關(guān)于初中物理教學(xué)中建模思想的應(yīng)用

張紹波

摘要：物理學(xué)是研究物理現(xiàn)象及其變化規(guī)律的科學(xué)。為了使研究變?yōu)楹?jiǎn)化，常采取先忽略某些次要因素，把問(wèn)題理想化的方法，這就是先建立物理模型，然后在一定條件下，用于處理某些實(shí)際問(wèn)題。物理模型是把研究對(duì)象抽象成某種理想模型，然后研究理想模型的物理過(guò)程并選用正確的物理方法。

關(guān)鍵詞：物理? 建模

引言：

物理模型是對(duì)物理現(xiàn)象本質(zhì)屬性的抽象和純化，突出反映了它所代表的原型的性質(zhì)和規(guī)律。物理學(xué)研究的基本方法是通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)提出模型假設(shè)，再經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)加以檢驗(yàn)和修正，從而建立正確的物理模型。

一、物理建模在教學(xué)中有巨大的作用

提高學(xué)生素質(zhì)。建立和正確使用物理模型可以提高學(xué)生理解和接受新知識(shí)的能力。使學(xué)生學(xué)習(xí)這些新知識(shí)時(shí)容易理解和接受。建立和正確使用物理模型有利于學(xué)生將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化、明了化，使抽象的物理問(wèn)題更直觀、具體、形象、鮮明，突出了事物間的主要矛盾學(xué)生對(duì)物理學(xué)的認(rèn)知過(guò)程，也是在原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中不斷建立一系列新的“物理模型”，從而進(jìn)行知識(shí)的積累與深化的過(guò)程。因此在物理教學(xué)中，增強(qiáng)“建模”意識(shí)，重視物理模型的教學(xué)，既有利于學(xué)生掌握物理知識(shí)，提高應(yīng)用知識(shí)的能力，也可以引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣和方法，。建立和正確使用物理模型對(duì)學(xué)生的思維發(fā)展、解題能力的提高起著重要的作用。可以把復(fù)雜隱含的問(wèn)題化繁為簡(jiǎn)、化難為易，起到事半功倍的效果。

二、基本模型的建立

物理教學(xué)中，可利用多種形象、直觀的教學(xué)手段，充分展示物理現(xiàn)象中的各狀態(tài)及過(guò)程的物理圖景，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)模型形式及內(nèi)含的物理規(guī)律，這樣既能激發(fā)學(xué)生的興趣又可有效地降低學(xué)生建立模型的難度，提高學(xué)習(xí)效率。基本物理模型是關(guān)于物理現(xiàn)象的一般性模型，反映了物理學(xué)的基本規(guī)律，因此建立好基本模型是物理教學(xué)的基礎(chǔ)性工作。學(xué)生通過(guò)觀察、思考，在對(duì)物理現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上形成與相應(yīng)的物理概念、規(guī)律相結(jié)合從而在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中建立起嶄新的物理模型，這是模型認(rèn)知的一般規(guī)律。具體方法舉例如下：

借助于一些實(shí)物制作的模型，可以直觀地反映出與空間方向、位置有關(guān)的物理過(guò)程，幫助學(xué)生想象、理解物理現(xiàn)象的空間模型。如交流電的教學(xué)中，利用放大的線圈及磁體實(shí)物模型，可直觀地再現(xiàn)交流電產(chǎn)生過(guò)程中，線圈平面與中性面、磁感線方向的關(guān)系，更可仔細(xì)觀察到線圈兩邊在轉(zhuǎn)動(dòng)中切割磁感物理實(shí)驗(yàn)是物理模型教學(xué)的主要方法。使學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)自感電動(dòng)勢(shì)的作用，化抽象為形象。有些動(dòng)態(tài)的物理過(guò)程用通常的手段很難展現(xiàn)出來(lái)，而利用計(jì)算機(jī)軟件編制教學(xué)課件，則可以克服這一困難。

三、模型分析的學(xué)法指導(dǎo)

分析物理問(wèn)題的一般思路應(yīng)該是：審題→確定研究對(duì)象→分析物理狀態(tài)、過(guò)程→建立物理模型→應(yīng)用物理規(guī)律求解→檢驗(yàn)。學(xué)生往往忽略了從確定對(duì)象到建立模型這一關(guān)鍵的過(guò)程，而是直接套用公式造成錯(cuò)誤。教學(xué)中教師要注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行思考方法的指導(dǎo)，幫助學(xué)生克服思維簡(jiǎn)單化的毛病。通過(guò)實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)在審題、分析物理對(duì)象所處的狀態(tài)、過(guò)程的基礎(chǔ)上還原其中的物理模型，使學(xué)生養(yǎng)成全面、深入地認(rèn)識(shí)問(wèn)題的習(xí)慣。實(shí)際問(wèn)題常常是錯(cuò)綜復(fù)雜的，學(xué)生若僅是用腦去想象它的物理模型會(huì)覺(jué)得很抽象、困難，教師可以指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)通過(guò)作圖，形象地反映出問(wèn)題中的物理狀態(tài)、過(guò)程以及各種條件，幫助自己清晰地認(rèn)識(shí)物理圖景，還原物理模型，降低思維的難度，使學(xué)生養(yǎng)成運(yùn)用模型分析、解決問(wèn)題的習(xí)慣，提高物理教學(xué)效果。

四、在教學(xué)中利用物理模型的注意事項(xiàng)

在物理教學(xué)中使用模型是要有條件的，在使用模型時(shí)，必須注意如下問(wèn)題：一是模型是在一定條件下適用的。建立物理模型，可使問(wèn)題的處理大為簡(jiǎn)化，二是物理模型是在不斷完善發(fā)展的。

小結(jié)：物理課堂教學(xué)不能只滿足于知識(shí)的傳授，讓學(xué)生記住定律，背出公式，會(huì)做習(xí)題就行了，而應(yīng)立足于物理思想方法進(jìn)行物理教學(xué)，在課堂教學(xué)中進(jìn)行方法論的滲透，這對(duì)學(xué)生提高獲取知識(shí)的能力會(huì)大有幫助，使學(xué)生終身受益，因此應(yīng)予以足夠的重視。