要引入物理量描述这种性质一一电场强度。（１）电场强度的方向同一检验电荷在电场中不同的点所

4、受电场力方向不同，因此，场强不仅有大小，而且有方向，是矢量。用检验电荷所受电场力的方向表征场强方向比较恰当，但是正、负检验电荷在电场中同一点所受电场力方向相反，怎样定义场强方向呢？回顾初中磁场方向的定义，小磁针ＡＴ、ｓ极受力方向也是相反的，于是人为规定：小磁针＃极受力方向为磁场方向，这是人们的一种习惯。电场强度方向的定义也是如此，规定带正电的检验电荷所受的电场力方向为场强方向。（２）电场强度的大小据库仑定律知点电荷＾在场源电荷０形成的电场中某点所受的电场力大小一定，不同位置所受的电场力大小不同，且都与点电荷９的电荷量成正比（分析数据表略）。分析数据不难得出：放入电场中某点的试探电荷所受的

5、电场力与试探电荷所带电荷量的比值一定，电场中不同点比值不同，此比值只与场源电荷０有关、与电场中的位置有关，而与试探电荷？无关，该比值就是该点的电场强度。２．物理原理和规律模型的构建。物理原理和规律主要包括物理事物的特征、成因及其发展变化和相互间的联系，这种模型可以让学生更深刻的认识物理现象、运动和规律，如力与运动关系模型的构建。实验探宄１：取三个相同的钢球，将其中两个球分别包裹锡箔纸和棉胶带，在斜面左侧同一高度处静止释放，观察三个小球到达右侧最高点位置。现象：⑴三个小球到达右侧最高点时高度比释放时的高度低一些；⑵普通钢球接近释放时的高度，包裹医用棉胶带的钢球最低。学生猜想：球与轨道间有摩

6、擦，且大小不同。学生体验：感受三个钢球表面的粗糙程度，普通钢球最光滑、包裹棉胶带的钢球最粗糙。探宄结果：三个钢球释放后总是试图达到原来释放时的高度，但由于摩擦阻力的存在，它们总达不到释放时的高度，摩擦阻力越小钢球越接近释放时的高度。探宄实验２：普通钢球从左侧同一高度静止释放，减小右侧斜面与水平面间的夹角。现象：钢球接近释放时的高度，运动的时间和距离会越来越长。推论：继续减小右侧斜面与水平面间的夹角直到右侧斜面水平，再释放钢球，钢球会一直运动下去，永远停不下来。学生认识到不受力作用时物体将保持原来的运动状态不变。在这样一个探究过程中，提出问题、猜想与假设、分析论4证等要素十分突出，实验所起

7、的作用也十分明显。３．物理知识系统模型的构建。物理事物各要素之间是相互联系、相互作用、相互制约的，特别是复杂的物理事物影响因素很多，知识系统模型就是把这些影响因素进行分类、归纳，并找到它们之间的相互联系，从而进行快速、有效地整理、分析，形成全面的物理知识系统。如静电场性质模型的构建（如图１所示）。试探电荷在电场中某点所受电场力与电荷ａ比值图１静电场性质模型的构建形成稳固的“知识链”有利于突出知识递进关系。知识间联系越紧密，就越容易为