1、浅谈高中教学中建立物理模型的重要性-培养学生的建模能力姓 名: 张洪燕单 位:青海省格尔木市第二中学邮 编: 联系电话: 18909791526通讯地址: 青海省格尔木市第二中学浅谈高中教学中建立物理模型的重要性-培养学生的建模能力内容提要 物理模型可以作为解决问题的切入点，使问题得到简而有效的解决，物理模型在理论联系实际中起到了桥梁的作用。毕竟，物理模型是整个物理学的支柱，物理模型在教学领域有着重要的价值其重要性自然不言而喻。 关键词: 构建物理模型 物理教学 重要性 建模 培养创新思维正文：物理模型为解决物理问题提供了一个可以有效解决抽象问题的简单的方法，根据模型可以有效的将问题“化繁为简
2、”并加以解决，使我们对物理学本质的理解更加细致深入,对物理问题的分析更加清晰。一、“物理模型”的涵义及重要性自然界是纷繁复杂、千变万化的，人们要研究的实际问题往往有众多的因素，为了研究问题的方便，物理学上常常采用“简化”或“理想化”的方法，对实际问题进行抽象化处理，得到一种能反映原物质本质特性的理想的物质（过程）或假想结构，此即为“物理模型”。笔者针对教学谈几点物理模型的重要性：1“物理模型”是形象思维和抽象思维的统一，是物理学研究的常用方法。既是物理科学体系中光辉的典范，也是人们通过科学思维对物理世界中的原物的抽象描述。2 “物理模型”既原于实践,而又高于实践，具有一定的抽象概括性。正因为物
3、理的抽象性，学生普遍感觉高中物理难学，听听还懂,解决实际问题就困难。物理模型的有效使用能培养学生对较复杂的物理问题进行具体分析，正确运用科学抽象思维的方法去处理物理问题的能力，有助于培养学生的创新思维,这是培养创新能力的主渠道。 3.“物理模型”对学生的思维发展、解题能力的提高起着重要的作用。熟练使用模型化方法有利于学生使抽象的物理问题更直观、形象。所以，物理学中常常采用“简化”的方法，对实际问题进行科学抽象的处理，采用物理模型方法，突出物理问题的主干，疏通思路，帮助学生建立起清晰的物理图象，使物理问题“化难为易”、“化繁为简”，这样不单起到降低教学难度增强学生学习的自信心的作用，同时还潜意识
4、地培养了学生的创新能力。如，我们在运动学中建立了理想化的“质点”模型，学生对这一模型有了充分的认识和足够的理解，为以后学习万有引力定律，以及电学中的“点电荷”模型、光学中的“点光源”模型等奠定了良好的基础。物理模型有助于将物理学中大量抽象的逻辑思维辅之以生动的形象思维，使学生学习新知识时容易理解和接受。二、构建物理模型重在创新思维的培养教学中物理模型的构建实质上就是培养学生的创造性思维。 所谓物理创造性思维，就是物理思维结果具有新奇性、独创性、目的性和价值性的物理思维活动。首先，思维的产品必须是新奇的和有独创的，其次，思维的产品必须符合物理思维的目的和具有一定的价值。构建物理模型是一种重要的科
5、学思维方法，实验证明，只有在合理地安排知识体系的基础上，通过构建物理模型，才能培养学生学习物理的兴趣，提高他们的学习主动性和自觉性，还可使课堂教学目标集中，有利于抓住重点、突破难点，大面积提高教学效率。构建不同的物理模型,有效利用物理模型从而培养学生的创新思维能力。良好的思维能力是创新能力的保证，只有正确的思维才谈得上有良好的创新。为了有效培养创新能力可采用如下物理模型： 1对象物理模型即把物理问题的研究对象模型化。如物理教材中提到的：“质点”、“点电荷 ”、“单摆”、“点光源”等都属于这类模型。2、过程物理模型即把研究的物理对象的实际运动过程进行近似处理，排除其在实际运动过程中的一些次要因素
