怎樣建立物理情景和物理模型

怎樣建立物理情景和物理模型怎樣建立物理情景和物理模型甘肅省金昌二中張培山關(guān)鍵詞：個(gè)體差異物理情景非智力因素思維能力創(chuàng)新能力怎樣建立物理情景和物理模型全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。在高中階段的物理學(xué)習(xí)中,高中學(xué)生,特別是高中一年級(jí)的新生,反映比較普遍的問(wèn)題就是:高中物理難學(xué),課堂上教師講的內(nèi)容,基本能聽懂,但在處理一些物理問(wèn)題時(shí),感到很茫然,覺得無(wú)從下手。究其原因,大多數(shù)學(xué)生在處理物理問(wèn)題時(shí),首先是不能建立起相應(yīng)的物理情景,當(dāng)然也就談不上相應(yīng)的物理模型的建立,最終導(dǎo)致物理問(wèn)題不能處理或是處理不當(dāng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的許多問(wèn)題,都與對(duì)問(wèn)題的物理情景建立、理解有關(guān),很多困難“難”就難在對(duì)物理情景不清楚,因此無(wú)法運(yùn)用物理模型或物理規(guī)律解決問(wèn)題。對(duì)教學(xué)中的物理概念、物理規(guī)律理解不清楚,也與教師沒(méi)有設(shè)立合適的物理情景進(jìn)行教學(xué)有關(guān)。可以說(shuō),學(xué)生學(xué)習(xí)物理的第一步就是建立物理情景。物理問(wèn)題都是通過(guò)某種物理情景呈現(xiàn)的,這與物理學(xué)的研究對(duì)象是一些有形客體或理想模型密不可分的,從因果關(guān)系看“景”是通過(guò)“物”呈現(xiàn)出來(lái),作用于人的感官才能“觸景生情”。

建立物理情景是建立物理模型的基礎(chǔ),是建立物理模型的一個(gè)重要步驟,是不可或缺的。在建立物理情景的過(guò)程中,要引導(dǎo)學(xué)生從物理問(wèn)題中獲取建立物理情景的重要信息,再對(duì)這些信息進(jìn)行必要的加工整理、去偽存真的同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生積極思考問(wèn)題,讓學(xué)生在積極的思考中體驗(yàn)自己的思維經(jīng)歷,并在自己的腦海中留下這種思維經(jīng)歷的烙印。建立物理情景實(shí)際上就是將物理問(wèn)題恢復(fù)還原為一個(gè)物理過(guò)程,一個(gè)物理過(guò)程可以是一個(gè)單一的物理過(guò)程,也可以是一個(gè)物理過(guò)程中包含有幾個(gè)小的物理過(guò)程。在把握一個(gè)物理過(guò)程所提供的各種信息的同時(shí),也要把握各個(gè)小的物理過(guò)程之間的相互聯(lián)系和相互制約,大多數(shù)情況下這種相互聯(lián)系和相互制約的連接點(diǎn),就是解決物理問(wèn)題的切入點(diǎn)。在一個(gè)物理過(guò)程中,把握住了物理問(wèn)題中提供的各種信息,以及這些信息之間的相互聯(lián)系和相互制約的關(guān)系,就等于把握住了建立物理模型的要點(diǎn),就等于為建立物理模型鋪平了道路。在建立物理情景的基礎(chǔ)上,過(guò)渡到物理模型的建立,是培養(yǎng)學(xué)生形成物理思維的一種有效的方法,也是培養(yǎng)學(xué)生用物理方法解決實(shí)際問(wèn)題能力的一種現(xiàn)實(shí)的、有效的、可行的途徑。

