高中物理模型教学的理论研究
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高中物理教学中物理模型的作用探讨李㊀高(江苏省如东县掘港高级中学㊀226400)摘㊀要:在高中物理的学习过程中ꎬ从最近几年的高考物理题可以看出ꎬ高考物理正在走向综合化㊁抽象化的趋势.这导致很多学生在看到题目之后就望而生畏ꎬ不知从何下手ꎬ找不到正确的思考角度.实际上ꎬ再综合㊁复杂的物理题目都是基于一些固定㊁简单的物理模型融合㊁转变而来的ꎬ因此学生如果能够牢牢掌握高中物理中一些经典的物理模型ꎬ并学会融会贯通㊁综合运用ꎬ那么学生的物理成绩自然就提高了.关键词:高中物理ꎻ课堂教学ꎻ物理模型ꎻ策略方法中图分类号:G632㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2019)12-0043-02㊀㊀随着新课标的提出ꎬ学生在学习的过程中不仅要注重提高自己的成绩ꎬ而且要有意识地培养自己的逻辑思维能力和自主探究能力.高中物理是一门基于实验操作的学科ꎬ书本中大部分的概念都比较抽象ꎬ如果仅靠教师在讲台上讲是无法取得很好的学习效果的.为此ꎬ教师可以在日常教学中加强学生总结和运用物理模型的意识ꎬ在平时的学习中逐渐积累一些经典的物理过程及其规律特征.接下来ꎬ笔者将就高中物理教学中运用物理模型进行学习展开详细论述.㊀㊀一㊁基于物理课程掌握模型类别在高中物理课程中ꎬ想要让学生取得融会贯通的学习效果ꎬ我们首先要指导学生对课本上学习的内容进行归纳ꎬ总结出一些常用的物理模型.物理模型是建立在物理实验结果之上的ꎬ物理模型的建立往往是比较理想化㊁简化了的ꎬ可以将生活中的客观物体转化为书本上的物理规律和物理概念.根据物理过程中的主要要素ꎬ可以将物理模型分为以下几类:(1)对象模型:在对象模型中ꎬ学生研究的主要是物质的本质状态ꎬ而忽略其他的次要因素ꎬ这是一种理想化的模型ꎬ例如电子㊁点电荷㊁电磁场㊁磁感线㊁电阻㊁弹簧㊁轻杆㊁单摆等等.(2)状态模型:在状态模型中ꎬ学生关注的应当主要是物体的理想化状态ꎬ例如物体的平衡状态以及气体的理想状态等ꎬ这也是一种忽略次要因素的理想化模型.(3)过程模型:在过程模型中ꎬ学生主要研究的是物体的运动变化状态ꎬ例如物体的匀速直线运动㊁变速直线运动㊁抛物线运动以及完全弹性碰撞等.在过程模型中ꎬ阻力㊁微小的能量损失往往被忽略不计.(4)条件模型:在条件模型下ꎬ学生可以将实际问题中的一些现有条件进行理想化ꎬ从而更加简便地解决问题ꎬ例如题目中一些常见的条件:理想电表㊁磁场区域无穷大㊁光滑的斜面㊁不计空气阻力㊁路线足够长等ꎬ这些简化后的条件能够让学生的解题更加简单.㊀㊀二㊁借助物理学史学习模型知识纵观整个物理学史ꎬ物理的发展过程同时也是物理模型发展和扩充的过程.在整个物理的发展过程中ꎬ出现了伽利略理想化的斜面㊁牛顿的万有引力定律模型以及波尔和卢瑟福的原子模型ꎬ这些都是一些非常经典的物理模型.在高中物理的课堂教学中加入对物理学史的介绍和学习ꎬ不仅可以让学生了解这些常用的物理模型发展和建构的过程ꎬ而且还能够让学生在此过程中体会前人们科学㊁严谨的研究精神.在物理学上ꎬ人们在解决实际的物理问题时ꎬ可以采用理想化法㊁抽象法㊁等效替代法㊁归纳法以及类比法等方法ꎬ根据研究物体的主要特点来构建合适的物理模型ꎬ从而能够切实反映出问题的本质.例如ꎬ伽利略的自由落体实验就是一个过程模型ꎬ教师可以通过向学生仔细介绍伽利略的这一实验来让学生更好地理解过程模型这一概念.伽利略在自由落体实验中通过羽毛和球体的下落否认了 较重的物体的下落速度大于较轻的下落物体 这一结论ꎬ随后他提出自己的两种假设ꎬ一个是自由落体的物体的速度与下落的距离成正比ꎬ一个是自由落体的物体的速度与时间成正比ꎬ随后他通过实验否认了第一种猜想ꎬ并通过数学推理的方法得出了 做自由落体运动的物体的速度与时间的平方成正比 这一经典结论.在详细㊁深入地学习了物理学史中一些经典物理模型的推导和建立之后ꎬ学生自然就对模型的建立有了更加深入的认识.㊀㊀三㊁借助课堂对话加强模型意识在高中物理课堂教学中ꎬ想要吸引学生的学习兴趣ꎬ获得更好的课堂教学效率ꎬ教师一定要善于引导学生的思维ꎬ从而产生有效对话ꎬ让课堂的氛围变得更加轻松灵动.