中学物理建模教学
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高中物理如何建模“科学的基本活动就是探索和制定模型”,建模对物理学的发展起着推动前进的作用,建模能力是学生物理能力的核心能力之一。
物理建模一、加强对物理建模的认识1、物理建模的定义提到物理建模的定义,还是要从物理研究对象谈起,由于物理学科是一门很贴近实际生活的科学,所研究的对象极为宽泛、极为复杂,而且往往研究对象并不是一个孤立的存在,而是存在许多的外部环境影响.为了方便物理研究,很多时候都需要去除这些外部因素,从中抽象出研究对象的简化模型,这样才能更加充分的抓住问题关键,而这就是物理建模。
2、中学常见的物理模型的种类物理模型是物理思想的产物,是科学地进行物理思维并从事物理研究的一种方法。
就中学物理中常见的物理模型,可归纳如下:(1)对象模型。
物理中的某些客观实体,如质点,舍去物体的形状、大小、转动等性能,突出它所处的位置和质量的特性,用一有质量的点来描绘,这是对实际物体的简化。
当物体本身的大小在所研究的问题中可以忽略,也能当作质点来处理。
类似质点的客观实体还有点电荷、弹簧振子、单摆、理想气体、理想电流表、理想电压表等等。
(2)条件模型。
当研究带电粒子在电场中运动时,因粒子所受的重力远小于电场力,可以舍去重力的作用,使问题得到简化。
力学中的光滑面;热学中的绝热容器、电学中的匀强电场、匀强磁场等等,都是把物体所处的条件理想化了。
(3)状态和过程的模型。
例如,力学中的自由落体运动、匀速直线运动、简谐运动、弹性碰撞;电学中的稳恒电流、等幅振荡;热学中的等温变化等等都是物理过程和物理状态的模型。
(4)理想化实验。
在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根据逻辑推理法则,对过程进一步分析、推理,找出其规律。
例如,伽利略的理想实验为牛顿第一定律的产生奠定了基础。
(5)物理中的数学模型。
客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式。
在建造物理模型的同时,也在不断地建造表现物理状态及物理过程规律的数学模型。
高中物理方程模型制作教案
教学目标:
1.了解什么是物理方程模型
2.学习如何制作物理方程模型
3.掌握常见物理方程模型的制作方法
教学步骤:
一、导入:介绍物理方程模型的定义和作用(10分钟)
二、讲解:讲解制作物理方程模型的基本步骤(15分钟)
1.选择适合的物理方程
2.确定使用的变量和参数
3.建立方程表达式
4.绘制方程图形
5.进行方程求解和分析
三、实践:学生进行物理方程模型制作实践(30分钟)
1.给学生提供几个实际问题,并让他们选择适合的物理方程进行建模
2.让学生根据选定的物理方程,确定变量和参数,并建立方程表达式
3.让学生绘制方程图形,并进行求解和分析
四、总结:总结本节课的内容,并展示学生制作的物理方程模型(10分钟)
五、作业布置:要求学生继续练习制作物理方程模型,并提交自己的作品(5分钟)教学评估:
1.观察学生在实践环节的表现,看是否能够独立完成物理方程模型的制作
2.检查学生提交的作业,评价他们对于物理方程模型制作的掌握情况
教学反馈:
1.对学生的作业进行批改和评价,指出需要改进的地方
2.提供额外的练习题和材料,帮助学生进一步提高制作物理方程模型的能力。
高中物理模型课教案全套
一、课程背景与目的
本节课将围绕物理模型展开教学,通过讲解、实验和讨论,让学生了解物理模型的概念、
特点,掌握建立物理模型的方法和技巧,培养学生分析问题、解决问题的能力。
二、教学目标
1.了解物理模型的概念和特点。
2.掌握建立物理模型的方法和技巧。
3.培养学生分析问题、解决问题的能力。
三、教学内容
1.物理模型的概念和特点。
2.建立物理模型的方法和技巧。
