淺析高中物理模型教學(xué)方法心得

楊慧欽

摘要：高中物理知識的教與學(xué)都是建立在物理模型的基礎(chǔ)之上的，物理模型是物理知識的重要載體。學(xué)生可以理解物理模型并使用真實(shí)的物理現(xiàn)象正確使用，是幫助學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，提高思維能力的重要方式。本文對高中物理模型的教學(xué)方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：高中物理;模型教學(xué);心得

引言

隨著新課程的重組，高中物理課堂已從單一模式變?yōu)槎嘣Ｊ?，教師需要結(jié)合物理教學(xué)的內(nèi)容采取適當(dāng)?shù)姆椒▉碚{(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生能夠進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。在高中物理教學(xué)中，物理模型教學(xué)是最實(shí)用的教學(xué)方法，可以幫助學(xué)生掌握物理知識，研究物理定律的重要途徑。高中物理教師在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)運(yùn)用物理模型的教學(xué)方法，并挖掘物理模型在教學(xué)中的最大價(jià)值，這在培養(yǎng)學(xué)生方面起著重要作用。

一、高中物理模型的分類

（1）反映研究對象特征的對象模型方法

對象模型是高中物理模型中最簡單、最基礎(chǔ)的模型，主要基于要研究的對象的性質(zhì)和特征，忽略了與研究無關(guān)的其他次要元素，并構(gòu)建了可能的模型。反映了研究對象的主要基本要素，并在不影響研究結(jié)果的新形象的情況下發(fā)展了研究對象的特征。物理研究中的對象已理想化，因此也稱為對象模型。

對象模型教學(xué)的主要目的是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)對象模型的定義和屬性，例如質(zhì)量點(diǎn)、質(zhì)量點(diǎn)定義為用于構(gòu)建對象模型和替換實(shí)際對象的質(zhì)量點(diǎn)。由于研究問題無效或影響可忽略，因此可以在質(zhì)量點(diǎn)看到對象。例如，可以把衛(wèi)星作為質(zhì)點(diǎn)，來尋找繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星的角速度以及線速度。在運(yùn)用光電門“驗(yàn)證機(jī)械能量守恒定律”的物理實(shí)驗(yàn)中，必須使用穿過光電門的小物體的長度，因此不能將一塊小物體視為質(zhì)量點(diǎn)。通過模型訓(xùn)練，學(xué)生可以對物理模型的構(gòu)造和實(shí)際應(yīng)用有清晰的認(rèn)知，這可以極大的提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力以及物理知識探索的能力

（2）反映物理過程定律的過程模型方法

物理過程是許多因素的結(jié)果，所有這些因素都是復(fù)雜且難以理解的，不適合高中生的實(shí)際能力和水平。因此，可以通過應(yīng)用過程模型技術(shù)來簡化和概括物理過程，并根據(jù)要研究的過程的需要，通過忽略次要因素和把握來探索和揭示過程的本質(zhì)。主要因素、物理定律、過程模型方法可以幫助學(xué)生避免不必要的干擾，對物理過程的本質(zhì)進(jìn)行直接探索，幫助學(xué)生掌握相關(guān)的知識，可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。在高中物理過程模型中，主要有勻速直線運(yùn)動、勻速可變直線運(yùn)動、自由落體運(yùn)動、水平投擲運(yùn)動、等，這些物理運(yùn)動課程是高中物理學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。通過構(gòu)建過程模型，學(xué)生可以更輕松地學(xué)習(xí)物理過程的定律并直接從本質(zhì)開始，而忽略對對象運(yùn)動的其他干擾。因此可以獲得事半功倍的效果。

（3）反映物理發(fā)生條件的的條件模型法

物理學(xué)科的外部影響因素有主要和次要之分，在教學(xué)過程中，教師可以讓學(xué)生重視主要因素，忽略次要因素，從而構(gòu)建理想的物理?xiàng)l件模型。也就是說，在研究物理知識的過程中，通過理想化構(gòu)建的物理研究對象外部條件的模型也就是條件模型。比較常見的條件模型有均勻電場、均勻磁場、恒力、光滑表面、絕緣容器、真空等。條件模型是學(xué)生探索物理知識和找到物理定律的先決條件，這是對象模型和過程模型之間的自然聯(lián)系。

二、物理模型的特點(diǎn)

（1）抽象與圖像統(tǒng)一

質(zhì)量點(diǎn)模型質(zhì)量點(diǎn)在現(xiàn)實(shí)生活中不存在。這是一個(gè)理想的模型，但具有實(shí)際意義?；谘芯繂栴}的性質(zhì)，有時(shí)可以忽略對象的大小和形狀，并且可以將對象抽象為有質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn)，電場中存在的電荷點(diǎn)、氣體中的理想氣體等。

（2）科學(xué)與假設(shè)的融合

物理建模過程是科學(xué)的，因?yàn)閷W(xué)生可以通過分析了解正在研究的物理過程的主要特征，并獲得可以通過比較抽象、概括、推理和邏輯分析來解決問題的物理模型。同時(shí)，建模過程使用抽象思維和直覺思維來創(chuàng)建目標(biāo)對象的虛假圖像，并通過理論或?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證其可靠性，因此物理模型具有一定的假設(shè)條件。

（3）簡約與美學(xué)的統(tǒng)一

物理建模過程抽象了復(fù)雜的問題。省略瑣碎的元素將幫助弄清事物的本質(zhì)并簡化復(fù)雜的問題。在建模過程中，模型的經(jīng)驗(yàn)和理解深深地吸引了反映物理模型和諧美的定律。例如，在赫茲發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)的三種現(xiàn)象之后，經(jīng)典波理論無法解釋這種現(xiàn)象。愛因斯坦提出了光子理論，強(qiáng)調(diào)光子與電子之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系，光子只能給電子提供能量。從光電子獲得能量的過程不需要時(shí)間累積，并且離開過程金屬的光電子的能量遵循能量守恒，即愛因斯坦光電效應(yīng)方程hv=Wo+EKm。愛因斯坦的光子理論建議既簡潔又美觀。

三、高中物理模型教學(xué)方法的心得

物理模型是物理知識脈絡(luò)進(jìn)行連接的關(guān)鍵點(diǎn)，只有當(dāng)學(xué)生對各種模型進(jìn)行有效學(xué)習(xí)后，才能通過整合物理知識并根據(jù)學(xué)習(xí)主題正確使用模型來有效地提高學(xué)生的思維和創(chuàng)新能力。例如，運(yùn)動學(xué)的知識結(jié)構(gòu)基本上建立在質(zhì)量點(diǎn)、恒、運(yùn)動狀態(tài)上，并且同時(shí)初始條件也不同，因此所使用的模型也不同。

結(jié)語

總而言之，模型教學(xué)方法可以幫助學(xué)生對物理知識結(jié)構(gòu)有清晰的認(rèn)知，并通過對對象、條件和過程三個(gè)方面的深刻理解，對物理知識進(jìn)行牢固的掌握，從而提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力。

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（福建省莆田市仙游縣第二中學(xué) 福建 仙游 351200）