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物理模型是指在进行物理科研或教学的过程,采用适当的方法对抽象的物理理论做简化处理,用一种能反应物质(现象)本质的理想化结构去描述实际的物质(现象),这种理想化结构我们称之为“理想模型”[1]。因此,在高中物理的教学过程中,通过“物理模型”的建立,来帮助学生对物理知识产生更深刻的理解,不仅非常有利于更好学习物理这一门学科,还更有利于培养其创造性思维,对于物理教师来讲,也是提高物理教学质量不可多的的方法。
二、高中物理模型的建立方法
(一)围绕教学目标,精炼物理模型
建立物理模型最终是为教学目标服务的,而不是用来供学生观赏的一般艺术品。所以高中物理模型务必做到精炼,尽管一些旁枝末节的部分可能在客观上也是研究和学习对象本身的一部分,但之于本教学目标,并不能够起到促使学生认识物理现象本质的作用,物理教师应该在建立物理模型的时候删去这些不必要的环节,以更简单明了的形式,集中突出教学目标要求的知识范围即可。这样做的理由就在于,过于花俏的物理模型容易使学生的注意力偏移教学的主要目标,物理模型也就失去了本来意义。
(二)围绕本质理论,发掘模型作用
物理是一门基础的自然学科,所以从物理模型的定义来说,高中物理教学的终极目标是要帮助学生通过各种物理的现象去认识其本质,充分发掘物理模型的作用,让学生透彻理解事物或现象之间的关联因素和发生发展规律,加深对物理本质理论的理解,而不是仅仅停留在模型教学的表面现象。从这个意义层面来看,物理的模型教育如果不围绕本质理论,就可能会仅仅落个课堂上的三分钟热闹,而对学生的物理学习几乎帮助很小。
(三)围绕物理规律,避免失败模型
根据高中物理教学内容的不同,教师在建立物理模型的时候,应当做到有所侧重。比如某些物理模型,正如方法一所介绍的那样,应当突出体现事物或现象的主要因素;又比如某些物理模型,主要是针对某些常见且相对容易理解的物理现象,所以建立的物理模型也只需适当的模拟描述即可。但归根结底,无论建立什么样的物理模型,其依据必须是科学的,如果脱离了科学真理,就会成为一个失败的物理模型,不能用之于高中的物理教学。
三、高中物理模型在教学中的应用
(一)以概念模型强化概念理解
人们通过对客观事物或现象的观察,进一步产生主观的认知,反映到大脑里面,便形成了一般性的概念意识。和人所亲眼见到的事物或现象不一样的是,概念通常是对其本质属性进行理性化和抽象化加工处理后的存在,概念的正确和深刻与否,取决于和人脑中已有储存信息的关联程度[2]。而在高中的物理教学中,物理模型的建立一般也都是以概念为出发点,对教学中的物理理论建立理想化模型,撇开对研究对象不大或可忽略不计的影响,抓住主因,如此就更能够强化对其概念的理解。比如在气体和电荷相关的教学过程中,在学生很难理解其实质的情况下,一旦建立了理想气体和点电荷这样的概念模型,就可以提供给学生一种很非常有效的思维方式,理解也变的容易了许多。
(二)抓主要因素建立整体模型
整体模型就是把发生作用的关联物体当成一个整体的研究对象,抓住作用于整体的主要因素,而忽略单个对象某些局部次要的个因,从而把表面看似复杂的问题简单化。比如在动量守恒定律的教学中,我们在探讨两个物体发生碰撞的时候,就可以把两物体看成统一的整体,而把存在于个体的次要作用力如摩擦力忽略掉。建立整体模型,可大大简化多系统关联的物理现象。
(三)多角度考察建立分解模型
