高中物理模型教学刍议

《高中物理模型教学刍议》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

　　高中物理模型教学刍议：利用物理模型进行教学可以帮助学生更好地理解和把握物理概念，对学生的学习起到积极的作用。本文从理想化模型入手，探讨了物理模型教学的意义，介绍了建立物理模型的几个注意点，并就学生利用物理模型学习给出了粗浅的建议。　　关键词：高中物理；教学；模型　　　　相对来说，高中物理是一个比较难学的学科，许多学生反映概念和定理不好理解，就算学习了公式和定理，等到做题的时候还是不知道该如何运用。从另一个方面来讲，教师也感觉物理这门学科不太好教，费口舌不算，还未必能够让学生听得懂。这个时候，模型在教学中的作用就显得非常重要。　　一、物理模型教学的意义 　　简单来讲，教学模型是从复杂多变的物理现象或物理活动过程中抽象出来的研究对象的简化描述或者模拟，其目的是为了研究和教学的方便，是教学必不可少的教辅手段。教学模型的优点在于它抓住了物理现象或活动最本质的一面，排除了那些非本质的其他因素，最大可能地保留其决定性因素，而将那些不重要的对学生有干扰、困惑因素的东西摈弃。教学模型使物理活动和现象得以简单的呈现，而又能帮助学生认识和研究各种物理活动和现象的本质，有利于对各种概念和定理的理解。教学模型可以将抽象的概念和定理形象化、直观化，可以使耗时很长也未必观测清楚的物理现象得以清晰地再现，可以加深学生对各种物理本质的理解。　　在实际的学习过程中，为了解决所面临的物理问题，我们往往将客观存在的物理现象和问题在保留其所需的本质前提下加以简化和抽象，从而形成模型。这个模型保留了主要矛盾，而过滤掉了次要的不起决定性作用的因素，我们称之为理想化模型。我们必须精于观察，善于从物理现象或活动中概括出一般规律来，从抽象的思维将其简单化，又不失其本质。模型的建立和应用不应该看做教学的辅助，而应当看做就是教学本身，这将对整个物理教学起到至关重要的作用。　　二、物理模型的建立　　（一）以服务教学为宗旨　　模型是对模拟对象的简单化处理，虽然也求其真，但这和雕像、绘画等艺术作品不同，后者要的是欣赏，而模型的目的则是教学，多余的—— 尽管可能是客观对象本身的一部分，但如果对教学，或者说对认识客观规律没有促进作用，那么它就是多余的、不必要的，在建立模型的过程中是要删去的。教学模型的目的非常单纯，就是为了教学，所以比较简单明了，集中而突出。这是建立教学模型的原则。如果模型偏于花俏，往往容易使学生的注意力分散，把过多的精力用在目的之外的事物上，反而会使他们对本应掌握的知识系统产生厌倦心理。　　在使用模型的过程中，教师还要善于引导，帮助学生持续地深入到问题的本质中去，防止学生自由散漫，只顾玩得高兴而忘记学习的现象发生。例如，在掌握电场概念的时候，我们用验电羽建立电场模型，验电羽会在电场中很有规则的排列，这个时候，学生往往显得比较兴奋，教师就要加以引导，防止学生的讨论脱离了主题跑到其他地方去，这种情况是经常发生的。教师要引导学生观察、分析、总结，使他们逐步认识电场以及电场方向等物理概念。　　（二）以理论学习为原则　　学习是一个由浅入深的过程，物理的学习也是从现象到本质的认识过程，所以，让学生认识物理现象并不是物理教学的终极目的，而是要让学生认识到各种现象之间的必然联系和因果关系，从而把握客观规律。教学模型普遍的具有揭示现象的作用，但模型教学并不仅仅在现象，而是通过现象的反复出现去把握其物理规律，从而加深对物理理论的理解。从这个意义上来说，模型具有可反复使用性。如果脱离了理论学习这个原则，那么模型教学就容易流于形式，停在表面，只落个热闹的课堂，而对学生的学习帮助甚微。　　（三）以物理理论为根据 　　教学模型不是对物理现象的简单复制。根据用途不同，模型在建立的时候会有所侧重，有的突出了研究对象的主要因素，而忽略其次要因素，便于简明而比较准确地得到普遍的结论；有的模型，只是模拟性的描述，意在揭示常见的比较容易了解的物理现象。但无论哪一种模型，其所遵循的物理理论必须是正确的。也就是说，在应用模型进行教学的时候，我们必须保证这个模型符合物理规律，否则就是一个失败的模型。　　如果我们要建立一个理想变压器模型去研究变压器的相关规律，这里有一个令学生困惑的问题：当这个变压器模型的副线圈I=0时，那么原线圈中的电流I是多大呢？如果按照理想变压器的P1=P2分析，那么I也应当为零。我们要知道理想变压器模型忽略了内部能量耗损的因素，这时候，怎样保证U1：U2=n1：n2呢？所以，当内部能量耗损小，输入功率和输出功率基本相同的时候，理想变压器模型是成立的，然而，当副线圈空载的时候，变压器的内耗决定了其输入功率的大小，虽然损耗小，其电流仍是存在的，并不能是零。这样，这个模型忽略了物理规律的存在，因而就不能行使它应有的功能。　　三、物理模型的应用　　教师教学模型的应用前文已有所提及，其意义和方法就不在这里赘述。对学生来说，应用模型是一个重要的学习过程。不仅是在各种实验中，在解答物理习题的时候也可以便捷地运用模型。当然，这需要遵循一定的方法：首先要分析题意，弄清楚问题的重点，然后确定理想化模型，观察其环境，最后要将物理模型转换为数学模型，从而推导出结果。 　　在教学中要引导学生利用物理模型来理解物理概念，让学生养成利用物理模型来解决问题的习惯。需要指出的是，教材中除了那些明确提出模型的内容，还有许多并没用明确提出“模型”这一称呼，这并不意味着没用，而是内在的模型，比如光滑面、单摆、匀速直线运动等等都是理想化物理模型。当然，也有的物理概念未必能够建立准确的物理模型。总之，建立物理模型能够让抽象的不可捉摸的物理现象更加具体形象地出现在学生面前，能够帮助学生更准确、更系统地掌握物理系统知识。