陳新龍
摘要:中學(xué)和理科都很難學(xué)到物理。物理學(xué)作為一門科學(xué)和藝術(shù)的學(xué)科,在某種程度上是科學(xué)和戰(zhàn)略的。初中物理是將學(xué)生個體智力與教師課堂教學(xué)相結(jié)合的過程。物理研究,不管是物理模型,還是物理模型,模型都非常重要。特別是在力學(xué)和運動方面,我們遇到了一個物理問題,就會聯(lián)想到一個物理模型。將復(fù)雜的:抽象的問題轉(zhuǎn)換為直觀的問題,根據(jù)物理課程的特點,許多知識點可以通過模型進行有效的建模,從而為模型的應(yīng)用提供更多的操作空間。
關(guān)鍵詞:初中物理;模型教學(xué);研究策略
前言;物理學(xué)是一門非常基礎(chǔ)的學(xué)科,它的應(yīng)用范圍非常廣泛,幾乎每天都能看到物理現(xiàn)象。這是一種最基本的物質(zhì)運動,每個運動都是彼此關(guān)聯(lián)而非獨立的。在初中物理課堂上,運用數(shù)學(xué)模型進行教學(xué),不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且還能提高他們的實際操作水平。
一、物理模型的概念
物理學(xué)的目的在于了解并了解大自然。但是,大自然中的一切事物都是相互關(guān)聯(lián)的,每時每刻都在發(fā)生著改變,所以我們必須從一開始就遵循一條基本原則:從簡單到復(fù)雜,從復(fù)雜到復(fù)雜。根據(jù)這一原則,我們在遇到復(fù)雜問題時,都會考慮到它們。
物理問題的影響因素很多,過程也比較復(fù)雜,因此,物理問題的求解往往采用一種比較簡單的方法,即抽象地抓住問題的本質(zhì),忽略其次要的要素,從而獲得理想的物質(zhì)、過程或假設(shè)的構(gòu)造,即所謂的物理模型(或理想的物理模型)。
二、物理模型的構(gòu)建模式
(一)類推式物理模型
一些物理現(xiàn)象和定律,我們無法用物理模型去描述,只要能用物理模型去模擬,就可以用數(shù)學(xué)建模,像電壓,電流之類的抽象概念,在學(xué)生的頭腦里是不存在的,但在物理方面,學(xué)生們都很熟悉,甚至可以用水壓來模擬。
(二)物理模型的虛擬建模
物理的學(xué)習(xí)中,有許多物理現(xiàn)象,物理概念,物理物理的概念,物理的物理概念,以及物理的物理,都是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ),但是,要想讓學(xué)生掌握物理的基礎(chǔ)知識,就必須要有一個虛擬的物理模型。比如,為了更好的描述光的傳播,引入了磁感線,以便更好的描繪出物理模型。
三、物理模型在初中物理教學(xué)中的重要性
(一)促進學(xué)生對新知識、新觀念的吸收
在普遍的情況下,客觀上的東西都是合乎邏輯的,而這些性質(zhì)在人類的頭腦里就會產(chǎn)生。要將一個客觀的東西深深地印入大腦,就必須將其形象化、具體化,并將其與大腦中已經(jīng)存在的東西相關(guān)聯(lián)。許多物理模型都是以理想化的模式為對象來構(gòu)建的。在運用概念模型時,往往抓住關(guān)鍵要素,把次要要素拋諸腦后,以求解決實際問題。
比如,學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候,很難理解什么是粒子,什么是理想氣體,什么電荷,什么是電荷,而在建立了一個概念模型之后,他們就可以快速的了解和吸收新的知識。
(二)培養(yǎng)和提高學(xué)生問題解決能力
適當(dāng)?shù)奈锢砟P湍軌虿粩嗵岣邔W(xué)生的解題能力,擴展他們的思考能力,使-切問題變得容易,從而達到事半功倍的目的。比如,在初中物理課堂上,教師可以建立一種理想的“單擺”模式,讓學(xué)生對它的相關(guān)方程和類似于單擺的問題有更多的認(rèn)識。
(三)加強學(xué)生對未來的科學(xué)預(yù)測
教師在教室里使用了一套有邏輯性的教學(xué)方式,他們將很多瑣碎的事情都放到一旁,并將其最重要的特征放到一旁,使其突出。在特定條件下,模型的使用也是有限的。正確的模型能使人們對事物的性質(zhì)有更好的理解,因此對事物有更清晰的認(rèn)識。建立一個物理模型,不僅可以降低計算誤差,而且可以降低計算的誤差。隨著人類社會的發(fā)展,人們認(rèn)識和了解的速度在不斷加快,物理模型也在不斷完善。
