高中物理模型教学中的几个误区及反思

高中物理模型教学中的几个误区及反思 2007年第7期物理通报物理教学讨论 高中物理模型教学中的几个误区及反思 肖娜 (安徽师范大学物电学院安徽 1高中物理模型教学中的常见问题 黄时中 芜湖241000)(嘉兴外国语学校浙江嘉兴314001) 物理模型是根据研究的问题和内容在一定条 件下对研究客体的抽象,是从多维的具体图像中,抓 住最具有本质特征的图像,建立起一个易于研究的, 能从主要方面反映研究客体的新图像J.它是高中 物理教学的重要方式和组成部分,也是学生学习物 理概念和规律,解决物理问题的重要方法之一.但在 实际的教学过程中,我们经常发现学生在物理模型 的学习和应用上存在很大的问题.很多学生在解决 物理问题时习惯于简单的"套模";而不会"建模".一 旦遇到一些问题的变式或较为灵活的,实际的问题 就不能将所学的模型知识进行有效的迁移,无法自 主构建适当的物理模型来解决问题.这一问题暴露 出物理模型教学中的很多弊端,也引发了笔者的深 刻反思. 2高中物理模型教学中的误区及反思 物理模型是物理学中一种重要的科学研究方 法,也是解决物理问题的重要方法之一.因此在高中 物理教学中多从应用的角度进行各类模型教学,在 对学生介绍了物理模型的基础知识后,主要的时间 都用在训练学生如何应用所学模型来解决问题,教 给学生解决相应模型问题的套路和方法.这一教学 方式对训练学生运用模型解题的能力有很好的效 果,但这一过程却也忽视了物理学中很多本质的东 西.笔者通过自身的教学实践和反思,结合新课程的 教学理念,认为在我国传统的物理模型教学模式中 主要存在以下五个误区. 2.1忽视了物理模型建立过程中物理学史的教学 从物理学的发展过程来看,物理模型并不是一 成不变的,它是随着物理学的发展而不断完善的.在 其实际建立过程中,物理学家大胆地应用了灵感,直 觉,科学抽象,理想实验,假设猜测等思维方式.但大 多数的物理教师往往轻视了这些知识,认为这些内 容只是些花架子没有实用价值,教学中常常一带而 过.恰恰是这些平时被师生所忽略的物理学史却是 培养学生的物理思维能力的优秀素材.在模型教学 过程中,把物理模型的基本内容与其历史发展过程 结合起来,让学生了解物理学家建立物理模型的历 史过程,循着物理学家的思维方法和探索途径来"建 立"物理模型L2j.了解物理模型从设想到建立再不 断完善的过程,这不只是让学生掌握具体的方法本 身,更重要的是让学生受到科学研究方法的熏陶,积 累前人的科学思维经验,进行科学思维训练.在物理 教学中如能精心选择一些物理学史上的典型案例进 行剖析,例如伽利略对落体运动的研究过程,开普勒 三大定律的建立过程,安培的分子电流假说的建立 过程等,能为学生在新的环境中自主的建立新的物 理模型奠定思维基础. 2.2把典型的物理模型作为一种概念交给学生, 而忽略其方法性 在一般的物理教学中,大多是将各类典型的模 型的基本规律,适用条件等内容以讲授的方式教给 学生.但这种教学方式只是让学生记住了几类物理 模型,却忽视了模型中更为深层次的内容,即如何对 研究对象进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,综合,抽象等思维过程.例如在 关于质点的教学中,教师大多是告诉学生物体在什 么条件下能够看作一个点,但很多学生都很疑惑为 什么要把一个物体看成一个点,又是如何忽略了物 体的形状,大小而把物体转化为一个点的.质点的学 习不只是让学生知道有的情况下物体能看作一个 点,更重要的是让学生知道在处理物理问题时,可以 忽略对问题影响不大的次要因素,当物体各部分情 况相同时,可以通过分析其中的一点来知道整个物 体的所处的状态,这就是物理模型的方法性.