中学物理模型教学策略的探究

刘明建

模型教学是实现新课程改革目标的理想载体，关于研究物理模型的文章有很多，也值得广大物理教师去关注和借鉴。但大部分都有其缺陷，许多文章认为模型总是与知识的传递单独联系的，而且孤立地、片面地讨论物理模型相关的问题。实际上，物理模型不是一种孤立的、片面的科学方法，它需要观察、实验、分析和综合、假说与猜想等多个研究手段的相互配合使用，才能将探索精神与逻辑推理贯穿到整个教学中去。这就需要中学物理教师的引领，让学生在其中领悟科学理念与科学精神的奥妙。在中学物理模型教学过程中，如果能够与其他科学方法有机地结合起来，就能更好地拓展学生的思维与视野，帮助学生构建自己的知识网络，提高学生的科学素养。因此，中学物理教师应该在物理模型与教学理论的指导下，结合中学物理教学的实际，实施有效的物理模型教学策略。

一、采用物理模型与图景模式相结合的教学策略，加强直观表象

建立物理模型的困难大多来自不完善的表象，如自由落体运动、小船渡河、反冲现象等。从物理的角度来看，这些表象都是不完善的，蕴含着许多错误的成分。物理模型与图景反映了原型的直观形象和主要特征，抓住了问题的本质。因此，在教学中师生应通过分析、比较、归纳与总结等，共同建立起相应的物理模型与图景。物理模型与图景都是来自于现实的材料，但二者又都高于客观实际，这二者并不相违背，是物理知识与逻辑思维相统一的结果，综合分析与应用等各方面能力的结合。通过物理模型与图景相结合的教学方式，构造情景与理论模型的有机联系，能够加强学生学习物理知识中抽象的规律和形象的实际情景的紧密联系，提高学生的学习效率，更好地让学生掌握其所学的物理知识。

二、采用问题式的物理模型教学策略，激发学生的求知欲

在设置物理模型的情景教学中，中学教师所创设的问题情境应符合学生的客观实际需要，特别是高考的需要。设置的问题要能够使学生产生强烈的求知欲望，并将求知欲转化为学生学习的动力和内在的心理需求。在讲各种物理模型时，教师可以创设适当的问题情境，这样既可以活跃课堂教学的气氛，不至于让枯燥的物理公式沉闷学生的心灵。同时也可让学生建立起问题考查与研究的联系，进而开拓新的境界。

教师应根据学生的实际水平，设置出适合学生思考，并面向高考要求的、难度适中、具有开放性与应用性的好问题，以帮助提高学生的逻辑思维能力。比如教给学生直线运动中的加速度之后，应当让学生自己进一步设想运动过程中物体的速度和位移可能受到加速度怎样的影响，并让学生自己思考什么情况下物体运动是匀变速直线运动，什么情况下是非匀变速直线运动等问题。通过这样的问题让学生明确物理模型建立的目的，为学生建立物理模型构建一条通道，从而为学生的思维活动指明方向。而且教师给定问题的条件与结果往往是不具有定向性的，应该有多种解决问题的途径和方法，这样可以培养学生的发散性思维。另外，对学生的设问既要有纵向的，也要有横向的，能够使学生举一反三、融会贯通。通过布设恰当的教学场景，富有成效的设疑，能够准确无误地帮助学生建立正确的物理模型思维。

三、采用类比推理的物理模型教学策略，克服惯性的定式思维

固有的定式思维往往成为物理模型迁移教学的障碍，这是因为以中学生目前的知识水平与能力一般难以具体地去分析所学知识的情境，也就难以打破己经形成的思维定式。如果说要学生要做到灵活处理目前的学习内容与能力，创造性地解决问题，这就需要中学教师采用灵活多样的、类比推理的教学方式，而物理模型教学恰好就可以做到这一点。

模型教学可以把同类或异类或者不同发展阶段，但具有某些相似方法的事物进行类比推理，比如根据两个事物在某些方面的相似属性，进而推理出它们在其他方面的属性上也有可能相似的结论。因此物理模型教学中教师要防止把模型讲死，更不能禁锢学生的逻辑思维能力。教师不仅要让学生知道模型的确立只是物理研究的一种方法与手段，更要使学生领会物理中的模型与概念是经过怎样的抽象建立起来的。物理中具体的事物又是经过怎样的抽象归纳而进入该模型的，从而培养其抽象思维和解决问题的能力。例如，一个半径为r的闭合金属圆环，沿平面垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环总电阻为2R，一足够长的直导线（电阻为R）以速度为v匀速运动，当直导线刚运动到圆心处时，

经过直导线的电流为多少？ 本题可以采用电路等效法去解答，虽然两者的物理情景不太一样，但可以借助熟悉的模型去类比推理，那么学生就可以利用电路模型知识轻松地解决这个问题了。

四、采用理论联系实际的物理模型教学策略，重视模型建立过程中能力的培养

爱因斯坦说过：“物理书中充满了复杂的数学公式，但是所有的物理学理论都起源于思维与观念，而不是公式。”虽然现行物理教材已经多次修改，但教科书中理论联系实际的生活事例依然很少，这样就会造成学生在学习新的物理知识与规律时缺少该环节的思维训练。因此，学生依然习惯于传统的认识经验和思维习惯，形成方法上的思维障碍。当学生真正遇到问题时，表现为思维混乱、束手无策的状态。在物理模型知识的学习中，既包括建立物理模型的过程学习，也包括应用物理模型来解决问题的学习。而且在中学物理模型教学过程中，教师的教学要着重训练学生提高思维能力、计算能力，开拓视野和境界。同时也要防止学生形成机械式思维的倾向，加强学生的理论联系实际的能力，把学生从定式思维中解脱出来，培养正确的物理思维能力，从而提高解决实际问题的能力。现实中物理教师在讲解各个物理理论时往往强调公式的死记硬背，进行强化训练，让学生的思维能力形成一种条件反射。这样的方法有利有弊，从时效性来看具有很高的效率，但面对越来越开放发展的物理来说，就很难适应时代的需要，同时也与物理高考出题意图相违背。现在高考物理试题也往

往呈现多样化，而且注重理论与实际相联系来出高考试题。把理论知识和实际的生活事例紧密联系，并对应相关现象、规律建立适当的物理模型往往是解决问题的关键。比如物体追击和相遇的物理模型，是直线运动的一个难点，学生很难深刻理解模型的关键是什么。但是联系生活中汽车行驶如果不注意安全，会发生追尾事故的事例来解释这个物理模型，则会达到事半功倍的效果，使学生更容易分析和解决问题。

中学物理模型的教学着重强调教师要培养学生建立和应用物理模型的能力，从而达到帮助学生理解并掌握物理知识，使知识体系系统化、网络化，以适应现实物理知识中复杂多变的世界。在课堂教学中开展模型教学，不是物理课堂教学所独有，其他学科也同样在如火如荼地进行。这样的教学方式可以培养学生的创新精神和实践能力，以及树立终身学习的意识，最终促进学生的全面发展。因此，中学物理教师要掌握并领悟物理模型教学的精髓，这也是当今时代对教师要不断改进教学的号召。

参考文献

[1]美国 BSCS著，北京市教育委员会编译. 生物科学（绿色版本）[M].北京： 北京出版社， 1999.

[2]刘恩山. 中学生物学教学论[M]. 北京： 高等教育出版社， 2003.

[3]爱因斯坦，英费尔德. 物理学的进化[M]. 长沙：湖南教育出版社，1999.endprint