高中力學(xué)中理想化模型方法的教學(xué)研究

李娜

摘要：理想化模型方法對于我國的高中物理力學(xué)教學(xué)來說是極為重要的，將之應(yīng)用于高中物理課堂上不僅可以提升教師的教學(xué)效率，同時也能讓學(xué)生更加容易掌握高中物理力學(xué)知識。本文闡述了理想化模型方法的概念以及其在高中力學(xué)中的作用，對此進(jìn)行深入探究的同時，期望可以為我國教育事業(yè)的持續(xù)發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：理想化模型；教學(xué)研究；高中力學(xué)

現(xiàn)階段，隨著我國社會文化的迅速發(fā)展以及教育事業(yè)的深化改革，科學(xué)教育方法的重要性愈加突顯，很多國外發(fā)達(dá)國家對此都極其重視，尤其強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生具備科學(xué)思維，并以此掌握更加有效的學(xué)習(xí)方式。高中物理力學(xué)一直以來都是讓學(xué)生以及教育工作者頭疼無比的難題，究其原因在于物理力學(xué)本身晦澀難懂，入門門檻較高，并且對學(xué)生的抽象思維要求相對嚴(yán)格，而理想化模型方法的出現(xiàn)則是有效緩解了這一難題，既為學(xué)生提供了更多的學(xué)習(xí)思路，也提升了最終教學(xué)效率。故此，對其進(jìn)行深入探究是極具現(xiàn)實意義的。

一、理想化模型的概念及特點(diǎn)

理想化模型具體指的是以原型為基礎(chǔ)，原型可以是物理實體，也可以是物理過程，然后利用科學(xué)抽象的方式構(gòu)建的某種研究客體，它具備抽象及形象相融合、科學(xué)及假定相結(jié)合兩大特點(diǎn)。通常來說，理想化模型本身便是將抽象思維與形象思維充分融合的簡化過程，這也就形成了其融合抽象及形象的特點(diǎn)；而科學(xué)及假定相結(jié)合的特點(diǎn)則在于模型雖然構(gòu)建在科學(xué)知識的基礎(chǔ)上，但它的狀態(tài)、形態(tài)卻是假定存在的。

二、理想化模型方法于高中力學(xué)中的作用

（一）基礎(chǔ)性作用

此處所說的基礎(chǔ)性作用指的是物理概念或是物理規(guī)律的形成基礎(chǔ)，在物理學(xué)的范疇內(nèi)，理想化模型便發(fā)揮著這樣的作用[1]。由于物理知識復(fù)雜、晦澀的特點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中若是按部就班的套用理論知識不但不會達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，還極有可能讓問題越來越復(fù)雜，而在學(xué)習(xí)高中力學(xué)的過程中應(yīng)用理想化模型方法便會事半功倍，從基礎(chǔ)本質(zhì)入手，利用抽象的思維模式，對問題進(jìn)行深入的探究。

（二）適用性作用

在高中力學(xué)的學(xué)習(xí)過程中應(yīng)用理想化模型方法通常會出現(xiàn)忽略某些次要因素的狀況，但同時也會由于這個原因而使得研究重點(diǎn)更多的放置在主要因素方面，進(jìn)而促使得出的結(jié)論更具適用性。盡管通過此法得出的結(jié)論不夠全面，但是其擁有很大的發(fā)展空間，經(jīng)過適當(dāng)?shù)母纳婆c優(yōu)化可以得到相對吻合的答案。不僅如此，經(jīng)過理想化模型方法獲得的結(jié)論可以適用于相似的案例之中，并且通常不會出現(xiàn)嚴(yán)重的偏差，充分展現(xiàn)了理想化模型方法在高中力學(xué)中的適用性作用。

三、理想化模型方法于高中力學(xué)中的教學(xué)研究

（一）理想化模型方法的教育原則

將理想化模型方法應(yīng)用于高中力學(xué)教學(xué)中需要遵循一系列原則：首先，學(xué)生認(rèn)知原則。認(rèn)知規(guī)律不僅物理力學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)，同時也開展理想化模型方法極為重要的依據(jù)，通常來說，學(xué)生在認(rèn)知規(guī)律方面均遵循著從現(xiàn)象發(fā)展到本質(zhì)、從具體發(fā)展到抽象以及從低級發(fā)展到高級的原則；其次，結(jié)合性原則。此處所指結(jié)合性不僅是指力學(xué)知識與模型方法的結(jié)合，同時也是指學(xué)生的自主性及教師的牽引性相結(jié)合[2]。物理知識相對散亂是其難難于掌握的原因之一，而從一個知識點(diǎn)轉(zhuǎn)向另一個知識點(diǎn)更是難上加難，理想化模型方法雖然可以開拓學(xué)生的抽象思維，進(jìn)而讓其深刻掌握教學(xué)內(nèi)容，但是也需要注重與力學(xué)知識的融合，唯有如此，才能充分展現(xiàn)其應(yīng)有的教學(xué)作用；最后，循序漸進(jìn)的原則。無論是物理力學(xué)的知識也好，還是理想化模型方法也罷，都需要遵循循序漸進(jìn)的原則進(jìn)行，原因在于物理力學(xué)本身便是一個從簡單到復(fù)雜、從形象到抽象的過程，所以，學(xué)習(xí)它的過程也應(yīng)當(dāng)順應(yīng)它的自然規(guī)律。