3.物理模型在实际问题中的应用。
四、教学过程
1.导入:通过展示一些常见的物理模型,引出物理模型的概念和特点。
2.讲解:介绍物理模型的定义、分类和建立方法。
3.实验:进行一个简单的物理模型实验,让学生亲自参与,体验建立物理模型的过程。
4.讨论:引导学生讨论模型的准确性和适用性,培养他们分析问题、解决问题的思维能力。
5.总结:总结本节课的重点内容,巩固学生对物理模型的理解。
五、课后作业
1.复习本节课所学内容,准备小测验。
2.尝试建立一个与日常生活相关的物理模型,并向同学展示。
六、教学反思
通过本节课的教学,学生对物理模型的概念和建立方法有了深入了解,能够运用所学知识
解决实际问题。
同时,学生也培养了合作、分析和解决问题的能力,对提高他们的学习兴
趣和能力具有重要意义。
关于高中物理模型教学中学生建模能力的培养摘要:在高中物理教学中,为了让学生更好更快地掌握物理知识以提高备考效率,常常需要建立各种模型来帮助学生对物理知识的吸收与理解,培养他们的创新能力、分析能力以及深入思考问题的能力。
就高中物理模型的类型、如何培养学生的建模能力以及建立模型的作用进行了简单的探析。
关键词:物理模型;创新性思维;建模物理是一门复杂难懂的课程,若在物理研究中把实际存在的所有制约因素都考虑进去,那么必将很难进行研究。
在高中物理教学中,为了使学生更好更直观地理解物理知识、提高物理成绩、备战高考,就需要借助物理模型来简化物理过程、凸显事物本质。
一、高中物理教学模型的主要类型及作用1.类型在高中物理教学中,常用到的模型主要有五种,分别为条件模型:包括光滑面、零电阻、匀强磁场等;问题解决模型,其核心是先设置问题,然后再围绕此问题提出解决办法;过程模型,如自由落体运动定电压、绝热过程等;对象模型,如在物理教学中使用的单摆就是对象模型中的一种。
2.作用(1)有利于学生学习和理解新知识,提升接受能力学生在对某一物理模型有了充分的认识和理解之后,对相关物理知识就有了一定的感性认识,为新知识的学习奠定了良好坚实的基础,因此在学习中也更容易接受和理解。
(2)有利于易化问题,使问题简单、明了模型的使用还可以通过形象化的手段,将抽象的物理知识具体化,将复杂的问题简单化,更加形象、直观、明了地凸显事物的本质,从而使学生脱离死记硬背的苦海,真正做到理解和掌握物理知识,烂熟于心。
(3)有利于学生创新性思维的培养通过建立物理模型,可以达到培养学生创新思维的目的。
这是由于模型的建立是一种创造性思维的体现,通过对模型的应用学生可逐渐培养出创新思维,继而增强学生的创新能力。
二、如何进行学生建模能力的培养只有全面系统地了解了各类物理模型,才能在教学实践中应用自如。
因此,在高中物理教学中,教师必须学会如何培养学生的建模能力,以期最大限度地提高物理学科的高考备战效率。
浅谈高中物理教学中建模思想的构建作者:郭华初来源:《中学物理·高中》2013年第05期物理学是一门自然科学,也是研究物理现象及其变化规律的科学.要使研究的物理问题变的清晰明了,我们常常需要忽略某些次要因素,抓住主要因素构建物理模型来解决.十七世纪,伟大的物理学家伽利略设计的理想实验,就利用了建模思想处理.著名教育学家吉尔伯特(Gilbert)认为:科学本身就是建模的过程,而学习科学就是学生学习建模的过程.构建建模思想,寻找物理模型,明确解决问题的思路,能更加具体、直观地反映出事物的本质和特征,更好地解决实际问题.1建模思想在高中物理教学中的作用和意义建模思想的构建可以提高学生理解和分析处理物理问题的能力.特别是复杂问题的解决更需要建立合适的物理模型,理出问题的主干,从而解决问题.如天体运动,大家都知道宇宙空间天体的运动实际是椭圆运动,也是变速率运动,我们可以把它简化为匀速圆周运动的模型来处理,使我们处于高中阶段的学生也能来处理复杂的天体运动.