从某种意义上来说,针对不同的物理知识教学,分解模型与上面介绍的整体模型绝对不存在矛盾,而是说要具体问题具体分析,两种方法的运用应该是各得其所,相辅相成的关系。具体来说,分解模型就是把复杂的物理过程,进行多角度考察,将其整体发生发展过程从各个方向来逐一解读,从而化整为零,再以零求整,实现对整体现象的理解。举一个简单的例子就是平抛运动:在水平方向,由于惯性的作用,物体保持继续向前运动,在竖直方向,由于重力,物体表现为自由落体状态,综合起来,物体呈现的运动轨迹为曲线。通过建立分解模型,不仅使学生把难以理解的过程细化,而且更能培养其多角度思考问题的能力。
(四)用关联过程建立等效模型
等效模型往往是以概念模型为基础的,是通过对现象本质的认知,从而把两个看似不同的物理过程相互关联,其实他们在本质是都是基于同一物理规律或定律,所以,可以把表面复杂的物理现象或过程转化为已知相对简单的模型去理解。例如,在圆弧形光滑的轨道内做周期滚动的球体,通过关联后,我们就完全可以把它建立成与之等效的单摆模型。
(五)将学科交叉建立数学模型
其实这点是毋庸置疑的,长期以来,数学方法都是进行物理研究的常用工具之一,甚至可以说,数学方法在一定程度上支持着物理研究的发展[3]。所以在高中的物理教学中,通过建立数学模型,不仅有利于帮助学生分析物理现象,更有利于培养他们善于用数学方法来解决物理问题,特别是以后有可能从事物理理论研究工作的话,这样的方法尤为重要,所以有必要从高中的物理教学工作中就逐渐渗透此方面的意识。
四、结语
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物理教学论文谈探究式课堂教学模式
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(一)大学物理教材大学物理教材是学生了解物理知识最为直接和方便的手段,对于学生的自学和更好地提高上课效率均发挥着至关重要的作用,但是现在大学物理教材更关注于系统理论知识的讲解,文字基本覆盖了整个教材,很少有插图,因而不利于学生对物理知识更为直观形象的了解。
(二)大学课堂大学物理课堂是学生获取物理知识最基础的方式,真正的大学课堂应该不同于初中及高中的课堂,因为大学生的思维具有了一定的开拓性及灵活性,其实践经验也得到了不断的增长,因而教师上课就不应该是初中和高中时那种“填鸭式”教学,而应起到开拓学生思维,激发其创新能力的作用。
二、大学课堂物理教学中应采取的改革措施
(一)提高大学物理老师的素质老师在学生一生的发展中起着至关重要的作用,曾经有一位著名的老师培养了多位科学家,当老师八十华诞同学们赶来为老师庆祝生日时,记者问了同学们一个问题“你对老师印象最深刻的是什么?”答案意外的惊人,同学们都说是眼神,足见要想成为一个对同学们有切实帮助的老师,就需要热爱学生,要慈于父母,要尊重学生的人格,关注学生的成长。
(二)在教学中注重因材施教对于不同层次的学生,要注重提出不同层次的教学目标,对于具有不同特质的学生,要注重发挥他们的独特优势,对于不同的学科,要根据学科特点提出不同的要求。首先,对于层次较低的学生,要帮助其补充更多的基础知识;其次,如果有些同学擅长于理论的研究,要加强对其理论知识的传输,使之形成完整系统的理论体系,有些同学动手能力较强,就要提供实验器材及方法,促使其从实验中发现真理;再次,大学课程有很多学科,其中物理学科作为一门理科学科,要求学生掌握更深的物理知识,因此在课堂上,老师要有目的地将学生往高深物理知识方面引导,使学生更深刻明白物理学习的目的,从而增强其提高专业水平的动力。
(三)注重趣味教学的方法兴趣是学生最好的老师,因此要使学生很好地掌握一门学科,就必须培养学生对这门学科的兴趣,对于物理知识的学习也是如此。首先,教师要提高自己的专业素养;其次,要利用先进的教学设备,更好地展示物理知识的机理,加深学生的印象,促进学生的理解。再次,要利用多种教学方式,可以采用小组合作讨论、角色表演等方法来进行物理知识的教学,最重要的是要走出课堂,带领学生去实验室探索物理世界的奥秘。最后,要将书本上的知识与实际很好地联结起来,注重理论和实践的相结合,同学们只有在实践中发现物理知识的重要性,才会去努力学习它,因此要将理论与实践相结合。
