前言:在高中物理教学中建立物理模型,实质上是把物理问题纯粹物理化的一座桥梁,是物理研究运用物理方法的重要步骤。然而,每种类型的物理问题所建立的物理模式不尽相同,其构造的步骤、方法和步骤也不尽相同。所以,老师们在将物理模型应用到高中物理的教学过程中,必须以特定的物理知识为依据,对其进行细致地剖析,并对其进行科学、合理的简化,从而构建出一套适合于高中物理课堂的物理模式。
一、高中物理教学中物理模型的运用意义
首先,它可以使抽象的物理学由复杂变得简单,使学生对其有更深刻地了解与把握。物理模型是对物理规则和物理概念的认识进行抽象的表述,它可以把问题的本质要素凸显出来,把一个比较复杂的问题简单化,把一个抽象的东西具体地表现出来,这可以帮助他们在头脑中建立一个明确的物理联系,对物理知识的含义有一个深刻的了解,让物理的教学更加具体、形象。其次,它可以训练学生的数学思想,提高他们的研究能力,加深他们对物理的理解。在高中物理教科书中,各种类型的物理模式,都是以科学的思想,来理解原始世界和它们的运行规律。在与具体的物理教学内容相联系的情况下,建立一个具体的物理模型,可以帮助把抽象的物理规律以一种直观的方式表达出来,这对于指导和训练学生的物理思考能力,起到了非常大的推动作用。例如,在物理学的课程中,建立一个电场对电场的描述模型,以及核结构对 alpha粒子的散射作用的模型,能够使一些抽象的物理观念可视化,加深对物理的认识和理解。另外,由于物理学是一个有机的体系,各个部分的知识都是互相联系的,因此,通过建立一个物理模型来指导学生对基本的知识的掌握,有助于贯穿整个课堂的教学,例如,在电场物理的课程中建立一个“匀强电场”的物理模型,通过对这个模型的深刻了解,可以让学生更快地了解到磁场中的均匀强磁场。这样就可以使高中物理课堂气氛得到最大程度地改善,从而促进了学生的实际应用。物理知识在日常生活中有着非常广阔的用途,而在高中物理的教育中,最重要的就是要让他们了解到这个世界的起源。在这个过程中,通过一个物理模型,可以将一些物理现象与规律变得更加清晰,从而使他们能够更好地进行探索和研究,同时也能够增强他们将所学到的东西,用于解决现实问题。
二、模型建构在高中物理教学中的应用原则
(一)主体性原则
在传统的高中物理课堂上,由于受到应试教育思想的制约,很多老师都是采用填鸭式的方式,所以,在很长一段时间里,都是一种消极的学习方式,而且,有些老师在课堂上,也很少和学生进行深度的沟通和讨论,以此来建立自己在学生心中的威望。因此,在新课程改革的大环境下,将模型构建的教学方式应用到高中物理教学中,老师要遵循主体性,确定学生的教学主体,充分发挥他们的学习兴趣和潜力,充分发挥他们的主观能动性,在发展他们的探索精神和创造性思维的基础上,强化他们的学习成果。
(二)多样化原则
物理是一种与现实世界紧密相连的课程,在对学生进行建模的过程中,可以将其与学生的现实生活紧密地结合起来,给他们更多的感性素材,使他们在构建一个物理模型的过程中,对物理知识的运用有一个准确的了解。另外,老师也可以根据生活中的实例,进行一些探索性的物理实验,使他们更好地了解和把握有关的物理知识。也可以通过运用现代的教育手段,把抽象的物理知识生动地展现出来,让他们能够更好地对物理现象进行观测,了解物理概念,解决物理问题,从而使自己的学习效率得到更大的提升。
三、物理模型在高中教学中的应用
(一)建立概念模型,奠定物理学习的思维基础
提出了一个新的概念模式,旨在把握事物的本质,忽视其所包含的各种矛盾,从而使其掌握关键,提高对物理知识的掌握效率。粒子是高中物理中最基本的概念之一。可以说,粒子的观念贯穿了我们的高中生活,也贯穿了我们的一生。粒子是一种理想的物质,它既有一定的质量,又有无穷小的体积,在高中物理人教版必修1中,如果我们不去关注物体本身的形态和移动情况,而是将其视为粒子,这样就忽视了体积的二次矛盾,从而掌握了该物质有质量的主要矛盾。就像前面提到的,粒子到处都是,物体的直线运动,曲线运动,受力分析,共点作用力均衡等,都被视为粒子。设想一下,假如没有这一种模式,在研究物体的受力时,就必须把所受的力不是一个共点力,从而使物体产生旋转,甚至还要把它的形变也纳入其中,这就大大地提高了物理的学习难度。在高中的物理中,不单单是质点,其他的一些概念模式也是如此,什么匀速直线运动,什么不考虑空气阻力的落体运动,什么平抛运动等等,都是一个概念性的模式。其实质就是要把握主要矛盾,忽视次要矛盾。在学生的头脑中构建一个合理的物理模式,并对其进行物理思考,是进行物理教育的核心。在形成了一个基本的理论框架之后,才为物理学的思考打下了坚实的理论基础。
(二)通过类比、联想进行建模
类推就是让学生通过对一些东西进行仔细的观察,弄清楚了一些东西之间的共性,然后将这些共性运用到对类似的东西进行推理,这样可以让他们在最短的时间内对所学到的东西进行了解,从而使他们在高中物理模型的教学过程中,可以更好地提升学生的学习效果。比如,在进行“电势能”这一节的教学时,对于一些比较抽象的内容,比如电场的分布和电势的改变,在这个阶段,如果是在高中的课堂上,老师可以把学生和引力位能的有关属性结合起来,通过两种能量的改变的相似性来构建一个类似于“引力做功与引力位能的转换关系”的物理模式,这样可以减少对这些内容的理解,也可以扩大学生的想象力,使学生的思想得到发展。
(三)通过替代、迁移进行建模
等效替代也是新时代高中物理教学中经常使用的一种方法,它可以通过置换、迁移等过程,来指导学生建立一个等价的物理模型,其中心思想是置换两个在一个方面起到同样作用的对象,从而实现对问题的化简。等价包含两层意思:一是指两个不同的物理过程在一个领域内具有同样的成果,它能够把一个研究对象转化成一个研究模式,便于学生发掘出物理现象的本质;第二,对于一些实际问题,我们可以用比较简单的方式得到同样的结论,而不会改变其本质。比如,在进行“等强电场下荷电摆球的周期”的求解过程中,老师可以通过等效置换的方式,指导同学们探究重力场中的摆球受到的影响与均匀强电场下的影响是否相同,并将其转化为重力场而不是均匀强电场下的情况,从而更加简单有效地求解该问题,从而大幅提升了教学效果。
结语:在高中物理课堂上,建立物理建模是非常必要的,加强对丁同学进行建模训练,有利于提升高中物理的教学水平,有利于培养学生的创造力,增强学生的学习能力。在增强学生建立物理建模的能力时,要注重对建模的掌握,对现实问题进行合理化建模和感知的能力。
参考文献
[1]叶金福.高中物理教学中建构物理模型的理论与实践研究[J].高考,2020(32):20-21.
[2]张贺.高中物理教学中的模型建构与实践研究[J].试题与研究,2019(10):154.