摘 要:物理學(xué)科本身對(duì)學(xué)生的抽象思維和分析能力要求較高,特別是一些復(fù)雜的物理過(guò)程對(duì)于思維能力相對(duì)較低的初中學(xué)生而言,理解起來(lái)的確具有一定的難度.而如果我們?cè)诮虒W(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)正確的物理模型,讓學(xué)生在紛繁的物理過(guò)程中把握問(wèn)題的本質(zhì),則不僅有助于學(xué)生輕松理解物理過(guò)程,快速解決物理問(wèn)題,更能培養(yǎng)學(xué)生良好的物理素養(yǎng),對(duì)學(xué)生以后的物理學(xué)習(xí)起到積極的推動(dòng)作用.
關(guān)鍵詞:物理模型;解題能力;策略方法
中圖分類號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1008-0333(2020)11-0054-02
初中是學(xué)生第一次接觸到物理學(xué)科的時(shí)期,抽象的物理概念和難懂的物理知識(shí)對(duì)于學(xué)生理解物理、感悟物理造成了一定的困難.因此,直觀且簡(jiǎn)潔的物理模型在這個(gè)階段就顯得極為重要.通過(guò)建構(gòu)物理模型,學(xué)生對(duì)很多問(wèn)題迎刃而解,解題效率也得益大幅提升.但物理模型的構(gòu)建是有邏輯和順序的,更要循序漸進(jìn),這就要求我們教師在平時(shí)的教學(xué)中,通過(guò)科學(xué)有效的方法,巧妙的進(jìn)行滲透.
一、對(duì)象模型,忽略次要因素
要想建構(gòu)模型,我們首先得清楚研究對(duì)象.同時(shí),一個(gè)研究對(duì)象并不只有單方面的特點(diǎn),更多時(shí)候會(huì)有很多研究方向.因此,這時(shí)候我們就需要引導(dǎo)學(xué)生忽略其次要因素,才能迅速建構(gòu)對(duì)象模型.
初中階段,物理教學(xué)是按照“聲、光、熱、力、電”的知識(shí)體系完成的.在教學(xué)過(guò)程中,這些內(nèi)容都或多或少地突破了學(xué)生對(duì)于其原本的認(rèn)知.在八年級(jí)上冊(cè)第四章,教材分別從光的直線傳播、光的反射和平面鏡成像等方面對(duì)“光現(xiàn)象”進(jìn)行了探討.筆者在教學(xué)中準(zhǔn)備了小鏡子和激光筆.通過(guò)將激光筆照在鏡子中,不斷調(diào)整鏡子的方向和位置,讓大家在墻上看到不同位置的紅點(diǎn).同時(shí),我還讓大家通過(guò)激光筆和鏡子自行嘗試進(jìn)行紅點(diǎn)的控制和調(diào)整,感受光線變化的規(guī)律.至此,向大家提出了一個(gè)問(wèn)題:大家認(rèn)為光線的傳播是有規(guī)律的、可控的嗎?大家的答案是肯定的.那么,為什么日常生活中我們對(duì)此沒(méi)有感受呢?大家思考了一段時(shí)間,得出了相對(duì)合理的結(jié)論:現(xiàn)實(shí)生活中的光源是非常復(fù)雜的,大家互相制約和影響,所以光線的特點(diǎn)很難顯示出來(lái).課堂的最后,我做了一個(gè)小小的總結(jié):任何物質(zhì)本身的運(yùn)動(dòng)和變化都是有規(guī)律和邏輯的,我們?cè)谔骄窟^(guò)程中一定要想辦法將其特點(diǎn)放大,才能突出主要因素、忽略次要因素,進(jìn)而得出“光線模型”的結(jié)論.
生活中的各種現(xiàn)象都是可以用科學(xué)解釋清楚的,但由于大家對(duì)此早已習(xí)慣,因此很難從這個(gè)怪圈跳出來(lái).我們教師要做的就是引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)始注意日常生活中的科學(xué)現(xiàn)象并學(xué)會(huì)探究,善于從紛擾的事物中提煉出有價(jià)值的信息,摒棄無(wú)用的干擾因素,加以甄別,這樣才能有效建立對(duì)象模型,為建構(gòu)正確的模型奠定正確的基礎(chǔ).
二、條件模型,忽略所處條件
像光線一樣,生活中別的問(wèn)題也會(huì)被各種各樣的因素所影響.研究起來(lái),如果沒(méi)有取舍,不僅會(huì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力,得出的結(jié)果也很可能會(huì)有很大的偏差.因此,我們一定要教會(huì)學(xué)生根據(jù)所求問(wèn)題進(jìn)行條件的判斷和取舍.