物理情景(包括它的數(shù)學(xué)表達(dá))是物理問(wèn)題的高度抽象和概括,是認(rèn)識(shí)主體對(duì)客觀實(shí)際能動(dòng)反映的一種表現(xiàn),是認(rèn)識(shí)主體由實(shí)踐上升為理論的一個(gè)過(guò)程。物理模型不僅是典型的物理問(wèn)題,也是對(duì)物理基礎(chǔ)知識(shí)的高度概括和總結(jié)。物理模型的首要特點(diǎn)就是它的典型性和代表性。物理模型是從一類物理問(wèn)題中,突出問(wèn)題的主要屬性,抓住問(wèn)題的主要本質(zhì),去除干擾和次要因素,即抓住事物的主要矛盾,而忽略其次要矛盾。例如,質(zhì)點(diǎn)的剛體模型。物理模型是集基礎(chǔ)知識(shí)與基本規(guī)律于一體,具有代表性的物理規(guī)律的集中體現(xiàn)。物理模型不只是物理知識(shí)的結(jié)晶,同時(shí)也是物理思維的結(jié)晶,更是處理物理問(wèn)題的一種方法,掌握好物理模型的建立,除了加深對(duì)物理概念的理解之外,還可以從物理模型的建立,理解物理知識(shí)深刻的內(nèi)涵及外延,體會(huì)將物理知識(shí)用于解決實(shí)際問(wèn)題的思路和邏輯方法。

物理情景不僅能簡(jiǎn)明扼要地揭示物理規(guī)律,還可以體現(xiàn)出物理模型和物理規(guī)律在表現(xiàn)形式上的完美與和諧。例如,動(dòng)量定理和動(dòng)能定理,前者表現(xiàn)了力在時(shí)間上的累積效應(yīng),后者表現(xiàn)了力在空間上的累積效應(yīng)。力的作用效果在時(shí)間和空間上的表現(xiàn)是那樣的完美與統(tǒng)一;在形式上的表現(xiàn)是那樣的對(duì)稱與和諧。從這種形式中可以體會(huì)到物理學(xué)美麗的風(fēng)景,體會(huì)它在形式上的完美。物理模型是知識(shí)與思維的產(chǎn)物,是物理知識(shí)與能力的完美結(jié)合,體現(xiàn)物理模型的和諧美,體現(xiàn)科學(xué)思怎樣建立物理情景和物理模型全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。維與人文精神相互作用的偉大結(jié)果。

物理情景與物理模型的建立,可以使抽象的物理知識(shí)更貼近于現(xiàn)實(shí)實(shí)際生活,更貼近學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)。使學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)能有親切感和現(xiàn)實(shí)感,同時(shí)豐富物理課程的形式,特別是在新教材引入研究性學(xué)習(xí)、探索性活動(dòng)的情況下,如何讓學(xué)生在較少的課時(shí)內(nèi),掌握更豐富的物理知識(shí),物理模型的教學(xué)不失為一種有效方法。抓住物理情景與物理模型的建立,將最基礎(chǔ)、最典型的物理模型、物理問(wèn)題介紹給學(xué)生,并通過(guò)建立物理情景和物理模型,將研究方法和處理物理問(wèn)題的方法展示給學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,感悟物理情景與物理模型的建立在處理物理問(wèn)題時(shí)所發(fā)揮的積極、有效的作用。物理模型來(lái)源于實(shí)踐,從實(shí)踐中形成理論,又反作用于實(shí)踐。物理模型作為物理基本知識(shí)單元,是掌握基本物理知識(shí)的基礎(chǔ),也是形成物理綜合問(wèn)題的基礎(chǔ)。創(chuàng)新學(xué)習(xí),從某種意義上講,就是打破原有的知識(shí)結(jié)構(gòu),對(duì)原有知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新組合,重組的過(guò)程就是知識(shí)遷移的過(guò)程。在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)原有物理模型的缺陷,于是在打破原有知識(shí)結(jié)構(gòu)的過(guò)程中,建立新的物理模型。怎樣建立物理情景和物理模型全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。怎樣建立物理情景和物理模型全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。怎樣建立物理情景和物理模型全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。一、建立物理情景的意義。

