在物理模型教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的能力

熱依沙·木哈買(mǎi)提 樊麗華（新疆精河縣高級(jí)中學(xué)）

在物理模型教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的能力

熱依沙·木哈買(mǎi)提 樊麗華
（新疆精河縣高級(jí)中學(xué)）

為了解決實(shí)際問(wèn)題，要通過(guò)一定的抽象思維，適當(dāng)?shù)貙?duì)物理研究對(duì)象、條件或物理過(guò)程進(jìn)行理想化分析，形成物理模型才能順利地解決問(wèn)題。而物理模型的教學(xué)就是以物理知識(shí)為基礎(chǔ)，以科學(xué)方法為中介，以模型為載體培養(yǎng)學(xué)生的能力的重要過(guò)程。物理模型教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

模型；能力；物理信息

一、培養(yǎng)學(xué)生理解概念和接受新知識(shí)的能力

新課標(biāo)高中物理必修一在第一節(jié)課時(shí)學(xué)到“質(zhì)點(diǎn)”的概念，這對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是不易接受和理解的抽象概念，為了突破這一難點(diǎn)，必須通過(guò)實(shí)例分析引入。例如，研究火車(chē)從精河到上海的時(shí)候，由于火車(chē)的長(zhǎng)度與精河到上海的距離相比小得多，這時(shí)在研究火車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，它的大小和形狀可以忽略不計(jì)，這樣就可以把火車(chē)當(dāng)作一個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”來(lái)處理。但在研究火車(chē)通過(guò)某一大橋時(shí)，它的大小和形狀不可以忽略，不能把地球當(dāng)作一個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”來(lái)處理。同理，在研究地球的公轉(zhuǎn)時(shí)，地球可看作“質(zhì)點(diǎn)”；在研究地球的公轉(zhuǎn)時(shí)，地球不可看作“質(zhì)點(diǎn)”。我們?cè)谶\(yùn)動(dòng)學(xué)中建立了“質(zhì)點(diǎn)”模型后，學(xué)生對(duì)這一模型有了充分的認(rèn)識(shí)和足夠的理解，知道了建模的條件與要求、理解了它的概念，為以后學(xué)習(xí)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力定律、物體的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)模型概念后，不僅掌握了建模的方法及概念，而且培養(yǎng)了接受新知識(shí)的能力，為以后再學(xué)習(xí)電學(xué)中的“點(diǎn)電荷”模型、光學(xué)中的“點(diǎn)光源”模型及勻速圓周運(yùn)動(dòng)模型等奠定了良好的基礎(chǔ)，使學(xué)生學(xué)習(xí)這些新知識(shí)時(shí)容易理解和接受。

二、培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

在實(shí)驗(yàn)中建立物理模型，中間都要經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)、分析、論證，可以讓學(xué)生充分體驗(yàn)到物理探索過(guò)程中的困難和障礙，有利于培養(yǎng)學(xué)生探究問(wèn)題的能力。例如，研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，建構(gòu)物理模型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：（1）等大鐵片和紙片同時(shí)、等高、無(wú)初速度下落，誰(shuí)落得快？（2）把紙片揉成紙團(tuán)再和鐵片一起落下，觀察誰(shuí)下落快？（3）觀察用抽去空氣的錢(qián)羽管內(nèi)，輕重不同的鐵片、羽毛同時(shí)落下。學(xué)生總結(jié)出影響物理速度快慢的因素不是輕重，而是空氣阻力。

三、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在重力場(chǎng)中豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，求最高點(diǎn)的最小速度，是重力提供向心力。在重力與電場(chǎng)力的復(fù)合場(chǎng)中是二者的合力提供向心力。學(xué)生能利用“豎直平面圓周運(yùn)動(dòng)模型”就是一個(gè)創(chuàng)新能力的體現(xiàn)。例如：水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用長(zhǎng)為R的輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)在O點(diǎn)懸掛一質(zhì)量為m的帶電小球，靜止在A處，AO的連線(xiàn)與豎直方向夾角為37°，求小球在B點(diǎn)的最小速度。

