鄭利芹

(江蘇省徐州市鄭集高級中學(xué) 221100)

物理學(xué)科的邏輯性非常強.但是高中階段所研究的情況大多都是在理想條件下的.顯然，這與學(xué)生的日常生活不相符.那么，為了讓學(xué)生深刻理解、接受及應(yīng)用物理知識，模型的建構(gòu)就是必不可少的了.接下來，我將根據(jù)日常教學(xué)經(jīng)驗及教學(xué)研究，由淺入深，分析培養(yǎng)學(xué)生建構(gòu)模型的能力的方法.

一、分析原型特征，做出抽象

分析不同的問題，研究的主體必然不一樣.因此，教師應(yīng)該教會學(xué)生根據(jù)問題，分析原型的特征，抓住主體，進而做出抽象.只有掌握了研究對象及方向，分析問題時，才會事半功倍.

在教學(xué)“運動的描述”這一內(nèi)容時，其中第一節(jié)就將質(zhì)點的概念了解清楚了，即有質(zhì)量但不存在體積或形狀的點.這就是學(xué)生接觸的第一個抽象概念.因此，我在這一節(jié)尤其注意，因為質(zhì)點非常好用，但不是萬能的.首先，我將質(zhì)點的適用情況進行了詳細(xì)說明：質(zhì)點只有質(zhì)量，不存在體積或形狀，因此只適用于不需要考慮體積及形狀因素的情況.接下來，我舉了正反兩個例子，供學(xué)生深入理解：一個小球從山上滾下來，求它的運動軌跡時，可以將其簡化為一個質(zhì)點；但同樣是球，如果要研究乒乓球在行進過程當(dāng)中的旋轉(zhuǎn)方向及情況的話，顯然就不能把乒乓球看作一個質(zhì)點，因為質(zhì)點只有質(zhì)量，不存在體積或形狀.最后，我又設(shè)想了幾種情況，并對學(xué)生進行提問，以此來檢驗他們的學(xué)習(xí)成果：①一根桿子平放在地面上，分析地面對桿子作用力的大小及方向時，是否能將其看作一個質(zhì)點；②分析蹺蹺板兩邊重力對其平衡的影響情況時，是否能將蹺蹺板看作質(zhì)點.學(xué)生們也都給了我準(zhǔn)確的答案：在第一種情況下，由于桿子只受自身重力及地面支撐力，與質(zhì)量有關(guān)，與體積和形狀無關(guān)，因此可以看作質(zhì)點；但是在第二種情況下，研究蹺蹺板兩邊的受力，明顯與形狀有關(guān)，因此不能看作質(zhì)點.

經(jīng)過我比較清晰合理的講解，同學(xué)們對質(zhì)點也有了一定的掌握，基本可以根據(jù)研究問題對原型進行歸納和概括，進而分析問題.由于認(rèn)知順序的問題，我在課堂上的講述一定是有限的，但其實涉及到后面與電相關(guān)的知識時，也有質(zhì)點的應(yīng)用，教師一定要適時提醒.

二、抓住主次因素，解決問題

前面提到，高中物理的研究情況一般是在理想條件下,但在實際解決問題的過程中，并不會有人告訴學(xué)生哪些條件是應(yīng)該考慮的，哪些條件是應(yīng)該忽略的，這就需要我們教會學(xué)生自行歸納，抓住主要因素，從而解決問題.

“電磁感應(yīng)”這一內(nèi)容是一個難點，在教學(xué)中，我將其中很復(fù)雜的一些問題概括成了幾個模型，如“帶電粒子在帶等量異號電荷的平行板間的運動”.正式研究之前，我需要讓學(xué)生理解主次因素的判斷及選取.首先，從粒子的運動出發(fā).在電場中，帶電粒子不僅有位置的移動，同時還有自身的旋轉(zhuǎn)，這樣算下來的話，運算量和研究難度都會增大很多.但是，在這個研究中，明顯帶電粒子自身的旋轉(zhuǎn)是不需要考慮的，那么就只需要考慮帶電粒子的位置變化，即可以將帶電粒子抽象為一個質(zhì)點.接下來，考慮到平行板的邊沿效應(yīng)，又該如何解決呢？其實，帶等量異號電荷的平行板一般距離較近，板間電場可認(rèn)為是勻強電場，就研究帶電粒子在板間的運動而言，邊沿效應(yīng)可忽略不計，板間電場是主要因素.最后一個問題，我讓學(xué)生自己思索，帶電粒子是否還有別的受力.有了之前的例子，大家也都很清楚，雖然帶電粒子還有自身重力影響，但重力非常小，所以只需要考慮電場力.

實際研究過程中，對象的影響條件是非常多的.因此，要想建構(gòu)物理模型，就一定要學(xué)會對影響條件進行判斷，找出主次因素，才會找出正確的方向，減少時間浪費，進而解決問題.

三、對比實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律

物理模型是根據(jù)工作需要建立起來的，它的存在是為了更好的解決問題.因此，建立模型后還需要通過具體實驗進行檢驗，對比實際與理論的情況后對模型進行修正，才能真正應(yīng)用.

在教學(xué)“平拋運動的規(guī)律”的內(nèi)容時.在課本上，大家已經(jīng)了解到：平拋運動可看作水平方向的勻速直線運動以及豎直方向的自由落體運動的合運動.那么我們現(xiàn)在需要做的就是根據(jù)實驗，判斷平拋運動結(jié)論的合理性.在實驗室，學(xué)生們也碰到了一些問題，但根據(jù)之前建構(gòu)模型的理論和經(jīng)驗內(nèi)容，也都順利解決了.第一個問題是如何確定研究對象：用一個體積比較小的鐵球來研究，判斷其運動軌跡，可抽象為一個質(zhì)點.第二個問題是如何保證“平拋”：在桌面上放置一個帶有擋板的斜坡，讓小球從斜坡上滾下，然后從桌邊飛出，從離開桌面到落地的過程即為平拋運動.第三個問題是如何對影響因素進行取舍：小球在離開桌面到落地的過程中即為平拋運動，但除重力外，小球還受空氣阻力；考慮到小球體積小，密度大，空氣阻力可以忽略不計.實驗結(jié)束后，大家將實驗數(shù)據(jù)與公式

x=v0t、y=gt2/2進行對比，驗證了平拋運動的合理性.

物理模型的建構(gòu)并不是一蹴而就的，它需要我們在平時的教學(xué)中進行點滴滲透，借助物理問題不斷培養(yǎng)學(xué)生的建模意識，提升學(xué)生的建模能力.當(dāng)然，考慮到實際操作中的很多問題，在實際建模訓(xùn)練的過程中，還需要不斷進行修正.因此，學(xué)生的動手實驗也是極為重要的.教師需要給學(xué)生提供足夠的平臺，讓他們能夠動手操作，發(fā)現(xiàn)并解決問題.

綜上所述，建構(gòu)模型是物理學(xué)科中很重要的思想，更是優(yōu)化學(xué)生思維，提升學(xué)生綜合素養(yǎng)的重要途徑.教師一定要注重對學(xué)生思維的培養(yǎng)，讓他們從原型抽象、分析主次及實驗對比等方面進行學(xué)習(xí)和應(yīng)用.經(jīng)過系統(tǒng)科學(xué)的訓(xùn)練，大家一定能夠熟練掌握.