對(duì)學(xué)生而言，物理情景的建立能夠幫助其加深對(duì)概念和規(guī)律的理解，引發(fā)學(xué)習(xí)的興趣與動(dòng)機(jī)，激發(fā)其求知欲望；也能夠培養(yǎng)和開發(fā)學(xué)生的思維能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的非智力因素；同時(shí)可以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的深層次認(rèn)識(shí)，多途徑地尋找到解決問(wèn)題的方法。所以在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)逐步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)建立物理情景。它的建立就像我們?cè)谡勗捛跋纫獎(jiǎng)?chuàng)造談話氛圍一樣，這就要求課堂首先是一個(gè)良好的“情景”。但實(shí)際中，教師舉例子時(shí)往往用一個(gè)物體來(lái)描述所要研究的所有對(duì)象，導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為一個(gè)物體是教師假設(shè)的而非真實(shí)存在的模糊物體，這個(gè)問(wèn)題分析完了，假設(shè)的那個(gè)物體也隨之消失了。所以我們?cè)谂e例時(shí)應(yīng)讓物體具體化，引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中找到這樣的物體作為我們要研究的對(duì)象。如在講圓周運(yùn)動(dòng)中的水流星時(shí)，我們可以演示這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自己觀察、自己分析。這樣做的好處有三：首先，學(xué)生覺得真實(shí)；其次，感知理論與實(shí)際結(jié)合的魅力；最后，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。怎樣建立物理情景和物理模型全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。因此，逐步培養(yǎng)學(xué)生建立物理情景的習(xí)慣，學(xué)生也將會(huì)從物理謎團(tuán)中走到現(xiàn)實(shí)生活中來(lái)。怎樣建立物理情景和物理模型全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。二、建立物理情景的方法。

1．利用物理實(shí)驗(yàn)。由于物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都以嚴(yán)格的物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，所以物理實(shí)驗(yàn)是建立物理情景的重要途徑之一。一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)就是一個(gè)完整的物理情景。讓學(xué)生親眼看一些物理現(xiàn)象、親手做一些物理實(shí)驗(yàn)，然后與理論的學(xué)習(xí)相互對(duì)照、驗(yàn)證，可以加深理解，便于形成正確的物理概念。對(duì)于教學(xué)中一些難以理解或難以描述的物理情景，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生一目了然。比如完全失重，可用礦泉水瓶在底部和側(cè)面分別弄些小洞，倒入自來(lái)水，都有水流出，再觀察礦泉水瓶自由下落時(shí)的水流情況，學(xué)生通過(guò)真實(shí)的物理情景了解了完全失重。所以物理實(shí)驗(yàn)不但能培養(yǎng)學(xué)生建立物理情景的意識(shí)，還可將物理知識(shí)和研究方法與生活、生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生真正體會(huì)物理科學(xué)知識(shí)與方法在生活實(shí)踐中的作用。

2．利用圖片、視頻。物理情境還可通過(guò)圖片、幻燈片、錄像、電影、模型等形象化的東西來(lái)創(chuàng)設(shè)。它的最大特點(diǎn)就是研究對(duì)象有準(zhǔn)確的圖景，可以讓學(xué)生獲得用語(yǔ)言難以代替的豐富的感性材料，使研究對(duì)象給學(xué)生留下深刻的印象。它還能夠把抽象的書本知識(shí)與實(shí)際事物和現(xiàn)象有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，有利于學(xué)生形成概念、認(rèn)識(shí)和掌握規(guī)律。

