高中物理教学中的物理建模
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高中物理教学中建模思想的应用探析摘要:随着时代的进步和社会经济的发展,我国教育体制改革在逐步地深入,传统的教学模式在实践过程中,逐渐暴露出来了一系列的弊端,制约到课堂教学质量和教学效率的提高;针对这种情况,就需要革新教学方法和手段,提高教学质量。
本文简要分析了高中物理教学中建模思想的应用,希望可以提供一些有价值的参考意见。
关键词:高中物理建模思想应用建模思想指的是我们在对客观存在的问题进行研究时,需要将主要因素找出来,将那些次要因素给舍弃掉,进而将事物的本质给呈现出来,通过模型的构建,可以促使实际问题得到有效的解决和处理。
物理学主要是对物理现象和变化规律进行研究,在物理科学研究过程中,往往会应用到物理建模的方法,结合自己的知识结构,构建相关的物理模型,解释客观世界,并且做出合理的预测。
有著名的教育家曾经表示,科学其实就是建模,而学习科学,就需要对建模进行学习。
一、建模思想在高中物理教学中的分类应用一是建模思想在概念教学中的应用。
从实质上来讲,编写物理教材的过程,其实就需要对概念模型不停地构建,建模思想可以在很多的物理概念中体现出来,如理想气体、电场线、磁感线等。
这些因素都是主要的,在建模的时候,需要将次要因素给忽略掉。
本文以电场线为例,分析了在概念教学中如何应用建模思想。
在教学过程中,需要做一些相关试验,如轻小物体可以被带电体所吸引、有相互作用存在于电荷之间等。
通过这两个小实验,学生们就可以清楚地了解到,必然有某种物质存在于带电体之后,但是我们却看不到摸不着这种物质,却是客观存在的。
因为无法看见或者摸着,那么描述起来就存在着较大的难度。
然后进行深入的分析和研究,对学生进行引导,为了将其特性描述出来,可以构建一些有方向的曲线,在强弱和方向方面,可以通过曲线的疏密和切线来表示,那么完成了这个过程,其实就构建了电场线模型。
虽然客观存在着电场,人们却看不到摸不着,虽然不存在电场线,但是通过构建,却可以将电场的特性给反映出来,这种建模思想的应用就是化虚为实,可以从学生更好地了解相关知识,提高教学质量和教学效率。
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。
浅谈高中生物理建模能力的培养摘要:在物理知识体系中,物理建模的思想与方法贯穿于其各类分支,物理模型可以作为解决问题的切入点,因为建立有效的物理模型在整个物理学中起支柱作用,具备物理建模能力是帮助学生构建物理学体系最直接有效的方法。
同时物理模型的构建在理论联系实际中起到了纽带和桥梁的作用。
本文阐述了就高中物生理建模能力的培养提出几点想法与建议。
关键词:物理建模;有效性;培养高考改革总趋势是由知识立意转向能力立意,试题内容大多源于生产生活实际,这类试题都要求学生能根据题目的信息,建立合适的物理模型,再利用物理模型所遵循的规律解题。
而我国在中学阶段的物理教学中,对在科学研究中具有重要地位的模型思维能力的培养往往被忽略,这就不利于学生掌握科学的研究方法。
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,物理模型是根据所研究对象的形状、大小、运动过程、状态、结构等特征,抓住主要因素,忽略次要因素而建立起来的一种高度抽象的、理想化的实体、概念和过程。
物理模型为解决物理问题提供了一个可以有效解决抽象问题的简单的方法,根据模型可以有效的将问题“化繁为简”并加以解决,使学生更容易透彻深入的理解物理概念及规律,能使学生对物理产生更加浓厚的兴趣,让学生有效的将所学知识应用于实际,更是培养学生创造思维能力的重要途径。
那么理解了物理学的本质才能足以质疑物理问题、分析物理问题、解决物理问题。
毕竟物理学本身是一门理论性、实践性很强的学科,那么在教学中有效应用物理模型有哪些作用,如何让学生悟出物理本质,有效进行教学,培养学生的建模及实践能力值得深思。
一、教学中有效运用物理模型的作用物理学本是联系生活最密切的一门学科之一。
因而在教学中必须充分调动学生学习积极性,促使学生积极参与学习、探究学习才是有效教学永恒的追求。
