浅谈初中科学中的模型教学
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初中数学几何教学中模型教学的运用引言数学是一门抽象的学科,对于初中生来说,几何学尤其是一个比较抽象的概念。
为了帮助学生更好地理解和掌握几何知识,模型教学成为了一种有效的教学手段。
通过使用模型,可以让学生更直观地理解几何概念,提高他们的学习兴趣和学习效果。
本文将探讨初中数学几何教学中模型教学的运用,以及它对学生学习的影响和意义。
一、模型教学的理论基础在几何教学中,模型教学可以帮助学生更具体地理解和应用几何知识。
通过使用纸板和图纸制作平面图形的模型,可以让学生更加直观地理解平面图形的性质和变化规律,帮助他们建立几何概念,并且提高他们的空间想象能力。
模型教学还可以激发学生的求知欲和探究欲,帮助他们主动思考和提出问题,促进他们积极参与课堂学习。
二、模型教学在初中几何教学中的具体应用1. 利用立体模型进行空间几何的教学在初中几何教学中,空间几何是一个比较抽象和难以理解的部分。
为了帮助学生更好地理解和掌握空间几何知识,可以利用立体模型进行教学。
通过使用立体模型,可以让学生更加直观地观察和理解立体图形的性质、体积和表面积等概念。
利用纸板和剪刀制作长方体、正方体和圆柱体等几何体的模型,让学生通过观察、摸索和比较,感受不同几何体的特点和规律,从而更深刻地理解空间几何知识。
在初中平面几何的教学中,模型教学同样起到了重要的作用。
通过使用卡片、图纸和尺规等材料制作平面图形的模型,可以让学生更加直观地理解平行线、相似图形、全等图形等概念。
教师还可以借助平面模型展示各种几何定理和性质的证明过程,帮助学生理解和掌握数学知识。
立体投影是几何学中的一个重要概念,通过使用立体投影可以将三维空间中的立体图形投影到二维平面上,从而更清晰地显示其形状和结构。
在初中数学几何教学中,可以利用立体投影进行立体图形的教学。
通过使用灯光和影子,可以让学生观察和理解各种立体图形的形状、面积和体积等特点,提高他们对立体图形的认识和理解能力。
三、模型教学对学生学习的影响和意义1. 提高学生的学习兴趣模型教学可以提高学生对数学的学习兴趣。
初中科学精品教案:物质的模型一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解常见模型的特点和应用;(2)能够运用模型解释和预测物质的变化;(3)掌握制作和操作模型的基本方法。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实验和模拟,培养学生的动手能力和观察能力;(2)运用模型分析物质的变化规律,提高学生的思维能力;(3)学会合作交流,培养学生的团队精神。
3. 情感态度价值观:(1)培养学生对科学的热爱和探究精神;(2)培养学生关注社会、关注生活的意识;(3)培养学生勇于创新、善于合作的精神。
二、教学内容第1节:模型的概念与分类1. 模型的定义:什么是模型?模型的作用是什么?2. 模型的分类:实物模型、概念模型、数学模型等。
第2节:常见模型的特点与应用1. 实物模型:如分子模型、原子模型等;2. 概念模型:如元素周期表、食物链等;3. 数学模型:如公式、图表等。
第3节:模型的制作与操作1. 制作模型:如何制作一个简单的分子模型?2. 操作模型:如何运用模型解释物质的变化?三、教学重点与难点1. 重点:模型的概念、分类、特点和应用。
2. 难点:模型的制作和操作方法。
四、教学方法与手段1. 教学方法:讲解法、演示法、实验法、讨论法等。
2. 教学手段:多媒体课件、实物模型、实验器材等。
五、教学过程1. 导入新课:通过展示实物模型,引发学生对模型的好奇心,激发学生的学习兴趣。
2. 讲解与演示:讲解模型的概念、分类和特点,演示模型的制作和操作方法。
3. 动手实践:学生分组进行实验,制作和操作模型,培养学生的动手能力和观察能力。
4. 讨论与交流:引导学生运用模型解释物质的变化,培养学生合作交流的能力。
5. 总结与反思:总结本节课的学习内容,引导学生思考模型在科学探究中的应用价值。