3．利用多媒體手段。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)也是幫助學(xué)生建立物理情景的一種有效途徑。它可以把人眼看不到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行放大，起到放大的效果。比如利用Flash動(dòng)畫展示原子的結(jié)構(gòu)，可以讓學(xué)生清楚地看到電子繞著原子核在運(yùn)動(dòng)。計(jì)算機(jī)輔助可以模擬物理實(shí)驗(yàn)，使情境時(shí)間延遲或加快。如講天體運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們可以利用計(jì)算機(jī)讓時(shí)間過(guò)得快些，這樣就能讓學(xué)生看到天體的運(yùn)動(dòng)以便于建立正確的物理情景。計(jì)算機(jī)輔助可以反復(fù)演示實(shí)驗(yàn)情景，如在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，我把電學(xué)中的電路故障判斷問(wèn)題用實(shí)驗(yàn)的形式展現(xiàn)出來(lái)，再利用攝像機(jī)把它拍下來(lái)，在課堂上利用計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)給學(xué)生，可進(jìn)行重復(fù)播放，到復(fù)習(xí)的時(shí)候又可以把它重新調(diào)出來(lái)進(jìn)行復(fù)習(xí)。這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展現(xiàn)在學(xué)生面前會(huì)起到鞏固知識(shí)的效果。怎樣建立物理情景和物理模型全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。怎樣建立物理情景和物理模型全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。4．畫物理圖示是分析和建立物理情景的關(guān)鍵。圖形在人們視覺感知世界的過(guò)程中起著重要的作用，從幾種新版高中物理教材上也可見一斑。新教材大量借鑒了美國(guó)、澳大利亞等國(guó)教材優(yōu)點(diǎn)，圖片既有色彩鮮艷的實(shí)物照片，又有一些圖畫、卡通畫、漫畫，而且圖片數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了舊版教材中的，這十分貼近高中學(xué)生年齡特征，易于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)各地高考試卷中也幾乎是每道考題都配有圖像圖表，可見圖畫在物理學(xué)習(xí)和考試中占據(jù)著非常重要的位置。在解決一個(gè)物理問(wèn)題時(shí)，完整的思維過(guò)稱大致經(jīng)歷兩個(gè)階段，首先是整體上閱讀審題，定性分析階段，提取題干中有用的信息，從所給的物理過(guò)程、物理情景中建立關(guān)于問(wèn)題的物理模型、物理圖像，然后是定量分析階段，利用相應(yīng)的物理規(guī)律、物理定理、定律解題。很多學(xué)生因?yàn)樾蜗笏季S不夠突出、平時(shí)沒(méi)有養(yǎng)成畫圖示的習(xí)慣，無(wú)法在第一階段建立正確的圖景，不會(huì)畫圖也就不會(huì)學(xué)習(xí)、不會(huì)解題。那么在物理解題過(guò)程中需要畫那些物理圖像呢?1.畫研究對(duì)象的示意圖或模型圖，簡(jiǎn)略的形狀圖，建立物理情景。研究對(duì)象可否畫成質(zhì)點(diǎn)，周圍的環(huán)境是水平面還是斜面應(yīng)體圖畫成平面圖等。2.畫研究對(duì)象的受力示意圖，畫力的合成或正交分解圖示，借助物體的受力情況分析運(yùn)動(dòng)情況等等。怎樣建立物理情景和物理模型全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。怎樣建立物理情景和物理模型全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。

總之，教會(huì)學(xué)生建立物理情景是教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面，通過(guò)物理情景可以展現(xiàn)物理過(guò)程，可以降低物理的理解難度，可以發(fā)展學(xué)生的思維，可以學(xué)會(huì)物理學(xué)的學(xué)習(xí)方法。我們?cè)趥湔n過(guò)程中，就所教授的內(nèi)容為學(xué)生創(chuàng)設(shè)豐富、生動(dòng)的情景，是學(xué)生學(xué)好物理的必要前提。從物理情景的建立到物理模型的建立,是學(xué)會(huì)從實(shí)際問(wèn)題中提煉物理模型的過(guò)程,是解決和處理物理問(wèn)題的常用的、行之有效的方法之一,其在物理教學(xué)中所處的地位,可見一斑。物理情景的建立，可以使抽象的物理知識(shí)更貼近于實(shí)際生活，更貼近學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生學(xué)習(xí)物理知