再如我们建立了“质点”模型,为学生在以后解决物理问题打下一个基础,使他们在碰到类似问题时也能运用类似的方法来处理,如单摆的摆球,弹簧振子的振子甚至电学中的点电荷模型,光学中的点光源模型以及热学中的理想气体分子模型等.这些都有利于学生将复杂问题变简单,将隐含的问题变明了,使抽象的物理问题变直观,突出了事物间的主要矛盾,为问题的解决找到突破口.中学物理教材中有许多物理知识也比较抽象,学生往往不易理解和接受,借助物理建模思想,采用模型构建的方法,能突出物理情景问题的主要部分,疏通思路,帮助学生建立起清晰的物理情景,使物理知识点的理解简单化,也更有利于知识点的掌握.譬如,在学习电场时,很多学生对于电场这样一种特殊的物质形态感觉很抽象,很难理解.我们通过用一条条的线来描述出电场的方向和强弱,建立电场线模型,把抽象的物理概念具体化,就更有利于学生对于电场的理解和掌握了.我们通过有针对性的训练,特别是建模能力的培养,能提高学生理解和解决物理问题的能力,更好地掌握相关物理知识.2建模思想在高中物理教学中的体现每一个物理过程的处理,物理模型的建立,都离不开对物理问题的分析.教学中,通过对物理模型的设立和分析,能培养学生对较复杂物理问题的把握,提高他们运用科学的方法去解决物理问题的能力.我们在研究某个物体的运动时,往往是直线运动、圆周运动等情况相互结合,同时发生,会使问题不容易上手.为了让问题能变得清晰明了,我们可以利用建模思想,寻找模型,分析运动过程,明确解题思路.试题1一跳水运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面.此时其重心位于从手到脚全长的中点.跃起后重心升高0.45 m达到最高点.落水时身体竖直,手先入水.(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计.)从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是多少?从实际运动过程来看,运动员的跳水过程其实是很复杂的平动和转动结合的过程,既有竖直方向的上下运动也有水平方向的运动,还有翻腾的动作.而试题询问的是运动员完成空中动作所用的时间,这个时间主要由竖直方向的运动决定,因此可以忽略运动员的技巧动作和水平方向的运动,也可以忽略空气阻力的影响,直接把运动员看成一个作竖直上抛运动的质点.通过忽略次要因素抓住主要因素,从而把问题转化为我们熟悉而且简单的物理模型,再利用相关的运动规律,使问题得到顺利的解决.物理建模思想的体现也是贯穿于整个教学过程之中的.在平时的教学工作中,始终渗透对学生建模意识的培养,对于一些不起眼的小问题,对于学生来说可能也是一次难得的建模机会.试题2如图1所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点,与竖直墙壁相切于A点,竖直墙壁上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°,C是圆环轨道的圆心.D是圆环上与M靠得很近的一点(DM远小于CM).已知在同一时刻,a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点;c球由C点自由下落到M点;d球从D 点由静止出发沿圆环运动到M点.则A.a球最先到达M点B.b球最先到达M点C.c球最先到达M点D.d球最先到达M点c小球作自由落体运动,大家都很清楚,a、b两小球,沿光滑倾斜直轨道运动,下滑过程中没有受到摩擦力作用可以看成物体沿光滑斜面下滑模型,利用两斜面底边一样,倾角不同,两球下滑位移和加速度不同求解.d小球由于D点离M点较近,圆环没有摩擦,符合单摆模型的要求,可以利用单摆的周期公式求解.虽然是小问题,但是也体现了构建物理模型的特点.