如物理 一 23— 2007年第7期物理通报物理教学讨论 中的轻绳,轻杆等忽略了物体的质量,通过分析一个 运动电荷在磁场中的受力方向,则可知道整个通电 导线在磁场中的受力方向等等,都是这一方法的运 用.因此在物理模型教学中,不应只局限于让学生知 道某一个物理模型,而应通过某一模型的学习挖掘 出其中蕴涵的方法,并将其引申到新的问题上,让学 生学会运用这种方法处理不同的问题,从而真正掌 握这种方法的应用,这才是物理模型教学的真正目 的. 2.3物理模型的建立多从抽象的理论推导入手. 忽视了物理模型的实验教学 在学生的印象中,物理就是套套公式即可解决 问题的,因此在物理模型教学中从理论,公式的推导 入手,学生能较好地接受新的模型知识.例如匀变速 直线运动的规律,平抛运动的规律等,通过公式的推 导学生能较快的接受所学的运动模型,对学生的解 题似乎也没有什么问题.但通过单纯的理论推导学 生只是能接受,知道新的模型及其规律,却很难在头 脑中形成模型的形象和过程,这非常不利于培养学 生对模型的构建能力. 而实验教学相对来说较为复杂,实验条件的控 制,实验过程的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和操作,实际现象的分析等等都 存在很多问题.所以在实际教学中,很多教师采用理 论推导这种简便易行的教学方法.实验是一种重要 的科学研究方法,它是人们根据研究目的,利用一定 的仪器和设备,人为地控制物理现象,排除干扰,突 出主要因素,在有利的条件下研究物理现象的本质 和变化规律的科学活动[.目前的高中物理新教材 中就有很多模型的建立是通过实验来实现的. 笔者认为在传授模型知识时,教师应充分理会 新教材的理念,利用教材资源,不能为了一时的方便 而过多的依赖理论,公式的推导.在教学过程中尽量 多的利用实验的直观,形象的特点,帮助学生从感性 认识上升到理性认识,在头脑中形成物理模型的过 程形象,学会如何构建物理模型,让学生的形象思 维,抽象思维,直觉思维等得到有效的训练. 2.4重视典型物理模型的教学.而忽视了对物理 模型进行改造 从高中物理新旧教材的比较来看,教材中重点, 一 24一 典型的物理模型并没有太多变化,因此很多物理教 师,特别是老教师,坚持"万变不离其宗"的原则,在 教学中以典型的物理模型为教学主要内容,仍然沿 用原来的教学方式和材料以不变应万变.这种教学 方式确实有利于学生集中精力掌握好基本物理模型 知识,但不利于新课程提倡的学生其他能力的培养. 从近几年的高考理科综合考试情况中发现,目前学 生解题过程中阻力最大的往往不是物理知识,而是 学生分析处理信息的能力,数学能力等等.因此在物 理模型教学中,教师应该以典型的物理模型为原型, 注意从不同的角度对其进行改造.目前常见的改造 方式主要有三种: 一 是把自然界和社会生产,生活,科技中的具体 情境作为物理模型的背景; 二是把典型的物理模型进行组合,再造,创设出 新的物理情境; 三是运用数学模型对典型物理模型的条件和设 问进行改造HJ. 通过这样的模型教学,不仅能让学生更为深刻 的掌握物理知识,破除思维定势,还能使其分析提取 信息,数学处理等方面的能力都能得到相应的发展. 2.5注重物理模型的"套模".而忽视了物理模型 的"建模" 在运用物理模型解决问题时熟手和初学者有着 本质的区别.初学者是根据问题的情境和条件,先寻 找与此对应的物理模型,再结合该模型所对应的分 析方法形成解决问题的思路;而熟手能根据问题所 给的情境和条件,先形成解决各部分问题的基本方 法,再形成与此对应的物理模型从而完善解决问题 的思路.由此可见,熟手和初学者最大的区别在于, 初学者是根据自己所学的模型知识机械的"套模"; 而熟手是综合运用各种分析模型的方法灵活的"建 模",对物理模型进行适当的修正,这才是学习物理 模型的真正精髓所在.