四、培養(yǎng)思維方法和思維能力

正確的思維方法是提高思維能力的基礎(chǔ)，良好的思維能力是思維方法的保證，只有正確的思維方法，思維能力才談得上提高。中學(xué)生一般只注意知識(shí)的學(xué)習(xí)，并不關(guān)心自己的思維方法是否正確，更不能自覺(jué)地糾正一些不正確的思維方法，這就影響了思維能力的發(fā)展。因此，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用正確的思維方法是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的首要任務(wù)?！拔锢砟Ｐ汀钡慕?，也是一種嚴(yán)密的、正確的思維方法，其思維過(guò)程非常明顯，分析好每一個(gè)“物理模型”的建立思維很重要，以“質(zhì)點(diǎn)”這個(gè)物理模型為例，為什么要將物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)？在什么時(shí)候什么物體可以簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)？質(zhì)點(diǎn)的概念很簡(jiǎn)單，如果只教會(huì)學(xué)生質(zhì)點(diǎn)的概念，而沒(méi)有使學(xué)生明確這種建立物理模型的思維過(guò)程以及運(yùn)用物理模型建立概念的基本方法和思路，質(zhì)點(diǎn)模型學(xué)習(xí)將是糊涂的問(wèn)題，也會(huì)影響以后的模型的學(xué)習(xí)和建立。

五、培養(yǎng)學(xué)生正確理解物理規(guī)律的能力

物理學(xué)中所總結(jié)出的規(guī)律實(shí)質(zhì)上就是物理模型的變化規(guī)律，從研究的主體對(duì)象到研究的過(guò)程無(wú)不體現(xiàn)模型觀點(diǎn)和方法。物理規(guī)律的教學(xué)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理模型，運(yùn)用物理模型。掌握了模型才能深刻理解物理規(guī)律，領(lǐng)會(huì)物理意義，準(zhǔn)確把握物理規(guī)律的成立條件和適用范圍。例如，豎直上拋運(yùn)動(dòng)是個(gè)勻減速運(yùn)動(dòng)，它的實(shí)質(zhì)就是個(gè)勻變速運(yùn)動(dòng)。

六、培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力

模型的建立有利于學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題。每一個(gè)具體的物理問(wèn)題所描述的物理現(xiàn)象或過(guò)程都對(duì)應(yīng)著一定的物理模型，要解決問(wèn)題必須對(duì)對(duì)象進(jìn)行抽象簡(jiǎn)化和近似處理，以建立起一個(gè)合適的物理模型，若模型建立起來(lái)了，就等于已經(jīng)揭開(kāi)了掩蓋著物理現(xiàn)象和過(guò)程本質(zhì)的面紗，必要時(shí)再用等效、類(lèi)比等方法將問(wèn)題進(jìn)行異形處理，復(fù)雜問(wèn)題就容易解決了。比如，平拋運(yùn)動(dòng)模型就是一個(gè)水平方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)兩個(gè)模型。

七、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理信息的抽象能力

物理模型的建立，都是對(duì)物理研究對(duì)象的高度抽象，抓住研究問(wèn)題的主要方面，忽略影響研究的次要因素。因此，高中物理教師在開(kāi)展物理模型教學(xué)工作時(shí)要注意培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于物理信息的抽象能力，讓學(xué)生在接觸到物理信息后能夠快速分辨出哪些因素會(huì)影響研究目的，而哪些因素是無(wú)關(guān)緊要的，只要對(duì)題目中的所給信息明確，抓住主要、舍棄次要進(jìn)行建模就能解決問(wèn)題。

總之，高中物理模型的種類(lèi)很多，在物理模型教學(xué)時(shí)，要教會(huì)學(xué)生深刻理解題意、學(xué)會(huì)建模，利用物理模型解決實(shí)際問(wèn)題。老師方法指導(dǎo)是學(xué)生學(xué)好用好物理模型的條件。物理模型教學(xué)時(shí)應(yīng)給學(xué)生營(yíng)造一個(gè)寬松的充分體現(xiàn)以“學(xué)生為主”的課堂環(huán)境，利用物理模型培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性及諸多良好的物理品質(zhì)。

·編輯 薄躍華