高中物理教學(xué)中物理模型的構(gòu)建與應(yīng)用

摘 要：在高中物理教學(xué)中，利用物理模型來(lái)進(jìn)行物理的輔助教學(xué)，不僅能夠讓學(xué)生對(duì)知識(shí)理解起來(lái)更加生動(dòng)直觀，而且能夠極大的吸引學(xué)生的教學(xué)參與熱情，這是培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和創(chuàng)新思維以及提高物理課堂教學(xué)有效性的重要方法。本文在分析物理模型在教學(xué)中的作用的基礎(chǔ)上，探討了高中物理教學(xué)物理模型的構(gòu)建與應(yīng)用的具體方法。

關(guān)鍵詞：高中物理 物理模型 構(gòu)建與應(yīng)用

在高中教學(xué)中，物理是一門基礎(chǔ)性的學(xué)科，并且抽象性較強(qiáng)。而在高中物理教學(xué)中引入物理模型，遵循由易到難、由淺入深、由表象到實(shí)質(zhì)的人類認(rèn)識(shí)規(guī)律，將物理知識(shí)變得形象可感、直觀易懂，能夠幫助學(xué)生理解消化物理知識(shí)，這對(duì)于提高物理教學(xué)水平具有重大的意義。^[1]

一、物理模型在物理教學(xué)中的作用

物理模型是把研究對(duì)象抽象成某種物理模型，然后再研究理想模型。物理模型是在抓住主要因素的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，它具體、形象、生動(dòng)、深刻的反應(yīng)了事物的本質(zhì)和主流。^[2]

在物理教學(xué)中，建模是一種很重要的方法，教師利用物理模型來(lái)進(jìn)行物理教學(xué)，能夠突出物理問(wèn)題的本質(zhì)，理清物理概念之間的關(guān)系，有利于降低物理教學(xué)的難度，在教學(xué)過(guò)程中教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生建立和運(yùn)用正確的物理學(xué)習(xí)思維方法，讓學(xué)生可以從物理的思維角度和科學(xué)研究的角度對(duì)物理概念和物理知識(shí)進(jìn)行本質(zhì)化的理解，從而達(dá)到了疏通學(xué)生思維，使物理問(wèn)題由難變簡(jiǎn)，進(jìn)而起到軟化教學(xué)過(guò)程的作用，提高了物理的教學(xué)效果和效率。并且教師在利用物理模型進(jìn)行教學(xué)時(shí)，借助學(xué)生積極參與教學(xué)的過(guò)程，發(fā)展了學(xué)生的認(rèn)知，教會(huì)了學(xué)生清晰的理解物理現(xiàn)象和物理規(guī)律，讓學(xué)生在利用物理模型對(duì)物理學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行分析時(shí)，能夠發(fā)揮自我的創(chuàng)新能力，建立物理圖像將抽象的物理定律進(jìn)行形象化的理解，使物理問(wèn)題化難為易，這個(gè)過(guò)程不僅提高了學(xué)生抓住有效信息的能力，而且加深對(duì)科學(xué)建構(gòu)研究問(wèn)題的方法的認(rèn)識(shí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的信心。

二、物理模型在教學(xué)中的構(gòu)建與應(yīng)用

1.物理模型在高中物理教學(xué)中的構(gòu)建方法

所謂建模就是利用一種可以反映原物本質(zhì)特性的理想物理或者是假想，去描述另一種實(shí)際的事物，而這種理想物質(zhì)或者假想結(jié)構(gòu)就是物理模型，物理模型具有簡(jiǎn)潔性和真理性的特點(diǎn)。物理模型的構(gòu)建過(guò)程包括以下四個(gè)過(guò)程。

第一，物理模型的構(gòu)建要反應(yīng)研究對(duì)象的本質(zhì)特征，要對(duì)建模對(duì)象的背景進(jìn)行分析和比較，從中分析出哪些是與建模對(duì)象有關(guān)的主要因素;第二，對(duì)建模對(duì)象進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化，來(lái)突出對(duì)象所處的位置和質(zhì)量的特性;第三，抽取影響物理研究對(duì)象中的主要矛盾，并對(duì)研究對(duì)象所處的條件進(jìn)行模型化;第四，對(duì)物理過(guò)程和物理狀態(tài)進(jìn)行過(guò)程化處理，構(gòu)建出物理模型。

