淺談物理教學(xué)中模型思維能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練

1、    淺談物理教學(xué)中模型思維能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練    黃娟：g633.7：b：1672-1578（2014）16-0210-01物理學(xué)是一門研究物質(zhì)最普遍、最基本的運(yùn)動(dòng)形式的自然科學(xué)，學(xué)習(xí)的目的就在于認(rèn)識(shí)自然把握自然，但是，自然界中任何事物與其他許多事物之間總是存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，并處在不斷的變化之中。面對(duì)復(fù)雜多變的自然界，人們?cè)谥盅芯繒r(shí)，總是遵循這樣一條重要的方法論原則，即從簡(jiǎn)到繁，先易后難，循序漸進(jìn)，逐次深入，根據(jù)這條原則，人們?cè)谔幚韽?fù)雜的問(wèn)題時(shí)，總是試圖把復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)成比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題?；谶@樣的一個(gè)思維過(guò)程，人們就創(chuàng)建了"物理模型&q

2、uot;?？梢姡锢砟Ｐ褪侵福何锢韺W(xué)所分析的、研究的實(shí)際問(wèn)題往往很復(fù)雜，為了便于著手分析與研究，物理學(xué)中常常采用"簡(jiǎn)化"的方法，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)抽象的處理，用一種能反映原物本質(zhì)特性的理想物質(zhì)（過(guò)程）或假想結(jié)構(gòu)，去描述實(shí)際的事物（過(guò)程）。這種理想物質(zhì)（過(guò)程）或假想結(jié)構(gòu)稱之為"物理模型"。 那么，怎樣把握好"物理模型"去培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力呢？下面我想先談?wù)剮讉€(gè)問(wèn)題： 1.讓學(xué)生了解建立物理模型的方法和要求1.1建立物理模型要以觀察、實(shí)驗(yàn)以及已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)。要切實(shí)加強(qiáng)物理觀察和物理實(shí)驗(yàn)，有目的、有計(jì)劃地引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)和日常生活中的

3、物理現(xiàn)象、物理過(guò)程，這是建立物理模型的可靠基礎(chǔ)；1.2運(yùn)用物理抽象思維，對(duì)由觀察實(shí)驗(yàn)所獲得的感性材料進(jìn)行比較、分析、綜合、歸納和概括，抽象出反映事物主要因素和本質(zhì)特征的物理模型。1.3運(yùn)用物理模型發(fā)現(xiàn)規(guī)律、分析處理和解決實(shí)際的物理問(wèn)題。建立物理模型的目的，就是要用物理模型認(rèn)識(shí)物理客體、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律或運(yùn)用物理模型去分析處理和解決實(shí)際的物理問(wèn)題。1.4建立或選擇物理模型要遵循的幾點(diǎn)要求。一是簡(jiǎn)明清晰性：建立或選擇物理模型要求對(duì)研究對(duì)象、物體狀態(tài)或物理過(guò)程簡(jiǎn)化和純化。二是切題性：建立或選擇的物理模型只應(yīng)當(dāng)包括與研究目的有關(guān)的方面，而不是一切方面。三是精密性：同一研究客體的物理模型，精密度可以分成許多

4、等級(jí)，對(duì)于不同的研究問(wèn)題，精密度要求不一樣，因此精密度必須選擇適當(dāng)。2.在物理教學(xué)中善于運(yùn)用形象化的物理模型，幫助學(xué)生理解和掌握知識(shí)、發(fā)展物理模型思維物理學(xué)是由概念和規(guī)律等構(gòu)成的。學(xué)生學(xué)習(xí)概念和規(guī)律都要經(jīng)過(guò)這樣一個(gè)過(guò)程，第一要明確研究的對(duì)象是什么?第二要搞清研究對(duì)象處于什么狀態(tài)?第三要分析狀態(tài)是如何變化的，即研究對(duì)象所處的物理狀態(tài)的變化過(guò)程。從以上我們已知道，這樣一個(gè)過(guò)程就是建立、分析和解算研究對(duì)象的實(shí)體模型、狀態(tài)模型和過(guò)程模型的過(guò)程，掌握了這一過(guò)程，也就掌握了利用物理模型學(xué)習(xí)物理學(xué)的基本方法。物理概念和規(guī)律在形式上是抽象的、主觀的，在內(nèi)容上則是具體的、客觀的，物理概念和規(guī)律的這種具體性和客觀

5、性的統(tǒng)一，決定了它們本身隱含著形象性，這樣我們?cè)谶M(jìn)行概念和規(guī)律教學(xué)時(shí)，就可以利用一些形象性的模型去幫助學(xué)生理解和記憶。3.在物理概念和物理規(guī)律的教學(xué)過(guò)程中，充分發(fā)揮教材中所提供的物理模型素材的作用培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的物理模型思維在中學(xué)物理教材中，蘊(yùn)含著豐富的有關(guān)物理模型的素材，在物理概念和物理規(guī)律的教學(xué)過(guò)程申，我們就要充分利用和努力挖掘教材中的這些物理模型素材，使學(xué)生在形成物理概念和掌握物理規(guī)律的過(guò)程中，形成和訓(xùn)練學(xué)生的物理模型思維。4.指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理模型分析和解答實(shí)際的物理問(wèn)題,在解決問(wèn)題中培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生的物理模型思維在物理教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生解答的物理問(wèn)題大部分都是教材編者或教師編擬出來(lái)的。物理

6、習(xí)題有千萬(wàn)道，俗稱"題海"，這么多習(xí)題是怎么擬出來(lái)的呢?一般講，擬題者總是先根據(jù)一個(gè)理想化的物理模型，再結(jié)合某些物理關(guān)系，給出各種已知條件，提出需要求出的物理量，這樣一個(gè)題目就擬好了。因此。擬題者頭腦中選擇的物理模型是擬好物理習(xí)題的關(guān)鍵。所以教師在編擬或選擇物理習(xí)題的時(shí)候，一定要注意題目中所反映的物理模型，從培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生的物理模型思維出發(fā)，編選好物理習(xí)題。指導(dǎo)學(xué)生解題的過(guò)程主要就是指導(dǎo)學(xué)生如何還原擬題者的物理模型，因此，學(xué)生解題時(shí)頭腦中所建立的物理模型能否與擬題者擬題時(shí)的物理模型一致乃至關(guān)重要。5.在教學(xué)中讓學(xué)生了解物理模型與數(shù)學(xué)模型的區(qū)別與聯(lián)系，正確對(duì)待物理模型的局限性物理模型與數(shù)學(xué)模型有著密切的聯(lián)系，又存在著本質(zhì)的區(qū)別。首先，數(shù)學(xué)的抽象程度大大超過(guò)物理的抽象。高度的數(shù)學(xué)抽象僅僅保留量的關(guān)系和空間形式，而舍棄一切，物理抽象卻必須保留原事物的物理本質(zhì)和物理意義。其次，數(shù)學(xué)模型是研究一般的性質(zhì)，具有廣泛的適用性，物理模型是研究具體的物理問(wèn)題，因此具有具體應(yīng)用的局限性。物理模型是在大量的物理觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上抽象出來(lái)的。它的正確與否還必須由觀察和實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。物理模型還要受物理儀器實(shí)際測(cè)量的限制，因此，在教學(xué)中要讓學(xué)生了解物理模型與數(shù)學(xué)模型間的區(qū)別與