模型遷移法在中學物理教學中的應用

王浩

學習者和研究者通過對原事物模型的構建過程，可以很好的掌握事物的形態、特征，加深對事物的理解.然后把已有的模型遷移到其他知識中去應用，這樣可以加深學習者對物理模型的認識和理解，從而起到舉一反三、觸類旁通的效果.這種方法叫做模型遷移法.物理學是一門具有方法論性質的自然學科.模型遷移法是物理學發展的重要方法.高中物理教學過程中，要善于發揮和使用物理模型的作用，提高教學的有效性.對于學生來說，通過模型的遷移可以提高理解和接受新知識的能力，從而調動原來的知識和經驗去解決新的問題，以實現知識的遷移.

一、生產生活中“思想方法模型”的遷移加深學生對新知識的理解

物理學的建立來源于生產生活.所以物理學和人們的生活密不可分.教學中必須充分利用生產生活中的知識、方法、技能去理解物理知識和物理規律.特別是生產生活中，為了提高生產生活的效率從而形成一些思想方法模型，而學生在家庭長期熏陶下對此模型往往十分熟悉.如果教師能夠因地制宜的利用學生所掌握的思維模型，遷移到高中物理教學中，引導構建出高中物理的模型，可以達到事半功倍的效果.

比如教授高中物理選修3-3部分，關于微觀量的估算、阿伏伽德羅常數的相關內容時，由于牽扯相關的物理量比較多、關系比較復雜、邏輯比較抽象，學生往往很難掌握.筆者所在地區銀杏樹種植規模比較大，大部分家庭都有從事培植銀杏幼苗的生產，幼苗培植兩年以后，每株0.2元價格出售.出售幼苗時，由于數量比較大，不可能一株一株的去數數量，于是當地苗農在出售幼苗時，往往采取這樣的方法：將幼苗100個束成一捆，出售時無論是測量質量，還是數個數，只要按“捆”計算就可以.假設每棵幼苗質量差不多，那么假設一株幼苗的質量為m0，那么一捆也就是100棵的質量就是M，如果一堆的質量是m，那么用mM就可以計算這一堆的捆數，那么用mM×100從而計算這一堆樹苗的個數.學生對于這一方法的模型比較熟悉，教學中就可以將這一模型進行類比，從而遷移到微觀量的估算這部分的教學中.比如由于分子的數目非常大，無法進行測量.也可以采取一定數量的分子“打成一捆”，于是就將6.02×1023（NA）個“打成一捆”，也就是1 mol；一個分子的質量為m0，6.02×1023個分子的質量為M，也就是摩爾質量；那么mM就可以計算“捆”數，也就是物質的量；利用mMNA來計算分子的個數.

關于銀杏苗捆數計算的思維方法模型是學生已知的、熟悉的，教學中適當的將這一方法模型進行遷移，便可以使學生容易掌握微觀量估算的方法模型.所以教學中教師要善于利用生產生活這一巨大資源，大膽地發掘所熟知的思維方法，構建形成模型，然后遷移到課堂中，提高教學的實效性.

二、利用模型遷移法提高學生的解題能力

模型遷移法是高中物理解題的重要方法之一.相當一部分的物理習題的編寫以學生已經學習過、構建好的模型為依據.學生解題的時候，把原有的知識結構、掌握的物理模型、方法，遷移到新的物理情境之中，從而構建形成新的和題目相符合的物理情境，從而達到解題的目的.模型遷移法的使用，可以激活學生的思維，自主的拓展學生的知識面，使學生擁有觸類旁通的能力.

例1如圖1所示，一個不計重力帶負電粒子圍繞某正電荷Q做軌道為橢圓的旋轉，正電荷Q位于橢圓的一個焦點上.A點是軌道最近的點，B點是軌道的最遠點.負電粒子由A點運動至B點的過程中，研究此負電粒子的加速度a、速度v、電勢能Ep是如何變化的.

該題目是關于帶電粒子在電場力作用下運動時相關物理量變化的問題.相比于勻強電場中恒定的電場力，題中點電荷圍繞橢圓軌道運動，所受到的正電荷Q的電場力屬于變力，用高中物理知識較難分析變力作用下的加速度a、速度v、電勢能Ep等的變化情況.對于該題的分析中，不難發現該題所闡述的模型似曾相識.所以在解決該題之前，學生已掌握行星運動的開普勒行星運動定律的模型.庫侖力和萬有引力運算形式的相似，支配這兩種運動的規律相似.該題目中所描述的物理模型，和開普勒行星運動三定律描述的模型非常相似.學生掌握了開普勒行星運動的規律，自然而然將其所闡述的規律應用到該題目中，從而得到結論.比如：由開普勒行星運動定律可知，在近日點速度最大但勢能最小，在遠日點速度最小但勢能最大.那么就可以得到在該題中的A點速度最大但電勢能最小，B點速度最小但電勢能最大，從而得到從A點運動到B點的速度變化情況，電勢能的變化情況.