2.物理模型在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略

（1）利用物理模型加深理解物理概念

概念是普遍、抽象的看法、觀念，是反應(yīng)對(duì)象本質(zhì)屬性的思維形式，概念具有高度概括性。 在高中物理概念教學(xué)中，可以利用模型來(lái)解釋和分析概念，從而加深和擴(kuò)展學(xué)生對(duì)物理概念的理解。

如在高中物理教學(xué)中所涉及的質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)概念的建立就忽略了物體的大小、轉(zhuǎn)動(dòng)和形狀等，而是突出了物體的位置和質(zhì)量的特性，因此教師在利用概念模型對(duì)物理概念進(jìn)行解釋時(shí)，忽略物體的形狀和大小，對(duì)實(shí)際物體進(jìn)行簡(jiǎn)化，來(lái)加深學(xué)生對(duì)抽象物理概念的認(rèn)識(shí)，同樣的概念解釋還有重力，力和力的相互作用等。

（2）以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為依托應(yīng)用物理模型

物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是研究物理的重要方法，在學(xué)科中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常重要的，因此在高中物理教學(xué)中以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為依托來(lái)應(yīng)用物理模型，暴露物理現(xiàn)象的發(fā)生過(guò)程，??? 加深學(xué)生對(duì)物理概念和物理模型的認(rèn)識(shí)，從而促使學(xué)生透徹理解物理概念和物理現(xiàn)象。^[3]

如在《了解電容器》教學(xué)時(shí)，在教學(xué)中教師可以以實(shí)驗(yàn)來(lái)建立物理模型，幫助學(xué)生更好的理解電容概念。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，首先教師讓同學(xué)們思考“生活中有各種容器，有裝水的，裝飯的，那有沒(méi)有裝電的容器”，引入教學(xué)。然后讓學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)教師展示的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)裝置構(gòu)建出一個(gè)“電容器”。最后教師再點(diǎn)撥物理建模的思想和方法，引導(dǎo)學(xué)生將主要的實(shí)驗(yàn)裝置用物理語(yǔ)言進(jìn)行概括，引導(dǎo)學(xué)生得出物理模型。通過(guò)這樣直觀、可視化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，促使學(xué)生主動(dòng)的建構(gòu)物理模型，促使學(xué)生對(duì)物理概念有更深入的理解，進(jìn)而提高了教學(xué)效果。

（3）結(jié)合數(shù)學(xué)模型解讀利用物理模型

在高中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中，將物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題來(lái)研究物理是物理學(xué)習(xí)的重要方法之一。以數(shù)學(xué)模型來(lái)解物理問(wèn)題，把物理過(guò)程和物理過(guò)程的規(guī)律進(jìn)行數(shù)學(xué)化的規(guī)定，然后運(yùn)用數(shù)學(xué)方法對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行求解和求證，完成物理問(wèn)題的求解。

如在《磁場(chǎng)與磁感》教學(xué)中，磁感線是形象描述了磁感應(yīng)強(qiáng)度的幾何線，是一種數(shù)學(xué)表示符號(hào)。在這個(gè)描述的基礎(chǔ)上，幾何線按照電場(chǎng)和磁場(chǎng)本身性質(zhì)的不同被規(guī)定了不同的內(nèi)涵和描述方法。這樣的情況下，物理模型就演變成了簡(jiǎn)練、準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)符號(hào)。

結(jié)語(yǔ)

總之，在高中物理的教學(xué)和學(xué)習(xí)階段，物理模型發(fā)揮著舉足輕重的作用，所以在物理教學(xué)的過(guò)程中，教師要利用物理模型幫助學(xué)生對(duì)物理本質(zhì)進(jìn)行更為深入的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生建立和利用物理模型的能力。

參考文獻(xiàn)

[1]崔丹.高中物理建模教學(xué)的思考[J].課程教育研究：學(xué)法教法研究，2017，（20）：228.

[2]王躍軍.物理模型與中學(xué)物理教學(xué)[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)：教學(xué)研究，2015，（2）：155.

[3]米日艾合買提·沙比提.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].中華少年，2017，（2）：167-168.

作者簡(jiǎn)介

歐陽(yáng)文（1974.09.14—）男，漢族，湖南郴州人，郴州市第二中學(xué)，中級(jí)職稱，本科，研究方向：高中物理教學(xué)。