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构建物理模型 培养创新意识
作 者:蒋正常 文章来源:本站原创 【字体:- +加入收藏 告诉好友 发表评论 打印文章 关闭窗口

高中课程的多数研究对象是一些物理模型,这些物理模型既源于实践,而又高于实践,具有一定的抽象性概括性。正因为如此,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。这主要是因为学生习惯于初中物理的形象思维方式,只要记概念、規律的静态结论,而不重視得出结论的发展过程;只会照葫画瓢,模仿性地解决一些简单的物理问题,而不善于通过观察分析,提炼出現实情景的物理模型。我认为,高中物理一定要重视建模意识的培养,从而达到培养灵活性、发散性、创造性思维的能力。其理由如次:

1、构建理想的物理模型是科学理论的依据。纵观物理学发展史,许多重大的发现与结论,都是由于科学家们经过大胆的猜想构思,创建出科学的理想化的物理模型,并通过实验检验或实践验证。伽里略让小球从弯曲的斜槽上自由下落,当斜槽充分光滑时,小球可沿另端斜槽上升到初始高度,如果另端斜槽末端越接近水平,小球为达到初始高度,将运动很远。如果末端完全水平,小球将一直运动下去,永不停止。正因为伽里略构建了光滑这一理想化的模型,才有惯性定律的重大发现。另外还有法拉第的力线模型、爱因斯坦受的光子模型、卢瑟福的核式结构模型等。在高中教材中,我们熟悉的理想化模型有质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、绝缘体、点光源、薄透镜、狭缝、薄膜等。正是这些理想化的物理模型,才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。倘若离开了物理模型,不仅物理研究无法进行,而且对物理学科的纵深发展必然会起阻碍束缚的作用。

2、教学过程中要重视对学生建模意识的培养。理想的物理模型,即是物理科学体系中光辉的典范,也是解决现实物理问题不可或缺的依据,其重要性不言而喻。所以教师要根据实际课时的内容安排,及时向学生强调基本物理模型建立的过程和条件,并要求学生牢固把握住这些基本的物理模型,并且在具体应用解决物理问题时,引导学生如何根据题设条件,从物理规律出发,通过分析、综合、类比等,突出对所要研究问题起主要作用的因素,忽略非本质的次要因素,使思维从纷繁复杂的具体问题中抽象出我们熟悉的物理模型,从而使具体的物理问题得以解决。当然,学生的这种能力并非一朝一夕就能培养出来的,所以教师要把这种建模意识贯穿在教学的始终,循序渐进地启发引导,使学生逐步熟悉并掌握这种科学研究的思维方法,养成良好的思维品质。

3、培养建模意识是高中物理教学创新的体现。当代的教育改革,向教师提出了新的更高的要求,以往那种深挖洞、寻难题,为应付高考而大量解题的做法,往往是事倍功半。而培养学生综合应用所学知识的能力,收集和处理信息的能力,以及培养学生独立思考,激发创新意识和参与意识,是我们每一个教师应该努力的方向。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,这些正是创造性思维所具有的最基本的特征。