创新模型法在物理研究中的应用



创新模型法在物理研究中的应用

◇江苏周加强

高中物理的研究对象具有复杂化以及抽象化的特点,教师在高中物理教学的过程中需要综合多种情况,如高中学生的学习能力、学习习惯、思维方式以及知识架构等,这些情况不但会影响到高中物理的学习效果,如果处理不当，很可能造成学生对高中物理产生畏难心理．为了能够让高中学生准确掌握高中物理知识,使抽象的知识具体化，可以在教学中应用模型法,通过构造模型降低学习难度,同时提升学生分析及解决物理问题的效率．

1应用问题模型,培养探究能力

问题模型法指的是在高中物理教学中从学生的基本技能及基础知识掌握程度出发,合理设计问题模型,并利用问题模型对学生的物理学习思维空间进行拓展.在拓展思维的基础上，根据学生在课堂中的反馈情况及时对问题模型进行调整,从而有效提升高中学生的物理学习效率．在物理课堂中应用问题模型是培养高中学生探究能力的有效方法,为了促使问题模型法充分发挥培养探究能力的作用,在课堂中需要根据教学内容定位好问题模型,同时根据学生的思维变化特点调整好问题顺序以及问题难度,以便强化问题模型的教学效果．例如,在对“超重”“失重”进行教学时,可以先为学生播放有孔的水瓶匀速移动、静悬空中、竖直上抛、从高处下落时的视频,随后设计以下问题：“在视频中观察到了什么现象?”“水瓶下落或竖直上抛时,水为什么没有流出瓶外?”“是否可以采用运动规律解释上述现象?”“根据失重或超重现象,简单设想宇航员在失重状态时如何生活?”总之,在应用问题模型法进行教学的过程中,应保证各问题间具有紧密的衔接以及逻辑关系.问题模型设计方法如图1．

图1　问题模型法

2应用概念模型,深化认知水平

物理概念具有较强的抽象性以及虚拟性,在学习过程中需要充分调动思辨思维以及逻辑思维,如采用常规方法讲解物理概念,则通常会造成学生难以有效理解物理概念的内涵的情况．对此,可以在高中物理教学中应用概念模型,通过创建形象化的概念模型让学生以直观化的思维学习物理知识．在应用概念模型法进行教学的过程中,应从常见物理现象以及学生学习物理知识的能力入手,保证概念模型来源于生活,且具有简单易懂的特点,以便让学生全方位理解概念模型、概念内涵．另一方面,在创建概念模型的过程中还应确保模型具有归纳概念定义以及延伸概念含义的作用,以便在深化认知水平的基础上提升高中学生对于物理知识的迁移能力．例如,在对电场力概念进行教学时,教师可以在课堂中利用学生学习过的重力知识建立能够改变方向的“重力”模型,同时引导学生利用地球上的物体受到重力作用的原理联想电场力模型,即特定物体在特定“重力”的作用下会出现的现象,同时区别于地球产生的重力,概念中的特定“重力”方向可受到场线方向的影响,在场线发生变化时,特殊“重力”方向也会随之改变,并非一直保持向下．

3应用理想模型,培养思维能力

高中物理中的理想模型指的是对客观事物现象进行分析、归纳后,建立的一种直观化、近似性以及简单化模型.理想模型同时具备相对性、局限性、抽象性以及近似性的特点,在教学中应用理想模型法,可以实现化繁为简,以一种简单明了的方式为学生讲解物理知识本质与规律,让学生在认识知识本质、规律的基础上培养物理学习的思维能力．在建立理想模型的过程中,应注意抓住事物所具有的共性特点以及现象发生的主要条件．例如,在对物体运动的相关知识点进行教学时,应抓住运动所具有的共性,即物体处于平动状态时,物体中的各点具有相同的加速度、位移以及运动速度,从而使复杂的运动简化为相对直观化的模型．再如,对“地球公转”进行教学时,可以在建立模型的过程中将地球、太阳视为质点等．

综上,在研究高中物理教学方法时,不但要充分考虑、教材因素,同时需要改进教学方法,通过运用模型法激活学生的学习思维,让学生能够在课堂中积极思考,并有效消化教师所教授的知识．此外,在运用模型法进行教学时,需考虑学生的发展目标,让学生能够在模型教学中不断提升物理学习能力．

(作者单位：江苏省海头高级中学)