在物理語(yǔ)言表述中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)有“光滑面、輕質(zhì)桿、輕繩”等情況,這就是條件模型的體現(xiàn).在這些所給條件中,本身就已經(jīng)忽略了條件中一些摩擦力和重力等不重要的條件.那到底哪些應(yīng)該列入考慮而哪些條件又該舍棄呢?在“簡(jiǎn)單機(jī)械”一章中,我們學(xué)習(xí)了杠桿的知識(shí).按理來(lái)說(shuō),杠桿原理并不能簡(jiǎn)單歸納到力矩的平衡上,因?yàn)楦軛U本身的重力對(duì)平衡結(jié)果也有很大的影響.但初中階段的課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生的要求并沒(méi)有這么高,主要目的還是了解力矩的平衡原理.因此,我讓同學(xué)們通過(guò)動(dòng)手操作與實(shí)踐進(jìn)行了探究.在實(shí)驗(yàn)室擺好儀器后,我讓大家不斷改變杠桿的中間位置和兩邊砝碼的重量,探究平衡時(shí)力矩和力臂的特點(diǎn).進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)后,我讓大家共享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).通過(guò)這么多份數(shù)據(jù),同學(xué)們也都得出了結(jié)論:砝碼相比與杠桿的重量越大,平衡條件就越接近于所學(xué)的杠桿原理.所以說(shuō),直到現(xiàn)在,大家才真正明白物理語(yǔ)言中“輕質(zhì)桿”的真正含義.
不僅僅是杠桿原理,在別的內(nèi)容中同樣有條件模型的建立.如機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的光滑面和簡(jiǎn)單機(jī)械中的輕質(zhì)滑輪等.在這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)過(guò)程中,教師一定要讓學(xué)生真正理解哪些條件應(yīng)該忽略以及忽略的原因,學(xué)生才能學(xué)會(huì)條件模型的建立.
三、過(guò)程模型,忽略具體過(guò)程
研究物體時(shí),除了對(duì)象和條件,運(yùn)動(dòng)過(guò)程同樣應(yīng)該得到重視.在實(shí)際過(guò)程中,物體被各種因素影響,運(yùn)動(dòng)一定是會(huì)有偏差的.但這種偏差不可控也很難測(cè)量和計(jì)算.因此,學(xué)會(huì)忽略中間過(guò)程且進(jìn)行過(guò)程模型的建立,是非常有必要的.
在“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”一章中,我們共同探究了用速度描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢以及平均速度的測(cè)量.這一塊內(nèi)容我是以百米運(yùn)動(dòng)員在賽場(chǎng)上的成績(jī)?yōu)槔M(jìn)行講解的:小明在參加百米賽跑過(guò)程中,前70米用了9秒,最后30米沖刺階段用了3秒,請(qǐng)描述小明的速度變化并求出他這一段路程的平均速度.由于過(guò)程模型意識(shí)還不強(qiáng)烈,學(xué)生們對(duì)于這道題并沒(méi)有一個(gè)正確的總體思路,總是在拘泥于一些細(xì)節(jié):前70米過(guò)程中小明的速度是否有所變化、小明在跑步過(guò)程中是否相對(duì)跑到有所偏移導(dǎo)致路程增大等.接下來(lái)我對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題做出了具體的解釋:首先,小明的運(yùn)動(dòng)不可能是恒定的,但沖刺階段一定比前面的階段速度要快;第二,直線運(yùn)動(dòng)中些許的偏移一定是有的,但在整個(gè)過(guò)程中占比很小,足以忽略;最后,這一類細(xì)小的因素是數(shù)不完的,一定要學(xué)會(huì)忽略,不然計(jì)算也很容易出錯(cuò).最后,大家也理解了過(guò)程模型,對(duì)我提出的問(wèn)題做出了正確的解答:小明前面階段的運(yùn)動(dòng)速度小于沖刺階段,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的平均速度為100÷12=8.3米每秒.
勻速直線運(yùn)動(dòng)是一種對(duì)現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)的理想化提煉,更是一種理想化模型,這樣一種模型的建立需要我們教師在平時(shí)的教學(xué)中潛移默化的引導(dǎo)學(xué)生,讓學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)日常身邊熟悉的物理現(xiàn)象進(jìn)行加工取舍,提煉其中最核心的關(guān)鍵.對(duì)此,教師一定要對(duì)學(xué)生思維進(jìn)行重塑,有整體觀念,不拘泥于細(xì)枝末節(jié),這樣才能在點(diǎn)滴之間促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)起正確的模型.
總之,抽象的物理知識(shí)和復(fù)雜的物理過(guò)程對(duì)初中學(xué)生來(lái)說(shuō)具有一定的困難,也無(wú)疑會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)自信.但通過(guò)幫助學(xué)生樹(shù)立模型意識(shí),引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理模型進(jìn)行構(gòu)建解讀,學(xué)生的思維會(huì)更加直觀,解題也會(huì)更加流暢,學(xué)生的物理能力也會(huì)在在潛移默化中得以提升.
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[責(zé)任編輯:李 璟]
收稿日期:2020-01-15
作者簡(jiǎn)介:邵靚(1982.11-),男,江蘇省常熟人,本科,中學(xué)一級(jí)教師,從事物理教學(xué)研究.