物理模型在教学中的有效运用

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  随着我国教育体制改革的不断深化,人们越来越注重教学的质量.对于初中的物理教学,根据物理理论知识来建立相应的物理模型,并将该模型用于解决物理学中的某些实际问题,将会起到事半功倍的作用.
  物理学作为一门基础自然学科,是一门极易激发人们想象力和探究能力的学科,与别的学科相比,对于培养学生探究性学习能力方面具有鲜明特点.
  随着课程改革不断深人,传统的物理课堂教学模式面临着新的挑战与机遇.教师应从初中物理教学中物理模型教学方法出发,深入探究新课改背景下物理模型教学的有效策略,通过模型来使原本抽象的物理知识更加具体、形象、简单,从而促进初中学生掌握物理基础知识,并培养学生的探究性学习能力.本文主要是对我国初中物理模型教学的现状进行探讨分析,从中找出问题所在,并提出相应的解决措施.
  一、初中物理中常见的物理模型
  分析
  1.条件模型化
  在初中物理教学过程中,由于解决物理问题所涉及的知识面比较广,对于某一具体问题的解决必须根据一定的条件来进行,才能使所解决的问题更加简单、易懂.例如,在讲述带电粒子在电场中的运动相关知识时,由于带电质量非常小,其所受的重力远小于电场力.此时,可以不考虑重力的影响,使问题得到简化,并将有效地提高课堂教学效率.
  2.对象模型化
  当我们表达某些客观实体,如质点等的物理状态时,我们可以舍去物体的大小、形状、转动等物理因素,主要是突出其所处的位置和质量的特性,从而使复杂的实际物体简单化.同时,对于那些本身体积大小可以忽略但是重量不能忽略的物体,本身的大小在所研究的问题中可以忽略.例如,薄透镜、点电荷、弹簧振子以及单摆等,也能当做质点来处理.
  3.数学模型
  在初中物理模型教学过程中,应该根据相关物理数据不断地建造能够反映特定物理状态及物理过程规律的数学模型.再借助于所建立的物理模型来分解物理过程.这样不仅能够达到使用理论知识来分析实际物理问题的目的,还能够使学生对那些原本乏味、抽象的物理知识更加明白,进而提高初中物理教学的效率.例如,在讲述单摆作简谐运动的内容时,通过建立数学模型来分析,在单摆摆动过程中为什么要求摆角小于10°等问题,从而有效地激发学生对物理的学习热情.
  二、初中物理模型在教学中的运
  用策略
  1.构造过程模型,通过图形来解决物理问题
  在初中物理教学过程中,许多章节的内容都涉及物理过程的知识.这就要求教师必须结合课本的内容并构造过程模型,将物理过程进行模型化,从而建立相应的图形,使一系列复杂、抽象的物理过程经过简化、分解,使学生更加容易地理解物理过程.例如,在讲述物体的平抛运动规律时,教师应该通过建立过程模型,使该质点的运动过程分为两部分:(1)质点在竖直方向仅受重力作用下运动,也就是只考虑质点做自由落体运动;(2)不考虑竖直方向,只考虑水平方向的运动.由于水平方向不受力,因此,质点在水平方向上可看成做匀速直线运动.由此可见,通过建立相应的物理过程模型,不但可以使问题得到简化,还可以加深学生对有关物理知识的理解,有利于培养学生解决实际问题和综合性问题的能力.
  2.建立模型概念,加深物理概念的理解
  所谓物理概念,指的是客观物理现象在人脑中的反映,也就是将原本抽象的、空洞的物理知识高度概括出来.因此,在初中物理教学中,要想加深学生对物理知识的理解,提高学生的学习热情,就必须将具体的物理概念与学生已有的物理知识有机联系起来,使之更加形象化、具体化,加深学生对物理概念的理解.例如,在讲述牛顿第一定律时,如果仅仅讲解课堂上的内容将难以让学生明白它的真正意义,并且显得相当空洞.因此,必须建立模型,并且要通过实验来证实该模型的正确性.只有这样,才能切实地提高初中物理教学的效率.
  3.物理模型来源于实践又反作用于实践
  人们的生活周边时时刻刻都涉及物理知识,物理知识在人类社会进步中发挥重要作用,未来人类科学技术的发展仍然离不开物理知识的发展与进步.然而,作为物理基本知识单元——物理模型,是中学生掌握基本物理知识的基础,也是解决具体物理问题的工具.
  在初中物理教学中,必须不断改变传统的教学理论,要使所建立的物理模型源于实际,对原有知识结构进行重新组合,不断发现原有物理模型的缺陷,及时采取相应的解决策略,然后通过所建立的物理模型来指导实践,切实地提高初中物理模型教学的质量.例如,自由落体物理模型的建立,有利于促进人们对飞行器在空中运动受力状况的研究,进而有效地推动飞行器技术的发展与改革.
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