这样的训练,可以渗透在每一次教学中,也体现在每一次教学活动中.3建模思想在高中物理教学中的应用每一个物理问题的解决都可以从各种物理模型中找到它们的“踪影”,然后以物理模型为切入点进行物理概念的教学和物理问题的解答.在应用中,主要有以下几种方法:3.1类比法物理问题常常事例比较分散,问题比较隐秘,这时我们可以通过问题的分析,找出主要的特点,通过类比建立合适的物理模型.试题3有两个带异种电荷的粒子A和B,带电量分别为5q和-q,质量分别为5m和m,两者相距L,它们之间除了相互作用的电场力外,不受其它力的作用,若要保持A、B之间的距离不变,它们必须做何种运动?两粒子运动的速率各是多少?由题设给予的信息,分析可得:若要保持A、B间距离不变,它们必须绕AB连线上的某一点做匀速圆周运动.它们之间的库仑力提供向心力使A、B具有相同的角速度ω.再通过类比联想,可以构建“双星”物理模型,解决问题.3.2迁移法将物理模型运用于实际问题,有些问题比较复杂或生疏时,若能将熟悉的物理模型迁移至新问题,对解决问题可起到事半功倍的效果试题4铁路运输中设计的多种装置中都运用了电磁感应原理.有一种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态.装置原理是:将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面,如图3甲(俯视图),当它经过安放在两铁轨间的矩形线圈时,线圈便产生一个电信号传输给控制中心.线圈长为l1,宽为l2,匝数为n.若匀强磁场只分布在一个矩形区域内,当火车首节车厢通过线圈时,控制中心接收到线圈两端电压信号u与时间t的关系如图2乙,ab、cd均为直线.则火车在时间t1-t2内A.做加速度变化的直线运动B.做匀速直线运动C.加速度为u2-u1(t2-t1)nBl1D.平均速度为v1+v22磁悬浮是近几年发展起来的新技术,它的控制系统应该是很复杂和精确的,对于我们高中学生来说确实是很陌生,但我们关注问题的重点是运用了电磁感应原理,同时试题给出的是线圈电压和时间的关系图象,我们完全可以把这道试题迁移到我们熟悉的闭合电路的一部分导体切割磁感线模型上去,不同之处就是磁悬浮列车是磁场在动,线圈是静止的,而这并不影响我们对问题的解决.3.3拆分法对于物理过程复杂而陌生的事例,我们可以通过拆分法,对同一个问题进行适当的拆分,同时建立多个物理模型,分别求解,再重新组合,解决问题.试题5电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积).为了简化,假设流量计是如图3所示的横截面为长方形的一段管道,中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c,流量计的两端与输送液体的管道相连接(图中虚线).图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料,现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面.当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接,I表示测得的电流值.已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为多少?通过对试题的拆分,画出等效电路图,我们可以建立以下4个物理模型.模型1导电液体稳定地流经流量计时,相当于带电物体同时受电场力和磁场力作用而平衡,有:qEc=qvB模型2这一段导电液体相当于一长方体形电阻,该电阻长为c,横截面积为ab,由电阻定律可得,电阻值为R=ρcab模型3导电流体在磁场中流动相当于长度为c的金属棒以速度v垂直切割磁感线,电动势为E=Bcv.模型4电磁流量计工作时与串接了电阻R的电流表相连接,形成了一个电流恒定的闭合电路I=ER+r.