利用模型培養(yǎng)學(xué)生的物理思維和自主學(xué)習(xí)能力

章　鋒

摘 要 模型往往能將復(fù)雜抽象的概念進(jìn)行簡單化、形象化,讓人容易接受和理解。在物理教學(xué)的過程中,模型的利用尤為重要,它將物理理論和物理世界連接在一起,讓學(xué)生更好的理解物體的運(yùn)動和變化,提高物理思維能力,并發(fā)揮其想象力,從而提升學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)自我學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 物理模型 物理思維 自主學(xué)習(xí)

中圖分類號:G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

1引言

要使學(xué)生學(xué)好物理這門課,第一要務(wù)是掌握物理概念,這是學(xué)好物理的基礎(chǔ)。一般認(rèn)為物理概念都是人們對一些感性材料進(jìn)行抽象化而產(chǎn)生的一種思維形式,不同的學(xué)生往往有不同的理解,但物理概念是具有科學(xué)共性的,如果偏離這個共性,就可能導(dǎo)致對物理概念理解的不準(zhǔn)確,從而導(dǎo)致一連貫的錯誤思維。那么如何讓學(xué)生正確掌握物理概念呢?最好的辦法就是利用物理模型將概念形象化。

物理學(xué)是一門研究物體運(yùn)動和發(fā)展變化及其變化規(guī)律的學(xué)科,在物理教學(xué)中,運(yùn)用物理模型能抓住物體的本質(zhì)和主要變化因素,使研究的對象和概念由抽象變得形象化,并使過程得到簡化,這樣學(xué)生可以更好的抓住物理概念的科學(xué)共性,理解更透徹。模型的運(yùn)用還能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力,在教學(xué)過程中,利用模型總結(jié)問題,能促進(jìn)學(xué)生對想象力的發(fā)揮,同時使其概括抽象問題的能力得到提高,在解題和學(xué)習(xí)的過程中,熟練將待解決的問題或以前未遇到過的物理實(shí)例進(jìn)行模型化形象化,逐步形成物理思維,應(yīng)對學(xué)習(xí)和高考中的新題。

利用物理模型教學(xué),同樣可以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)自我學(xué)習(xí)的動機(jī)。物理模型給學(xué)生提供了自我學(xué)習(xí)過程中解決問題的基本思維方法,在遇到困難的時候,通過不斷將物理實(shí)例模型化。對大多數(shù)學(xué)生來說,這個過程會由生疏變得熟練,并會從中找到學(xué)習(xí)樂趣,不斷自我學(xué)習(xí)。

2物理模型思維分類

物理思維導(dǎo)致物理模型的產(chǎn)生,而物理模型的建立需要人們在長期的科學(xué)實(shí)踐中積累感性材料,并進(jìn)行分析、比較和總結(jié)而得到。

物理模型的建立一般包括以下方法:(1)類比推理,類比推理根據(jù)一些研究對象在某些方面的共性而推斷其在其它方向上的共性。在物理學(xué)發(fā)展過程中,運(yùn)用類比推理往往能解決遇到的困境,建立了簡化模型;(2)等效轉(zhuǎn)換,等效轉(zhuǎn)換也需要研究對象具有共性,通過將研究對象作等效轉(zhuǎn)化處理,可以將同一類問題進(jìn)行歸納,比如等效場問題,電場、磁場和重力場下物體受合力的運(yùn)動狀態(tài),可以等效轉(zhuǎn)換為只受重力場的情況,簡化了問題;(3)抽象問題形象化法,物理學(xué)中有些模型是實(shí)際并不存在的,為了便于理解,往往將抽象問題變?yōu)樾蜗蠡?、可視化的模?(4)近似比較法,任何事物問題都有主要因素和次要因素,而影響其變化的都是主要因素,次要因素往往可以忽略,抓住主要因素有時即可抓住本質(zhì),在解決復(fù)雜問題時,利用近似比較法是一個很好的方法;(5)分析與綜合,分析往往是對物體單個屬性進(jìn)行研究,而綜合是對整體特征進(jìn)行總結(jié),分析與綜合往往相互促進(jìn),相輔相成,是物理模型思維的一個重要方法;(6)假設(shè)思維,當(dāng)要解決的物理現(xiàn)象還不大明白的時候,用現(xiàn)有的模型、理論或規(guī)律也無法解釋的時候,為了揭示其本質(zhì),可以根據(jù)已經(jīng)研究的成果和掌握的規(guī)律,對事物進(jìn)行預(yù)測和假設(shè),利用假設(shè)的模型進(jìn)行推理研究,并不斷修正完善模型。

3 模型對學(xué)生物理思維的影響

根據(jù)物理學(xué)研究的內(nèi)容,我們可以認(rèn)為物理思維是一個由感性人認(rèn)識上升到理性認(rèn)識的過程,包括對物理概念的判斷與推算,到憑認(rèn)識對物理問題的實(shí)質(zhì)做出快速領(lǐng)悟。有理論學(xué)家認(rèn)為物理思維具有理論與實(shí)踐、抽象與形象、精確與近似的統(tǒng)一體,而模型思維又是一種科學(xué)的、辨證的思想,有助于物理思維的開發(fā)。

在學(xué)生解答物理習(xí)題的時候,一個普遍存在的現(xiàn)象是無法正確的熟練用已學(xué)過的公式和理論去解決一些實(shí)際問題,這些問題有時只需要很淺的理論去解答。出現(xiàn)這些問題的主要原因是學(xué)生不會對資料進(jìn)行分析,不能合理判斷物理情景,無法建立物理模型,這樣就不能將題目轉(zhuǎn)化為一個模型去解答。而如果在教學(xué)中一直采用模型思維教學(xué),給學(xué)生強(qiáng)調(diào)模型的規(guī)律,適用的公式,模型的變式等,將理論與模型相結(jié)合,使形象思維和抽象思維一起發(fā)揮,起到學(xué)習(xí)過程中左右腦同步協(xié)作,這樣有助于學(xué)生對理論的理解。教學(xué)過程中還可以教導(dǎo)學(xué)生如何根據(jù)已知信息去建立物理模型,利用物理模型解決實(shí)際問題和未見過的新問題等,并開發(fā)學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力。

4 總結(jié)與展望

采用模型思維對學(xué)生進(jìn)行教育有利于學(xué)生理解概念,掌握規(guī)律,發(fā)揮并改善創(chuàng)新思維能力和概括能力,從而提高教學(xué)效率,改善教學(xué)質(zhì)量。在素質(zhì)教育的今天,死記硬背概念和公式,面對題目日新月異的高考和實(shí)際問題,已經(jīng)沒有特別理想的效果,利用模型教學(xué),可以更好的適應(yīng)如今的教育現(xiàn)狀。

參考文獻(xiàn)

[1] 查有梁著.物理教學(xué)論.廣西教育出版社,1996.

[2] 魏奎真.物理教學(xué)中的抽象與具體.物理教學(xué),1999.(9):11.

[3] 張穎.普通高中物理教材中模型的運(yùn)用.人民教育出版社,2002.