物理模型在高中物理教材中有效运用.doc

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1、物理模型在高中物理教材中有效运用传统教育在许多方面抹杀了学生的主观能动性和创造性，在教学过程中以教师向学生的知识灌输为中心，遵从“知识输入→知识储存→知识提取”这一不变主旋律，把学生仅仅看做是知识的储存器。学生的主动性、创造性得不到充分的发展，反而受到压抑。现在大力提倡创新教育，就要求教师转变教育观念，紧紧抓住以学生为主体这一教学特征，让学生学会思维，掌握处理实际问题的方法，培养学生分析问题、解决问题的能力，而不仅仅是让学生学习必要的物理基础知识。在物理教学中的教学方法很多，而物理模型教学法可以说是其中很重要的一种方法。纵观物理学的发展史，模型方法在物理学的

2、产生发展过程中发挥了重大的作用。物理学的发展史可以说是一个建立物理模型和用新的物理模型代替旧的物理模型的过程。物理学中的概念、规律和公式等几乎都是借助于物理模型进行抽象概括而来的。可以说，不了解和不掌握物理模型的方法，就学不好物理。建立正确鲜明的物理模型本身就是重要的物理内容之一，它与相应的物理概念、规律现象相依托，它是物理教学的重要方法和有力的手段之一。同时了解物理模型的迁移和转化，对于物理逻辑的培养和学习能力的提高具有深远的影响，所以我们应充分重视物理教学中的物理模型教学法的作用。下面，我们就针对在高中物理教学过程中出现的模型问题从三个方面进行讨论。一、

3、利用物理模型强化对物理知识的理解在高中物理的学习中有很多容易混淆的概念和规律，我们如何区分这些知识对与我们理解和运用物理规律解决实际问题就有重要的指导作用。这里就针对力学的中的几种容易混淆的概念模型进行比较。学生通过比较，可以很清晰地区分这些相接近的概念间的差异，在解决问题中有了明确的方向，提高了学习效率。二、利用典型物理模型促进物理知识的学习5在高中物理学习中，单摆是一个非常典型的物理模型。学习、理解、运用单摆这一模型对于我们学习简谐振动有很重要的意义。现在，我们就来具体讨论这个问题。1.典型物理模型的学习在教学中设计对比实验，观察并分析实验现象，逐步建立

4、模型。先让学生观察下列对比实验：（1）两个质量不同，但摆长振幅相同的单摆振动。（2）两个摆长相同，但振幅不同（摆角都小于5度）的单摆的振动。（3）两个摆长不同的单摆的振动。通过这一组演示实验激发学生学习探究兴趣，形成对单摆这一理想模型的初步认识。进而展开对物理现象的分析：（1）实验器材：轻质绳（不可伸长）、小重球（密度大）；（2）实验的条件：小摆角（小于5度）；（3）实验的结论：等时性（来回摆一次时间相等）。深入分析（运用抽象、近似等方法）可以得出单摆周期T=2π。经过分析使单摆模型的物理表面与本质特征统一起来。2.典型物理模型的迁移在物理学习中，不仅要学习

5、一些典型的物理模型，而且要巩固发展物理模型，将其放在一个更复杂的新环境中去加以应用，促进物理学习能力的提升。举例说明：竖直平面内有一半径为R的光滑圆弧轨道，a、b两小球分别置于轨道圆心O点和离轨道底A点很近的B点处，如图1所示，将它们同时由静止释放，忽略空气阻力，问谁先到达A点？（此题求解的关键是对两小球建立物理模型。）分析如下：首先，“小球”是一模糊语言，但从题目分析来看，可将球a、b大小忽略，抽象为质点模型。其次，由“静止释放”、“忽略空气阻力”、“A点很近的b点处”、“光滑轨道”等描述。可将a球运动转化为自由落体运动模型，而b球的运动转化为单摆模型（联

6、想到光滑轨道对小球b支持力N相当于单摆运动过程中摆线对摆球的拉力）如图2所示。最后，对两小球分别运用自由落体运动规律和简谐运动规律进行求解。5对典型物理模型的学习和迁移可以使我们在解决问题时能够迅速抓住问题的核心，对于我们学习物理有很大的帮助。三、利用重要物理模型提高物理知识的学习能力在高中物理学习的过程中，有许多重要的物理模型是我们在学习物理知识的过程中应及时总结并加以应用，这就要求我们在教学过程中有意识地对重要模型加以分析和归纳。下面我们来讨论在高中阶段对学生解决问题有重要帮助作用的柱体微元模型。学生从单个质点牛顿力学的学习，到连续介质（流体、电荷等）问

7、题的求解过程中，研究的对象从一个质点跃迁到无数质点组成的连续介质，也要求学生解决问题时的思维上升一个台阶，通过运用微元柱体这一物理模型可以突破这类学生感到困难的问题。1.质量柱体微元模型对于速度为v定向流动的密度为ρ的连续流体，可在v方向选取一横截面积为S的柱体微元，则在Δt时间内通过S截面的流体质量即为以vΔt为高、以S为底的柱体微元的质量，如图3所示。柱体微元质量表达式为：Δm=ρSvΔt。举例说明：人的心脏每跳一次大约输送8×1的血液，正常人血压（可看作心脏压送血液的压强）的平均值约为1.5×10Pa，心跳约每分钟70次。据此估测心脏的平均功率约为多少

8、瓦？分析如下：对该问题的解决不能只停留在原有的情景上