6. 布置作业:设计一些有关模型制作的练习题,巩固所学知识。
六、教学评价1. 课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况,以及小组合作的表现。
2. 作业完成情况:检查学生作业的完成质量,对模型制作和操作的理解掌握程度。
初中数学几何教学中模型教学的运用在初中数学教学中,几何教学一直是学生比较头疼的问题之一,因为几何知识需要学生具备较强的观察、想象和推理能力。
在这样的情况下,模型教学成为了教师们的一种有效教学方法,通过构建各种几何模型来辅助教学,可以帮助学生更好地理解几何知识。
一、模型教学的优势模型教学是一种直观、生动、形象的教学方法,它能够让抽象的数学概念变得具体,有形可寻。
对于初中生而言,他们更容易接受这种直观的教学方式,能够更好地激发他们的兴趣和学习动力,提高他们的学习积极性。
模型教学能够帮助学生形成完整的空间感知,通过观察和操作模型,学生能够更直观地感受到几何图形的形状、大小、位置等特性,有助于加深对几何概念的理解。
模型教学还能够培养学生的动手能力和实际操作能力,通过动手制作模型,学生能够培养自己的动手动脑能力,提高解决问题的能力。
模型教学能够帮助学生更好地理解几何知识,提高他们的学习积极性和学习效果。
二、模型教学在初中几何教学中的应用1. 利用立体几何模型在初中几何教学中,立体几何是一个比较难以理解的部分,通过利用立体几何模型,可以帮助学生更好地理解各种几何概念。
教师可以利用纸板或者橡皮泥制作各种简单的立体几何图形,让学生亲手进行制作,从而加深对立体几何的理解。
3. 利用数学工具箱数学工具箱中有各种几何工具,比如直尺、量角器、圆规等,教师可以利用这些数学工具来辅助教学,让学生通过实际操作来体会几何知识,加深对几何概念的理解。
4. 利用电子模型随着科技的发展,现在有很多电子模型可以辅助几何教学,比如平面几何软件、立体模型展示软件等,教师可以通过投影仪或者电脑等设备将这些电子模型展示给学生,让学生通过电子模型来学习几何知识,提高学生的学习效果。
三、模型教学中需要注意的问题1. 模型的制作要具体模型的制作要根据教学内容具体,要能够帮助学生更好地理解几何知识,所以在制作模型的时候,教师需要根据教学内容的不同来选取合适的材料和制作方法,让模型能够更好地起到辅助教学的作用。
如何通过模型教学法提高初中三年级学生的物理学习效果物理学是一门需要理解和思考的科学学科,尤其对于初中三年级学生来说,他们正在逐渐接触到更加抽象和复杂的物理概念。
为了提高学生的学习效果,模型教学法是一种被广泛应用的教学方法。
本文将探讨如何通过模型教学法来提高初中三年级学生的物理学习效果。
一、为什么模型教学法有效模型教学法是一种通过使用物理模型来帮助学生理解抽象物理概念的教学方法。
这种方法的有效性在于以下几个方面:1. 视觉化学习:模型教学法可以通过视觉化的方式呈现物理概念,使学生能够更直观地理解抽象的物理现象。
例如,通过使用模型展示万有引力的作用方式,学生可以更容易地理解为什么物体会互相吸引。
2. 操作参与:模型教学法可以让学生参与到模型的制作和实验过程中。
学生可以亲自操作模型,改变变量,观察和记录实验结果。
这样的参与度可以提高学生的兴趣和参与度,加深对物理概念的理解。
3. 强化记忆:通过模型教学法,学生可以通过亲手操纵模型和实验来进行学习,这样的亲身体验可以帮助学生更好地记忆和理解物理概念。
二、如何使用模型教学法要提高初中三年级学生的物理学习效果,以下是使用模型教学法的一些建议:1. 模型制作:教师可以引导学生一起制作物理模型,例如制作简单的电路模型、光学模型等。
通过动手制作,学生可以更深入地理解物理原理和概念。
2. 模型演示:教师可以使用已经制作好的模型进行演示。
演示时要注意语言简洁明了,将复杂的物理概念简化讲解,使学生易于理解。
3. 实验操作:教师可以设计一些简单的物理实验,让学生观察现象并进行推理。
例如,通过实验观察物体在斜面上滑动的速度和加速度之间的关系。
学生可以亲自操作仪器进行实验,加深对物理规律的理解。
4. 讨论分析:在模型教学法中,教师要引导学生进行讨论和分析,帮助他们建立起对物理现象的思考方式。
