中學(xué)物理模型教學(xué)策略的探究

劉明建

模型教學(xué)是實現(xiàn)新課程改革目標(biāo)的理想載體，關(guān)于研究物理模型的文章有很多，也值得廣大物理教師去關(guān)注和借鑒。但大部分都有其缺陷，許多文章認(rèn)為模型總是與知識的傳遞單獨(dú)聯(lián)系的，而且孤立地、片面地討論物理模型相關(guān)的問題。實際上，物理模型不是一種孤立的、片面的科學(xué)方法，它需要觀察、實驗、分析和綜合、假說與猜想等多個研究手段的相互配合使用，才能將探索精神與邏輯推理貫穿到整個教學(xué)中去。這就需要中學(xué)物理教師的引領(lǐng)，讓學(xué)生在其中領(lǐng)悟科學(xué)理念與科學(xué)精神的奧妙。在中學(xué)物理模型教學(xué)過程中，如果能夠與其他科學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來，就能更好地拓展學(xué)生的思維與視野，幫助學(xué)生構(gòu)建自己的知識網(wǎng)絡(luò)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此，中學(xué)物理教師應(yīng)該在物理模型與教學(xué)理論的指導(dǎo)下，結(jié)合中學(xué)物理教學(xué)的實際，實施有效的物理模型教學(xué)策略。

一、采用物理模型與圖景模式相結(jié)合的教學(xué)策略，加強(qiáng)直觀表象

建立物理模型的困難大多來自不完善的表象，如自由落體運(yùn)動、小船渡河、反沖現(xiàn)象等。從物理的角度來看，這些表象都是不完善的，蘊(yùn)含著許多錯誤的成分。物理模型與圖景反映了原型的直觀形象和主要特征，抓住了問題的本質(zhì)。因此，在教學(xué)中師生應(yīng)通過分析、比較、歸納與總結(jié)等，共同建立起相應(yīng)的物理模型與圖景。物理模型與圖景都是來自于現(xiàn)實的材料，但二者又都高于客觀實際，這二者并不相違背，是物理知識與邏輯思維相統(tǒng)一的結(jié)果，綜合分析與應(yīng)用等各方面能力的結(jié)合。通過物理模型與圖景相結(jié)合的教學(xué)方式，構(gòu)造情景與理論模型的有機(jī)聯(lián)系，能夠加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識中抽象的規(guī)律和形象的實際情景的緊密聯(lián)系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，更好地讓學(xué)生掌握其所學(xué)的物理知識。

二、采用問題式的物理模型教學(xué)策略，激發(fā)學(xué)生的求知欲

在設(shè)置物理模型的情景教學(xué)中，中學(xué)教師所創(chuàng)設(shè)的問題情境應(yīng)符合學(xué)生的客觀實際需要，特別是高考的需要。設(shè)置的問題要能夠使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望，并將求知欲轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)的動力和內(nèi)在的心理需求。在講各種物理模型時，教師可以創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)膯栴}情境，這樣既可以活躍課堂教學(xué)的氣氛，不至于讓枯燥的物理公式沉悶學(xué)生的心靈。同時也可讓學(xué)生建立起問題考查與研究的聯(lián)系，進(jìn)而開拓新的境界。

教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實際水平，設(shè)置出適合學(xué)生思考，并面向高考要求的、難度適中、具有開放性與應(yīng)用性的好問題，以幫助提高學(xué)生的邏輯思維能力。比如教給學(xué)生直線運(yùn)動中的加速度之后，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生自己進(jìn)一步設(shè)想運(yùn)動過程中物體的速度和位移可能受到加速度怎樣的影響，并讓學(xué)生自己思考什么情況下物體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動，什么情況下是非勻變速直線運(yùn)動等問題。通過這樣的問題讓學(xué)生明確物理模型建立的目的，為學(xué)生建立物理模型構(gòu)建一條通道，從而為學(xué)生的思維活動指明方向。而且教師給定問題的條件與結(jié)果往往是不具有定向性的，應(yīng)該有多種解決問題的途徑和方法，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。另外，對學(xué)生的設(shè)問既要有縱向的，也要有橫向的，能夠使學(xué)生舉一反三、融會貫通。通過布設(shè)恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)場景，富有成效的設(shè)疑，能夠準(zhǔn)確無誤地幫助學(xué)生建立正確的物理模型思維。

三、采用類比推理的物理模型教學(xué)策略，克服慣性的定式思維

固有的定式思維往往成為物理模型遷移教學(xué)的障礙，這是因為以中學(xué)生目前的知識水平與能力一般難以具體地去分析所學(xué)知識的情境，也就難以打破己經(jīng)形成的思維定式。如果說要學(xué)生要做到靈活處理目前的學(xué)習(xí)內(nèi)容與能力，創(chuàng)造性地解決問題，這就需要中學(xué)教師采用靈活多樣的、類比推理的教學(xué)方式，而物理模型教學(xué)恰好就可以做到這一點(diǎn)。

