本站原创摘 要：研究物理问题,物理模型必不可少.新课程教学,模型的地位更加重要.主要阐述物理新课程教学中,如何引导学生构建物理模型的思想和方法,以期引起共鸣,应用于教学,提高课堂教学效益.
关 键 词 ：物理模型；解题教学；途径
新课程背景下,尽管物理课的结构、内容和目标,教学模式、学生的学习方式、教师和学生的角色和地位都发生了根本性变化.
但通过简化研究对象和情景,形成物理模型,正确运用模型解决问题,培养学生各方面的能力仍是一条非常重要的方法,贯穿于整个教学的始终.教学中如何培养学生树立模型意识,构建物理模型就显得十分重要.实践证明,以下三条途径行之有效.
一、在概念和规律教学中构建物理模型
物理概念是物理学的基础,物理规律是物理学的核心.概念的建立、规律的形成,离不开对实物和实际情景的简化和抽象.
如：引入匀速直线运动、匀变速直线运动,我们将具有大小、形状的汽车和火车抽象成质点；在研究理想变压器时,忽略了铁损、铜损和漏磁；在研究弹性碰撞现象时,忽略因碰撞所产生的能量损失等等.无一不是忽略次要因素,抓住主要因素,去粗取精,去伪存真,抓其本质,进行推理,形成结论.那么,如何借助于物理情景,在正确的物理形象的基础上,构建物理模型呢?
1.使学生充分感知物理现象,获得丰富的感性认识,形成正确、鲜明的物理形象
新课程注重对学生互助合作、自主交流和探究能力的培养,教材对问题设计直至结论的得出,并不是一步到位,往往需要学生仔细分析物理现象,深刻领会隐含的思想和方法,才能得出正确的结论.因此,教学中要善于为学生提供感知的平台.学生实验、演示实验、手工制作和实物观摩等都是提供感知的第一手素材的.如：对力、加速度和质量三者关系的研究实验,通过实验,学生才能体悟到：木板对小车的摩擦力,如何平衡摩擦力,是所遇到的最为直观的问题,实验中要求所挂重物的质量要远小于小车的质量,这是影响实验是否更为准确的隐性因素.这些问题的解决,就得在实验中不断感知,发现问题,然后再查找问题,解决问题.这就要求学生要从实验和现象中获得丰富的感性认识,在脑海里形成解决问题的完整的物理形象,这是解决问题的前题和基础.
2.注意启发引导学生对原始的、各种各样的感性材料、物理形象进行加工、改造、重组,通过分析、对比、归纳、想象等一系列思维操作,概括形成反映事物本质特征的理性形象
如：对理想变压器中原副线圈的电压比、电流比公式的推导,会遇到漏磁、铜损和铁损问题；对光电效应现象、原子的核式结构的研究,想从现象直观得到本质原因是不可能的.类似这些规律,没有理性的判断、加工、重组等操作过程,是不可能得出反映事物本质的规律的.教学中引导学生剖根究底,逐步实现从具体物理形象到理想模型的转变.
3.引导学生合理舍弃次要因素,抓住主要因素,抽象出物理概念或物理规律
高中物理教学中,我们积累了很多物理模型,我们可以将其分类成：①物质结构的模型.如：质点、物体的分子结构、理想气体、原子结构、核结构、导体等等；②作用过程的模型.如：碰撞、能量转化过程、光电效应、核变化等；③运动模型.如：匀速直线运动、匀变速直线及曲线运动、平抛运动、圆周运动、简谐振动等等；④其他模型.如：电流、电阻、磁流体发电机、电磁流量计、理想变压器等等.不管哪种模型的建立,公式、定律的得出,都是忽略次要因素,抓住主要因素,将具体的物理情景进行科学抽象的结果.
因此,概念和规律的教学是树立模型意识,构建物理模型的前题和基础.教学中,只要应用科学的方法,遵循学生的认识规律,循序渐进,持之以恒,学生建模意识的树立和能力的形成,就会水到渠成.
二、在解题教学中运用物理模型
解题的过程,是对所学知识内化、整理、提高的过程,是对解决问题的思路和方法进行强化和熟练的过程,更是对物理模型巩固、拓展、创新和应用的过程.为此,一是要明确学生用脑思考解题的特点.一般来说,物理解题经历两个阶段：第一阶段,主要是调用存贮在右半脑的形象材料,进行形象思维,作整体和定性的分析；第二阶段,主要是调用左半脑的抽象材料,进行抽象思维.而是根据以上指导思想,物理解题教学应遵循合理的程序：第一,让学生根据问题情景建出典型形象,形成正确清晰的物理图景；第二,启发学生活化构建的典型形象,依据对象、过程、条件,构建物理模型,正确选取物理定律、公式,并将物理问题转化为数学问题；第三,指导学生运用数学进行推演和计算；第四,根据物理事实进行讨论,对数据和结果加以取舍,得出结论；第五,解题应遵循学生思维的发展规律,由简到繁、由易到难,螺旋递进.如：在空间上可从一维到二维再到三维,在对象和过程上可从一个到两个再到三个,逐渐增加.再如：物理上人船模型、碰撞模型、类平抛模型、射木块模型等,大致都遵循以上的研究程序,使问题得以解决.在解题教学中运用物理模型是巩固模型意识,运用物理模型的主阵地,教学中不能轻视.
三、在实验和课外科普活动中加深对“原形”和“模型”的认识
物理模型是以实验为基础,以事实为依据,对研究对象进行抽象思维的结晶.所以,模型和实验事实总有差异存在.物理实验和课外科普活动中的一些小发明和小制作,以及新课程的研究性学习,学生身临其境,对“原形”和“模型”感触最深.因此,教师要做到：一要多创设这样的情景；二要善于引导,实事求是,当物理模型与实验事实出现矛盾时,注意修正、完善甚至舍弃；三是要让学生多总结物理模型的种类,全方位多角度地思辩同一问题,在研究问题的思维方法上多下工夫；四要善于引导学生将模型总结归纳,让学生由感性认识上升到理性认识.
总之,新课程教学实践证明,上述三条途径,对于学生树立模型意识、构建物理模型至关重要.教学中,我们要因地制宜,因势利导,循循善诱,引导学生总结归纳,建立模型,提高课堂教学效益和学习效率.