摘 要:建構與應用模型是物理學最重要的研究方法之一,也是物理學的核心學科特色。加強物理模型教學,有助于學生掌握高中物理的必備知識;加強物理模型教學,有助于提升學生關鍵能力
關鍵詞:物理模型教學,學科思維,效率
前言:高考評價體系提出:“首先,要優化考試內容。在高考命題中,要依據高中課程標準和高校人才選拔要求,突出核心價值、學科素養、關鍵能力、必備知識的考查內容,強化基礎性、綜合性、應用性、創新性的考查要求。”即“一核四層四翼”目標。
《考試說明》明確指出高考物理在考查知識的同時注重考查能力,并把對能力的考查放在首要位置。通過考查知識及其運用來鑒別考生能力的高低,但不把某些知識和某種能力簡單的對應起來。高考物理學科考查的能力主要有:理解能力、推理能力、分析綜合能力、應用數學處理物理問題的能力、實驗能力。高考評價體系和考試說明為我們的高三備考指明了方向。針對高三的教學,筆者認為物理模型的有效教學能培養物理學科思維,提高高三復習效率。
一、物理模型概述
建構與應用模型是物理學最重要的研究方法之一,也是物理學的核心學科特色。模型是一種對物體、事件、系統、過程、物體與事件間的關系等的表征。高中物理模型主要是指根據物理學科特點,對物理的某一研究對象或研究過程進行抽象,抓住主要因素,忽略次要因素,透過表面現象,揭示內在本質,把復雜的問題簡單化,具體的物理問題理想化,建立起能體現客觀事物本質特征的抽象的物理模型。如物理學中質點、點電荷、理想氣體等實體理想模型;自由落體運動、勻速直線運動、簡諧運動、彈性碰撞等過程模型以及光滑斜面、輕繩、輕桿、輕彈簧等條件模型。
二、高三物理模型教學的意義
1、加強物理模型教學,有助于學生掌握高中物理的必備知識
中學物理教材是以物理模型為基礎向學生傳達知識的,中學物理的基本概念和規律都是在一定的物理模型的基礎上建立起來的,加強物理模型教學,能夠幫助學生理清物理概念及規律的來龍去脈,才能在解決物理問題的過程中熟練應用。以物理模型教學引導學生找出與該模型相聯系的有關物理量或規律來構成知識板塊,深挖該知識板塊間的聯系,理清各定律的適用條件及使用注意事項,從而更加深入的理解該知識板塊,進而達到熟悉應用該知識板塊。加強物理模型教學有助于學生儲備物理學科的必備知識,為迎接高考打好扎實的基礎。例如“傳送帶”模型如果復習清楚,學生即可以清楚掌握受力分析、力與運動、勻變速直線運動規律以及功能關系等重要的物理規律。
2、加強物理模型教學,有助于提升學生關鍵能力
高三物理復習更深層次的目的是為了讓學生在不斷嘗試和分析過程培養學生解決實際問題的能力。在高中物理學習過程中,把物理問題進行抽象化處理,建立物理模型,在具體的物理問題的分析、解決的過程中,物理模型方法就是解決問題的橋梁和工具。學生在對每一個物理過程的處理都是從物理模型出發的,就是相對復雜的綜合題也是有多個相關聯的物理模型組合而成的,學生在解題的過程中,只有準確的還原出題目所涉及的物理過程,找到過程對應的物理模型,利用模型所涉及的物理知識及解題方法才能在頭腦中形成清晰的物理情景,理清思路,順暢解題。物理模型的教學能不斷訓練學生的發散思維、形象思維和抽象思維,有助于學生在解題過程中對題目所給的信息進行加工,去粗取精,去偽存真建立正確的物理模型并應用模型來解決實際問題。例如處理“板塊”模型就需要學生具有很強的綜合能力,滑塊和滑板間可能相對靜止亦可能相對運動,相對運動時又可能存在臨界狀態,是會達到共速還是滑塊會滑離滑板。這就要求學生在解題中利用假設的方法,先用整體法和隔離法分別對系統進行受力分析,再結合牛頓運動定律求解滑板和滑塊間的摩擦力來確定板塊間是否發生相對滑動,若相對滑動再進而判斷是會滑離還是最終共速。最后根據分析得來的運動性質選擇合適的運動模型以及相關知識進行解答。因此對于類似的綜合性強、思維量的經典模型進行專題復習能夠訓練學生理解能力、推理能力、分析綜合能力、應用數學處理物理問題的能力,培養學生的物理學科思維,提升學生關鍵能力。
三、高三物理模型教學策略
模型建立的教學策略主要對模型的思維方法和表征方式在模型建立教學過程中的體現做了討論,注重物理"模型"描述的完整性及同一模型在不同條件下的歸納和對比,達到真正理解這一模型并用這一模型來解決相關題型的目的。例如滑板滑塊模型,滑板滑塊之外其他力的合力等于零的情況,這種模型主要用動量守恒解題;滑板滑塊有受到外力的作用時,如果滑板滑塊的加速度相同時采用整體法,如果滑板滑塊加速度不一樣時采用隔離法,再結合牛頓運動定律和功能關系進行解答。對同一模型在不同情景下的訓練,能夠培養學生發散的科學思維,在具體的情景中構建物理模型,提高解決問題的能力。
結束語:近年來的高考物理題向我們傳遞出從解題向解決問題轉變,一道高考題解決過程實際上就是選擇物理模型,使用模型方法解決問題的過程。在平時的習題教學過程中,我們往往會強調“明確研究對象、研究過程,還原物體的運動過程”這就是要求學生依據題目所給的情景還原物理模型,如果學生無法還原出與題目相同的物理模型,就不可能正確解決物理題目。因此要想提高高三復習的效率,就要重視物理模型的復習。
參考文獻
[1]田素海.基于“模型”的高三物理復習教學策略研究[J].中學物理:高中版,2016(2期):60-61.
[2]《高考評價體系》
[3]《物理課程標準解讀》
[4]《物理考試說明》
作者簡介:洪燕輝(1983.02—)女;福建省泉州人,教師,現就職于泉州市培元中學。