从一些习题和考试中可以体现出来ꎬ学生虽然学习了一些物理模型ꎬ但在实际的运用过程中还是不具备充足的模型意识.在学生学习了一些物理模型的基础之上ꎬ教师可以开展模型教学ꎬ引导学生将新接触的模型和已经学过的模型进行对比㊁总结ꎬ帮助学生更好的从实际问题中找到已有的物理模型或者归纳总结成新的物理模型.在实际的课堂教学中ꎬ教师要利用好手中的课本ꎬ正确地引导学生开展有效对话ꎬ培养学生运用物理模型的意识.在课堂中ꎬ这种对话不仅可以存在于教师和学生之间ꎬ而且还可以存在于学生和学生之间.例如在学习电磁场这部分内容时ꎬ教师可以采用对话的方式来加强学生的模型意识.一般在学习电场的概念时ꎬ往往是由教师向小学生讲授电场这一模型:在电场中ꎬ每一根电场线的切线所指的方向就是该点的电场方向ꎻ电场线密集ꎬ那么电场强度越强ꎻ电场线越稀疏ꎬ电场强度就弱.然而这些概念往往较为抽象ꎬ不易于学生理解和掌握.教师可以向学生提问: 正点电荷的电场是什么样的? 学生通过自己动手实践发现正点电荷的电场线是向外发散的.随后教师可以趁热打铁ꎬ问学生一些更加深入的问题: 异种点电荷所构成的电场具有怎样的特点? 通过这些问题激发学生动手操作和探究的欲望ꎬ因此在交流时也会更加有效ꎬ这对于学生今后利用物理模型进行解题或者解决生活中的实际问题是非常有帮助的.总之ꎬ高中物理的知识点虽然抽象㊁难懂ꎬ但这些知识点都是从生活中的物理现象中推导得出的.因此ꎬ学生在学习物理知识时不能是死记硬背ꎬ而是应当理解各个物理概念在生活中的实际意义ꎬ并且能够灵活运用这些物理概念构建恰当的物理模型进而解决生活中的实际问题ꎬ学生不仅能够学到知识ꎬ而且还能够培养自身探究问题的能力.㊀㊀参考文献:[1]刘向辉.高中物理模型教学方法和策略探讨[J].成才之路ꎬ2018(29):19.[责任编辑:闫久毅]让高中物理 简单而不简约丁东进(江苏省前黄高级中学国际分校㊀213161)摘㊀要:高中物理点多㊁面广㊁题如海ꎬ物理难学成为大多数高中生共同的感受.本文结合教学实践和经验体会ꎬ从教学引入ꎬ难点突破ꎬ知识迁移ꎬ生活化教学四个方面提出如何对高中物理课堂进行 艺术加工 ꎬ以求实现物理教学的 通俗化 ꎬ让学生易于接受和掌握.关键词:高中物理ꎻ课堂教学ꎻ技巧中图分类号:G632㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2019)12-0044-02㊀㊀高中物理作为一门自然学科ꎬ与实际生活联系密不可分.但对许多高中生来说却是难以理解和掌握ꎬ甚至对一些同学而言到了 谈理色变 的程度.虽然许多中学物理教师在新课改下做出了许多努力和尝试ꎬ但 物理难 的 事实 仍然困扰着广大师生.因此ꎬ随着新课改的不断深入ꎬ作为一名高中物理教师ꎬ不能仅仅是知识的驾驭者ꎬ更要为学生竖好梯子ꎬ使其转变课堂角色ꎬ变 要我学 为 我想学 再到 我要学 .这需要教师在教学中通过精心的设计ꎬ让学生自然地去开动脑筋ꎬ主动地投入到课堂中去ꎬ更好地落实生本教育.作为引玉之砖ꎬ本文浅谈了个人在高中物理课堂教学中的几点尝试和体会:㊀㊀一㊁将物理知识 打比方 举例子很多物理知识对学生来说既抽象ꎬ又难懂.若单是一味地强调物理含义和意义ꎬ就会让学生觉得乏味和枯燥ꎬ没有吸引力ꎬ无法激发学生的兴趣ꎬ而且容易遗忘和出错ꎬ这种情况在教学中很普遍.如果此时转化一下教学思路ꎬ将一个物理问题类比为一个生活场景ꎬ或实际问题ꎬ学生们就会感到生动有趣ꎬ且记忆深刻.例如ꎬ在讲变加速直线运动的时候ꎬ学生对于加速度减小而速度却在增加的加速直线运动不能理解.这个问题对于大部分学生。
基于深度学习的高中物理模型建构教学应用研究摘要:高中物理学科核心素养包含物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任这几个方面的内容,但不同情境下,这些不同的方面能够相互作用,相互渗透。
在培养学生的物理观念时,教师可以设法加入实验探究,这不仅可以完善学生的知识体系,还打破了培养学生单一核心素养培养的僵局。
教师在明确核心素养内涵的基础上,对教学过程进行审视,分析现阶段教学存在的问题,并以核心素养的落实打破物理课堂对学生的束缚,让学生主动探究、合作学习、大胆假设、认真推理、构建模型,都有助于学生应用专业物理思维思考问题,灵活解决问题。