通过开展小组讨论和互动,学生可以共同探讨问题,并从中学习和提高。
三、模型教学法的应用案例以下是一个关于使用模型教学法的具体案例,以帮助初中三年级学生理解光学原理:教师可以使用一个简单的光学模型来解释光的折射现象。
初中数学几何教学中模型教学的运用一、模型教学的价值模型教学在初中数学几何教学中的应用具有重要的价值。
模型教学可以帮助学生理解抽象概念。
数学几何中的许多概念和定理都是抽象的,很难直接通过公式来理解,模型教学可以通过具体的实物或图形来展现抽象概念,帮助学生更加直观地理解数学知识。
模型教学可以激发学生的学习兴趣。
利用丰富多彩的实物模型和图形,可以使教学内容更加生动有趣,激发学生对数学的兴趣,提高他们的学习主动性。
模型教学可以促进学生的动手能力和思维能力。
通过亲自制作或观察模型,学生可以培养动手能力和空间想象能力,同时也可以促进学生的思维发展,培养他们的逻辑思维能力和数学建模能力。
二、模型教学的原则在初中数学几何教学中,模型教学的应用要遵循一定的原则。
模型教学要以课程标准为导向,紧密结合教学内容进行设计。
模型教学只有在符合教学要求和课程标准的前提下才能更好地为学生服务。
模型教学要以学生为中心,根据学生的年龄、认知水平和兴趣爱好的特点进行设计。
模型教学不是简单地向学生展示模型,而是要引导学生参与激发学生的兴趣和积极性。
模型教学要注重实践性和趣味性,倡导学生动手、动脑、动口,以活动为载体,以趣味为媒介,引导学生主动参与,提高教学效果。
三、模型教学的方法在初中数学几何教学中,有许多适合模型教学的方法和形式。
可以利用实物模型进行教学。
在教学平面几何中,可以利用各种几何体模型、几何工具模型等来进行教学展示,让学生亲自动手操作,更好地理解几何概念和几何关系。
可以利用图形模型进行教学。
在教学平行线与相交线的性质时,可以通过利用黑板、幻灯片等进行图形演示,帮助学生更加直观地理解平行线与相交线的性质。
可以利用虚拟模型进行教学。
随着科技的发展,利用计算机软件、多媒体教学等进行虚拟模型展示的方式也成为一种重要的模型教学方法,例如通过三维建模软件来展示几何体的立体图形,让学生可以更加直观地理解几何的立体空间形态。
可以利用生活中的实际例子进行教学。
引导初中学生进行科学模型构建与解释的物理教学科学模型构建与解释是物理教学中的重要内容之一,它能够帮助学生更好地理解物理原理和现象,并培养他们的科学思维和实验能力。
在初中物理教学中,如何引导学生进行科学模型构建与解释是一项具有挑战性的任务。
本文将从理论与实践相结合的角度,探讨如何有效引导初中学生进行科学模型构建与解释的物理教学。
一、培养学生的科学思维科学思维是科学模型构建与解释的基础,也是学生进行科学研究和实验的关键能力。
在物理教学中,教师可以通过提问和讨论的方式,引导学生思考物理现象背后的原理和规律。
例如,当学生观察到一个物体在斜面上滑动时,教师可以询问学生为什么物体会滑下来,如何计算物体的加速度等问题,从而引导学生进行科学思维的训练。
二、注重实践与实验实践与实验是科学模型构建与解释的重要手段,也是学生掌握物理知识和培养科学思维的有效途径。
在物理教学中,教师可以设计一系列与学生实际生活相关的实验,引导学生观察、测量、记录和分析实验数据。
例如,教师可以设计一个关于声音传播的实验,让学生使用不同材料制作声音隔离器,并通过实验验证不同材料对声音的传播影响。
通过实践与实验,学生能够亲自动手进行科学模型构建与解释,提高他们的实验能力和科学素养。
三、鼓励学生进行合作学习合作学习是促进学生进行科学模型构建与解释的重要方式之一。
在物理教学中,教师可以组织学生进行小组合作,让他们共同讨论和解决物理问题。
通过合作学习,学生能够相互交流和分享自己的观点和想法,从而促进彼此的学习和进步。
例如,在学习光的折射时,教师可以让学生分成小组,每个小组设计一个实验,探究光在不同介质中的折射规律,并通过小组讨论和展示的方式,分享实验结果和心得体会。
通过合作学习,学生能够培养团队合作精神和解决问题的能力。