(四)建立和協(xié)調(diào)物理模型
物理模型不僅僅是簡單的展示了物理學(xué)的規(guī)律,更是給人一種自然規(guī)律的完美與協(xié)調(diào)。如動量和動能,一個是時間上的累積,一個是空間上的力量累積。力量的作用在時間和空間上都是那么的完美,那么的和諧,那么的自然。物理學(xué)是科技與思維的結(jié)晶,是物理知識與技巧的完美融合。
這是科學(xué)和人文精神相互影響的巨大結(jié)果。雖說在學(xué)生時代,想要構(gòu)造出動量定理、動能定理這種近乎完美的物理模型,幾乎是不可能的事情。
物理模型的優(yōu)點遠不止于此,還有很多哲學(xué)。通過對光特性的考察,我們可以發(fā)現(xiàn),波粒二象性模式既是對立面,又是統(tǒng)一性,這將有助于學(xué)生樹立正確的辯證唯物主義取向。任何一種說法,都不為過。希望學(xué)生在日常生活中注重建立數(shù)學(xué)模型、建立科學(xué)思維、理解物理難題、提高科學(xué)預(yù)測能力等。因此,必須熟練地建立和運用物理模型。
四、初中物理模型教學(xué)的策略
(一)對學(xué)生觀察與創(chuàng)新的發(fā)展具有積極作用
物理建模還能提高學(xué)生的觀察能力和創(chuàng)造性,讓他們的思維更加靈活,教師可以用物理模型來指導(dǎo)他們,讓他們明白物理規(guī)律,讓他們能夠在模型的基礎(chǔ)上進行分析,讓他們能夠最大限度地發(fā)揮自己的洞察力和創(chuàng)造力。
比如,在給同學(xué)們講解電動機的工作原理時,可以用一個微型馬達的模型來引導(dǎo)他們?nèi)ビ^察馬達的構(gòu)造,再用電源帶動馬達轉(zhuǎn)動,再讓他們看到馬達轉(zhuǎn)動的方向,電流,以及磁場的方向,再分析出磁場對電流的作用,從而讓他們明白其中的作用。
(二)教師要重視意識的培養(yǎng)
一個理想的物理模型,不但是一個偉大的物理學(xué)范例,也是一個很有價值的理論依據(jù)。在實際操作中,教師要根據(jù)所學(xué)的內(nèi)容,對所學(xué)的物理模型進行適當(dāng)?shù)姆治?、綜合、類比、等方式,省去次要因素,讓學(xué)生從一個復(fù)雜的問題中抽象出一個我們所熟知的物理模型,再運用現(xiàn)有的知識來解決問題。當(dāng)然,這非一-朝一夜就能做到的,而是要教師在整個教學(xué)中,將這種模式意識融入其中。在物理建模教學(xué)中,應(yīng)分階段進行,以提高學(xué)生對物理模型的認(rèn)識與理解,提高數(shù)學(xué)模型的綜合能力,提高數(shù)學(xué)模型的綜合能力。
(三)利用教學(xué)資源降低建模難度
在教學(xué)過程中,要充分展示知識的發(fā)展過程,使學(xué)生能夠正確地建立物理模型。雖然傳統(tǒng)的物理教科書的教學(xué)模式和范例都是經(jīng)過精心挑選、精心斟酌、運用的,但在學(xué)生看來,它的抽象和難懂。通過實驗、圖片、電視錄像、多媒體課件等方法,將物理問題和物理思考融入到情景中,使學(xué)生在不知不覺中學(xué)習(xí)物理過程,并建立物理環(huán)境和物理模型。比如,在牛頓第一定律中,伽利略傾斜試驗就是一個很好的實驗,教師可以用圖片和動畫的形式再現(xiàn),讓學(xué)生明白,一個完美的實驗建立在真實的基礎(chǔ)上,這是一種科學(xué)的方法,所以牛頓定律雖然看起來很理想化,但實際上是正確的。
結(jié)語;物理建模的好處可不止于此,它還蘊含著許多哲理。通過波粒二象性模物理模型的構(gòu)建對初中物理教學(xué)具有重要的指導(dǎo)意義。物理模型的構(gòu)建有很多種方式,要根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容,選取適當(dāng)?shù)哪P汀?/p>
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