基于此,本文章对基于深度学习的高中物理模型建构教学应用进行探讨,以供参考。
关键词:深度学习;高中物理;模型建构教学;应用引言所谓深度学习,是新课改之后提出的一种建立在理解基础上的学习活动,是学习者摆脱基础知识学习的初级认识,以思维能力的发展和学科知识实践能力培养为目标,以学科综合知识的整合为路径,实现学科综合素养培养的教育新理念。
而物理是一门在生活中有着直接体现和运用的教学科目,且高中阶段的物理学知识较初中来说难度更大,涉及范围更广,同时新课改后也被赋予了探究与思维、态度与精神等综合能力的培养任务,因而在深度学习视域下的高中物理教学需要探索新的实践教学路径,才能全面落实素质教育、核心素养的培养,从而保障学生的全面发展。
一、高中物理深度学习的意义髙中物理课程的特点决定了在物理教学中必须将物理知识寓于学生较为熟悉、可以理解的生活、社会与自然情境中,通过问题驱动、任务驱动等方式带动学生思维活动,使学生深度内化与吸收物理知识,获得物理实验探究方法。
对于高中物理教师而言,深度学习理论倡导其充分发挥主导、引领作用,深度挖掘生活化、社会化的物理教学资源,为学生创设熟悉、形象化、趣味性、开放性与自主性的物理情境,积极开展物理实验活动,使学生在情境交互、实验操作实践中对物理知识进行深度加工并内化到自身认知结构中,在面对不同情境内的物理问题时便能调动已有知识经验、物理探究经验,从多角度思考问题并探索出解决问题的有效路径;对于高中生而言,深度学习是自主化的学习方式,学生成为物理学习的主体,在教师主导下发挥自身创造力、实践力、思维能力,结合自己所学知识、生活与社会感悟等全身心投入到物理学习活动中,通过对知识的深度加工以抵达物理本质,显著提高学生的物理学习效率。
基于模型教学在高中物理运用中的策略研究摘要:物理模型方法作为物理学研究及学习的重要方法,应该为物理教学提供更加可靠和全面作用。
本文对基于模型的教学如何在高中物理中运用,做相关研究。
关键词:模型教学高中物理教学运用物理模型既是中学物理知识的重要载体,通过对其进行分析与讲解,使学生获得物理知识的一种基本方法,更是培养学生创造性思维能力的重要途径。
正因如此,就很有必要在高中这个重要的学习阶段,在教学中进行物理模型的研究并运用于教学实践。
物理模型教学可以使学生在认识模式上尽快地由具体运算向形式运算转换。
具体地说就是通过物理模型教学,使学生学会观察和分析物理现象,能够进行归纳推理、演绎推理,能够根据问题建立起物理模型、应用物理模型,进而最终解决问题,其中核心工作是帮助学生建立物理模型。
本文针对以上分析,对模型教学在高中物理教学运用策略做相关研究。
一、物理模型教学运用策略通过引导学生剖析物理学发展史上建立物理模型的典型案例,重点剖析典型模型的形成和发展的过程,使学生主动参与、用心体验模型的再发现过程。
案例:原子结构模型的建立、发展过程通过原子结构模型理论的建立、发展过程的复习讨论,使学生强化树立辩证唯物主义认识论的观点,培养构建物理模型的科学思维与研究方法。
在物理教学实践中发现,有些物理事实、物理过程或抽象的物理概念,难以直观地在课堂展示。
例如:极高速、极缓慢、极微小、极庞大的物理运动或物理变化过程,对实验环境与实验条件要求极高的实验过程等等,我们可以充分利用计算机多媒体技术,通过图形、图像、动画、文字等多种信息媒体,突破传统教学手段的限制,在课堂上直观地、清晰地再现物理事实、物理过程与物理模型,为学生提供直观、形象的感性材料,这样就可以降低学生学习的难度,并将物理学研究问题的方法和物理思想寓于情景的建立和分析过程中,促进学生开展分析问题的思维活动,自然地悟出其中的道理和规律,在潜移默化的过程中,学生逐渐掌握分析物理过程、建立正确物理情景的一般方法,从而建立出准确科学的物理模型。
浅析高中物理模型教学方法心得高中物理模型教学方法是物理学习中非常重要的一环,通过模型教学可以帮助学生更好地理解物理概念和原理,提高学生的学习兴趣和学习效果。
在长期的教学实践中,我积累了一些关于高中物理模型教学方法的心得体会,下面我将就此进行一些浅析,希望对物理教学工作者有所启发。
我认为高中物理模型教学方法应该注重理论和实践相结合。
在教学过程中,我们不仅要向学生传授物理知识,更要引导学生学会运用已有的知识去解决问题。