三、利用模型遷移法加深學生對于新課的理解力

高中物理的知識，方法、過程并不是孤立的.相當一部分的知識模型具有一定的相似性，所以教師在教學過程中，要根據新知識的特點，尋找類似的物理模型.通過對已有的物理知識模型的復習，熟練掌握其處理的方法，在進行類比遷移，利用原來的物理模型構建新的模型，形成新的物理情境，以達到掌握新知識的目的.

比如講授勻強電場的電場力、電場力做功的特點、電勢、電勢能時，就可以先復習重力、重力做功的特點、重力勢能這一部分的內容.通過類比、聯想這樣的遷移方法，加深對勻強電場的電場的理解.

講授選修3-1第九節的帶電粒子在電磁場中的偏轉時，就需要引導學生聯想平拋運動的模型，回憶平拋運動處理問題的方法，將這一曲線運動分解為兩個直線運動來處理.然后將這一方法遷移到帶電粒子在勻強電場這一曲線運動中，課本上的例題2就迎刃而解了，推導出相關的位移、速度、偏轉角等關系也就水到渠成了.

運用模型遷移法，需要熟練掌握原有的模型，通過遷移得到新的模型，從而掌握新知識新方法.教師平時的教學中，需要多思考，多比較.合理組織教學活動，設立好的遷移步驟，創立好的物理情境，促進教學的高效.

學習者和研究者通過對原事物模型的構建過程，可以很好的掌握事物的形態、特征，加深對事物的理解.然后把已有的模型遷移到其他知識中去應用，這樣可以加深學習者對物理模型的認識和理解，從而起到舉一反三、觸類旁通的效果.這種方法叫做模型遷移法.物理學是一門具有方法論性質的自然學科.模型遷移法是物理學發展的重要方法.高中物理教學過程中，要善于發揮和使用物理模型的作用，提高教學的有效性.對于學生來說，通過模型的遷移可以提高理解和接受新知識的能力，從而調動原來的知識和經驗去解決新的問題，以實現知識的遷移.

一、生產生活中“思想方法模型”的遷移加深學生對新知識的理解

物理學的建立來源于生產生活.所以物理學和人們的生活密不可分.教學中必須充分利用生產生活中的知識、方法、技能去理解物理知識和物理規律.特別是生產生活中，為了提高生產生活的效率從而形成一些思想方法模型，而學生在家庭長期熏陶下對此模型往往十分熟悉.如果教師能夠因地制宜的利用學生所掌握的思維模型，遷移到高中物理教學中，引導構建出高中物理的模型，可以達到事半功倍的效果.

比如教授高中物理選修3-3部分，關于微觀量的估算、阿伏伽德羅常數的相關內容時，由于牽扯相關的物理量比較多、關系比較復雜、邏輯比較抽象，學生往往很難掌握.筆者所在地區銀杏樹種植規模比較大，大部分家庭都有從事培植銀杏幼苗的生產，幼苗培植兩年以后，每株0.2元價格出售.出售幼苗時，由于數量比較大，不可能一株一株的去數數量，于是當地苗農在出售幼苗時，往往采取這樣的方法：將幼苗100個束成一捆，出售時無論是測量質量，還是數個數，只要按“捆”計算就可以.假設每棵幼苗質量差不多，那么假設一株幼苗的質量為m0，那么一捆也就是100棵的質量就是M，如果一堆的質量是m，那么用mM就可以計算這一堆的捆數，那么用mM×100從而計算這一堆樹苗的個數.學生對于這一方法的模型比較熟悉，教學中就可以將這一模型進行類比，從而遷移到微觀量的估算這部分的教學中.比如由于分子的數目非常大，無法進行測量.也可以采取一定數量的分子“打成一捆”，于是就將6.02×1023（NA）個“打成一捆”，也就是1 mol；一個分子的質量為m0，6.02×1023個分子的質量為M，也就是摩爾質量；那么mM就可以計算“捆”數，也就是物質的量；利用mMNA來計算分子的個數.

關于銀杏苗捆數計算的思維方法模型是學生已知的、熟悉的，教學中適當的將這一方法模型進行遷移，便可以使學生容易掌握微觀量估算的方法模型.所以教學中教師要善于利用生產生活這一巨大資源，大膽地發掘所熟知的思維方法，構建形成模型，然后遷移到課堂中，提高教學的實效性.

