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【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 B 【文章编号】 1671-1297(2013)01-0370-01
在高中物理教学过程中,很多的教学内容都是由物理模型的形式展开的,这些模型来源于实践却又比实践深入许多,在生产和生活中都有很强的普遍性和抽象概括性,因而在学习的过程中很多学生都会觉得比较吃力,但是如果掌握和理解了这些模型的本质,就不难理解由它展开的物理教学内容,当然也就很容易学好物理这门学科。
一 物理模型定义及其在物理学科中的作用
物理模型就是物理学中通过比较简单的方法来表述或者阐释对实际问题抽象的科学思维,用一种接近原物本质特性的比较理想化的抽象化的东西或者假想结构去对实际的事物进行描述。这种理想的物质或者假想的结构就称之为“理想模型”,这种模型的建立是一个非常具有创造性的过程。所以,正确引导学生对物理模型的认识和了解,甚至建立同样的物理模型,不仅能够使得学生学好和掌握物理这门学科的内容,而且对于学生抽象思维的提高和创新能力的培养具有重要的意义。当然也是学好物理一条不可多得的途径。
二 中学里比较常见的物理模型
1.物理对象的模型化。
例如,质点、点电荷、透镜、刚体、弹簧振子以及理想电表等,这些物体所达到的理想状态,是对实际存在物体的简化,这些模型都是凸显教学内容需要的东西,而对于那些没必要关注的东西可以进行合理的忽略。
2.物體所处条件的模型化。
比如像光滑面、匀强磁场、匀强电场等,这些都是将物体所处的条件模型化了。
3.物理状态和过程的模型化。
比如在讲解自由落体和弹性碰撞等问题时,会将这些特殊的例子作为模型来讲解。
4.理想化的实验。
伽利略的实验为牛顿第一定律的产生奠定了很好的基础就是一个很好的证明。
三 物理模型在教学中的作用
通过建立和正确使用物理模型可以帮助学生很好地理解所学的知识,提升学生接受新知识的能力,促进学生发散性思维的培养,同时有助于学生简化问题,使抽象的问题具体形象化,从而突出事物之间的矛盾,帮助学生提升解题和分析题的能力。
四 物理模型在教学过程中的应用
1.通过建立模型可以帮助学生理解概念的本质。
就如刚才上面提到的质点、刚体等,虽然相应的概念给出了,但是很抽象,学生不易于理解,如何帮助学生更好地理解相应的东西呢?这时候如果建立一个抽象化的概念模型就很容易使得问题得到解决,帮助学生能够感性地对问题进行深入的理解。
2.抓住主要矛盾构建条件模型。
所谓的条件模型就是将次要的、不重要的因素从研究的问题中舍去,抓住问题的主线进行研究,从而实现化难为易的目标。例如,在研究碰撞问题的过程中,需要对碰撞进行动量守恒分析时,就要抓住关键的部分,将不重要的那部分忽略。由于在碰撞的过程中时间的间隔很短,而且外力又远远大于内力,所以将这些都进行忽略不计,因而这个过程中整体系统的动量是守恒的,这样的分析一方面简化了计算的过程,另一方面也方便了研究。
3.通过建立相应的物理图景来构建过程模型。
在研究平抛运动过程中,可以建立相应的物理图景,即质点在水平的方向上不受力的情况下而作匀速直线运动,在竖直方向上由于受到重力的作用,而作加速度为g的自由落体运动,然后对水平和竖直方向的进行合成,那就是质点的终速度和方向。因而,对问题过程进行建模可以有效地解决问题,而且对于思维能力的提升也有很大的帮助。
4.抓住物理模型之间的联系,深入理解物理模型。
例如,当学生理解了弹簧振子的模型之后,对于小球弹性碰撞过程中的弹性势能和动能的转化也可以很轻松地理解。再如,理解了重力场中的势能问题及高度以后,电场中的电势能及电位问题就可以很轻松地掌握了。但在运用物理模型时也应切记物理模型有条件,不是什么时候都可以用的,只有条件允许时才可用。同时,物理模型也会随着社会和人类科学的进步不断发展完善的。综上所述,物理模型在中学物理教学过程中起着举足轻重的作用。教师平时在教学过程中,应加强物理模型教学以培养学生的物理思维能力和创新能力。
五 使用模型应注意的问题
模型的建立是有一定条件的,不是随意的。建立物理模型,可使问题的处理大为简化,而又不会发生大的偏差。现实世界中,有许多事物与这种“理想模型”十分接近,在一定场合、一定条件下,作为一种近似,可以把实际事物当做“理想模型”来处理,但也要具体问题具体分析。
