浅谈模型在教学中的应用

《浅谈模型在教学中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、浅谈模型在教学中的应用前一•段时间我参加了区里的教学设计评优，题目是《在星空中》，大家印象最深的可能就是我为这节课设计并制作了一个教学模型，这个模型很好地解决了教学中学生对概念的理解问题。今天我就模型在教学中的应用问题和人家做一探讨。模型是所研究的系统、过程、事物或概念的一种表达形式，也可指根据实验、图样放大或缩小而制作的样品，一般用于展览或实验或铸造机器零件等用的模子。《新华字典》中対模型的解释为：1、照实物的形状和结构按比例制成的物休，多用于展览或实验。2、铸造川的模子。模型可以取各种不同的形式，不存在统一的分类原则。按照模型的表现形式可以分为物理模型、数学

2、模型、结构模型和仿真模型。物理模型也称实体模型，乂可分为实物模型和类比模型。①实物模型：根据相似性理论制造的按原系统比例缩小（也可以是放大或与原系统尺寸一样）的实物，例如风洞实验中的飞机模型,水力系统实验模型，建筑模型，船舶模型等。②类比模型：在不同的物理学领域（力学的、电学的、热学的、流体力学的等）的系统中各自的变量有时服从相同的规律，根据这个共同规律可以制出物理意义完全不同的比拟和类推的模型。例如在一定条件卜-rfl节流阀和气容构成的气动系统的压力响丿应与一个由电阻和电容所构成的电路的输出电压特性具有相似的规律，因此可以用比较容易进行实验的电路来模拟气动系统

3、。数学模型用数学语言描述的-•类模型。数学模型可以是一个或一组代数方程、微分方程、差分方程、积分方程或统计学方程，也可以是它们的某种适当的组合，通过这些方程定量地或定性地描述系统各变量之间的相互关系或因果关系。除了用方程描述的数学模型外，还有用其他数学工具，如代数、儿何、拓扑、数理逻辑等描述的模型。需要指出的是，数学模型描述的是系统的行为和特征而不是系统的实际结构。结构模型主要反映系统的结构特点和因果关系的模型。结构模型屮的一类重要模型是图模型。此外/物系统分析中常用的房室模型等也属于结构模型。结构模型是研究复朵系统的有效手段。仿真模型通过数字计算机、模拟计算机

4、或混合计算机上运行的程序表达的模型。采用适当的仿真语言或程序，物理模型、数学模型和结构模型一般能转变为仿真模型。关于不同控制策略或设计变量对系统的影响，或是系统受到某些扰动后可能产牛的影响，最好是在系统本身上进行实验，但这并非永远可行。原因是多方面的，例如：实验费用可能是昂贵的；系统可能是不稳定的，实验可能破坏系统的平衡，造成危险；系统的时间常数很人，实验需要很长时间;待设计的系统尚不存在等。在这样的情况下，建立系统的仿真模型是有效的。例如，生物的甲烷化过程是一个绝氧发酵过程，由于细菌的作用分解而产生甲烷。根据生物化学的知识可以建立过程的仿真模型，通过计算机寻求

5、过程的最优稳态值并且可以研究各种起动方法。这些研究儿乎不可能在系统H身上完成，因为从技术上很难保持过程处于稳态，而且生物甲烷化反应的起动过程很慢，需耍几周的吋间。但如果利用（仿真）模型在计算机上仿真，则甲烷化反应的起动过程只需要几分钟的时间。以上是对模型的简要介绍，而在我的教学设计中所应用的模型应该属于物理模型中的比例模型，主要用来模拟不易观察到货无法观察到的现象。在小学科学教学中，地球与宇宙领域中的很多知识都要用到这类模型，例如：太阳系的组成、四季形成的原因、地震火山的成因等等。在科学教学屮对模型的应用不仅限于对观察对象的模拟，有时也会用在对观察对象的记录上，

6、例如：记录动物或植物的住长状态时，用文字描述显得枯燥不形象，用绘图的方式学生掌握不了，用照片的形式缺乏立体感，并且在同一时间我们不可能看到所有阶段的现彖同时呈现，这时我们就可以用到制作模型的方法。因此我认为在教学屮要用好模型要从三个方而入手：一、利用建模的策略，让模型成为形象化的教具或学具，帮助学生理解所学知识。建模教学是一种教学策略，建模教学理论的创立者赫斯顿认为，人是建模的动物，人总因模型或建模思想來表证客观世界的情景，利川己知的各种模型对客观世界进行思考、分析解释和预测。在科学研究中，对■客观对象进行了一定的观察实验和所有获得的科学事实进行初步的概括后，常

7、常利用想象、抽象、类比等方法建立一个适当的模型来反映代替客观对象，并通过研究这个模型来揭示客观事物的形态、特征和木质，这样的方法就是模型方法。我们大家也许也有这种感觉，我们认识事物的过程也是模型建立的过程。当我们想要认识一个事物的时候，会口然的把这种事物想彖成已经认识的事物，例如：我们不认识纳米材料时，就会自然把这种材料与我们已知的毫米、微米和比较，这就是类比模型的一种，当我们提到原子核时，我想大部分人会想到原了模型，因为我们看不到原子的内部结构，而模型就代替实物成为我们对原子的认识。作为教师，我们在教学中会经常遇到需要学牛认识事物，但这种事物却离学生的生活比佼

8、远的情况，这是我们就对以