这四个模型各自独立又相互联系,通过各自模型的建立,得出相应的结果,再重新组合到一起,就能使问题迎刃而解了.4结束语建模思想的确立、物理模型的构建并不是万能的,它也有一定的适用条件,在使用过程中也很容易造成对形似而实不同问题的误解,因此我们在构建模型时应及时进行分析、比较和修正,使其符合客观实际.解决物理问题的过程通常包含以下几点:确定研究对象→排除次要因素→归纳物理情景→建立物理模型→分析解决问题,而学生往往忽略了从确定对象到建立模型这一关键的过程,而是直接套用公式造成错误.因此在物理教学中,增强建模思想,重视物理模型的构建,既有利于学生掌握物理知识,提高应用知识的能力,也有利于学生养成良好解题习惯,提高学生解决问题的能力.。
中学物理模型化教学的特点与具体应用物理模型可以简单精确的反映出研究对象的本质,可以从中体现出物理学科的形式美,以上体现出了建模教学的特点。
在传统的课堂教学中,教师具有绝对的权威,以教师为中心,对学生开展灌输式学习。
而在翻转课堂中,教师由知识的传递者、授予者变成了指导者、引领者者,在学生遇到学习障碍时提供帮助。
翻转课堂教学模式对教师的要求越来越高,教师不仅要制作精良的视频,而且视频内容要贴合学生的学习兴趣。
学生由被动学习变成了主动学习,打破了学习时间与空间的限制,成为学习的主体,更好地体现了“以学生为中心”的教学理念。
物理学家和科研工作者的研究方法之一就是建立模型,应用模型,在应用模型的过程中逐步完善模型。
中学物理教学中,通过去除影响研究对象的外部因素而形成的物理模型,可以很好的体现研究对象的本质,从而使每个物理模型都具有典型的代表意义。
物理模型是在物理现象的基础上,经过研究人员分析和思考而形成的,并不是凭空捏造出来的,这就表明了,物理模型是物理学科研究中的一种方法。
立物理模型是物理教学中的重要手段,使学生在建立物理模型的过程中可以更好的掌握物理知识,这对学生学习物理知识有着重要的作用。
在建模教学中,学生可以根据自己所掌握的物理知识来提出问题,并在教师的指导下,通过建立物理模型来解决问题,在这个过程中,既让学生学习到了物理理论知识,同时又培养了学生的创新能力,使学生的思维更加活跃。
在建模教学中,教师一般都处于指导位置,而学生则是课堂的主体,通过建立物理模型给学生提供了非常广泛的发挥空间,提高了学生学习物理知识、参与物理实验的积极性和主动性,培养了学生独立思考和团队合作的能力。
每一个物理模型的建立都不是一次性完成的,都必须要经过反复的设计和实验,在这个过程中,学生通过互相交流和合作,共同解决和克服物理研究中的问题和困难,充分体验到了物理实验研究的乐趣,增强学生探索事物本质规律的兴趣,使学生学会运用科学的、抽象的思维方式来处理实际问题。
高中物理知识模型建构教案
教学目标:
1. 学生能够了解物理知识模型的定义和重要性
2. 学生能够掌握构建物理知识模型的基本方法和步骤
3. 学生能够运用物理知识模型解决实际问题
教学内容:物理知识模型的概念、构建方法和应用
教学过程:
一、导入(5分钟)
教师通过引入一个实际问题,让学生思考如何用物理知识模型解决问题,引出物理知识模型的概念。
二、讲解(15分钟)
1. 介绍物理知识模型的定义和作用
2. 讲解构建物理知识模型的基本方法和步骤,包括确定问题、收集资料、建立假设、验证假设等。
3. 举例说明物理知识模型在实际问题中的应用
三、实践(25分钟)
1. 学生分成小组,选择一个实际问题,运用构建物理知识模型的方法解决问题。
2. 学生在小组内讨论并撰写成果报告,包括问题描述、建立的模型、解决方案等。
3. 学生展示成果并相互交流,讨论不同模型的优劣势。
四、总结(5分钟)
教师总结本节课的重点内容,强调物理知识模型对解决实际问题的重要性,并鼓励学生在以后的学习和探究中多运用物理知识模型。
教学反思:
通过本节课的教学,学生能够了解到物理知识模型的重要性,掌握了构建物理知识模型的基本方法和步骤,并运用知识解决实际问题。