在不同的场合模型可能不同,所以在处理问题时要慎重考虑。物理学是一门研究物体最普遍、最基本的运动形式的自然科学,而所有的自然现象都不是孤立的。这种事物之间复杂的相互联系,一方面反映了必然联系的规律性,同时也存在许多偶然性。
在高中物理教学过程中,很多的教学内容都是由物理模型的形式展开的,这些模型来源于实践却又比实践深入许多,在生产和生活中都有很强的普遍性和抽象概括性,因而在学习的过程中很多学生都会觉得比较吃力,但是如果掌握和理解了这些模型的本质,就不难理解由它展开的物理教学内容,当然也就很容易学好物理这门学科。
一 物理模型定义及其在物理学科中的作用
物理模型就是物理学中通过比较简单的方法来表述或者阐释对实际问题抽象的科学思维,用一种接近原物本质特性的比较理想化的抽象化的东西或者假想结构去对实际的事物进行描述。这种理想的物质或者假想的结构就称之为“理想模型”,这种模型的建立是一个非常具有创造性的过程。所以,正确引导学生对物理模型的认识和了解,甚至建立同样的物理模型,不仅能够使得学生学好和掌握物理这门学科的内容,而且对于学生抽象思维的提高和创新能力的培养具有重要的意义。当然也是学好物理一条不可多得的途径。
二 中学里比较常见的物理模型
1.物理对象的模型化。
例如,质点、点电荷、透镜、刚体、弹簧振子以及理想电表等,这些物体所达到的理想状态,是对实际存在物体的简化,这些模型都是凸显教学内容需要的东西,而对于那些没必要关注的东西可以进行合理的忽略。
2.物體所处条件的模型化。
比如像光滑面、匀强磁场、匀强电场等,这些都是将物体所处的条件模型化了。
3.物理状态和过程的模型化。
比如在讲解自由落体和弹性碰撞等问题时,会将这些特殊的例子作为模型来讲解。
4.理想化的实验。
伽利略的实验为牛顿第一定律的产生奠定了很好的基础就是一个很好的证明。
三 物理模型在教学中的作用
通过建立和正确使用物理模型可以帮助学生很好地理解所学的知识,提升学生接受新知识的能力,促进学生发散性思维的培养,同时有助于学生简化问题,使抽象的问题具体形象化,从而突出事物之间的矛盾,帮助学生提升解题和分析题的能力。
四 物理模型在教学过程中的应用
1.通过建立模型可以帮助学生理解概念的本质。
就如刚才上面提到的质点、刚体等,虽然相应的概念给出了,但是很抽象,学生不易于理解,如何帮助学生更好地理解相应的东西呢?这时候如果建立一个抽象化的概念模型就很容易使得问题得到解决,帮助学生能够感性地对问题进行深入的理解。
2.抓住主要矛盾构建条件模型。
所谓的条件模型就是将次要的、不重要的因素从研究的问题中舍去,抓住问题的主线进行研究,从而实现化难为易的目标。例如,在研究碰撞问题的过程中,需要对碰撞进行动量守恒分析时,就要抓住关键的部分,将不重要的那部分忽略。由于在碰撞的过程中时间的间隔很短,而且外力又远远大于内力,所以将这些都进行忽略不计,因而这个过程中整体系统的动量是守恒的,这样的分析一方面简化了计算的过程,另一方面也方便了研究。
3.通过建立相应的物理图景来构建过程模型。
在研究平抛运动过程中,可以建立相应的物理图景,即质点在水平的方向上不受力的情况下而作匀速直线运动,在竖直方向上由于受到重力的作用,而作加速度为g的自由落体运动,然后对水平和竖直方向的进行合成,那就是质点的终速度和方向。因而,对问题过程进行建模可以有效地解决问题,而且对于思维能力的提升也有很大的帮助。
4.抓住物理模型之间的联系,深入理解物理模型。
例如,当学生理解了弹簧振子的模型之后,对于小球弹性碰撞过程中的弹性势能和动能的转化也可以很轻松地理解。再如,理解了重力场中的势能问题及高度以后,电场中的电势能及电位问题就可以很轻松地掌握了。但在运用物理模型时也应切记物理模型有条件,不是什么时候都可以用的,只有条件允许时才可用。同时,物理模型也会随着社会和人类科学的进步不断发展完善的。综上所述,物理模型在中学物理教学过程中起着举足轻重的作用。教师平时在教学过程中,应加强物理模型教学以培养学生的物理思维能力和创新能力。
五 使用模型应注意的问题
模型的建立是有一定条件的,不是随意的。建立物理模型,可使问题的处理大为简化,而又不会发生大的偏差。现实世界中,有许多事物与这种“理想模型”十分接近,在一定场合、一定条件下,作为一种近似,可以把实际事物当做“理想模型”来处理,但也要具体问题具体分析。
在不同的场合模型可能不同,所以在处理问题时要慎重考虑。物理学是一门研究物体最普遍、最基本的运动形式的自然科学,而所有的自然现象都不是孤立的。这种事物之间复杂的相互联系,一方面反映了必然联系的规律性,同时也存在许多偶然性。