高中物理模型構(gòu)建教學的實踐探究

覃金林

◆摘? 要：物理學一直是自然科學類的領(lǐng)軍科目，這是對自然之謎的真相的邏輯理解，這是人堅持不懈地尋找的結(jié)果通過教學的方式教給學生。但是能夠很好的表達出物理學各學科現(xiàn)象的方法就是構(gòu)建物理模型，然后通過構(gòu)建的物理模型，就可以將抽象的問題變得具象化，讓學生對疑難問題有一個更加清晰的理解和認知，本文我將針對在高中物理教學構(gòu)建模型所長產(chǎn)生的積極作用做一個簡單的陳述。

◆關(guān)鍵詞：高中物理;模型;構(gòu)建教學

大自然蘊含著無窮無盡人類尚未了解的神秘，而物理學就是探求大自然中物質(zhì)的客觀運動，從而揭示大自然的奧秘。在研究無法直接通過視覺觀察的事物時往往會采用模型將事物具象化、可視化，高中物理建模教學就是基于這樣的理論，在物理教學中教導學生使用模型來解決不可視、抽象的問題，從而培養(yǎng)學生自助建模能力，幫助學生解決物理學及以后學習生活中的一系列抽象問題。

一、學習物理的重要意義

物理學是其他自然學科的研究基礎(chǔ)，物理學研究的是一切物質(zhì)的最基本運動形式和發(fā)展規(guī)律，是人類對自然無限的探究，是人類對自然規(guī)律的總結(jié)，是概括經(jīng)驗的科學理論認知。物理學具有六大特質(zhì)：真理性、和諧統(tǒng)一性、簡潔性、對稱性、預測性、精巧性。物理學是通過對物質(zhì)運動客觀規(guī)律的總結(jié)揭示自然界的奧秘。物理學用相對論統(tǒng)一了時間、空間，用光的波粒二象性統(tǒng)一了粒子性和波動性。通過麥克斯韋電磁理論實現(xiàn)了電與磁的統(tǒng)一。物理學是用簡潔語言總結(jié)的物質(zhì)運動的客觀規(guī)律，通過對物質(zhì)已知運動現(xiàn)象的推算預測未來運動現(xiàn)象，而且通過物理學精巧的實驗會發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的客觀運動和發(fā)展規(guī)律其實是具有一定的對稱性，比如正負電極，比如作用力與反作用力等。物理學是人類探求大自然奧秘的基礎(chǔ)學科和重要工具。

二、物理模型意義及作用

物理學是自然學科的一種，是揭示大自然規(guī)律本質(zhì)的學科。高中物理主要教學目的是讓學生學習物理知識并學會常用的物理研究方法。相比初中物理，高中物理的知識難度是幾何級增長的，會涉及很多抽象問題，不再像初中物理一樣可以在生活中找到模型，需要學生對抽象問題要有一定的想象力和分析能力。高中物理模型就是將一些抽象的，文字描述不直觀的實驗、原理用模型的方式展現(xiàn)出來，讓學生能直觀、方便地理解抽象問題。物理建模通常具有一定的趣味性，能很好地提高學生的學習熱情，而且物理建模是將科學研究與模型合二為一，是培養(yǎng)學生探求物質(zhì)科學本質(zhì)的有效方式。

三、高中物理教學模型構(gòu)建方法

高中物理學習的主要內(nèi)容有牛頓萬有引力定律、動量定律、動量守恒定律、光的本性、能量守恒定律、分子運動理論等。在學習這些抽象的知識時有些現(xiàn)象無法直觀地給學生介紹，這時就需要構(gòu)建物理模型。

（一）類比

在物理教學中，有的實驗之間是存在共通性或者相似性。所以可以采用這種關(guān)聯(lián)的物理特性來構(gòu)建物理模型。比如光和聲都具有折射反射屬性從而推斷出光具有波動性，最終得出光的波動理論。通過對抽象現(xiàn)象同屬性實驗推演證明抽象現(xiàn)象也具有直觀實驗屬性，是物理教學、研究中常用的教學方式。

（二）抽象

抽象建模方法是指在理想環(huán)境理想條件內(nèi)進行的實驗，然而現(xiàn)實中無法實現(xiàn)或者實現(xiàn)難度較大時通常會使用抽象的方法將不利因素剔除，只留下研究課題所涉及的條件。

（三）借代

在物理教學中會出現(xiàn)事物過于宏大，無法用實物展示，比如天體運轉(zhuǎn)，或者事物過于微小，如分子、原子結(jié)構(gòu)，還有事物無法具象地展示出來，如光的波粒二象性等，需要通過構(gòu)建合理模型進行同質(zhì)轉(zhuǎn)換，建立可視的物理模型，方便學生學習。

（四）假說

在物理教學實驗中有些問題中的物體不能實際展示出來，比如客車在勻速運動，客車是非重要的實驗元素，我們需要研究的是勻速運動的過程，這時我們可以將客車假想成一個質(zhì)點，這樣就可以方便實驗模型建立，簡化模型建立過程

四、高中物理教學模型構(gòu)建措施

在進行高中物理模型的構(gòu)建前，教師可以通過指導學生，然后可以將學生進行一個分組，對實驗的項目做出假設(shè)，可以培養(yǎng)學生的舉一反三的思維能力，還有想象力，并構(gòu)建簡單物理模型。如教學能量守恒定律時，可以從生活中各種擺件中汲取靈感，制作物理模型。為了提高學生的認知水平，要將物理教學的實驗題材具象化，比如微小不可視的分子結(jié)構(gòu)，大到天體運行，都要通過想象將其具化成物理模型。

五、優(yōu)化模型建構(gòu)方法

傳統(tǒng)的生物模型建構(gòu)大多是以實際的物質(zhì)材料為基礎(chǔ)的，比如泡沫、硬紙板、繩子等. 但是在現(xiàn)代化的科技支撐下，生物模型的構(gòu)建變得更加方便簡易. 利用計算機技術(shù)模擬出生物模型的三維動畫，不僅畫面生動形象，吸引學生的注意力，而且動態(tài)性的展示更能抓住知識的要點，提高生物教學的針對性. 因此，高中生物教師應該掌握計算機構(gòu)建模型的方法，并且在教學中培養(yǎng)學生的這一能力. 多媒體的教學方式也能夠配合好生物模型的構(gòu)建，比如在講解生命的起源、有絲分裂中染色體的變化過程等就可以采用 PPT 或者動畫的方式進行。

六、結(jié)語

目前，隨著我國時代的進步，還有科學的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，人們對自然科學的探索一直是無窮無盡的，物理學作為一門自然科學的一項重要的科目，一直以來受到了社會的普遍關(guān)注，所以，從小就需要打好學習的基礎(chǔ)，盡快的掌握了解物理學的建構(gòu)模式，能夠更好的幫助學生解決在學習的過程中所遇到的一系列問題，不斷地去探索隱藏在事物表面下的科學知識，提高綜合素養(yǎng)。不僅能夠促進學生學習能力的提高，也能切實改善生物教學的成效. 因此，生物教師應該培養(yǎng)學生構(gòu)建模型的能力，在課前預習、課堂學習、課后復習等不同環(huán)節(jié)中落實模型構(gòu)建教學.

參考文獻

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