高中物理教學(xué)中物理模型思維的教學(xué)方法分析

楊建國(guó)

【內(nèi)容摘要】高中物理是高中階段重要的學(xué)科之一，同時(shí)也是高中階段相對(duì)較難的學(xué)科之一。在新課程改革不斷深入的背景下，高中物理教學(xué)意在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。物理模型思維法有效的改進(jìn)了物理教學(xué)方法，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力具有重要的意義。本文就對(duì)物理模型思維法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析，供有關(guān)人員參考。

【關(guān)鍵詞】高中物理教學(xué) 物理模型思維 教學(xué)方法

高中物理教學(xué)過(guò)程中存在這樣一個(gè)現(xiàn)象：學(xué)生一聽(tīng)就懂，一做就錯(cuò)。造成這一現(xiàn)象的主要原因在于學(xué)生受到自身思維模式的影響，存在固有思維模式，缺乏想象力以及遷移思想。所以為了能夠有效的解決這一問(wèn)題，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中就需要注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。物理模型思維法能夠有效的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，在高中物理教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用與推廣。

一、通過(guò)物理模型的建立培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)

高中物理知識(shí)相對(duì)繁雜，可以根據(jù)一定的劃分依據(jù)將其分為不同的物理模型，包括研究對(duì)象模型、物理狀態(tài)與過(guò)程模型、條件模型等。其中，質(zhì)點(diǎn)、單擺、點(diǎn)電荷、光線、均勻流體、磁感線等都屬于研究對(duì)象物理模型①；自由落體、勻速運(yùn)動(dòng)、臨界狀態(tài)、平衡狀態(tài)等都屬于物理狀態(tài)與過(guò)程模型；絕緣、絕熱、均勻磁場(chǎng)、不計(jì)重力等都屬于條件模型。在學(xué)習(xí)這類物理問(wèn)題過(guò)程中，針對(duì)其抽象性特點(diǎn)，應(yīng)該透過(guò)表象看實(shí)質(zhì)，找出主要問(wèn)題。物理教材中，絕大多數(shù)的概念、物理規(guī)律都是對(duì)物理模型的描述，而物理習(xí)題也是根據(jù)物理模型進(jìn)行設(shè)計(jì)的，所以，在解決實(shí)際物理問(wèn)題是，可以將其轉(zhuǎn)化為具體的物理模型，方便問(wèn)題的解答。

如，高中物理習(xí)題庫(kù)中的一道題目為：垂直固定在水平桌面上的等距螺旋線圈。其長(zhǎng)度為L(zhǎng)，總高度為h，并將鐵絲小球穿在線圈上的體小球從靜止運(yùn)動(dòng)開(kāi)始，進(jìn)而無(wú)摩擦自由滑下，求出小球從最高點(diǎn)到桌面所用的時(shí)間？對(duì)于這道習(xí)題，雖然其中設(shè)置了相關(guān)的物理情景，但與課本中提到的彈簧振子模型并不一樣，學(xué)生在建立無(wú)摩擦下滑的物理模型過(guò)程中就會(huì)遇到問(wèn)題。這就需要教師正確的引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生將螺旋線進(jìn)行分隔成若干個(gè)分段，并將其視為平滑的直線，從而建立斜面模型，根據(jù)每小段等距來(lái)進(jìn)行計(jì)算，最終解出答案。

二、強(qiáng)化對(duì)物理模型的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

在高中物理教學(xué)過(guò)程中，存在許許多多的物理模型，常見(jiàn)的模型基本上屬于基本模型，教師需要通過(guò)舉例分析，使學(xué)生明確這些基本模型的適用范圍以及使用的條件。另外，高中物理知識(shí)中，還存在大量的隱性模型，需要教師通過(guò)基本模型將其挖掘出來(lái)，并結(jié)合具體的物理知識(shí)使學(xué)生對(duì)其有明確的認(rèn)識(shí)，對(duì)于一些在物理領(lǐng)域約定俗成的物理隱語(yǔ)，需要通過(guò)一定的方式告知學(xué)生，并盡可能將其歸納為學(xué)生熟知的物理模型類型，并將容易混淆的模型進(jìn)行比較，讓學(xué)生理解它們之間的差異②。

物理模型的構(gòu)建，能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，如研究汽車運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí)，我們把它簡(jiǎn)化為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，把發(fā)動(dòng)機(jī)等復(fù)雜情況歸結(jié)為牽引力，把地面及各種阻礙因素歸結(jié)為阻力，這就是一個(gè)物理模型。基于此，可以看出物理模型能夠?qū)?fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的模型，便于學(xué)生解答。

三、通過(guò)類比遷移理論創(chuàng)建物理模型，解決實(shí)際物理問(wèn)題

由于高中物理中，涉及到許許多多的物理模型，而大多數(shù)模型都是通過(guò)基本模型轉(zhuǎn)換而來(lái)的，其中一些新的模型與基本模型思維方式一致，但一些新建模型卻是基本模型的拓展與延伸。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，自由落體模型是最基本的物理模型，而勻速運(yùn)動(dòng)為自由落體的特殊形式。在高中物理教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該根據(jù)一定的規(guī)律，創(chuàng)設(shè)一定的物理情景，幫助學(xué)生應(yīng)用遷移理論，將熟知的模型進(jìn)行遷移，建立新的物理模型。

如高中物理磁場(chǎng)學(xué)習(xí)過(guò)程中，可以類比電場(chǎng)相關(guān)知識(shí)，幫助學(xué)生構(gòu)建思維模型，使學(xué)生更容易接受磁場(chǎng)相關(guān)知識(shí)，提高解決實(shí)際磁場(chǎng)問(wèn)題的能力。

另外，物理模型思維中，教師還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生掌握等效替代方法，將需要解決的物理問(wèn)題等效替換為熟知簡(jiǎn)單的物理模型。如對(duì)于Lc振蕩線路與彈簧振子來(lái)說(shuō)，這兩種物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，但是這兩種物體具有的動(dòng)態(tài)特性具有相同點(diǎn)，比如其隨著時(shí)間發(fā)生變化的規(guī)律是相同的，所以，對(duì)于該兩種物體能夠進(jìn)行等效結(jié)構(gòu)替代，并構(gòu)建有效的等效替代模型③。

教師在教學(xué)過(guò)程中，需要為學(xué)生營(yíng)造一種寬松的課堂氛圍，這有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的表達(dá)，更有利于學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)其建立物理模型的能力。

四、總結(jié)

本文分析了高中物理教學(xué)中物理模型思維法的應(yīng)用，并列舉了一些常見(jiàn)的物理模型以及模型思維方法，但是這僅僅是物理模型中的一小部分。作者寫(xiě)作的目的僅限于反映物理模型思維對(duì)高中物理教學(xué)的重要性，起到拋磚引玉的作用。總之，物理模型思維對(duì)高中物理教學(xué)具有十分重要的作用，能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力，提升學(xué)生運(yùn)用物理模型解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高教學(xué)效率與質(zhì)量，是一種有效的教學(xué)方法，值得大力推廣與應(yīng)用。

【注釋】

① 羅兆華. 物理模型思維方法的認(rèn)識(shí)、理解和運(yùn)用[J]. 物理教師，2010.30（4）：127-128.

② 朱高云. 物理模型思維法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用效果分析[J]. 中學(xué)課程輔導(dǎo)，2013.15（4）：655-656.

③ 楊瑞琴. 物理模型思維法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 備課助手，2012.13（2）：207-208.

（作者單位：江西省瑞金市第一中學(xué)）