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浅谈高中物理教学中物理模型构建与应用策略

来源:论文联盟  作者:罗登勇 [字体: ]

浅谈高中物理教学中物理模型构建与应用策略

高中物理具有抽象化和公式化的特点,学生难以直观地进行理解,此外,知识细微化程度也比较高。由于高中物理比较晦涩难懂,很多学生都感觉比较难学,有的学生甚至会陷入学习困境而产生厌学心理。物理模型是高中物理知识的重要载体,涵盖了重要的物理内容,是高中物理教学中的一个重点。高中物理教材所涉及的物理学原理和定律大多都是对物理模型行为的刻画,这种理想化模型的构建和运用为研究物理问题提供了一个简单明了的思路,为学生深刻理解物理知识本质创造了有利条件,可以促进物理课堂教学效果与质量的提升。
  一、高中物理模型的类型
  物理学科的研究对象是自然界物质的结构和最普遍的运动形式。物理模型则是相同的类型同样的性质问题的核心归整,它要打破固有的的思维定式,善于转变思维发现和了解本质。构建物理模型过程中,盯主要去次要,简化复杂研究对象。下面将高中物理模型作分类,分别是实物模型、过程模型、试题模型。第一,实物模型。实物模型属于实体系统,模拟或真实反映物质构造。它在物理学科中尤为普遍;电学中的绝缘体、纯电阻等等。研究实物模型时,理解概念成功的关键是抓主因来建立模型。第二,过程模型。过程模型是指具体物理过程理想化后抽象出的物理过程。物理学科研究对象的运动变化过程不是想象的简单,无法做到样样兼顾。分主次抓主要,便会得到此类模型。例如匀速直线运动,匀变速直线运动、自由落体运动、斜抛运动、弹性碰撞、绝热过程、恒定电流等。第三,试题模型。试题模型是寻找知识点与知识点之间的关联,任题目怎样的多样化、多变化,但是万变不离其宗,归整点与点之间的的联系,建立模型,根据题目自身地提示信息,找出题意,将其迅速划分到一种或几种模型的联立,问题就会迎刃而解了。
  二、物理模型构建在高中物理教学中的重要作用
  (一)将抽象的物理概念化繁为简,帮助学生深入理解和掌握物理知识
  物理模型是对物理规律和物理概念知识的抽象化描述,能够突出问题的主要因素,将复杂的问题简单化,抽象的事物具体化,有助于学生在脑海中形成清晰的物理脉络,深入理解物理知识的内涵,使物理教学变得更加具体、形象。
  (二)培养学生物理思维和探究方法,帮助学生更深刻地掌握物理知识
  高中物理教材所涉及的各类物理模型,都是通过科学思维,去认识本原世界的相关知识及其运动规律。结合具体的物理教学内容,构建特定的物理模型,有助于将抽象的物理定律进行生动的形象化表现,这对引导和培养学生的物理思维能力,有着极其重要的促进作用。例如,物理教学中构建电场线对电场的描述模型、原子核结构对 α 粒子散射影响原理的物理模型等,可以将抽象的物理概念形象化,以深化学生对物理本文由论文联盟http://www.LWlm.COM收集整理知识的认知与掌握。此外,物理教学是一个系统的整体,各单元知识相互关联,利用物理模型构建来引导学生掌握基础知识,有利于疏导整个教学过程,如在电场物理知识教学中构建“匀强电场”物理模型,学生在对此模型进行深入理解的基础上,可更快速的理解磁场中的匀强磁场物理概念。
  (三)优化高中物理教学氛围,提高学生解决物理问题的能力
  物理知识可以被广泛地应用到生活的方方面面,高中物理教学的目的是让学生认识世界本源的知识和规律,借助物理模型,可让物理现象和规律具体化,激发学生探究学习的主动性,提高运用物理知识解决实际问题的能力。
  三、高中物理教学中物理模型构建与应用策略
  以高中物理教学中“带电粒子在带等量异号电荷间的平行板间的运行”这一物理模型进行具体分析物理模型的构建程序和方法。
  首先,分析带电粒子的基本物理特征。(1)带电粒子的体积极小;(2)本次物理模型的构建的主要因素为研究带电粒子在电场中的“平动”这一运动规律;(3)带电粒子所受的物理力在此理想物理模型中为重力和电场力两种。
  其次,确定主次因素。抓住此物理模型的主要研究知识为带电粒子的“平动”,因此要忽略其“旋转运动”次要因素;抓住带电粒子在带等量异号电荷平板间的物理运行这一特定环境,将其特性视为“匀强电场”,忽略板间运动的边缘效应;再者,从带电粒子的受力因素上来分析,因带电粒子的体积极小,其受到的重力相比其在平行板间的电场力可忽略不计,因此我们视“电场力”为主要因素,“重力”为次要因素。
  再次,抓住本质特征,做出合理抽象。根据以上两个条件的确立,在此物理模型中,我们将带电粒子视为研究对象,即“质点”。在其所受到的重力相比于电场力可忽略不计的条件下,可视为其只受到恒定的电场力作用。如此一来,这一物理模型所应运用的物理知识包括质点的匀速运动、类平抛运动、匀加速直线运动等,确定哪一运动模型视带电粒子的初始速度和受力方向而定。这样,便可以结合已掌握的物理知识对这一具体物理问题进行分析与研究。再如,对于速度 v定向连续移动的电荷,也可以在v方向选取一横截面积为s的柱体微元,则Δt时间内通过s截面的电量即为以v Δt为高、s为底面积的柱体微元中的电荷的电量。柱体微元电荷表达式为:ΔQ=NeSvΔt。其中,N 为单位体积中的自由电子数,e为电子电量。有了这个微元模型的构建后,问题研究的思路立刻变得清晰起来,这充分体现了微元模型对于物理教学可以发挥的辅助效用。
  四、结语
  综上所述,物理模型的构建,对高中物理教学具有非常重要的辅助作用。物理模型能够将很多微观的、抽象的运动过程具体化与形象化,重现微观的运动过程以及力的相互作用过程,有利于学生在潜移默化中形成正确的物理思维和良好的探究习惯,值得在教学实践中进一步推广应用。

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