一、以物理模型構建物理基礎知識和技能的教學內容
新課標的課程總目標要求使學生“學習終身發展必備的物理基礎知識和技能”。物理模型從模型內容的建立到模型的使用,為教學提供了豐富的物理基礎知識和技能方面的素材,這類物理模型有如下幾類:
1.物理研究對象類物理模型:如質點、理想氣體、剛體、點電荷等。
2.物理狀態和物理過程類物理模型:例如。力學中的自由落體運動、勻速直線運動、簡諧運動、彈性碰撞;電學中的穩恒電流、等幅振蕩;熱學中的等溫變化、等容變化、等壓變化等等都是物理過程和物理狀態的模型化。
3.理想化實驗類物理模型。在實驗的基礎上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根據邏輯推理法則,對過程進一步分析、推理,找出其規律。
4.物體所處的條件理想化物理模型。力學中的光滑面;熱學中的絕熱容器、電學中的勻強電場、勻強磁場等等,都是把物體所處的條件理想化了。
5.教學模型化物理模型。如,在研究外力一定時加速度和質量的關系實驗中。認為小車受到的拉力等于沙和沙桶的重力;單擺作簡諧運動時,要求擺角小于10度等。
二、利用物理模型使學生體驗科學探究過程。嘗試應用科學探究的方法研的問題
1.科學探究,建立模型概念,理解概念實質。概念是客觀事物的本質在人腦中的反映,客觀事物的本質屬性是抽象的、理性的。要想使客觀事物在人腦中有深刻的反映。必須將它與人腦中已有的事物聯系起來,使之形象化、具體化。物理模型大都是以理想化模型為對象建立起來的。建立概念模型實際上是撇開與當前考察無關的因素以及對當前考察影響很小的次要因素,抓住主要因素,認清事物的本質,利用理想化的概念模型解決實際問題。
2.認清條件模型,突出主要矛盾。條件模型就是將已知的物理條件模型化,舍去條件中的次要因素,抓住條件中的主要因素,為問題的討論和求解起到搭橋鋪路、化難為易的作用。
3.構造過程模型,建立物理圖景。過程模型就是將物理過程模型化,將一些復雜的物理過程經過分解、簡化、抽象為簡單的、易于理解的物理過程。
4.轉換物理模型,深入理解模型。通過對理想化模型的研究,可以完全避開各種因素的干擾,在思維中直接與研究對象的本質接觸,能既快又準確地了解事物的性質和規律。
三、利用物理模型激發學生的學習興趣。培養學生對待科學良好的情感態度和正確的價值觀
教師是學生建構意義的幫助者。中學物理教材中有許多物理知識比較抽象,學生往往不易理解和接受,并會因此而失去學習的信心。幫助學生在探究物理問題時建立和正確使用物理模型,突出物理問題的主干,疏通思路,建立起清晰的物理圖像,有利于學生將復雜問題簡單化、明了化,使抽象的物理問題更直觀、具體、形象、鮮明,突出了事物間的主要矛盾。從而激發學生學習探究的興趣。發展學生對科學的好奇心與求知欲,樂于探究自然界的奧秘,初步培養勇于創新和實事求是的科學態度和科學精神。
四、利用物理模型的建立過程。培養學生的創新意識
物理模型的建立,是人們認識和把握自然的一個典范,是先人的一種創舉。物理模型的建立是一個創造性過程,對物理模型的認識和理解也是一個創造性的過程,一個培養創新能力的過程。要真正培養學生的創新能力,教師的課堂教學模式必須更改,“課題研究性”教學模式與“探究性學習”的課堂教學模式均堅持以學生為主體,教師為主導的原則,充分挖掘學生的主動參與和積極思維的意識,自覺地在學習過程中構建物理模型。只有這樣才能使學生分析和解決問題的能力得到長足的進步,也只有這樣才能真正提高學生的創新能力。