二、利用模型遷移法提高學生的解題能力

模型遷移法是高中物理解題的重要方法之一.相當一部分的物理習題的編寫以學生已經學習過、構建好的模型為依據.學生解題的時候，把原有的知識結構、掌握的物理模型、方法，遷移到新的物理情境之中，從而構建形成新的和題目相符合的物理情境，從而達到解題的目的.模型遷移法的使用，可以激活學生的思維，自主的拓展學生的知識面，使學生擁有觸類旁通的能力.

例1如圖1所示，一個不計重力帶負電粒子圍繞某正電荷Q做軌道為橢圓的旋轉，正電荷Q位于橢圓的一個焦點上.A點是軌道最近的點，B點是軌道的最遠點.負電粒子由A點運動至B點的過程中，研究此負電粒子的加速度a、速度v、電勢能Ep是如何變化的.

該題目是關于帶電粒子在電場力作用下運動時相關物理量變化的問題.相比于勻強電場中恒定的電場力，題中點電荷圍繞橢圓軌道運動，所受到的正電荷Q的電場力屬于變力，用高中物理知識較難分析變力作用下的加速度a、速度v、電勢能Ep等的變化情況.對于該題的分析中，不難發現該題所闡述的模型似曾相識.所以在解決該題之前，學生已掌握行星運動的開普勒行星運動定律的模型.庫侖力和萬有引力運算形式的相似，支配這兩種運動的規律相似.該題目中所描述的物理模型，和開普勒行星運動三定律描述的模型非常相似.學生掌握了開普勒行星運動的規律，自然而然將其所闡述的規律應用到該題目中，從而得到結論.比如：由開普勒行星運動定律可知，在近日點速度最大但勢能最小，在遠日點速度最小但勢能最大.那么就可以得到在該題中的A點速度最大但電勢能最小，B點速度最小但電勢能最大，從而得到從A點運動到B點的速度變化情況，電勢能的變化情況.

三、利用模型遷移法加深學生對于新課的理解力

高中物理的知識，方法、過程并不是孤立的.相當一部分的知識模型具有一定的相似性，所以教師在教學過程中，要根據新知識的特點，尋找類似的物理模型.通過對已有的物理知識模型的復習，熟練掌握其處理的方法，在進行類比遷移，利用原來的物理模型構建新的模型，形成新的物理情境，以達到掌握新知識的目的.

比如講授勻強電場的電場力、電場力做功的特點、電勢、電勢能時，就可以先復習重力、重力做功的特點、重力勢能這一部分的內容.通過類比、聯想這樣的遷移方法，加深對勻強電場的電場的理解.

講授選修3-1第九節的帶電粒子在電磁場中的偏轉時，就需要引導學生聯想平拋運動的模型，回憶平拋運動處理問題的方法，將這一曲線運動分解為兩個直線運動來處理.然后將這一方法遷移到帶電粒子在勻強電場這一曲線運動中，課本上的例題2就迎刃而解了，推導出相關的位移、速度、偏轉角等關系也就水到渠成了.

運用模型遷移法，需要熟練掌握原有的模型，通過遷移得到新的模型，從而掌握新知識新方法.教師平時的教學中，需要多思考，多比較.合理組織教學活動，設立好的遷移步驟，創立好的物理情境，促進教學的高效.

學習者和研究者通過對原事物模型的構建過程，可以很好的掌握事物的形態、特征，加深對事物的理解.然后把已有的模型遷移到其他知識中去應用，這樣可以加深學習者對物理模型的認識和理解，從而起到舉一反三、觸類旁通的效果.這種方法叫做模型遷移法.物理學是一門具有方法論性質的自然學科.模型遷移法是物理學發展的重要方法.高中物理教學過程中，要善于發揮和使用物理模型的作用，提高教學的有效性.對于學生來說，通過模型的遷移可以提高理解和接受新知識的能力，從而調動原來的知識和經驗去解決新的問題，以實現知識的遷移.

一、生產生活中“思想方法模型”的遷移加深學生對新知識的理解

物理學的建立來源于生產生活.所以物理學和人們的生活密不可分.教學中必須充分利用生產生活中的知識、方法、技能去理解物理知識和物理規律.特別是生產生活中，為了提高生產生活的效率從而形成一些思想方法模型，而學生在家庭長期熏陶下對此模型往往十分熟悉.如果教師能夠因地制宜的利用學生所掌握的思維模型，遷移到高中物理教學中，引導構建出高中物理的模型，可以達到事半功倍的效果.

