于秀婷
(內蒙古包頭市中國核工業集團公司二○二廠中學,內蒙 古包頭 014000)
物理學是科學的世界觀和方法論的基礎,在中學物理教學過程中應重視對學生進行科學思維與科學方法的培養。物理模型方法是物理學的一種重要的研究方法,模型是指對事物或過程概括性、形象化的表述,物理模型方法是指通過對實際問題進行抽象化處理,保留主要矛盾或特性,略去次要矛盾或特性,得出一種能反映事物本質特性的理想過程或物質的方法。物理模型的建立能簡化問題,直達問題的本質。可以說物理模型是物理規律與理論建立的基礎。所以在中學物理教學中要重視對物理模型方法的教育。
《普通高中物理課程標準》闡述了物理模型建構能力在整個物理學習中的重要性,物理教學應加強學生物理模型構建的思想和方法的學習,培養學生的創新精神,提高學生物理模型建構的能力。通過課堂教學、課后輔導以及習題材料對學生進行物理模型建構能力培養,經過幾年的實驗研究,總結出了讓學生認識物理模型的基本概念;增強學生建構物理模型的意識;訓練學生的模型思維能力;通過多種途徑培養學生模型建構能力等行之有效的培養學生物理模型建構能力的具體策略。
隨著素質教育的實施,模型教學中的不足逐漸浮出水面,物理教師在模型教學方面一直很難突破瓶頸,其主要原因是教師沒有認識到制約學生建模能力提高的因素。制約學生建模能力提升的因素主要有以下幾點。其一,學生缺乏模型意識。建模思想是高中物理教學中的重點,在高中物理教學中占據突出地位。物理學習最重要的一點就是一題多解、靈活運用知識,模型在很多物理解題過程中都可以通用,但是學生在解題過程中習慣運用公式解題,沒有養成尋找模型關系的習慣,也就無法形成模型意識。其二,學生缺乏模型思想。科學的模型教學方法應該是建立在物理思想方法基礎上的,而現階段高中物理模型教學過程中缺少對學生物理思想的培養,導致學生在建模中的學習質量很難提升。這樣,學生就很容易對物理模型產生畏難情緒,進而影響物理學習的興趣,這一點必須引起教師的高度重視。其三,學生缺乏對模型的理解和運用能力。高中物理教學的目的不是讓學生掌握模型,而是提高學生對模型的理解和運用能力。建模是學生學習物理的基礎,學生對模型的理解不夠全面和深入,就會在遇到實際問題時不能合理地運用模型來解決實際問題。
模型意識與模型思想的養成,可以讓學生在解決實際問題的過程中事半功倍,教師對此必須有明確的認識。在解題過程中教師要盡量運用模型方法進行問題的解答,培養學生的一題多解思維與靈活運用知識的能力,培養學生的模型意識。同時,教師在物理教學過程中要幫助學生建立模型思想,如在某一道題的解題過程中,可讓學生嘗試將物理文字轉化為圖形的形式,這樣可以鍛煉學生養成建模思維,從而提高學生的模型解題能力。
在物理教學中教師應重視對學生抽象能力的培養,而物理模型的建立就是對物理知識進行抽象和概括的過程。所以,教師應鍛煉學生從物理主題的相關信息和關鍵條件中抽象出基本物理模型,并讓學生運用已有物理知識和物理模型儲備解決實際問題。通過正反兩面將問題進行化歸,有利于學生更加順利地解決問題。解答物理難題時,教師要樹立“授人以魚不如授人以漁”的教學理念。培養學生的模型意識與模型思想,遠遠比教授學生一種解題方法重要得多。
模型教學是物理教學的基礎,為幫助學生全面掌握物理模型,教師應重視對物理模型形成過程的講解,引導學生進行分析和構建,將模型教學生活化,幫助學生消除畏難情緒。對于理論性較強的抽象模型,學生理解起來有一定的難度。為了增強學生對模型形成過程的理解,教師可以在講解中加入生活事例,將復雜的、理論性強的模型生活化,促進學生對物理模型的掌握與內化。這樣做,不僅有利于學生在生活中不斷發現與模型相關聯的事件,而且可以讓學生運用模型知識解決生活中的問題。建立物理模型的過程,是學生掌握物理研究方法的過程,能夠培養學生運用物理思維和科學抽象方法解決實際問題的能力。
物理實驗教學可以助推物理模型的建立,因為物理實驗是具體的、形象的、真實的,可以幫助學生理解物理知識。在物理實驗中,教師可以讓學生先從感性知識入手,再了解實驗原理,對實驗過程進行分析、數據處理,感受模型和實物之間的區別與聯系。例如,在用伏安法測小燈泡電阻的實驗中,電流表的接線方式有兩種。教師可建立內接法和外接法模型,并對這兩種模型進行剖析,同時引導學生仔細思考。為提高物理模型教學質量,教師還應該對傳統教學方式進行改革和完善,不斷創新教學方法。
模型教學是高中物理教學中的重點和難點,它對高中生的物理學習有重要影響。教師只有讓學生啃下這個“硬骨頭”,學生才能建立學好高中物理的信心。教師開展模型教學的時候,應該根據物理模型的特點、規律和學生的實際水平制定科學合理的教學方式,這樣才能提高物理模型教學質量,讓學生具備模型意識和模型思想。