在实践过程中,学生充分发挥了团队合作和创新思维,提高了问题解决能力和综合运用知识的能力。
在以后的教学中,可以进一步拓展学生对物理知识模型的认识,培养学生的科学思维和实践能力。
高中物理模型技术教案全套一、教学目标:1. 了解物理模型的定义和作用;2. 掌握建立物理模型的方法和技巧;3. 能够利用物理模型解决问题;4. 培养学生的动手能力和实验技能。
二、教学内容:1. 物理模型的概念和分类;2. 物理模型的建立方法;3. 物理模型在解决问题中的应用;4. 实际案例分析。
三、教学重点和难点:1. 物理模型的建立方法;2. 物理模型在解决问题中的应用。
四、教学方法:1. 示范讲解法:通过实际操作展示建立物理模型的方法;2. 交互式教学法:利用互动讨论、小组合作等方式引导学生深入理解物理模型的应用;3. 实验演示法:通过实验演示的方式展示物理模型的作用和应用。
五、教学步骤:第一步:导入(5分钟)教师简要介绍物理模型的概念和分类,引导学生思考物理模型在解决问题中的作用。
第二步:讲解(15分钟)教师讲解建立物理模型的方法和技巧,引导学生掌握建模的基本原则和步骤。
第三步:案例分析(20分钟)教师提供一个实际问题,并引导学生分析问题,利用物理模型解决问题。
第四步:实验演示(30分钟)教师进行实验演示,展示物理模型在实验中的应用,并指导学生进行实验操作。
第五步:总结(10分钟)教师总结本节课的重点内容,强调物理模型在解决问题中的重要性,激发学生的学习兴趣。
六、教学评估:1. 课堂讨论:观察学生在讨论案例分析和实验过程中的表现,评价其思维能力和合作能力;2. 实验操作:观察学生在实验中的操作技能和实验结果,评价其实验能力和动手能力;3. 作业评估:布置相关作业,检测学生对物理模型的理解和应用能力。
七、拓展延伸:1. 组织学生自主设计一个物理模型,并进行实际操作;2. 鼓励学生在日常生活和学习中运用物理模型解决实际问题;3. 参与物理建模比赛,提高学生的建模能力和实践能力。
八、教学资源:1. 实验器材:如投影仪、示波器、万用表等;2. 实验材料:如线圈、磁铁、弹簧等;3. 教学软件:如模拟物理实验软件。
物理建模教学的理论与实践简介随着科学技术的不断发展,物理建模教学在提高学生科学素养和创新能力方面具有重要作用。
本文将从物理建模教学的理论和实践两个方面,探讨其发展现状、相关理论、实践应用、优势与挑战以及未来发展方向。
物理建模是一种科学方法,通过建立物理模型来研究客观事物的本质和规律。
在物理建模教学中,教师引导学生运用物理知识,对实际问题进行抽象和简化,建立能够反映问题本质的物理模型,从而解决问题。
物理建模教学相关理论包括建模方法、教学策略和评估方法。
建模方法主要包括理想化、类比、假设等方法,教学策略则注重学生主体地位的发挥,通过问题导向、合作学习等方式引导学生主动参与建模过程。
评估方法则从学生学习效果、建模能力和科学素养等多个方面进行综合评价。
物理建模教学在实践中的应用广泛。
以下是一个实践案例:一位高中物理教师引导学生研究抛体运动,通过引入斜抛运动的物理模型,帮助学生掌握抛体运动的规律。
具体流程包括:提出实际问题、引导学生简化和抽象问题、建立斜抛运动模型、计算解析解、得出结论并应用。
通过这一系列的教学活动,学生的参与度高,理解更加深入,教学效果显著。
物理建模教学的优势主要体现在以下几个方面:提高学生对物理知识的理解和应用能力,培养其创新意识和科学精神,促进学生主动学习和合作探究。
然而,物理建模教学也面临一些挑战,如教学资源不足、教师素质参差不齐等。
为了充分发挥物理建模教学的优势,需要加大教育投入,提高教师培训水平,完善教学评价体系。
物理建模教学理论与实践的结合,有助于培养学生的创新思维和实践能力,提高物理教学质量。