在讲解物理知识的我们可以通过案例分析、实验示范等方式让学生深入理解物理模型的应用。
在讲解牛顿第二定律时,我们可以通过一些具体的实验让学生理解力的概念,加深他们对物理模型的理解。
高中物理模型教学方法要注重启发学生的思维。
物理的学习过程中,并不是单纯地向学生灌输知识,更要培养学生的独立思考和解决问题的能力。
我们在教学过程中可以通过提出一些引导性的问题,让学生自己去思考和探索,激发他们的学习兴趣和求知欲。
在讲解光的折射定律时,我们可以提出一些实际生活中的问题让学生思考,引导他们慢慢地理解折射定律的原理。
高中物理模型教学方法要注重示范和引导。
在学习物理模型时,很多学生对抽象的物理概念难以理解,因此我们可以通过示范和引导的方式帮助学生更好地理解。
在讲解电流的方向时,我们可以通过实际的电路图和实验进行示范,让学生亲自动手操作,从而加深他们对物理模型的理解。
高中物理模型教学方法要注意多元化的教学手段。
在教学过程中,我们可以运用多种不同的教学手段,比如实验教学、多媒体教学、互动教学等,让学生从不同的角度去理解物理模型。
通过多元化的教学手段,可以更好地激发学生的学习兴趣,提高他们的学习效果。
浅析高中物理模型教学方法心得1. 引言1.1 浅析高中物理模型教学方法心得高中物理模型教学方法是物理教学中的重要组成部分,通过适当的模型教学方法可以帮助学生更好地理解物理概念,培养他们的动手能力和实践能力。
在教学实践中,教师不仅要讲解知识,还要注重培养学生的创新能力和解决问题的能力。
如何有效地运用模型教学方法成为了教师们需要思考和探索的问题。
在本文中,我们将从模型在物理教学中的重要性、模型教学方法的选择、实践中遇到的困难与解决方法、模型教学的优点与局限性以及案例分析等方面进行探讨,以期帮助教师们更好地应用模型教学方法,提高教学效果。
我们还将总结高中物理模型教学方法的启示,展望未来的物理模型教学发展,并提出一些建议,希望能够对广大教师在教学实践中有所帮助。
的研究将有助于促进物理教学的创新,提高学生的学习兴趣和学习效果,为培养具有创新能力和实践能力的优秀人才做出贡献。
2. 正文2.1 模型在物理教学中的重要性模型可以激发学生的学习兴趣和动力。
在传统的物理教学中,学生们往往对枯燥的理论知识缺乏兴趣,模型教学方法的引入可以使学习过程更加生动有趣。
通过参与模型的构建和实验,学生可以积极参与到学习过程中,并且从中体会到物理的乐趣,从而提升学习的积极性和主动性。
模型也有助于培养学生的综合能力。
在模型教学中,学生需要动手实践、观察分析、推理演绎等多方面的能力,这些都是培养学生综合素质的有效途径。
通过参与模型的构建和实验,学生不仅可以提高自己的动手能力,还可以培养解决问题的思维和方法,从而全面发展自己的智力和技能。
模型在物理教学中的重要性不言而喻。
它不仅可以帮助学生理解抽象概念,激发学习兴趣,还可以促进学生综合能力的发展。
在高中物理教学中,教师应该积极探索模型教学方法,充分利用模型的优势,提升教学效果,拓展学生的视野。
2.2 模型教学方法的选择模型教学方法的选择是高中物理教学中至关重要的一环。
在选择模型教学方法时,需要考虑到学生的年龄特点、学习能力、以及实际教学环境等因素。
高中生物课堂物理模型教学的深入研究开题报告《高中生物课堂物理模型教学的深入研究》(一)课题研究的背景和意义课程改革的关键在实施,而实施的关键在课堂。
受传统知识本位、考试本位的影响,当前高中生物教学尽管改革不断深化,课堂的人文性有所加强,但生物课堂教学效率低下,低效教学甚至无效教学的现状没有得到根本性变革,教师问题意识偏弱,反思意识有待强化。
所以当前急待解决的问题是思考新课改背景下高中生物课堂“教什么有效”和“怎么教有效”,从而找到实施新课程标准、落实新课程理念的有效路径和方法。
课题组旨在以课题研究为抓手,以课堂教学实践为基石,在研究中教学,在教学中研究与反思,摸索出高中生物课堂有效教学(物理模型教学)的一般策略与方法,转变教学观念和教学行为,提高课堂效率。
(二)内容:1.研究的视角:本课题的研究着眼于新课改背景下的高中生物课堂教学,以课堂教学为主阵地,以教学实践的行动研究为主要途径,从如何真正落实新课程理念、全面执行课程标准、组织好探究性学习,努力提高课堂教学的效率等方面来进行大胆的尝试和探索。
