戴廣明

新《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》把培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合分析能力和理論聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用能力放在首位。要求物理教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方法，以“促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考”，讓學(xué)生“聽(tīng)得懂、記得牢、講得明、問(wèn)得出、用得活”為目的，變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)研究，努力提高學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力和歸納總結(jié)的能力。在眾多的物理教學(xué)方法中，“模型法”能有效地提高高三物理教學(xué)的實(shí)效性。

一、“模型法”在高三物理教學(xué)中的設(shè)計(jì)

在新課教學(xué)中，大多數(shù)學(xué)生雖已積累了相應(yīng)的物理模型和建模的方法，但都是零碎的、不系統(tǒng)的。高三物理復(fù)習(xí)課教學(xué)，如果按新課教學(xué)的模式，一點(diǎn)一塊地復(fù)習(xí)，按教材照本宣科，學(xué)生就會(huì)認(rèn)為物理枯燥無(wú)味。因此，物理復(fù)習(xí)教學(xué)過(guò)程中，對(duì)基本物理概念、物理規(guī)律的復(fù)習(xí)落實(shí)外，具體的物理規(guī)律的運(yùn)用，需要一開(kāi)始就從生活實(shí)例出發(fā)，選用適當(dāng)?shù)摹澳Ｐ汀?，指?dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“觀察—分析—建模—回歸”的探究過(guò)程，學(xué)會(huì)在具體生活實(shí)際問(wèn)題的分析基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)對(duì)相類似問(wèn)題的分析方法和建模策略，調(diào)節(jié)學(xué)生參與教學(xué)的積極性，促使學(xué)生養(yǎng)成“觀物悟理”的習(xí)慣和提升科學(xué)素養(yǎng)，提高課堂教學(xué)有效性。

農(nóng)村中學(xué)的學(xué)生在自然學(xué)科學(xué)習(xí)中，特別是在高中物理學(xué)習(xí)中存在較大的分化，有相當(dāng)部分學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)失去信心。因此，在高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)關(guān)注大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)信心的培養(yǎng)和興趣的激發(fā)，從學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平和潛能出發(fā)，在認(rèn)真選模的基礎(chǔ)上，遵循從易到難，梯度發(fā)展的原則，精心選題。不同學(xué)段的學(xué)生的差異性也決定了同一章節(jié)知識(shí)在具體模型建構(gòu)和題目選擇上要因時(shí)因人而異。隨著科技的發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)步，在題目的選擇上要大膽創(chuàng)新，并配以適當(dāng)?shù)木毩?xí)，進(jìn)一步夯實(shí)學(xué)生用模型解題的方法和技巧，以提高模型復(fù)習(xí)的有效性。

二、高三物理運(yùn)用“模型法”教學(xué)的基本程序

在經(jīng)過(guò)選模、歸納分類、精心選題、梯度設(shè)計(jì)、適當(dāng)練習(xí)準(zhǔn)備學(xué)案后，“模型法”在具體課堂教學(xué)的運(yùn)用程序如下圖：

學(xué)生在復(fù)習(xí)課學(xué)習(xí)過(guò)程中，所遇到的題目情景具有一定復(fù)雜性，在建模過(guò)程中，因受自身思維的局限性和語(yǔ)言表述的直觀性的制約，往往在課堂上所反饋的是片面的、點(diǎn)滴的、零碎的東西，存在著較大的偏差；學(xué)習(xí)這樣的模型時(shí)，教師的引導(dǎo)應(yīng)著重指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)“化繁為簡(jiǎn)”、“化難為易”，即學(xué)會(huì)有機(jī)結(jié)合新課學(xué)習(xí)過(guò)程中所掌握的模糊性“模型”，將復(fù)雜的情景分成幾個(gè)較為簡(jiǎn)單的模型。

三、高三物理教學(xué)“模型”的運(yùn)用

《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》課程基本理念指出，在課程內(nèi)容上選擇上要“加強(qiáng)與學(xué)生生活、現(xiàn)代社會(huì)及科技發(fā)展的聯(lián)系”。所以在高三物理的復(fù)習(xí)教學(xué)中，聯(lián)系生活，將“原型”轉(zhuǎn)化為“模型”是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要任務(wù)，而“模型法”教學(xué)的運(yùn)用則要根據(jù)學(xué)生實(shí)際選題和歸類，設(shè)計(jì)專題性的導(dǎo)學(xué)案讓學(xué)生利用課余時(shí)間提前自主復(fù)習(xí)和研究，教師通過(guò)對(duì)學(xué)生的課前自主練習(xí)、學(xué)習(xí)了解和把握，確定“模型”專題復(fù)習(xí)。如“圓周運(yùn)動(dòng)”可以采用如下模型進(jìn)行復(fù)習(xí)。

