一、關于物理模型和物理模型思維的基本內容
1.什么是物理模型。
從廣義上講,物理學中的各種物理概念,如物質、長度、時間等都可稱為物理模型,物理學上的研究對象、對象的狀態、狀態的變化過程等均可稱為物理模型;從狹隘上說,反映特定的物理現象、物理問題的理想化實體、理想化過程、理想化狀態、理想化結構等,叫物理模型。
2.物理模型的類型。
物理模型是物理學研究的重要方法和手段,物理教育和教學中對物理模型的講述和講授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以簡化客觀對象。合理簡化客觀對象的過程就是建立物理模型的過程。根據簡化過程和角度的不同,將物理模型分為以下五類:物理對象模型、物理條件模型、物理過程模型、理想化實驗和數學模型。(1)物理對象模型——直接將具體研究對象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。這種模型應用最為廣泛,在初中物理教材中有許多很好的例子。(2)物理條件模型——忽略研究對象所處條件的某些次要因素而形成的物理模型。(3)物理過程模型——忽略物理過程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有:勻速直線運動、穩恒電流等。(4)理想化實驗——在大量實驗研究的基礎上,經過邏輯推理,忽略次要因素,抓住主要特征,得到在理想條件下的物理現象和規律的科學研究方法就是理想實驗。理想化方法是物理科學研究和物理學習中最基本、應用最廣泛的方法。(5)數學模型——由數字、字母或其他數學符號組成的、描述現實對象數量規律的數學公式、圖形或算法。
3.物理模型的作用。
對物理學而言。物理模型有以下作用:(1)物理模型是形成物理概念、建立物理規律的基礎。f2)物理模型可以簡化和純化研究對象及其所處的狀態和狀態發展變化的過程,是研究物理問題的重要手段。(3)物理模型是研究物理問題時,“先理想后實際”的研究方法的體現。許多物理問題,都是先研究其物理模型,得出結論。然后用實驗來檢驗模型研究獲得的結論并加以適當修正,再將修正的結論應用于實際的物理問題。
對學習物理的個體而言,物理模型有如下作用:(1)有助于使抽象的知識具體化;(2)有助于使抽象的思維具體化;(3)有助于使抽象的創新能力的培養具體化。
二、物理模型教學在創新能力培養中的作用
在物理教學中實施創新教育,首先要解決的問題是教師教育觀念的轉變問題。教師應該認識到,教育不應該僅僅是訓練和灌輸的工具。它應該是發展認知的手段。素質教育的實施。將徹底改變以往的封閉式教學,教師和學生的積極性都將得到極大的尊重。由于學生的積極參與,每個學生的創造性都受到重視。教師的權威將不再建立在學生的被動與無知的基礎上,而是建立在教師借助學生的積極參與以促進其充分發展的能力之上,一個有創造性的教師應能幫助學生在自學的道路上迅速前進,教會學生怎樣對付大量的信息,他更多的是一個向導和顧問,而不是機械傳遞知識的簡單工具。
要培養學生的創新能力,我們還要明白“教”的真正意義。“教”不同于“訓練”!如果我們將“教”混同于“訓練”,就會強迫學生去全盤接受所教的內容,就會自覺不自覺地使學生按照別人的模式、計劃和步驟去達到他人設計的目標,這就扼殺了本屬于學生自己的自由發展和思考的權利。
其次,我們也一定要理解,“創新能力只能培養,不能教”!創新能力是培養出來的,其需要的只是一種友好的、和諧的生長環境,教師只不過就是要去創造這樣一種適合培養學生創新能力的環境而已。應該說,中學物理教學是營造這種培養學生創造能力環境的良好途徑,是培養學生創造性的一門很好的學科。中學物理的教學有許多自身的特點,“物理模型”教學就是其中之一。
再次,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。但如果借助“物理模型”教學。通過采用模型方法,突出物理問題的主干,疏通思路,幫助學生建立起清晰的物理圖像,使物理問題化難為易,化繁為簡,這樣不單起到降低教學難度增強學生學習自信心的作用,同時還潛意識地培養了學生的創新能力。
總之,物理模型是培養學生創造性的很好素材,充分科學地用足用活物理模型,給學生營造一個寬松的充分體現以“學生為主”的課堂環境,我們就一定能培養出一代具有創新能力的適合現代化建設的新的人才!