研究本身不是目的,不是归宿。
通过研究,努力使课题组老师不断思考,加强理论学习和研究,利用科学的教育教学理论来指导实践,提高各成员的专业水平。
课题组对本课题的理解是:课题负责人签名年月日课题组对本课题的理解是:所谓《物理模型教学研究》就是将课本中的核心概念通过物理模型的形式联系起来,将枯燥的文字表述转变成立体的模型,既可以吸引学生的注意力,提高学习兴趣,也能够让学生在这个过程中找到关键概念之间内在的逻辑联系,深刻理解并掌握知识框架,小到一节一章的整合,大到整本书的布局,都可以进行构建物理模型。
从而真正将课堂还给学生,实现学生能力的提升。
(三)研究方法与途径:1.文献检索法。
通过各种路径(文件、会议、报刊、网络、考察等) 关注高中生物教学中所涉及的教学手段及其效果的报道和文献资料;及时了解最新生物课堂教改相关成果的内涵和得失;认真学习与本课题相关的教学原理和理论,提升研究的理论层次。
高中物理模型教学研究的开题报告
一、题目:高中物理模型教学研究。
二、研究背景和意义:
高中物理是一门理论性和实验性相结合的学科,其中理论模型是学生学习的重要内容之一。
但是,目前高中物理教学中的模型教学存在一些问题,如教师对模型解释不够清晰、学生对模型使用不够熟练等。
因此,本研究旨在探讨如何更好地开展高中物理模型教学,提高学生的模型理解和应用能力。
三、研究内容和方法:
1.研究内容:
(1)高中物理模型的特点和教学要求。
(2)高中物理模型教学中存在的问题及其原因分析。
(3)探讨高中物理模型教学的创新方式和方法。
(4)设计并实施高中物理模型教学实验,评估教学效果。
2.研究方法:
(1)文献调研法:查阅相关文献,了解目前高中物理模型教学的现状和研究成果。
(2)访谈法:了解教师和学生对高中物理模型教学的看法和需求。
(3)实验法:通过课堂观察和调查问卷等方式,评估教学效果。
四、预期结果和意义:
通过本研究,可以更深入地了解高中物理模型教学的现状和问题,探讨创新的教学方式和方法,提高学生的模型理解和应用能力,推动高中物理教学质量的提高。
同时,本研究可以为其他学科的模型教学提供一定的借鉴和参考。
浅谈高中物理教学中如何有效建立物理模型内容摘要:本文深入地阐述了高中物理教学中物理模型建立的重要性和必要性,并总结了本人在近十年的物理教学过程中常用的建模方法和所构建的物理模型的一般分类,以方便大家在教学过程中参考.关键词:物理过程物理模型条件模型过程模型建模方法多媒体辅助教学一、引言――建立物理模型的重要性和必要性物理现象或物理过程一般都十分复杂,涉及因素众多.对实际问题进行科学抽象化处理,抓住其主要因素,忽略其次要因素,得出一种能反映原物体本质特征的理想物质、过程或假设结构,此种理想物质、过程或假设结构就称之为物理模型.模型作为物理学的研究对象,它不仅具有高度的抽象性,还具有广泛的代表性.在高中阶段,学生所学的每一个物理原理、定理、定律都与一定的物理模型相联系.解决每一个物理问题的过程都是选用物理模型、使用模型方法的过程,特别是在研究实际问题时,学生不仅要透过物理现象、排除次要因素的干扰、抽出反映事物本质的特征、建立合理的物理模型,对问题进行简化和理想化处理,而且要对物理问题进行模型的识别和再现.可见能建立正确合理的模型,能透过现象识别、发现模型是解决物理问题的关键所在.而学生的物理建模能力的高低在很大程度上也就决定着学生物理学习成绩的好坏.所以建模教学是高中教学中不容忽视的一个环节.利用"物理模型"教学培养学生的创新意识创新意识和创新能力是两个不同的概念,有时意识比能力更重要.以上谈到,物理模型的建立很具创新性,教师应该把建立物理模型的这种创新的思路启发地诉之于学生,这样对学生创新意识的培养才是有益的.利用"物理模型"培养正确的思维方法,从而培养创新能力正确的思维方法是提高思维能力的基础,良好的思维能力是创新能力的保证,只有正确的思维才谈得上有良好的创新.但是由于年龄的关系,中学生一般只注意知识的学习,并不关心自己的思维方法是否正确,更不能自觉地纠正一些不正确的思维方法,这就影响了思维发展.因此,指导学生运用正确的思维方法是培养学生创新能力首要任务."物理模型"的建立,也是一种严密的正确的思维方法,其思维过程非常明显,分析好每一个"物理模型"的建立思维很重要.