四、关注学生的实际需求在引导初中学生进行科学模型构建与解释的物理教学中,教师应该关注学生的实际需求,根据学生的兴趣和特点,设计具有针对性的教学内容和活动。
初中科学精品教案:物质的模型一、教学目标:1. 知识与技能:(1)了解常见模型的特点和应用;(2)能够运用模型解释和预测物质的变化;(3)掌握建立和运用模型的方法。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实验和探究,培养学生的观察能力和实验能力;(2)学会运用模型进行分析、推理和判断;(3)培养学生的团队协作和表达能力。
3. 情感态度价值观:(1)培养学生对科学的兴趣和好奇心;(2)培养学生尊重事实、严谨治学的科学态度;(3)培养学生运用科学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容:第一课时:模型的概念与分类1. 模型的定义:什么是模型?模型是如何模拟现实世界的?2. 模型的分类:物理模型、概念模型、数学模型等。
3. 模型的作用:模型在科学研究和生活中的应用。
第二课时:物质的微观结构模型1. 原子模型:原子的结构及其发现历程。
2. 分子的概念:分子是如何构成的?分子的性质。
3. 离子模型:离子的产生和作用。
第三课时:物质的宏观性质模型1. 密度模型:密度概念的引入及其计算。
2. 比热容模型:比热容的定义和计算。
3. 溶解度模型:溶解度的概念及其影响因素。
第四课时:物质的变化模型1. 化学反应模型:化学反应的类型及特点。
2. 物理变化与化学变化的判断:如何区分物理变化和化学变化?3. 能量变化模型:物质变化过程中的能量变化。
第五课时:模型的建立与运用1. 建立模型的方法:观察、实验、假设、推理等。
2. 模型运用的步骤:提出问题、建立模型、验证模型、修正模型。
3. 实例分析:运用模型解释生活中的物质现象。
三、教学策略:1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生主动探究;2. 利用实验、图片、视频等教学资源,帮助学生形象理解;3. 设计具有挑战性的课后作业,巩固所学知识。
四、教学评价:1. 课堂问答:检查学生对模型概念的理解和运用;2. 课后作业:评估学生对模型建立和运用的掌握程度;3. 小组讨论:评价学生在团队合作中的表现和表达能力。
科学教育模型建构
科学教育中的模型建构是一种非常重要的教学方法,它可以帮助学生更好地理解和应用科学知识。
以下是模型建构在科学教育中的一些优点:
1. 可视化学习:模型可以将抽象的科学概念和过程具象化,帮助学生更好地理解和记忆。
通过观察和操作模型,学生可以更直观地感受和理解科学现象和原理。
2. 培养实践能力:模型建构需要学生亲自动手制作和操作,这有助于培养学生的实践能力和动手能力。
学生在制作模型的过程中,需要运用所学的科学知识和技能,从而提高他们的实践能力。
3. 提高解决问题的能力:模型建构是一个发现问题、分析问题和解决问题的过程。
学生在建构模型的过程中,需要思考如何将科学原理应用于实际问题中,并通过不断尝试和改进来解决问题。
这有助于提高学生解决问题的能力。
4. 促进合作学习:模型建构通常需要学生之间合作完成。
在这个过程中,学生可以互相交流、分享经验和想法,从而促进合作学习和团队精神的培养。
5. 增强学习动机:模型建构可以让学生亲身体验科学的乐趣和成就感,从而增强他们的学习动机。
学生在成功建构模型后,会获得满足感和自信心,这将激励他们更积极地投入到科学学习中。
总之,科学教育中的模型建构是一种非常有效的教学方法,它可以帮助学生更好地理解和应用科学知识,培养他们的实践能力、解决问题的能力、合作学习能力和学习动机。
“模型”在科学课堂教学中的“魅力”摘要:模型方法是一种现代科学的认识手段和思维方法。
通过模型方法,能突出科学问题的主干,疏通思路,帮助学生建立起清晰的科学图象,使科学问题化难为易,化繁为简,不但能起到降低教学难度增强学生学习的自信心的作用,同时还能潜意识地培养学生的创新能力,提高学生的科学素养。
本文是本人对模型方法的肤浅认识和结合本人在科学教学中对”模型教学”的渗透与实践所做的一些整理。