而物理模型是人们认识和把握自然科学的途径,是培养学生创新能力的过程。
浅谈高中物理中的建模教学—高中物理学科作为整个高中学习中非常重要的组成部分,长期以来**门、学校、任课教师和学生都对其进行了大量的投入。
对于物理学科来说,其作为理科性质相对较强的科目类型,传统的“填鸭式”和“题海战术”的学习方法不能取得良好的教学效果,对其进行教学方法进行不断的创新成为现阶段相关**门和任课教师工作的重点和难点.1建模教学的概述以及在高中物理教学中应用的意义1.1建模教学的概述ﻭ所谓的建模教学主要指的是一种全新的教学方法,将具体、实际的问题利用抽象的、科学的方法去进行解决,具体来说,其主要指的是高中生在实际的物理学习中,将会遇到很多比较复杂的具体的内容,直接去对其进行学习的话相对比较困难,为了简化学习过程,产生良好的学习效果,可以建立一种能够反映事物本质和规律的模型.建模教学并不单纯的是一种教学方式,其更是一种新型的教学思维,能够为学生的提供强有力的帮助。
1。
2在高中物理教学中应用建模教学的意义ﻭ笔者结合自身多年高中物理教学的经验,参考大量文献资料的查阅,将其应用意义总结为以下几个方面:ﻭ1。
2。
1在高中物理教学中应用建模教学有助于帮助学生探求物理规律对于高中物理学科的教学来说,其作为理论性和性都相对较强的一门学科类型,学生进行学习起来会相对比较枯燥,教师如果不能提升其学习兴趣,那么对于良好学习效果的产生也将产生非常不利的影响,因此,教师在教学活动中帮助学生建立物理模式,培养学生良好的物理思维,对于其自主的进行物理规律的探索将会起到非常有效的促进作用.1。
2.2在高中物理教学中应用建模教学有助于激发学生的学习兴趣ﻭ高中物理教学作为一门较为枯燥的学科,在传统的教学活动中教师一般都会采用“填鸭式”和“题海战术"的教学方法,但是这种教学方法往往会让学生产生巨大的压力,并且还会产生一定的厌烦情绪,特别是在大量习题的情况下,不仅不能有效地提升学习效果,甚至还会产生适得其反的效果.因此,在教学活动中采用建模教学的全新模式,能够增强学生的求知欲和兴趣,同时对其解题的正确率也有所提高,帮助学生建立学习的自,对其未来更好地学习也将产生非常良好的效果.ﻭ1.2.3在高中物理教学中应用建模教学有助于提升学生的创新意识随着素质教育在我国的全面推进,传统的“知识性"人才已经不能很好地适应时代的需要了,培养出更多具有创新意识的人才成为当下**门工作的重点和难点.对于高中物理教学来说,应用全新的建模教学方法本身就是一个创新的过程,教师在这一过程中只需要对学生进行适当的引导工作,让学生能够自主的生成建模学习方式,为其今后进行物理学科和其他学科的学习奠定坚实的基础。
核心素养视角下,高中物理建模的教学探索核心素养视角下,高中物理建模的教学探索
在21世纪,培养学生核心素养成为教育工作者和教师面临的一个共同课题。
如何在教育过程中培养学生核心素养成为学校极为重视的话题。
高中物理是一门基础性的学科,能够培养学生的思考、实践、推理以及沟通的能力,将其培养成核心素养。
建模是科学研究的一个重要组成部分,也是学习物理的一个重要方法,是科学研究和物理学习的利器。
建模是物理发展历史中所积累的一项理论,它能帮助学生更好地理解物理问题,并帮助学生提高核心素养。
首先,建模能够让学生的思维得到展开,更有利于学生理解物理知识,促进学生学习物理的兴趣,培养学生具有良好的学习习惯,建立学生的创新思维。
建模教学为学生的思维提供了一个反思平台,促进学生自主学习物理知识,提高学生思考能力,培养学生分析性思维及实践能力,有助于提高学生的学习能力。
其次,建模能够让学生更加全面、系统地理解物理知识,使学生对物理知识有更深入的认识,能够帮助学生更好地把握知识结构,理解物理知识的内在联系,学会如何分析物理问题,推理物理现象,从而提升学生的理解能力和分析能力。
最后,建模能够增强学生的实践能力。
通过建模,学生通过模拟和模型实践,了解物理现象的本质,能够更好地把握知识的实践意义,掌握从实践中获取知识的方法,开发自身分析实践能力,促进学生的
实践习惯,从而提高学生的实践能力。
总之,建模是培养学生核心素养的重要途径,能够有效地促进学生的思考、解决问题、推理以及沟通能力的发展。
