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      高中物理課堂中的模型教學

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      高中物理課堂中的模型教學

      1加強學生模型思維的訓練

      學生遇到較為困難的問題時,容易思緒混亂,找不到正確的模型.所以提倡把建模的過程分為程序化步驟,以此促進學生思維習慣的形成.一般來說可分為審題,提取信息,對物理對象和物理情境做抽象,尋找規律,建立物理模型,求解.提取主要的文字信息并用物理圖形或符號表示,就使得復雜的文字信息變得代碼化,隨后在對物理對象和場景進行確認,尋找物理規律,建立已知信息中各項物理量的聯系.審題和畫圖同時進行,并把條件和問題都通過物理中的字母符號在圖上標明,問題就變為清晰的表象,圖象也成為思維的重要載體,這實際是視覺思維對抽象思維的一個重要輔助,能夠更為快速、準確地建立模型并求解.例如,單擺模型講解中,將伽利略對油燈擺動進行觀察的視頻向學生展示,把物理模型的建立過程真實展現在學生面前,容易讓學生身臨其境,激發出學生的想像思維,從而促進單擺模型的正確建立.

      2幫助學生建立物理模型方法

      教師在教學中可以對物理模型建立的常用方法對學生進行講解.首先分析與綜合法是最為常用的,由于物理學研究對象都是實際的、復雜的,建模之前需要充分考慮到各種因素、各個環節對于問題的影響,也就是分析.然后在被各種要素進行有機結合,幫助學生能夠從整體上對事物本質進行把握,分析是綜合的前提,綜合是分析的結果.其次是比較法,對物理對象各方面的特征作對比,得出這些特征的異同點,把握主次,為下一步的抽象和概況夯實基礎.最后是抽象和概括,經過上述2個步驟后,將研究對象的個別的、非本質因素排除,然后本質因素做抽離和考查,最終建立出易于研究的新模型.例如,以“伽利略對自由落體運動”為例,可以先把物體放在光滑斜面上,然后運用分析、比較、抽象等方法得出結論,之后將其置換到斜面角度為直角的情況進行分析,然后忽略掉重力之外的其他力的作用,于是就形成了自由落體運動.需要注意的是,上述建模方法如分析、綜合等都是較為抽象的字眼,教師應將這些方法和實際例題結合起來,通過例題促進學生理解.

      3實例分析

      某人駕車正在平直的路上前進,突然前方出現了一面很長的墻,此人要想不撞墻,是拐彎好呢?還是急剎車好?(假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力).教師通過引導學生進行教材中有關知識的閱讀,要求學生回答運動過程是由哪些運動狀態所構成的,并滿足什么規律.引導學生進行解答:剎車時地面的摩擦力使汽車減速,設地面與汽車輪胎間的動摩擦因數為μ,則汽車剎車時有:F=ma=μmg,所以α=μg.故汽車從開始剎車到汽車靜止,汽車行駛的距離s=v2/2a=v2/2μg當汽車轉彎時,汽車轉彎的摩擦力使汽車改變運動方向,即摩擦力提供做圓周運動的向心力,因此在轉彎時汽車所做的運動為勻速圓周運動.設運動的最小半徑為R,此時摩擦力達到最大靜摩擦力,所以有μmg=mv2/R,所以有R=v2/μg,由上述2個式子可得s<R,所以剎車可避免事故的發生.對于此題的解題關鍵是需要建立2種物理運動模型,進而探究2種運動情況下怎樣描述物體運動,最終對物體運動做出合理推斷.總之,物理模型是高中物理教學的重要方法和有效手段,它能夠將抽象的物理問題變得更為直觀、具體、形象,從而幫助學生更好地解決物理問題,形成正確的物理思維.

      作者:吳紅梅單位:黑龍江省大慶市大慶實驗中學

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