二、物理模型的分类――细致分析过程,准确归好类型物理模型的要点是近似处理,并通过事实检验或实验验证,使模型与事实基本吻合.如物理学中的质点、点电荷、点光源等理想模型,其要点是对象的形状与体积对研究问题没有影响或影响不大.自由落体运动、匀速直线运动、匀速圆周运动等过程模型,其要点是忽略物体在实际运动过程中的次要因素.接触面光滑、绝热等条件模型,其要点是排除物体所处外部条件的次要影响.1.对象模型即用来代替对象实体的理想化模型,例如,质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点光源、薄透镜、点电荷、理想变压器等.2.条件模型即把研究对象所处的外部条件理想化建立的模型,如光滑表面、轻杆、轻绳、均匀介质、匀强电场、匀强磁场等.3.过程模型如自由落体运动、简谐振动、弹性碰撞、绝热过程、稳恒电流等等,这些都是将物理过程理想化了的物理模型.4.理想实验模型如伽利略就是从斜槽上滚下的小球滚上另一斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上,提出了他的理想实验.5.问题模型以问题为核心,形成一种解决问题的一般方法,使处理问题的思路清楚,可化繁为简,化难为易.如子弹打木块、弹性小球相碰等.三、建立物理模型的方法――精心选择方法,合理构建模型对应高中物理模型实际的建模方法多种多样.模型的构建,需采用对应的方法;甚至一个模型的构建,需要采用多种方法,方法选择正确,将收到事半功倍的效果.实际物理建模时,使用什么样的建模方法,应根据物理原型本身的性质和建模的具体需要来决定物理模型的构建,常用方法如下.量纲分析法:在物理模型构建时,可以利用量纲分析法来找到相关物理量间的相互关系,从而构建出相应的物理模型,如单摆周期模型.科学抽象法:抽象是指从具体事物中提炼出某个或某些方面、某些属性等.如隔离法确定研究对象、天体做匀速圆周运动、理想弹簧模型.理想化法:是对研究对象或物理过程加以简化,抓住主要因素,忽略次要因素,找出它们在理想状况下所遵循的基本规律,并构建出相应的物理模型.如刚体、轻杆、平动运动、理想气体模型、伽利略斜面实验等.类比法:许多物理现象彼此之间存在着许多相同或相似的物理属性,人们由此推测它们之间也存在着一些另外的共性.如光与声具有反射、折射等属性,惠更斯据此提出了光的波动模型;微观粒子与光一样具有粒子性,德布罗意建立了物质波模型;卢瑟福根据原子结构与太阳系类似,建立起了原子的行星结构模型.等效替代法:当所研究的物理问题比较隐蔽、复杂、难于直接研究时,可以用等效替代法建立起相应的比较简单、易于研究的等效物理模型,可分为过程等效替换(带电粒子在匀强电场中的类平抛运动)、作用等效替换(运动的合成与分解)、等效结构(弹簧振子和lc振荡电路)等等.微元法:在构建物理模型时,将研究对象或物理过程视作由许多微小体或元过程组成,而所研究的对象或物理过程整体所遵循的物理规律,可通过积分来得到,如匀变速运动的位移公式.假想法:当所研究的物理现象不能直接观察,或现有的物质、实验条件还不能进行真实模拟时,人们可根据已知的物理原理、物理规律对所研究的物理现象提出一种假定性的推测和说明,从而建立起相应的物理模型,如牛顿第一定律、机械能守恒定律等.四、教学过程中如何培养学生的建模能力――善于总结归纳,增强建模能力(一)、培养学生的建立物理模型的意识在教学过程中,教师要引导学生树立物理模型的意识,让学生逐步认识到华丽包装的题目后就是赤裸裸的常见的物理模型,做题时要剥离出题目本质,联系旧有知识,促进知识迁移.也就是说,要有把问题转化成为物理模型来研究的意识和习惯.例如关于摩擦力有这样几个常见判断题:滑动摩擦力(静摩擦力)的方向可以与物体的实际运动方向相同吗?相反吗?能成任意角度吗?运动(静止)的物体可以受静(滑动)摩擦力吗?很多学生迷惑在这些概念题中不能自拔.但当学生心中有了擦黑板、走路、传送带、手握瓶子任意方向运动等情境时,这些问题便极易解决了.打个不是很恰当的比喻,高中物理学什么?无非是弹簧弹来弹去,滑块在斜面上滑来滑去,子弹与木块碰来碰去,带电粒子在电磁场中飞来飞去.(二)、及时对已学过的物理模型归纳与总结教师要善于为学生对已学物理模型进行归纳与总结,更要善于引导学生自己进行这项工作.