構(gòu)建高中物理模型教學(xué)

李錫平

【摘 要】高中物理是理科比較難的一個(gè)學(xué)科，傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式受到許多學(xué)者的爭(zhēng)議，這需要教師構(gòu)建完善的物理模型，優(yōu)化高中的物理教學(xué)。物理模型對(duì)高中物理教師的教學(xué)有著非常大的作用，不僅能夠讓教師發(fā)揮教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，而且還可以讓學(xué)生更好地接受物理知識(shí)。然而，高中生在構(gòu)建物理模型的過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，這需要教師認(rèn)真分析，找到合理的策略進(jìn)行優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】高中物理 物理模型 教育教學(xué) 學(xué)生 教師

中圖分類(lèi)號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2014.08.114

隨著素質(zhì)教育的深入，課程改革的地位越來(lái)越重要。這需要教師認(rèn)真分析高中物理教學(xué)中的相關(guān)情況，清楚地知道物理學(xué)是一門(mén)基礎(chǔ)科學(xué)，是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)、形態(tài)、相互作用以及其規(guī)律的一門(mén)必修課程，這對(duì)高中生今后的發(fā)展有著很大的作用。學(xué)習(xí)高中物理，不僅可以讓學(xué)生掌握基本的運(yùn)動(dòng)形式、熟悉物質(zhì)間的作用規(guī)律，而且還可以提升學(xué)生對(duì)自然界與人類(lèi)的判斷力，形成良好的邏輯思維能力與探究能力。如果高中生能夠掌握學(xué)習(xí)物理的方法，加強(qiáng)對(duì)物理知識(shí)的理解與技能的訓(xùn)練，有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)，增強(qiáng)創(chuàng)新與實(shí)踐能力。本文將從物理模型的相關(guān)情況、物理模型的價(jià)值與意義、物理模型教學(xué)的原則、高中物理模型構(gòu)建存在的問(wèn)題、高中物理課堂上構(gòu)建物理模型這五個(gè)方面進(jìn)行研究。

一、物理模型的相關(guān)情況

首先，物理模型的含義。所謂“模型”就是根據(jù)事物的相關(guān)特征，從事物外在表現(xiàn)的現(xiàn)象構(gòu)建一種與事物相近的物體，供他人學(xué)習(xí)；還有的人認(rèn)為模型是一種客觀對(duì)象的外在現(xiàn)象，并理解這種客觀對(duì)象的本質(zhì)，所建立的一種事物。所謂物理模型就是物理現(xiàn)象及規(guī)律的一種反映，是理論與現(xiàn)象的中間體。通過(guò)物理模型建立的物理理論是通過(guò)歸納總結(jié)后得出的一種對(duì)客觀現(xiàn)象的科學(xué)解釋?zhuān)@與客觀現(xiàn)象本質(zhì)有一定的區(qū)別。根據(jù)不同性質(zhì)和分類(lèi)方法，物理模型分為理想化與探索性物理模型；實(shí)體、狀態(tài)和過(guò)程物理模型；公式模型、圖表模型和結(jié)構(gòu)模型。

其次，物理模型的特征與關(guān)系。第一，抽象與形象相統(tǒng)一。物理模型抽象性是指客觀對(duì)象在外在現(xiàn)象基礎(chǔ)上是由抽象思維建立的；抽象形象性是指抽象思維加工后建立的物理模型能簡(jiǎn)潔地概況客觀對(duì)象的本質(zhì)，忽略了一些不重要的影響因素，直觀的形象性。物理模型的抽象性利于人們用抽象思維對(duì)客觀事物本質(zhì)作出解釋?zhuān)M(jìn)而形象化。第二，科學(xué)性與假定性相統(tǒng)一。物理模型具有高度的科學(xué)，其假定性是在某種特定的情境下產(chǎn)生的，有利于理解并構(gòu)建物理模型。第三，美學(xué)特性。物理學(xué)是一門(mén)自然學(xué)科，有著各種美的集合；物理模型的構(gòu)建需要思維的發(fā)揮，特別是以美學(xué)觀點(diǎn)為基礎(chǔ)，在這個(gè)過(guò)程中融入美的元素，進(jìn)而構(gòu)建物理模型。

最后，物理模型的思維。第一，抽象性。抽象思維是對(duì)客觀對(duì)象的本質(zhì)和自然過(guò)程的反映，是對(duì)感性認(rèn)識(shí)的升華。如：自由落體運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中存在加速度，還有空氣阻力。在這個(gè)過(guò)程中，可以抽象某種地球引力的物體受力模型。第二，類(lèi)比性。自然界中存在許多復(fù)雜的關(guān)系，物體間聯(lián)系較大。在構(gòu)建物理模型的過(guò)程中，建立經(jīng)驗(yàn)遷移，開(kāi)設(shè)一個(gè)新領(lǐng)域。第三，假說(shuō)。為了建立某研究對(duì)象的物理模型，需要假設(shè)某種影響的因素，根據(jù)客觀對(duì)象的外在表現(xiàn)提出一種物理模型。