关键词:模型;模型方法;科学教学;实践中图分类号:g642.0 文献标识码:b 文章编号:1672-1578(2013)02-0208-03课堂教学是教师高质量地完成教育、教学任务的主要途径,也是教育界永恒的话题。
而其中教学方法的选择和实施是影响课堂教学质量的重要因素之一。
为此,本人就科学教学中关于”模型教学”的实践谈一些自己的浅见。
1.型和模型方法模型,就是模拟所要研究事物原型的结构形态或运动形态,是事物原型的某个表征和体现,同时又是事物原型的抽象和概括。
它不再包括原型的全部特征,但能描述原型的本质特征。
模型一般可分为物理模型和数学模型两大类。
物理模型就是根据相似原理,把真实事物按比例大小放大或缩小制成的模型,其状态变量和原事物基本相同,可以模拟客观事物的某些功能和性质。
物理模型可分为物质模型和思想模型。
物质模型有实物模型和模拟模型,如地球仪;而月相变化模型、潜水艇浮沉的实验模型等则属于模拟模型。
思想模型是事物在人们思想中的理想化反映,是物质模型在思维中的延伸。
根据构建模型的思想方法不同,又可以分为两类:一类是以形象化方法(或称为意象思维方法)构建的具象模型,它是人们在思维中通过对原型的简化和纯化而构思出来的,具象模型具有一定的形态结构特征,如原子结构模型、dna双螺旋结构模型等,它能使研究对象直观化,既可以促进研究,又可以简略描述研究成果,使之便于理解和传播。
另一类是以理想化方法(或称抽象思维方法)构建的理想模型,是人们抽象出原型某方面的本质属性而构思出来的,例如,大爆炸宇宙模型、呼吸、光合作用过程模型、食物链和食物网模型等。
在初中的科学课程中,模型法是一种常用的教学方法,用于帮助学生更好地理解科学概念和科学规律。
以下是一些初中科学模型法的例子:
1.物理模型:物理模型主要用于展示物理现象和物理规律。
例如,光线模型可以用来描述光的传播路径和行为,质点模型可以用来简化复杂物体的运动分析。
2.数学模型:数学模型是一种用数学语言描述物理现象的方式。
例如,在研究物体的运动时,可以用速度、加速度和位移等数学概念来描述物体的运动规律。
3.概念模型:概念模型用于组织和表达复杂的概念和关系。
例如,生态系统模型可以用来描述生物、非生物因素之间的相互作用和能量流动。
4.实验模型:实验模型通过模拟自然现象或过程来探究科学规律。
例如,在研究重力对物体运动的影响时,可以使用斜面和小球来模拟自由落体运动。
这些模型法在初中科学教学中非常常见,可以帮助学生们更好地理解科学概念和规律,提高他们的科学素养。
浅谈初中科学中的模型教学暨阳初中边鸿飞摘要:模型在科学发展史中有着极其重要的地位和作用。
初中科学教材中实施模型教学的实践活动很多,如何挖掘模型教学的重要作用,对科学教学有着重要意义。
本文通过对教材中各种模型的分类解析,重点阐述了各类模型在教学中的作用及模型教学中的注意事项等几方面内容。
关键词:模型教学、模型类型、模型教学作用模型在科学研究中具有独特的作用和地位,它在初中科学课程中也有着重要的教育意义。
本人在教学实践中发现,初中科学教学中模型较多,但部分老师常常忽略模型教学的独特作用,无视模型教学的实践活动。
本文紧扣教材中的典型例子来挖掘模型教学的重要作用,希望能给科学老师一点启发。
一、模型和模型教学“模型”一词,在西文中源于拉丁文的modulus,意思是尺度、样本、标准。
百度词条指出:“模型是所研究的系统、过程、事物或概念的一种表达形式,也可指根据实验、图样放大或缩小而制作的样品。
模型可以取各种不同的形式,不存在统一的分类原则。
”钱学森给模型下了这样的定义:“模型就是通过对问题现象的分解,利用我们考虑得来的原理,吸收一切主要的因素,略去一切不主要的因素,所创造出来的一幅图画……”本人以为初中科学中的模型是为了便于着手分析与研究,采用“简化”的方法,对实际问题进行科学抽象的处理,保留主要因素,略去次要因素,得出的一种能反映原物本质特性的理想物质(过程)或结构。
本文中把建立模型和利用模型的教学过程简称模型教学。
二、初中科学中常见的模型类型及其教学作用模型教学在初中科学教材中随处可见,通过模型教学可以将抽象的概念形象化、具体化,降低学生的理解梯度,教师比着模型讲解概念“言之有物”,学生看着模型理解概念“心中有像”。