例如我们在讲《功》这一节,必然要讲到摩擦力做功的问题:滑动摩擦力能做正功吗?负功呢?能不做功吗?静摩擦力呢?虽说这是功的内容,实际上如果学生对关于摩擦力的相应物理模型很熟悉的话(擦黑板、走路、传送带、手握瓶子任意方向运动等),这个问题会很容易被解决,而我们很自然地就把重难点转移到一对滑动摩擦力或静摩擦力做功代数和为何值这个问题上.总结知识,积累经验是必要且重要的!(三)、合理利用好外界的有利因素,提高学生的建模能力其一,随着信息技术与多媒体技术的飞速发展,教师利用多媒体课件上课已经成为一种常规的教学方式.事实说明,多媒体技术的应用在激发学生学习兴趣、增强教学的直观生动性、方便知识复习、习题练习等很多方面都发挥着巨大的作用,也给我们的物理学科教学带来了极大的方便.我们用多媒体辅助教学可以更加直观生动地展现那些抽象的无法用手工教具展现的物理模型,从而加深学生的印象与理解.其二,了解物理学史是学习物理课程的一项重要内容.它不仅能提高学生对物理的学习热情,更是培养学生物理建模能力的一种有效手段.例如在《万有引力》的学习中,从古埃及的托勒密,到意大利的伽利略,到第谷开普勒,波兰人哥白尼,再到牛顿,科学家们在对宇宙的研究过程中都是提出各自的物理模型来比对现实中的现象,从而确立距离实际最接近的理论.其三,物理是以实验为基础的学科.做实验是检查学生是否真正掌握某一物理模型规律的重要手段,是培养物理建模能力的有效途径.没有清晰的物理模型概念学生就不会开展实验过程;没有习惯性的建模意识和正确进行实验的科学指导思想,学生就不能通过实验来培养自己的思维能力、动手能力、创新能力.让学生带着物理建模的意识走进实验室,多进实验室,才能让学生真正走进物的精妙之门!其四,新课标中,情感态度与价值观的培养是一项很重要的内容.教师要善于利用机会引导学生热爱生活,热爱观察.知识来源于生活,观察取决于兴趣.一个热爱生活与观察的人必然精力充沛,富有生机与创造力.伽利略看见吊灯的晃动而发现单摆的等时性、阿基米德因洗澡时水的溢出而发现浮力定律、奥斯特因小磁针的偏转而发现电流的磁效应……物理模型正是来自于生活!其五,物理教师要不断提升自己,社会在进步,科技在发展.从光电管到磁流体发电机,从宇宙飞船到粒子物理……现在每年高考题几乎都会有关于新技术应用方面的题目出现.这就要求教师也要不断进行学习.三尺讲台是教师展示魅力的地方,优秀的教师能够用自己的人格魅力、文化魅力、道德魅力征服学生,抓住学生的眼球与思维,从而润物无声、水到渠成.正所谓“亲其师,信其道”,只有“征服”学生才能有效地在工作中贯彻落实我们的想法.从伽利略开创近代物理先河开始,实验观察加科学推理的研究方法一直是物理学发展中的指导思想.而理想化模型即物理建模正是为适应这样的研究方法而提出来的.具有物理建模意识,具备物理建模能力,是每个学生学习物理学的目的之一,也是高中物理教师必须完成的非常重要的一项工作!【参考文献】[1]物理课程标准(实验)解读[m].廖伯琴,张大昌.湖北教育出版社,2004.[2]论高中物理教学中学生建模能力的培养[m].左雄.湖南科技学院学报,2007,28(4).[3]物理教学艺术论[m].唐一鸣.广西教育出版社,2002.[4]物理学科教育学[m].齐际平.首都师范大学出版社,2002.读完这篇文章后,您心情如何?00000000本文网址:。
高中物理模型教学的理论研究
发表时间:2020-03-11T17:45:22.177Z 来源:《教育学文摘》2020年4月总第334期作者:董英梅[导读]
山东省招远第一中学265400
一、物理模型的定义
物理模型定义为:为了充分了解和研究对象的本质,根据研究对象和问题的特点:通过对所研究的系统比较、等效、综合等的思维方法对所给的系统做简化的描述和模拟。
学习竖直上抛时,我们可以把背跃式跳高简化成以重心为研究对象的竖直上抛运动,高台跳水也可简化抽象成竖直上抛,高台跳水可以下落到抛出点以下,发射导弹是斜上抛模型,电场中带电离子在匀强电场中初速度与电场力夹角大于
90°的情景也是斜上抛模型,而初速度和电场力夹角为90°是类平抛,处理方法和平抛相类似。
高中阶段学生所学的物理规律和定律都有一定的物理模型相联系。