模型教學(xué)可以把同類或異類或者不同發(fā)展階段，但具有某些相似方法的事物進(jìn)行類比推理，比如根據(jù)兩個事物在某些方面的相似屬性，進(jìn)而推理出它們在其他方面的屬性上也有可能相似的結(jié)論。因此物理模型教學(xué)中教師要防止把模型講死，更不能禁錮學(xué)生的邏輯思維能力。教師不僅要讓學(xué)生知道模型的確立只是物理研究的一種方法與手段，更要使學(xué)生領(lǐng)會物理中的模型與概念是經(jīng)過怎樣的抽象建立起來的。物理中具體的事物又是經(jīng)過怎樣的抽象歸納而進(jìn)入該模型的，從而培養(yǎng)其抽象思維和解決問題的能力。例如，一個半徑為r的閉合金屬圓環(huán)，沿平面垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，圓環(huán)總電阻為2R，一足夠長的直導(dǎo)線（電阻為R）以速度為v勻速運(yùn)動，當(dāng)直導(dǎo)線剛運(yùn)動到圓心處時，

經(jīng)過直導(dǎo)線的電流為多少？ 本題可以采用電路等效法去解答，雖然兩者的物理情景不太一樣，但可以借助熟悉的模型去類比推理，那么學(xué)生就可以利用電路模型知識輕松地解決這個問題了。

四、采用理論聯(lián)系實際的物理模型教學(xué)策略，重視模型建立過程中能力的培養(yǎng)

愛因斯坦說過：“物理書中充滿了復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，但是所有的物理學(xué)理論都起源于思維與觀念，而不是公式?！彪m然現(xiàn)行物理教材已經(jīng)多次修改，但教科書中理論聯(lián)系實際的生活事例依然很少，這樣就會造成學(xué)生在學(xué)習(xí)新的物理知識與規(guī)律時缺少該環(huán)節(jié)的思維訓(xùn)練。因此，學(xué)生依然習(xí)慣于傳統(tǒng)的認(rèn)識經(jīng)驗和思維習(xí)慣，形成方法上的思維障礙。當(dāng)學(xué)生真正遇到問題時，表現(xiàn)為思維混亂、束手無策的狀態(tài)。在物理模型知識的學(xué)習(xí)中，既包括建立物理模型的過程學(xué)習(xí)，也包括應(yīng)用物理模型來解決問題的學(xué)習(xí)。而且在中學(xué)物理模型教學(xué)過程中，教師的教學(xué)要著重訓(xùn)練學(xué)生提高思維能力、計算能力，開拓視野和境界。同時也要防止學(xué)生形成機(jī)械式思維的傾向，加強(qiáng)學(xué)生的理論聯(lián)系實際的能力，把學(xué)生從定式思維中解脫出來，培養(yǎng)正確的物理思維能力，從而提高解決實際問題的能力。現(xiàn)實中物理教師在講解各個物理理論時往往強(qiáng)調(diào)公式的死記硬背，進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，讓學(xué)生的思維能力形成一種條件反射。這樣的方法有利有弊，從時效性來看具有很高的效率，但面對越來越開放發(fā)展的物理來說，就很難適應(yīng)時代的需要，同時也與物理高考出題意圖相違背?，F(xiàn)在高考物理試題也往

往呈現(xiàn)多樣化，而且注重理論與實際相聯(lián)系來出高考試題。把理論知識和實際的生活事例緊密聯(lián)系，并對應(yīng)相關(guān)現(xiàn)象、規(guī)律建立適當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ屯墙鉀Q問題的關(guān)鍵。比如物體追擊和相遇的物理模型，是直線運(yùn)動的一個難點(diǎn)，學(xué)生很難深刻理解模型的關(guān)鍵是什么。但是聯(lián)系生活中汽車行駛?cè)绻蛔⒁獍踩瑫l(fā)生追尾事故的事例來解釋這個物理模型，則會達(dá)到事半功倍的效果，使學(xué)生更容易分析和解決問題。

中學(xué)物理模型的教學(xué)著重強(qiáng)調(diào)教師要培養(yǎng)學(xué)生建立和應(yīng)用物理模型的能力，從而達(dá)到幫助學(xué)生理解并掌握物理知識，使知識體系系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，以適應(yīng)現(xiàn)實物理知識中復(fù)雜多變的世界。在課堂教學(xué)中開展模型教學(xué)，不是物理課堂教學(xué)所獨(dú)有，其他學(xué)科也同樣在如火如荼地進(jìn)行。這樣的教學(xué)方式可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，以及樹立終身學(xué)習(xí)的意識，最終促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。因此，中學(xué)物理教師要掌握并領(lǐng)悟物理模型教學(xué)的精髓，這也是當(dāng)今時代對教師要不斷改進(jìn)教學(xué)的號召。

參考文獻(xiàn)

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