6、的干扰，使之成为理想的典型过程。如物理教材中提到的，“匀速直线运动”、“等温”过程、“简谐振动”、两物体的弹性碰撞过程等都属于这一类型。3、条件物理模型即排除物体所处外部条件的次要因素，突出主要方面。如中学学过的“接触面光滑”、“绝热”等。 4.理想物理模型，如，“自由落体运动”、 “平抛运动”、“匀速圆周运动”、“简谐振动”、等等，正是引入了这些理想化的物理模型，才得以使我们面对许多复杂的现实问题，通过简化处理能够比较顺利地予以解决。同样针对一个探究实验教学经过许多过程和步骤，归纳起来有：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估与交流。这一过程中的每个环
7、节都很重要，要结合实验的实际有选择地利用。学生是否具备自主探究知识的本领，是否能有效建模直接影响到课堂教学的效果，因此在实验的过程中要培养学生多种建模能力三、物理教学中怎样建模,如何培养学生建模引导学生真正认识和理解甚至建立物理模型，显然是培养学生创造性思维和创新能力的不可多得的途径。物理模型的建立是一个创造性过程，对物理模型的认识和理解也是培养创新能力的过程。 、对物理概念建模。通过分析、比较、抽象、概括等物理思维过程，找出它们共同的、本质的属性和特征，又必须忽略所研究物理原型的一些次要因素。其实建立概念模型实际上就是撇开与当前考察无关的因素以及对当前考察影响很小的次要因素，抓住主要因素，认
8、清事物的本质，利用理想化的概念模型解决实际问题。尽管质点的概念很简单，如果只教会学生质点的概念，而没有使学生明确物理模型的思维过程以及运用物理模型的基本方法和思路也是失误，毕竟学生在理解这些概念时，很难把握其实质，而建立概念模型则是一种有效的思维方式。如、理想气体、点电荷、纯电阻、刚体、理想流体、绝对黑体等等。、对物理过程建模。在中学物理中建立的理想化的物理过程有自由落体运动、简谐运动、简谐波、绝热过程等都是物理过程和物理状态的模型化，它们从不同的侧面和角度描述和揭示了各种问题中实际过程的特征，也标志着物理学研究的深化。各种最基本的运动形态、物质的结构及其相互作用，为自然界物质的运动、结构及相
9、互作用提供一幅绚丽多彩、结构严谨的图画，以便人们认识世界和改造世界。、对物理情境建模在高中物理常见的物理情境模型在力学中有碰撞模型、反冲模型、子弹打木块模型、皮带运送模型、弹簧模型等，在电学中有带电粒子在电场中运动模型、带电粒子在磁场中运动模型、带电粒子在复合场中运动模型、金属棒运动切割磁感线的模型、金属框穿过磁场运动的模型等等。总之，物理模型是人们通过科学思维对物理世界中的原物的抽象描述，教学中物理模型的构建实质上就是培养学生的创造性思维。物理模型是培养学生创造性的很好素材，充分科学地用足用活物理模型，给学生营造一个宽松的充分体现以“学生为主”的课堂环境，在平时的教学过程中，必须注意培养学生
10、构建和应用物理模型的能力。因为建模活动本身就是一项创造性的思维活动。它可以培养学生的想象能力，直觉思维能力，猜测、转换、构造等能力，这些能力正是创造性思维所具有的最基本的特征。 可见，物理模型是指：用一种能反映原物本质特性的理想物质（过程）或暇想结构，去描述实际的事物（过程）。这种理想物质（过程）或假想结构称之为“物理模型”。“物理模型”的建立，是人们认识和把握自然的一个典范。是先贤的一种创举。“物理模型”的建立是一个创造性过程，对物理模型的认识和理解也是一个创造性的过程一个培养创新能力的过程。可见，引导学生真正认识和理解甚至建立“物理模型”，显然是培养学生创造性思维和创新能力的不可多得的途径
11、。那么，怎样把握好“物理模型”去培养学生的创新能力呢？下面我想先谈谈几个问题：一、中学常见的物理模型有几种？”1、研究对象理想化的模型。例如，质点、点电荷、理想气体、恒压电源等。2、运动变化过程理想化的模型。如，“自由落体运动”、“简谐振动”、等等，这些都是把复杂的运动过程理想化了的“物理模型”。二、物理模型有哪些特点？l、物理模型是抽象性和形象性的统一。物理模型的建立是舍弃次要因素，把握主要因素，化复杂为简单，完成由现象到本质、由具体到抽象的过程，而模型的本身又具有直观形象的特点。2、物理模型是科学性和假定性的辩证统一，物理模型不仅再现了过去已经感知过的直观形象，而且要以先前获得的科学知识为