在未来的发展中,应进一步深入研究物理建模教学理论,不断优化教学方法和手段,加强教师队伍建设,提高教育资源利用效率,从而更好地发挥物理建模教学在提高学生科学素养和创新能力方面的作用。
需要教育公平和个性化教育,使物理建模教学能够覆盖更广泛的学生群体,满足不同学生的需求和发展潜力。
物理建模教学的理论与实践具有重要意义,我们应该充分认识其优势和挑战,不断推动其发展,以培养更多具有创新意识和科学精神的人才,为社会的进步和发展做出贡献。
类别:教学设计题目:在物理教学中建构物理模型在物理教学中建构物理模型摘要:中学物理教材中有许多物理知识比较抽象,学生往往不易理解和接受,并会因此而失去学习的信心。
但如果借助“物理建模思想构建”教学,采用模型构建思想的方法,突出物理情景问题的主要部分,疏通思路,帮助学生建立起清晰的物理情景,使物理问题简单化,这样不仅起到增强学生学习的自信心的作用,同时还潜意识地培养了学生的创造性的能力,提高教学质量。
关键词:建构物理模型理想化根据新课程标准要求,中学物理要体现“从生活走进物理,从物理走向生活”的新理念。
所以在教学中能否将实际问题与头脑中已有物理模型建立联系,将实际问题转换为物理问题是关键。
物理模型在实际问题与物理问题间起到了桥梁的作用,本文将从物理模型的概念、重要作用,以及教学中如何指导学生建构物理模型等方面谈下自己的看法。
一、认识物理教学中的物理模型法物理学是一门研究物质最普遍、最基本的运动形式的自然科学。
而所有的自然现象都不是孤立的。
这种事物之间复杂的相互联系,一方面反映了必然联系的规律性,同时又存在着许多偶然性,使我们的研究产生了复杂性。
因此,许多比较复杂的问题需要我们引入能够描述其要点的辅助量或建立理想化模型,帮助研究与解决问题,这就是模型法。
建构理想化模型是物理学研究中常用的方法。
物理模型是理论知识的一种初级形式,就是将我们研究的物理对象或物理过程、情境通过抽象、理想化、简化、和类比等方法,进行“去次取主”、“化繁为简”的处理,把反应研究对象的本质特征抽象出来,构成一个概念或实物的体系,就形成物理模型。
物理模型既源于实践,而又高于实践,在我们的生活、生产、科技领域中带有普遍的共性特征,具有一定的抽象概括性。
物理模型的构建是一种重要的科学思维方法,通过对物理现象或过程,从而寻找出反映物理现象或物理过程的内在本质及内在规律达到认识问题的目的。
二、物理模型在初中物理教学中的作用在物理学习中,有的学生经常拿到物理题目无从下手,造成这种情况的原因是多方面的,但其中一个重要原因,就是这部分学生基础不牢,没有掌握好一些基本的物理模型。
浅谈中学物理建模教学
摘要:21世纪课程改革的一个重要目标就是要加强综合性、应用性内容,重视联系学生生活实际和社会实践。
这是在课程、教学中注入素质教育内容的具体要求。
物理新课标中总体目标之一就是:“学习科学探究方法,发展自主学习能力,养成良好的思维习惯,能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。
”因此在教学中,需要从几个方面使学生建立正确的模型。
关键词:中学物理建模教学建立
一、中学物理教学建模的原则
作为教师与学生双向互动的具体操作方式的中学物理教学模式,将直接影响教学的过程。
因此必须根据教学内容的特点和学生的实际情况,综合运用多种教学方法。
建构中学物理教学模式,要遵循以下几个原则:
1、以学生发展为本的原则
教师的教学设计不能只将目光盯在知识内容上,还要考虑学生的认知水平和兴趣特点,还要考虑学生在参与学习的过程中,对物理学科的情感、态度和价值观等等。
要跳出具体的章节知识看物理教学,以学生的发展为本,为学生创设活跃民主的学习氛围,充分调动学生的参与积极性,培养学生终身探究的兴趣。
2、实效性原则
任何一种教学模式都是为了解决一定的教学问题,选择教学模式时要注意效果,以提高教学的效率,增大教育的”投入产出比”。
3、面向全体的原则