解决物理问题其实就是构建物理模型和应用物理模型的过程。
二、物理模型的分类
1.根据研究对象——对象模型
比如:质点模型、弹簧模型、电容器模型、连接体模型、双星模型、斜面模型、点电荷模型、电场模型、线圈模型、连接体模型、通电导线模型、电阻模型、变压器模型、气体模型、氢原子模型、光子模型、传送带模型、测电阻模型、打点计时器模型、杆+导轨模型等等。
2.根据过程分析——状态模型、过程模型
比如:状态模型:共点力作用下的静态(动态)平衡状态模型、超失重模型、临界状态模型、碰撞模型、爆炸反冲模型等等。
过程模型:圆周运动模型、匀变速曲线模型、匀变速直线模型、平抛、类平抛模型、机车启动模型、电路的动态变化模型、电磁感应模型、带电离子在电磁场中的偏转模型、远距离输电模型、气体状态变化模型、核裂变和核聚变模型等等。
3.根据应用规律——方法模型
比如:图像模型、动力学模型、机械能守恒模型,动量守恒模型,万有引力与航天模型,测电阻的方法模型,等效重力场模型,能量守恒模型,动能定理模型,动量定律模型,带电离子在电磁场中的运动模型等等。
模型的划分也不是一成不变的,可根据教学的需要灵活的归类。
三、物理模型的特征
1.抽象性与形象性的统一
如:质点模型,质点实际生活中并不存在,它是一个理想化的模型,但是它们有实际的意义,它是根据研究问题的性质,有时可以忽略物体的大小和形状,将物体抽象成一个有质量的点。
与质点相类似的还有电场中的点电荷,气体中的理想气体等等。
2.科学性与假定性的统一
物理的建模过程是学生对所研究的物理过程通过分析抓住它的主要特征,经过比较、抽象、概括、推理、逻辑论证得出的一个具有实际意义的能够解决问题的物理模型,它具有科学性。
同时建模的过程要利用抽象思维、直觉思维,对客观事物进行假象,然后通过理论或实验验证它的可靠性,因此,物理模型具有一定的假定性。
如:玻尔提出的氢原子模型(能级结构),他是在发现了氢原子的线状谱后,经典的电磁理论无法解释的情况下提出的假设,这一假设能够解释氢原子光谱,该假设一直被应用至今。
3.简洁性与美学性的统一
物理建模的过程对一些复杂的问题进行了抽象化的处理。
略去了一些次要的因素,有利于我们抓住事物的本质,让一些复杂的问题变得简单。
建模过程中模型的体会和理解被定律的内涵所深深的吸引,体现了物理模型的和谐之美。
如:赫兹发现了光电效应的三个现象后,经典的波动理论无法解释该现象。
爱因斯坦提出了光子说,强调光子和电子是一一对应的关系,一个光子只能把能量给一个电子,光电子得到能量的过程不需要时间的积累,且光电子从金属逸出的过程遵循能量守恒,即爱因斯坦光电效应方程hv=Wo+EKm。
爱因斯坦光子说的提出具有简洁性和美学性。
四、物理模型在高三教学过程中的作用
1.物理模型的建立有利于学生对物理概念,物理定理和物理规律的准确的理解
学生在高一、高二的学习中已经学习了一些物理概念、物理规律和物理定理,已经储备了一些物理的基础知识,只是大部分学生对这些物理概念和定理并不是十分的理解,更不会灵活的应用,只是简单的死记硬背,“复制粘贴”物理题目,被动式学习对一些问题的认识不深刻、理解不透彻,形不成完整的物理知识体系。
如:在复习能量部分时,学生对动能定理和机械能守恒定律的理解不够清楚,抓不住动能的变化看合外力做功,机械能的变化看其它力做功,其它力做功不包括重力和系统内的弹簧弹力做功,但合外力做功包括重力和系统内的弹簧弹力做功,本质理解不好,学生通过构建正确的有意义的物理模型,有助于学生抓住一些定理定律的本质,知道了分析物理模型的入手点,不至于只会乱套公式。
通过物理模型的教学有利于提高学生的思维品质,提高学生的理解和接收知识,解决问题的能力,且对知识系统的对比理解,更有利于学生对物理基本规律和定理的理解,处理物理问题整体的思路更为清晰、开阔。
2.培养学生的抽象思维能力和创新能力
高中部分许多物理知识比较抽象难懂,学生不易理解和接受,尤其是遇到复杂的物理问题解决起来比较困难时,采用模型教学,突出主要因素,忽略次要因素,引导学生对获取的信息进行物理模型的转化,去粗取精、去伪存真,抓住物理模型的主要特点,建立清晰的物理情景,有助于学生抽象思维的培养。
高三学生从思维训练的角度对学生建模能力的培养是对学生进行创新能力的培养,更有助于提高学生的探究能力。