模型是科学思想的产物,是培养科学思维并从事科学研究的一种方法。
现就初中科学中常见的模型类型及其教学作用归纳如下:1、建立对象模型,理解对象实质。
初中科学中的模型大都是以理想化模型为对象建立起来的。
建立对象模型实际上是撇开与当前研究无关的因素以对当前研究影响很小的次要因素,抓住主要因素,认清对象的本质,利用理想化的对象模型解决实际问题的过程。
建立和正确使用对象模型有利于将复杂问题简单化、明了化,使抽象的科学问题更直观、具体、形象、鲜明,突出了事物间的主要矛盾,理解对象的实质。
例如:对物体进行受力分析时,当不用考虑物体受力的转动效果,我们就可以忽视物体形状的影响,把物体建立成只考虑质量的点或者长方体这样的对象模型,可以使作图和受力分析过程大大简化,突出问题的关键。
例如:在学磁场时,由于磁场摸不着、看不见,学生无从感知什么是“磁场”,为了便于学生感知,我们就用碎铁屑的规则排列把磁场显示出来,让学生用眼观察,学生就能接受“磁体周围存在磁场”这一科学事实。
学生把看到的碎铁屑的排列情况用笔画出来,这样磁场的模型——磁感应线就被学生不知不觉画出来了,通过对象模型的建立实现了无形到有形的转变,突破教学难点,然后引导学生分析:不同磁体周围磁感应线形状,磁场的方向,磁场的强弱等磁场的各种性质。
整个推理过程根据学生的思维发展规律,从感知出发,通过分析,撇开对象的具体特点,抽象出它所包含的本质东西,不但降低了学生理解梯度,还锻炼了学生的思维能力。
2、认清条件模型,突出主要矛盾。
条件模型就是舍去条件中的次要因素,抓住条件中的主要因素,将已知的主要条件模型化,为问题的讨论和求解起到搭桥铺路、化难为易的作用。
条件模型的建立,能使我们研究的问题得到很大的简化。
建立正确使用条件模型可以使学生对科学本质的理解更加细致深入,对科学问题的分析更加清晰明了。
例如:为了使问题简单化我们把物体的运动看做匀速直线运动时,就默认物体受平衡力的作用,这就是一个理想化的条件模型,理想的条件就是受平衡力作用。
如小球在光滑的水平面运动时,我们就可以建立无水平摩擦力的条件模型。
例如:在酒精和水的混合实验中我们发现溶液的总体积变小了,通过这个实验我们得出结论:分子间有空隙。
由于看不到微观的分子结构和溶解过程,学生对此还是不能很好理解。
课本为此特意设计了一个模型:黄豆和芝麻混合实验。
在这个模型中我们忽视了分子之间的相互作用力,理想化的条件处理,突出了分子的大小和分子间的空隙对研究问题的重要性,条件模型的形象直观实现了教学难点的突破。
3、构造过程模型,建立逼真图景。
过程模型就是将科学过程模型化,将一些复杂的过程经过分解、简化、抽象为简单的、易于理解的过程。
过程模型的建立,不但可以使问题得到简化,还可以加深学生对有关概念、规律的理解,有利于培养学生思维的灵活性。
例如:板块的活动属于地球内部运动,它的过程是缓慢的,所蕴藏的能量是巨大的,我们无法直接观察到板块的运动过程。
鉴于此教材中便设置了“板块张裂实验”,用两块板模拟了两个板块,上面贴着的白纸模拟了地壳,当两人用力向两边拉扯“板块”直至纸断裂时,一条大“裂谷”就呈现在学生面前,并让学生体会了板块运动能量瞬间释放的威力。
这个模型很好地演绎了板块张裂引起地壳变动的过程和导致的结果。
例如:宇宙无边,星系离我们很遥远,那么如何研究宇宙膨胀和星系运动呢?教材安排了星系运动模型,用气球模拟宇宙,在气球上画上一些小圆点来模拟星系。
往气球中打气,然后观察气球在胀大过程中各个小圆点间距离的变化。
观察者很容易看到,随着“宇宙”的不断膨胀,“星系”的距离变得越来越大。
由此可知星系间的距离变得越来越大是宇宙大爆炸理论的有力证据之一。
模型材料和建立步骤虽然很简单,但是很能说明问题。
4、体验理想化实验模型,培养科学素养。
理想化实验模型即在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根据逻辑法则,对过程进一步分析、推理,找出其规律。
理想化实验在科学的发展史上有着极其重要的地位和作用,通过理想化实验的体会和研究有利于培养学生的科学精神和素质。