针对高中物理教学,应把建模作为一种重要的教学手段,使学生能更好的理解物理知识,培养核心素养。
高中物理教学中关于建模思想的几点想法物理学是研究物理现象及其变化规律的科学。
为了使研究变为简化,常采取先忽略某些次要因素,把问题理想化的方法,这就是先建立物理模型,然后在一定条件下,用于处理某些实际问题。
物理模型是把研究对象抽象成某种理想模型,然后研究理想模型的物理过程并选用正确的物理方法。
一、物理建模在教学中有巨大的作用物理模型是对物理现象本质属性的抽象和纯化,突出反映了它所代表的原型的性质和规律。
物理学研究的基本方法是通过观察和实验提出模型假设,再经过实际应用与实验加以检验和修正,从而建立正确的物理模型。
学生对物理学的认知过程,也是在原有的认知结构中不断建立一系列新的“物理模型”,从而进行知识的积累与深化的过程。
因此在物理教学中,增强“建模”意识,重视物理模型的教学,既有利于学生掌握物理知识,提高应用知识的能力,也可以引导学生形成科学的学习习惯和方法,提高学生素质。
建立和正确使用物理模型可以提高学生理解和接受新知识的能力。
使学生学习这些新知识时容易理解和接受。
建立和正确使用物理模型有利于学生将复杂问题简单化、明了化,使抽象的物理问题更直观、具体、形象、鲜明,突出了事物间的主要矛盾。
建立和正确使用物理模型对学生的思维发展、解题能力的提高起着重要的作用。
可以把复杂隐含的问题化繁为简、化难为易,起到事半功倍的效果。
二、基本模型的建立基本物理模型是关于物理现象的一般性模型,反映了物理学的基本规律,因此建立好基本模型是物理教学的基础性工作。
学生通过观察、思考,在对物理现象的感性认识基础上形成与相应的物理概念、规律相结合从而在认知结构中建立起崭新的物理模型,这是模型认知的一般规律。
物理教学中,可利用多种形象、直观的教学手段,充分展示物理现象中的各状态及过程的物理图景,帮助学生认识模型形式及内含的物理规律,这样既能激发学生的兴趣又可有效地降低学生建立模型的难度,提高学习效率。
具体方法举例如下: 1.实验法。
高中物理建模重要性在高中物理教学中,引导学生认识、理解和建立“物理模型”,是培养学生创造性思维和创新能力的有效途径。
如何在教学过程渗透构建物理模型的内容,把培养学生的创新意识、思维能力落实在课堂中,是一个值得研究的问题。
这对于全面提高学生科学素养,促进学生的终身发展,是十分有意义的。
物理教学物理模型创新思维创新能力高中学生普遍感觉物理难学:课堂上可以听懂,解决实际问题就无从下手。
原因是多方面的,如果学生还是习惯于初中的形象思维方式,只会记概念、規律等静态结论,而不重視得出结论的过程,只会照葫画瓢,模仿性地解决一些简单的物理问题。
只有通过逻辑分析,透过现象看本质,提炼出現实情景的物理模型,然后纳入到相关的知识体系中去加以处理,才能提高学生解决问题的能力。
多年来,中学物理教学十分注重系统知识的传授,但是教师在教学中考虑如何培养学生的创新能力做得还不够。
中学物理教师在完成教学任务的过程中,重视对学生建模意识的培养,是提高学生素质的行之有效的方法。
要让学生学会如何从自然生活、生产和物理实验中,抓住主要问题,忽略次要因素,建立起物理模型,然后应用物理模型的特点或规律分析解决问题。
这样,学生才能掌握在解决物理问題时能清晰地构建出情景条件的物理模型,迅速找到解决问题的方法。
从而达到培养学生灵活思变、创造性思维的能力。
学生科学素养及创新意识的形成可以说是教学走出“题海战术”这一误区的有效措施,更是实施素质教育,进行有效教学的一个重要举措。
一、什么是物理模型自然界中事物与事物之间总是存在着千丝万缕的联系,并都处在不断的变化之中。
面对复杂多变的自然界,进行科学研究时,总是遵循这样一条重要的原则,即从简到繁,先易后难,循序渐进,逐次深入。
根据这条原则,在处理复杂的问题时,总是试图把复杂的问题理想化,抓住问题的主要方面,忽略次要方面,转成比较简单的问题,或分解成若干个比较简单的问题。
象这样只考虑了问题的主要方面的简化了的问题,就是物理模型。
高中物理教学中的物理建模