12、依据，经过判断、推理等一系列逻辑上的严格论证，所以，具有深刻的理论基础，即具有一定的科学性。理想模型来源于现实，又高于现实，是抽象思维的结果。所以又具有一定的假定性，只有经过实验证实了以后才被认可，才有可能发展为理论。三、物理模型有哪些主要功能？1、可以使问题大为简化，从中较为方便地得出物体运动的基本规律。2、可以对模型讨论的结果稍加修正，即可用于实际事物的分析和研究：3、有助于对客观物理世界的真实认识，达到认识世界，改造世界，为人类服务的目的。以上是教师驾驭“物理模型”教学首先要明确的几个问题。那么，在物理教学中又如何利用“物理模型”教学去培养学生的创新能力呢？首先，利用“物理模型”教学培养
13、学生的创新意识。创新意识和创新能力是两个不同的概念，有时意识比能力更重要。以上我们已经谈到，物理模型的建立很具创新性，教师应该把建立物理模型的这种创新的思路启发地诉之于学生，这样对学生创新意识的培养才是有益的。其次，利用“物理模型”培养正确的思维方法，从而培养创新能力。正确的思维方法是提高思维能力的基础，良好的思维能力是创新能力的保证，只有正确的思维才谈得上有良好的创新。但是由于年龄的关系，中学生一般只注意知识的学习，并不关心自己的思维方法是否正确，更不能自觉地纠正一些不正确的思维方法，这就影响了思维发展。因此，指导学生运用正确的思维方法是培养学生创新能力首要任务。“物理模型”的建立，也是一种
14、严密的正确的思维方法，其思维过程非常明显，分析好每一个“物理模型”的建立思维很重要，以“质点”这个物理模型为例，为什么要将物体简化为质点？在什么时候什么物体可以简化为质点？质点的概念很简单，如果只教会学生质点的概念，而没有使学生明确这种建立物理模型的思维过程以及运用物理模型建立概念的基本方法和思路，这将是教学上的一重大失误！分析好每一个“物理模型”的建立思维固然重要，但更重要的是引导学生去领悟这种思维过程，去品味这种思维过程，例如，在讲“自由落体”时，就应该引导学生去理解，为什么要把物体的下落运动理想成“自由落体”，明确学习“自由落体”的真正的实际意义，经过引导、启发、分祈，学生自然而然地就会
15、领悟到其中的奥秘，从而培养学生正确的思维方法，达到培养创新能力的目的。再次，中学物理教材中有许多物理知识比较抽象，学生往往不易理解和接受，并会因此而失去学习的信心。但如果借助“物理模型”教学，通过采用模型方法，突出物理问题的主干，疏通思路，帮助学生建立起清晰的物理图象，使物理问题化难为易，化繁为筒，这样不单起到降低教学难度增强学生学习的自信心的作用，同时还潜意识地培养了学生的创新能力。最后我还要强调一点，在“物理模型”的建立和分析的教学过程中，要摸清学生各种错误的思维方法，及时予以纠正。例如，学生受了绝对化的片面思维方法的影响，不理解物理学中采用的理想化的思维方法，以为理想化不精确，脱离实际，
16、有时对教师导出的某公式所采用的近似方法表示不可理解，在实验中追求百分之自的精确度。这里我们就要及时指出物理模型的特点和功能，使学生明确物理模型的科学性，明确物理模型的条件性。及时纠正这类学生的思维方法，这也是培养和锻炼创新思维和创新能力的好途径。浅谈高中物理教学中物理模型的有效性- 怎样培养学生建模能力内容提要 物理模型可以作为解决问题的切入点，因为建立有效的物理模型在整个物理学中起支柱作用，当然物理模型在教学领域中的重要性自然不用质疑。它能使物理问题得以化简为易的效果,同时物理模型的构建在理论联系实际中起到了纽带和桥梁的作用。 关键词: 构建物理模型 有效性 培养 创新思维 建模能力正文：物