所以在教学中教师应认识到 模型教学的真正目的,不是为了让学生单纯掌握某 个模型,而是让学生懂得这种模型建立的方法和思 路,并能将其方法迁移到新的情境中去.我们常见的 物理模型教学方式是,教师把各种模型进行归纳总 结,让学生掌握各种模型的规律.这在学生初学阶段 2007年第7期物理通报物理教学讨论 课堂教学中"生生互动''的策略探讨 王阳迪 (苏州工业园区星港学校江苏苏州215021) 教学过程是一种复合活动,这种"复合"性表现 在它把学习的主要途径定义为"教学是各动态因素 之间的互动".当我们片面地把教学理解为"师生双 边活动的过程",把师生互动一次一次推向高处时, 却冷落了合作学习中最具潜力的"互动"——"生生 互动".研究合作学习的代表人物约翰逊(D.w. Johnson)说过:"成人一儿童双边活动的观点低估了 课堂上学生一学生相互作用和关系的重要作用." "生生互动"使教师不再是唯一的信息源,作为教学 中亟待开发的宝贵人力资源,它以改善课堂内的社 会心理气氛,促进学生形成良好的认知品质,增加人 际间交往为主要优势,能使学生在彼此最近的发展 区内协作活动.但目前基于合作学习的生生互动依 然停留在以小组讨论为主要形式的表层上,仅仅是 为了追求气氛而缺乏具体目标和内容.如何才能落 实真正的有内容,有情景的生生互动,而使认知,情 感与技能等方面的教学目标可以均衡达成,不再是 一 句空话呢?笔者在教学中采取了如下几种方式进 行"生生互动"的合作学习. 1组内互帮.提升学生的协作意识 人本主义心理学认为,与人亲近友善的交往是 人本身最深切的需要,即人社会化的根源在于自己. 学生的行动里潜在着互相帮助和互相协作的动机, 在其驱动之下,学习者与学习者之间便能建立一种 友好合作关系,共同承担责任和共同解决问题,学生 的行为倾向于维护这种良好的合作关系,这样,相互 间的交往与尊重就会促进学习和解决问题. 物理教学中,尤其是在特定的探究实验中,需要 靠多个人的智慧才能完成时,开展互帮式"生生互 帮"的合作学习,既符合客观的学习过程,也源于学 生自身的动机.如在"探究光通过玻璃砖的光学路 径"中,不同层次,存在能力差异的同学形成一组. 知识基础欠缺,但动手能力强的同学很快就会利用 所提供的设备找到入射光线?和出射光线?(图 1).实验中,往往会由于条件的限制和操作方法不 当,无法看到光在玻璃中的路径,并且他们也不会过 多的去思考.而对光的反射有了理解和对光的折射 有了了解的同学会利用两个入射点确定光的路径 当然是必不可少的.但笔者认为,学习模型的真正意 义不在于此,在学生熟练掌握好各种模型规律后,固 化在学生头脑中的不再是一个一个模型,而是提炼 出各种模型中所蕴涵的科学方法,真正学会如何"建 模".这可能就是我们常说的"学是为了忘记". 3小结 综上所述,我国目前的常见物理模型教学在其 教学内容,表现方式,习题编制等方面都存在一些误 区和弊端.这些都要求我们对以往的教学方式进行 深刻反思和实质的改进,避免陷入上述误区中.在物 理模型教学中力争克服现存的问题,对物理模型教 学方法进行发扬创新,使学生通过模型教学熟练掌 握物理模型的构建方法,全面提高学生分析问题和 解决问题的能力,从而从真正意义上培养学生的物 理思维方式和研究方法. 参考文献 1田世昆,胡卫平.物理思维论.南宁:广西教育出版社, 1996.143 2俞成.物理学史在中学物理教学中的应用.安徽师范大 学硕士论文,2004 3张逢.浅谈中学物理教学中进行科学方法教育的途径. 物理通报,2004(1):3,4 4黄汶.从建模角度探究物理问题的编制.物理通报, 20O3(5):15—16? 一 25—