二、物理模型的價(jià)值與意義

首先，價(jià)值。第一，有利于高中生知識(shí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)化。高中物理的知識(shí)豐富多彩，學(xué)生不僅需要理解物理知識(shí)，而且還需要掌握理解知識(shí)的體系，便于考試。第二，有利于高中生知識(shí)的遷移。物理模型教學(xué)是學(xué)生對(duì)多種知識(shí)的理解，這需要學(xué)生運(yùn)用相關(guān)內(nèi)容解釋事物，并運(yùn)用已有的經(jīng)驗(yàn)加深與熟練現(xiàn)有的知識(shí)，進(jìn)而達(dá)到知識(shí)的遷移。和傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，物理模型教學(xué)不僅能夠讓學(xué)生掌握教材知識(shí)，而且還可以將知識(shí)遷移到其他地方，幫助學(xué)生理解其他知識(shí)。第三，有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的物理思維與研究方法。物理模型的構(gòu)建離不開(kāi)學(xué)生的抽象思維與研究意識(shí)，這個(gè)過(guò)程中還需要較強(qiáng)的邏輯性，進(jìn)而找到物理模型的切入點(diǎn)，認(rèn)真分析物理知識(shí)，最終培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力，構(gòu)建物理模型的科學(xué)思維方法。第四，有利于加深學(xué)生對(duì)生活的理解。物理知識(shí)來(lái)源于生活，教師可以通過(guò)現(xiàn)實(shí)生活的例子找到很多物理模型的原型，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識(shí)，加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的興趣與理解。第五，有利于學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代教育和高考改革的趨勢(shì)。

其次，意義。第一，可以有效地提高物理的教學(xué)效益。幫助更多的學(xué)生理解物理知識(shí)，并突破一些困難，形成較好的理解。第二，可以較好的培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。第三，有效地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)造能力。第四，有助于學(xué)生更好地掌握模型方法。

三、物理模型教學(xué)的原則

第一，堅(jiān)持多情景原則。物理模型的構(gòu)建需要學(xué)生在不同情景下理解模型的本質(zhì)；創(chuàng)造不同的情境，有利于同質(zhì)或異質(zhì)的遷移，培養(yǎng)學(xué)生多情景意識(shí)。第二，堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)優(yōu)先。實(shí)驗(yàn)是構(gòu)建物理模型的基礎(chǔ)，有利于激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的興趣。第三，堅(jiān)持多媒體的輔助教學(xué)。多媒體輔助教學(xué)，有助于學(xué)生加深對(duì)物理模型的理解與記憶。第四，堅(jiān)持雙向構(gòu)建原則。所謂雙向就是已有的知識(shí)和現(xiàn)有知識(shí)的相結(jié)合，進(jìn)而構(gòu)建有效的物理模型。第五，堅(jiān)持整合性原則。需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)而構(gòu)建物理模型。

四、在高中物理課堂上構(gòu)建物理模型所存在的問(wèn)題

首先，對(duì)高中物理模型知識(shí)的掌握并不牢靠。有的學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解有很大的困難，不能有效地聯(lián)系起來(lái)；有的學(xué)生沒(méi)有知識(shí)結(jié)構(gòu)等。

其次，實(shí)際問(wèn)題中對(duì)抽象的物理模型有很大的困難。如：高中物理教學(xué)中物理模型構(gòu)建的培訓(xùn)很少，對(duì)一些抽象的理解困難重重；有的學(xué)生不會(huì)遷移物理模型，死板學(xué)習(xí)。

最后，對(duì)物理模型的感性認(rèn)識(shí)不夠充分。有的學(xué)生不能很好地掌握模型的特點(diǎn)，忽略模型運(yùn)用產(chǎn)生的一些阻礙作用；有的學(xué)生不知道如何運(yùn)用模型解決實(shí)際的問(wèn)題等。

五、構(gòu)建高中物理模型的途徑

首先，構(gòu)建單擺模型教學(xué)實(shí)踐。如：實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)分析；情境創(chuàng)設(shè)；構(gòu)建理想模型。

其次，創(chuàng)設(shè)“人船模型”的教學(xué)實(shí)踐。如：認(rèn)真分析“人船模型”的情況、方法和思路；通過(guò)一些例子設(shè)置合理的情境；教師引導(dǎo)學(xué)生共同構(gòu)建模型；解析與應(yīng)用。

再者，構(gòu)建狀態(tài)模型。如：根據(jù)實(shí)際問(wèn)題引入狀態(tài)物理模型；設(shè)置摩擦力的例子進(jìn)行情境設(shè)置；引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手與解答練習(xí)題。

最后，反饋物理模型教學(xué)的效果。如：物理模型建立意識(shí)增強(qiáng)；掌握了物理模型建立的方法；提高了高中生的物理模型應(yīng)用能力；加深了學(xué)生物理知識(shí)與實(shí)際生活的聯(lián)系等。

總之，要想構(gòu)建良好的高中物理模型，不僅需要掌握其相關(guān)情況、價(jià)值、意義和原則，而且還需要教師找到完善的策略?xún)?yōu)化其問(wèn)題，進(jìn)而優(yōu)化高中的物理教學(xué)。