17、理模型为解决物理问题提供了一个可以有效解决抽象问题的简单的方法，根据模型可以有效的将问题“化繁为简”并加以解决，使教师学生更容易透彻深入的理解物理概念及规律,能使学生对物理产生更加浓厚的兴趣,让学生才能有效的将所学知识应用于实际。那么理解了物理学的本质才能足以质疑物理问题、分析物理问题、解决物理问题。毕竟物理学本身是一门理论性、实践性很强的学科，那么如何要让学生悟出物理本质，如何有效进行教学，同时如何培养学生的建模及实践能力值得深思。因为学生学习的积极性、主动性，往往来自于有效的引导,如何最大限度的激发学生学习物理的积极性和兴趣，笔者针对教学谈几点体会：一、教学中有效应用物理模型的作用物理学本
18、是联系生活最密切的一门学科之一。因而在教学中必须充分调动学生学习积极性，促使学生积极参与学习、探究学习才是有效教学永恒的追求。而物理模型是人们认识和把握自然科学的途径，是培养学生创新能力的过程。原本在学生心理上就觉得高中物理是最抽象最难学的学科，相当一部分学生惧怕物理，课上明白课下实践太少，为提高教学效率适当培养学生应用物理模型的能力更重要。通常为了解决物理问题方便，物理教学中常常采用“简化”或“理想化”的方法，对实际问题进行抽象化处理。那么我觉得教学中适当应用模型也很有必要，可以有效的激发学生兴趣，毕竟物理模型的优点如下：1.物理模型在培养学生的思维发展、解题能力的提高中起着至关重要的作用。
19、熟练使用模型化方法有利于学生使抽象的物理问题更直观化、形象化。使学生学习新知识时容易理解和接受。2物理模型既是物理科学体系中光辉的典范，也是人们通过科学思维对物理学科的抽象描述,是物理学教学中常用的方法。而采用“简化”的方法，有利于学生更深入的认识抽象的物理问题。3. 物理模型帮助学生建立起了清晰的物理图象，如求解变力做功采用微元段法、图象法，使物理问题“化难为易”、“化繁为简”，不仅增强了学生学习的自信心，还潜意识地培养了学生的创新能力。4物理模型既原于实践,而又高于实践，具有一定的概括性。而物理模型的有效使用能培养学生对较复杂的物理问题进行具体分析，有效培养学生解决物理问题的能力，更有助于
20、培养学生的主动性。二、构建物理模型重在创新思维的培养教学中物理模型的构建实质上就是培养学生的创造性思维。 所谓物理创造性思维，就是物理思维结果具有新奇性、独创性、目的性和价值性的物理思维活动。首先，思维的产品必须是新奇的和有独创的，其次，思维的产品必须符合物理思维的目的和具有一定的价值。构建物理模型是一种重要的科学思维方法，实验证明，只有在合理地安排知识体系的基础上，通过构建物理模型，才能培养学生学习物理的兴趣，提高他们的学习主动性和自觉性，还可使课堂教学目标集中，有利于抓住重点、突破难点，大面积提高教学效率。构建不同的物理模型,有效利用物理模型从而培养学生的创新思维能力。指导学生运用正确的思
21、维方法是培养学生创新能力首要任务。我个人觉得为了有效培养创新能力可采用如下物理模型： 1对象物理模型即把物理问题的研究对象模型化。如物理教材中常提到的：“质点”、“弹簧振子”“点电荷 ”、“单摆”等都属于这类模型。2、过程物理模型即把研究的物理对象的实际运动过程进行近似处理，排除其在实际运动过程中的一些次要因素的干扰，使之成为理想的典型过程。如物理教材中提到的：“匀速直线运动”、 “匀变速运动”、“简谐振动”等都属于这一类型。3、条件物理模型即排除物体所处外部条件的次要因素，突出主要方面。如“接触面光滑”、“圆弧轨道”、“匀强电场”、“绝热”过程等。 4.理想物理模型，如，“匀速圆周运动”、“自由落体运动”、 “简谐运动”、“简谐波”等等,尤其在运动学中建立了理想化的“质点”模型，学生对这一模型有了充分的认识和足够的理解，为以后电学中的“点电荷”模型奠定了基础,为此通过简化处理就可以比较顺利解决物理问题。同样针对一个探究性实验教学需要经过许多过程和步骤，归纳起来有：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证。这一过程中的每个环节都很重要，要结合实验的实际有选择地利用。学生是否具备自主探究知识的本领，是否能有效建模直接影响到课堂教学的效果，因此