物理模型的构建在高中物理教学过程中,发挥了重要的作用,可以简单有效地解决物理问题,主要的方法是抽象一个教学过程中实际的物理问题为一个简单的模型,然后对模型进行分析研究,根据对模型的分析特点实现物理问题的简化和有效解决.在高中物理教学过程中,建立物理模型,可以让学生更容易理解,加深学生对物理知识的记忆和掌控,提高了物理教学的水平和质量,促进了高中物理教学的发展.一、简述物理模型构建。
物理模型的构建,以专业的角度说,也叫做物理建模.在物理学中,物理建模是一种可以抽象和简化问题的方法,实现了对实际问题的有效解决,属于一种物理学的思想方法.在一些文献和着作中,对物理建模的定义都要一定的解释.通过一定的整理,物理模型的构建,也就是物理建模是指提炼生活和自然中的问题,对这个问题进行抽象和简化,形成一种物理模型,求解之后,对问题的合理性进行验证.通过对物理模型的构建,实现了对现实中一些物理知识的解决.在物理知识从问题提出到解决的整个过程,就是物理模型构建的过程.一般,在进行物理建模的时候,必须具备较高的思维逻辑和丰富的物理思想等前提条件,属于一种相对来说比较复杂的科学研究.在高中的物理教学过程中,应用模型构建的方式,实现对问题的有效解决,是体现学生物理学习知识的一种方式.学生在进行物理模型构建的时候,需要具备一定的物理知识和基本的物理建模经验,在这个过程中,学生可以对已经掌握的知识或者经验进行复习巩固,实现学生不同方面能力的全面提升.二、高中物理教学中的模型构建。
1.物理建模的方法
物理建模的实质就是抽象、简化和类比所要研究的物理对象或者问题的一个过程,在实际的物理建模过程中,学生可以学习对物理对象或者问题的简化处理,了解研究的物理对象或者问题的本质特征.在高中物理教学过程中,应用模型构建的方法,主要的目的是提高物理教学的质量和学生的物理知识学习能力,可以更加方便、迅速和系统地对物理知识进行解
释和应用.物理建模的方法不同,针对的目的不同,实现的效果也不同.选择合适的物理建模方法,有针对性地进行物理建模,才能实现物理建模在高中物理教学过程中的有效应用.在高中物理教学过程中,主要的物理建模方法,包括抽象法和理想法.在物理模型的构建过程中,比较常用的是抽象法,主要模拟和构建的内容是所要研究的事物的属性或者特征,可以全面、深刻地反映出事物的本质.抽象法的主要应用方面是对研究对象的确定,并且抽取其中的一个或者多个事物的客体;抽取同类物理客体中的相同属性.例如,确定某一种物体,在外部作用下,物体的形状会产生一定的变化.如果外部作用不存在,物体的形状就会恢复.针对这一现象,在建模的时候,可以根据物体的弹性进行抽取,建立相应的弹性体模型.理想法也是物理建模过程中的一项重要的建模方法,主要是把所研究的对象理想化,构建出相对应的物理模型.理想化的主要方面,包括研究对象所处条件的理想化、物理实验的理想化和物质形态的理想化.条件的理想化,例如粗糙和光滑等;物质形态的理想化,例如弹簧和质点等.除了这些物理建模方法之外,还有很多方法.例如,等效替代法、归纳法、数学近似法和拼凑法等.这些方法在物理建模中也会用到,实现具体的应用,需要根据实际的物理教学进行选择.
2.物理建模的过程
在高中物理教学过程中,实现对物理模型的构建,具有一定的过程,主要是:建模前的准备———模型的建立———建模知识的拓展.在物理建模之前,教师需要做好准备工作,为学生提供实际的教材和实验条件,引导学生进行思维创新,培养学生的想象力,让学生掌握基本的建模概念;在建立模型的过程中,以提高学生的认知水平为目的,根据选取的客体特征,通过不同的方式,实现对问题的处理,调动学生的积极性,提高学生的物理知识学习和应用能力;在模型构建完成之后,对用到的物理知识进行拓宽,让学生了解相关的物理知识,可以提高学生的物理学习兴趣,有利于高中物理教学质量和教学水平的提高.
三、总结
在高中物理教学过程中,应用物理思维,实现对物理模型的构建,可以简化物理问题,有效地进行问题解决.对物理问题的简化,可以让学生更容易地理解物理知识,在问题的解决过程中,提高自己的物理知识学习和应用能力,实现学生的全面发展,促进高中物理教学质量和教学水平的提高.
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