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中学物理教学中模型分析法的应用研究

2012-08-07 19:16 来源:【考文考理网 对此文章感兴趣的有:

【论文关键词】物理模型分析 提高 教学有效性 培养 能力
【论文摘要】本文从物理模型在物理研究和物理教学中的作用、中学物理常见模型的种类、利用物理模型进行教学提高课堂教学有效性,以及在教学中培养学生形成利用模型分析法解决物理问题的创新能力等方面,阐述模型分析法在中学物理教学中的重要作用。物理学知识及物理学的思想、方法对学生解决生产生活学习中的实际问题都有帮助。学好物理是学生、家长和社会的共识与要求。
学好物理是许多学生及其家长的共识,也是社会创新发展的需要。物理学在我国成为一门法定的中学课程始于1902 年,这对我国近现代“科技兴国”思想的形成起着积极的推动作用。作为科学课程中的基础学科,中学物理教学对培养创新能力有着重要的意义,学生在获取物理知识的同时更能体验物理学家的研究过程、思想方法,从而在学习以及以后的工作中运用物理学的有关思想方法解决实际问题。
在学习物理、解决物理问题的过程中,领会研究问题的方法十分重要。如果学生能理解物理研究问题的方法并加以应用,那么学习物理中的畏难情绪就能得到有效化解,学习也必将取得事半功倍。利用“物理模型”进行教学,尤其是进行习题教学,是培养学生领会掌握物理学研究问题方法、提高学生能力的有效途径之一。
一 物理模型在物理研究和物理教学中的作用
首先,构建模型是物理学研究的一种主要的方法,在物理学发展中起着重要的作用,物理学家从事研究工作的过程中,建立物理模型是至关重要的步骤之一。例如,伽利略构建了光滑斜面这一理想化的模型,才有惯性定律的重大发现;法拉第在1852年研究带电体、磁体周围空间存在的物质时,设想出电场线、磁感线一类的力线模型,从而建立了场的概念,对当时的传统观念是一个重大的突破;1905 年爱因斯坦受普朗克量子假设的启发,大胆地建立了光子模型,并提出著名的爱因斯坦光电效应方程,
圆满地解释了光电效应现象;卢瑟福以特有的洞察力和直觉,抓住α粒子轰击金箔时出现大角度偏转这一反常现象,于1911 年构思出原子的核式结构模型,人类从此对微观世界有了更进一步的认识。
可以说,倘若离开了物理模型的构建,物理研究将无法进行,物理学将无法向纵深发展。
其次,自然界事物之间存在着千丝万缕的联系,并处在不断的运动变化之中。这种联系和变化反映在物体的运动上,就是物体实际所做的运动受许多偶然因素影响,从而导致物理学研究的复杂性。例如,物体实际发生的机械运动往往非常复杂,不可能是单纯的匀速运动、圆周运动等。研究机械运动时,人们不可能对每一个事物的每一个运动都进行细致的研究,而是遵循“从简到繁,先易后难,先局部后整体”这样一条重要的方法论原则,把复杂的问题转化成相对简单的问题,或者把复杂的问题分解成若干个比较简单的问题。在转化时,采取先忽略某些次要因素,把实际问题理想化的办法,用几个有限的物理模型去解决众多的实际问题,这就是构建模型的过程。如研究机械运动时引入质点模型和匀变速直线运动、匀速圆周运动、简谐运动等理想化的运动模型。
再次,物理模型的建立是一个创造性过程,对物理模型的认识和理解也是一个创造性的过程,它能激发学生创新能力的形成。在落实新课程改革精神、深化素质教育的今天,通过物理教学引导学生真正认识和理解物理模型,甚至尝试构建“物理模型”,是培养学生创造性思维和提高创新能力不可多得的途径,有着重要的教育意义。
老师要在平时教学中自觉地落实物理学的教育功能,不断地强化学生这些认识,促进学生建模思想的形成。
二 中学物理常见模型的种类
物理模型是抽象性和形象性的统一。物理模型的建立是舍弃次要因素,把握主要因素,化复杂为简单,完成由现象到本质、由具体到抽象的过程,而模


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