目前我国仍然是大班教学,所以教学过程中要求我们面向全体学生的差异。
因此要用灵活的教学手段、方法和模式,以适应不同学生的需要。
二、科学探究的基本模型的建立
科学探究的基本模式从主体上看基本包括科学探究的学习和科
学探究教学两个方面。
学探究学习的基本模式包括”质疑,猜想与假设,寻找资料获得信息(或实验验证),总结结论并与别人交流,形成正确的结论”。
这种学习模式可利用到各科、各种问题的解决上。
科学探究教学的基本模式包括”提出问题,猜想与假设,设计实验
方案,进行实验与收集证据(获取相关的信息),分析与论证,评估,
交流与合作”等基本要素,老师由知识传授者向指导者、促进者和合作者的角色转换,突出学生的课堂主体地位。
新课标中,可以用此模式进行教学的规律很多,例如:滑动摩擦力的大小、电阻定律等,在实际教学中,教师从学生的长远发展着想,切不可为了一时省事,让学生直接记住结果,这是违背新课标要求的。
通过教学和学习使学生了解科学探究的基本模式,掌握科学探究的方法,为将来解决
问题提供技术支持。
三、学生自主学习基本模型的建立
建构主义理论的核心认为”知识不是被动接受的,而是以认知主体积极建构的”。
建构主义认为,”意义建构”是学习过程的最终目标,所要建构的意义是指事物的性质、规律以及事物之间的内部
联系。
自主学习模式的建立就可以使学习者在学习过程始终处于主动探索、主动思考、主动认知的主体位置,这不仅有利于建构意义的形成,而且非常有利于建构意义的保持。
在实际教学中,要比较好的指导学生进行自主学习需要注意以下问题:首先就要研究学生。
要了解学生已有的知识储备和学习基础,学生能否理解您准备让他自主学习的内容。
其次,要设置切合学生实际的课题和目标。
最后,自主学习主要是学生自己学习,而自己学习就要有一定的科学合理的学习方法:这就要求教师在教学中要注重引导学生掌握科学合理有效的方法,逐步发展学生自主学习的能力。
四、以物理模型为基础建立物理思维的基本模型
中学物理教材中无论哪一部分的内容都是以物理模型为基础向学生传达物理知识的。
物理模型是中学物理知识的载体,通过对其进行分析与讲解,是学生获得物理知识的一种基本方法,更是培养学生创造思维能力的重要途径。
中学物理模型的基本类型有:1、对象物理模型即把物理问题的研究对象模型化。
如物理教材中提到的:”质点”、”点电荷“、”单摆”、”点光源”等都属于这类模型。
2、过程物理模型即把研究的物理对象的实际运动过程进行近似处理,排除其在实际运动过程中的一些次要因素的干扰,使之成为理想的典型过程。
如物理教材中提到的,”匀速直线运动”、”等温”过程、”简谐振动”、两物体的弹性碰撞过程等都属于这一类型。
3、条件物理模型即排除物体所处外部条件的次要因素,突出主要方面。
如中学学过的”
接触面光滑”、”绝热”等。
模型思维能力的培养与训练要注意以下问题:首先,让学生了解
正确物理模型是怎样建立的及有何意义。
物理学所分析、研究的实际问题往往很复杂,有众多的因素,为了便于着手分析与研究,物理学往往采用一种”简化”的方法,对实际问题进行科学抽象化处理,保留主要因素,略去次要因素,得出一种能反映原物本质特性的理
想物质(过程)或假想结构,此种理想物质(过程)或假想结构就称之为物理模型。
其次,在教学中运用形象化的物理模型,帮助学生理解和掌握知识,发展物理模型思维。
指导学生运用物理模型分析和解答实际问题,在解决问题中培养与训练学生的物理模型思维。
总之,只要我们按照课标要求,从以上几个方面入手,建立科学探究、自主学习、物理思维的基本模型,提高科学探究能力,养成自主学习和良好的思维习惯,就能够运用学过的物理知识和科学探究方法解决一些实际问题。
也就达到了物理21世纪新课改中”学习科学探究方法,发展自主学习能力,养成良好的思维习惯,能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题”的总体目标。