（一）題目背景

近年來(lái)高考、質(zhì)檢試題中的圓周運(yùn)動(dòng)往往與過(guò)山車、電動(dòng)機(jī)、彈簧等模型結(jié)合，解決這類問(wèn)題要求學(xué)生將復(fù)雜的物理過(guò)程分解為若干子過(guò)程，分析每一個(gè)過(guò)程的始末運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及物理過(guò)程中力、加速度、速度、能量等的變化，掌握運(yùn)用處理這一類模型的方法和技巧。

近年來(lái)各地高考、質(zhì)檢中關(guān)于“圓周運(yùn)動(dòng)”的試題原型：

（二）模型建構(gòu)

對(duì)比分析以上試題，學(xué)生的直觀反映是“都有圓周運(yùn)動(dòng)”。這一系列模型按照物理模型法皆屬于圓周運(yùn)動(dòng)模型，解決這一系列問(wèn)題，就是抓住其物理學(xué)中的基本模型：繩模型或者桿模型的臨界問(wèn)題，聯(lián)系到物理新課學(xué)習(xí)中的基本模型就是“過(guò)山車模型”。

如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，有一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而成，圓形軌道的半徑為R。一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止開(kāi)始下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)。

①要求物塊能通過(guò)圓形軌道最高點(diǎn)。求物塊初始位置相對(duì)圓形軌道底部的高度h的最小值。

②要求物塊能通過(guò)圓形軌道最高點(diǎn)，且在該最高點(diǎn)與軌道間的壓力不能超過(guò)5mg（g為重力加速度）。求物塊初始位置相對(duì)于圓形軌道底部的高度h的取值范圍。

在建構(gòu)過(guò)程中，學(xué)生往往會(huì)“先入為主”，思路簡(jiǎn)單、僵化。如在“含電動(dòng)機(jī)模型”中的能量問(wèn)題分析中，在計(jì)算功時(shí)，一看到要計(jì)算功，學(xué)生就往往只想到恒力做功公式W=Flcosα，而不會(huì)從W=Pt和W■=ΔE■等多條思路進(jìn)行考慮。在含“彈簧類模型”中的能量問(wèn)題分析中，要讓學(xué)生清楚由于彈簧不斷發(fā)生形變，導(dǎo)致物體的受力隨之不斷變化，加速度不斷變化，從而使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程較復(fù)雜；其次，這些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所包含的隱含條件很難挖掘，因此在求彈力的功或彈性勢(shì)能的改變時(shí)，一般從能量的角度來(lái)求解。

四、高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)中模型建構(gòu)歸類分析

（一）單一物理模型建構(gòu)分析

（二）綜合性物理模型建構(gòu)分析

1.變加速模型：抓住運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各個(gè)物理量（如受力、加速度、速度）的動(dòng)態(tài)過(guò)程圖的分析，特別是臨界狀態(tài)的分析應(yīng)抓住a=0為主線進(jìn)行分析和歸納。

如：“雨滴下落”和“傘兵空降”，如果所受阻力與速度的平方成正比，它在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各個(gè)物理量（如阻力、加速度、速度）的動(dòng)態(tài)過(guò)程可表示如下：

2.曲線運(yùn)動(dòng)模型：抓住拋體、圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析與受力分析，結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律和能量關(guān)系進(jìn)行求解，在臨界問(wèn)題的處理上，抓住最值問(wèn)題求解。

如：過(guò)山車模型中，抓住向心力來(lái)源和出發(fā)點(diǎn)與最高點(diǎn)的能量關(guān)系式。

3.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：這類問(wèn)題結(jié)合了重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)，進(jìn)行受力分析時(shí)注意各力的方向，結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行平衡或者牛頓運(yùn)動(dòng)定律的處理，同時(shí)結(jié)合能量問(wèn)題分析。

4.電磁感應(yīng)模型：注重對(duì)楞次定律、電路分析、受力分析、法拉第電磁感應(yīng)定律的考查，強(qiáng)調(diào)相互制約關(guān)系。

“模型法”作為高三物理復(fù)習(xí)方法中的一種，在復(fù)習(xí)教學(xué)過(guò)程中，做到注意指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中形成形象化的物理模型，在具體的問(wèn)題的解決過(guò)程中靈活地提取、應(yīng)用物理模型，跳出題海，提高學(xué)習(xí)效率，在建立合理的物理模型的基礎(chǔ)上正確理解物理概念和規(guī)律，善于尋找解決實(shí)際問(wèn)題的方法與技巧，并學(xué)會(huì)建構(gòu)新的物理模型，實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)和運(yùn)用的遷移和發(fā)展。