例如:在学习牛顿第一定律时,我们发现一个静止的物体,如果不受力的作用,将保持静止的状态。
那么运动的物体,如果不受到外力的作用,是不是会立即停止运动呢?这个问题难以直接通过实验作出回答,因为我们很难为运动的物体创造一个“不受到力的作用”的实验条件。
我们采用的方法是:实验加推测。
课本安排了伽利略的理想斜面实验模型,我们发现水平面越光滑,小车运动时受到的阻力越小,通过的距离越远,运动时间越长,速度减小得越慢。
推测:假如小车在运动中不受到任何阻力,那么小车就将保持这个速度一直运动下去。
课本又通过有关历史资料告诉我们:通过伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家们的共同努力,终于得出了“牛顿第一定律”,这一教学过程使学生的科学精神和素质都得到了提升。
5、初探数学模型,享受数学带来的奥秘。
“客观世界有一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式。
”在建造模型的同时,也在不断地建造表现物质状态及变化过程规律的数学模型。
当然,由于模型是客观实体的一种近似,以模型为描述对象的数学模型,也只能是客观实体的近似的定量描述。
例如:使用电流表的时候我们不考虑它的电阻对实验的影响,使用电压表时我们不考虑通过电压表的电流对实验的影响,使用电池的时候不考虑电池内阻对实验的影响,在此基础上的电学计算和研究就是我们采取简化计算的一种数学模型。
三、使用模型应注意的几个问题1、模型不是孤立的可以相互转换。
模型分类没有统一的原则,本文中所涉及的五个模型,也并非孤立分开毫无关系,恰恰相反它们常常是互相牵制的,内在的统一于所研究的问题中。
例如,伽利略的理想斜面实验模型揭示了惯性定律的本质,在这个实验中,“光滑的、无摩擦力的斜面”就是条件模型:“光滑的小球”就是对象模型:“小球在平面上的速度保持不变”就是状态模型:“小球沿平面永远以恒速运动”就是过程模型。
2、模型是在一定条件下适用的。
现实世界中,有许多事物与“理想模型”十分接近,在一定场合、一定条件下,作为一种近似,可以把实际事物看作“理想模型”来处理,但也要具体问题具体分析。
要将模型置于与原型相似的条件下进行实验,要清楚模型与原型上存在的异同,唯独如此我们才能在教学过程中更好地应用模型,获得更好的效果。
例如,在研究地球绕太阳公转运动的时候,由于地球与太阳的平均距离(约14960万千米)比地球半径(约6370千米)大的多,此时我们可以把地球看作一个“点”来处理,但在研究地球自转时,地球上各点的转动半径不同,地球的形状、大小不可以忽略,不能把地球当作一个“点”而应该当做一个”球”来处理。
3、模型是在不断完善发展的。
随着科技的不断进步,人类对事物的本质认识也是不断深入和提高,模型也相应地由初级向高级发展并不断完善。
例如:原子模型的提出就是一个不断完善的过程。
起初人们认为原子是不可分的,直到1897年汤姆生通过阴极射线实验发现电子,揭开了原子结构的序幕,汤姆生认为:原子是一个球体,正电荷均匀分布在球内,电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里,这就是汤姆生的“枣糕式”原子模型。
卢瑟福进行了α粒子散射实验以后,他认为:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在空间绕核旋转,这就是卢瑟福的“原子核式结构”模型,此模型可以解释α粒子散射,还可以估算出原子核的大小,但与经典电磁理论产生了两个矛盾。
玻尔为解释上述矛盾,提出了原子的“轨道量子化”模型…。
总之,由于客观事物具有多样性,它们的运动规律往往是非常复杂的,不可能一下子把它们认识清楚。
而采用理想化的客体即模型来代替实在的客体,就可以使事物的规律具有比较简单的形式,从而便于人们去认识和掌握它们。
模型在初中科学教学领域有着重要的价值,希望此文能给科学老师一点启发。
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