比如教授高中物理選修3-3部分，關于微觀量的估算、阿伏伽德羅常數的相關內容時，由于牽扯相關的物理量比較多、關系比較復雜、邏輯比較抽象，學生往往很難掌握.筆者所在地區銀杏樹種植規模比較大，大部分家庭都有從事培植銀杏幼苗的生產，幼苗培植兩年以后，每株0.2元價格出售.出售幼苗時，由于數量比較大，不可能一株一株的去數數量，于是當地苗農在出售幼苗時，往往采取這樣的方法：將幼苗100個束成一捆，出售時無論是測量質量，還是數個數，只要按“捆”計算就可以.假設每棵幼苗質量差不多，那么假設一株幼苗的質量為m0，那么一捆也就是100棵的質量就是M，如果一堆的質量是m，那么用mM就可以計算這一堆的捆數，那么用mM×100從而計算這一堆樹苗的個數.學生對于這一方法的模型比較熟悉，教學中就可以將這一模型進行類比，從而遷移到微觀量的估算這部分的教學中.比如由于分子的數目非常大，無法進行測量.也可以采取一定數量的分子“打成一捆”，于是就將6.02×1023（NA）個“打成一捆”，也就是1 mol；一個分子的質量為m0，6.02×1023個分子的質量為M，也就是摩爾質量；那么mM就可以計算“捆”數，也就是物質的量；利用mMNA來計算分子的個數.

關于銀杏苗捆數計算的思維方法模型是學生已知的、熟悉的，教學中適當的將這一方法模型進行遷移，便可以使學生容易掌握微觀量估算的方法模型.所以教學中教師要善于利用生產生活這一巨大資源，大膽地發掘所熟知的思維方法，構建形成模型，然后遷移到課堂中，提高教學的實效性.

二、利用模型遷移法提高學生的解題能力

模型遷移法是高中物理解題的重要方法之一.相當一部分的物理習題的編寫以學生已經學習過、構建好的模型為依據.學生解題的時候，把原有的知識結構、掌握的物理模型、方法，遷移到新的物理情境之中，從而構建形成新的和題目相符合的物理情境，從而達到解題的目的.模型遷移法的使用，可以激活學生的思維，自主的拓展學生的知識面，使學生擁有觸類旁通的能力.

例1如圖1所示，一個不計重力帶負電粒子圍繞某正電荷Q做軌道為橢圓的旋轉，正電荷Q位于橢圓的一個焦點上.A點是軌道最近的點，B點是軌道的最遠點.負電粒子由A點運動至B點的過程中，研究此負電粒子的加速度a、速度v、電勢能Ep是如何變化的.

該題目是關于帶電粒子在電場力作用下運動時相關物理量變化的問題.相比于勻強電場中恒定的電場力，題中點電荷圍繞橢圓軌道運動，所受到的正電荷Q的電場力屬于變力，用高中物理知識較難分析變力作用下的加速度a、速度v、電勢能Ep等的變化情況.對于該題的分析中，不難發現該題所闡述的模型似曾相識.所以在解決該題之前，學生已掌握行星運動的開普勒行星運動定律的模型.庫侖力和萬有引力運算形式的相似，支配這兩種運動的規律相似.該題目中所描述的物理模型，和開普勒行星運動三定律描述的模型非常相似.學生掌握了開普勒行星運動的規律，自然而然將其所闡述的規律應用到該題目中，從而得到結論.比如：由開普勒行星運動定律可知，在近日點速度最大但勢能最小，在遠日點速度最小但勢能最大.那么就可以得到在該題中的A點速度最大但電勢能最小，B點速度最小但電勢能最大，從而得到從A點運動到B點的速度變化情況，電勢能的變化情況.

三、利用模型遷移法加深學生對于新課的理解力

高中物理的知識，方法、過程并不是孤立的.相當一部分的知識模型具有一定的相似性，所以教師在教學過程中，要根據新知識的特點，尋找類似的物理模型.通過對已有的物理知識模型的復習，熟練掌握其處理的方法，在進行類比遷移，利用原來的物理模型構建新的模型，形成新的物理情境，以達到掌握新知識的目的.

比如講授勻強電場的電場力、電場力做功的特點、電勢、電勢能時，就可以先復習重力、重力做功的特點、重力勢能這一部分的內容.通過類比、聯想這樣的遷移方法，加深對勻強電場的電場的理解.

講授選修3-1第九節的帶電粒子在電磁場中的偏轉時，就需要引導學生聯想平拋運動的模型，回憶平拋運動處理問題的方法，將這一曲線運動分解為兩個直線運動來處理.然后將這一方法遷移到帶電粒子在勻強電場這一曲線運動中，課本上的例題2就迎刃而解了，推導出相關的位移、速度、偏轉角等關系也就水到渠成了.

運用模型遷移法，需要熟練掌握原有的模型，通過遷移得到新的模型，從而掌握新知識新方法.教師平時的教學中，需要多思考，多比較.合理組織教學活動，設立好的遷移步驟，創立好的物理情境，促進教學的高效.