（二）理想化模型方法的教育目標(biāo)

任何形式的教育目標(biāo)本質(zhì)上都是想要獲取更好的教學(xué)效果，讓學(xué)生能夠?qū)W有所得，學(xué)以致用，而理想化模型方法也不例外。但是若想要讓理想化模型方法更好的實現(xiàn)教育目標(biāo)，必須要從以下幾點(diǎn)入手：首先，必須要深入了解、掌握物理力學(xué)教學(xué)中理想化模型的各項特點(diǎn)；其次，讓學(xué)生切實感受理想化模型方法的作用；再次，在吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上，讓其嘗試?yán)眠@種方法自主探究問題；最后，讓學(xué)生能夠從思想深處明白這種科學(xué)學(xué)習(xí)法的重要意義并可以在后續(xù)的學(xué)習(xí)中應(yīng)用該方法解決難題，比如在學(xué)習(xí)向心力的時候，教師就可以利用模型的方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)向心加速度的公式：

（三）理想化模型方法的教育方法

下面以《質(zhì)點(diǎn)》作為案例進(jìn)行分析。質(zhì)點(diǎn)這一內(nèi)容的教學(xué)重點(diǎn)在于物理知識框架當(dāng)中的位置，知識框架涉及量較多，例如平均速度、瞬時加速度、瞬時速度、位置、位移、時間、時刻等，質(zhì)點(diǎn)是連接物體運(yùn)動以及在科學(xué)層面上物體運(yùn)動的知識點(diǎn)，是深入探討物體運(yùn)動的基礎(chǔ)工作。教學(xué)方面的重點(diǎn)在于引導(dǎo)學(xué)生在通過模型建設(shè)過程中感受理想化物理模型的方式，難點(diǎn)在于將研究對象抽象為理想化的模型[3]。教學(xué)過程中可以先用視頻、圖片的方式引起相關(guān)的討論，例如螞蟻在爬行、打籃球與踢足球時球的運(yùn)動、飛機(jī)與輪船的運(yùn)動等，讓學(xué)生相互討論，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。之后，可以提出問題，上述案例都有怎樣的差異，回答一般會是形狀大小的差異、質(zhì)量的差異、顏色的差異以及溫度的差異等。之后再突出“應(yīng)當(dāng)如何描述物體運(yùn)動的問題”，在學(xué)生通過分析與討論之后便可以引出“是否可以應(yīng)用一個點(diǎn)替代物體”最終獲得質(zhì)點(diǎn)的結(jié)論。因為學(xué)生是首次接觸理想化的模型，所以在構(gòu)建質(zhì)點(diǎn)模型的過程中教師需要引導(dǎo)學(xué)生不斷的思考，同時為在建設(shè)模型時需要具體化的分析，為學(xué)生釋放。在這一過程中教師可以按照研究問題，探討其中的主要因素與非本質(zhì)因素，并對非本質(zhì)因素進(jìn)行摒棄，保留質(zhì)量這一本質(zhì)因素，忽略溫度、大小、形狀等因素，將本質(zhì)因素提煉出來從而獲得可以替代物體的質(zhì)點(diǎn)模型。

四、結(jié)束語

綜上所述，理想化模型方法與高中物理力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用僅僅是科學(xué)教學(xué)法的一個開端，我國廣大教育工作者必須明白，教學(xué)方式是靈活多變的，不能滿足于現(xiàn)狀，必須要立足于科學(xué)創(chuàng)新，從中發(fā)掘出更為適用的、更為合理的教學(xué)方法，以此保障我國教育事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉祥.也談高中物理教學(xué)中理想化方法的教學(xué)[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教師通訊），2015（23）：26.

[2]魯世明.新課改高中物理教學(xué)中理想化方法的培養(yǎng)策略[J].中學(xué)物理，2014，32（01）：1-2.

[3]魯世明.新課改高中物理教學(xué)中理想化方法的培養(yǎng)策略[J].湖南中學(xué)物理，2013，28（10）：19-21.