三、小结
高中物理教学中研究性学习在实际的实施过程中,应从教学的实际情况出发,从学生的角度出发,进而对行之有效的教学方案进行制定,基于高中物理教学中研究性学习的应用,可从以下几点具体说起。
1.1结合物理教学特点,逐渐深入教学高中物理教学中研究性学习的应用过程中,更应该将传统的物理教学模式打破,并对自身示范教学方式加以采用,加强理论知识和实践部分的结合,并对物理知识进行全面系统化的整理,对框架进行搭建,讲解和指导过程中带着诙谐幽默的话语,培养学生的学习兴趣,加强对学生自主探索和思考的引导。
1.2加强学生自主探讨,培养学生思维能力高中物理教学过程中,加强对学生自主探索能力和想象力的培养,并对教学任务进行设定,组建讨论群,积极的活跃小组的学习氛围,在将学生自主探索恩呢管理提高的同时也加强了对学生想象能力和思考能力的锻炼。
1.3加强师生之间的交流,做好情感的互动高中物理教学中,教师更应该将学生的交流和沟通能力加强,在实际的教学过程中,不断的加深对班级学生的了解,及时的掌握学生的实际心理,对良好的课堂学习氛围营造,进而加强学生物理学科学习兴趣的培养。高中物理教学中研究性学习的应用更应该加强对学生实践能力、创新能力以及科学素养的培养,培养学生的学习兴趣,进而不断提升高中物理教学的教学质量。
2高中物理教学中研究性学习的实践
研究性学习的实践教学更应该贯穿整个知识系统,在培养学生学习兴趣的同时,并加强对学生独立思考能力的培养。一方面对新科技提高重视度,在实际的生活中结合生活背景,近些年来,高中物理的试卷其压轴题多为时代特色的事物以及具有高科技的相关知识作为背景知识,因此在实际的教学过程中,更应该提高对新科技成果的关注。另一方面则要培养学生对原因和结果及时分析的习惯,在对在电磁感应教学的过程中,更应该分析电磁感应现象的原因,并对导体棒切割磁感线的结果进行分析,并结合其受力情况、能量转化情况以及运动的状态进行综合性的分析,进而总结得出物理学相关的规律知识。高中物理教学研究性学习更应该加强其实践教学,在实际的教学过程中,加强对新科技成果的关注,并及时的对原因和结果进行分析,进而增强高中物理教学的效果。
1.思维转换困难
在教学要求上,与旧的课程标准相比,新课程标准的要求更加宏观,把握起来更加困难。新课程标准对物理教学中的实践活动和探究活动非常重视,很多教师难以在规定的课时中完成教学任务,因此往往采用单一的讲授法。这就造成了新课改“新瓶装旧酒”的情况,教学改革的效果不明显,仅仅做了表面功夫,反而加重了学生的学习负担。
2.缺乏足够的教学资源
这就要求学校配备专业的实验室及设备、实验人员和实验管理人员,很多学校都缺乏足够的物理教学资源,对开放性设施的建设比较滞后。教学资源的匮乏对高中物理教学的改革造成掣肘,严重影响新课改下高中物理教学的教学效果。有些学校由于资金紧张,难以建立电子阅览室、图书资料室和完备的物理实验室,即使建立了各种实验室,也不能提供学生完全的自由探究,使用率不高,学校之间的资源共享也没有建立起来。
二、如何提高新课改下高中物理教学的教学质量
1.高中物理教师要不断提高自身的综合素质
新课程改革对教师提出了更高的要求,作为推进高中物理教学改革的主体,高中物理教师必须具备更高的综合素质。高中物理教师不仅要钻研教材,不断提高自己的专业素质,还要对新课程改革的要求进行全面的把握,提高自己的创新能力和实践能力。在新课程改革的要求下,高中物理教学中要具备各种形式的实践活动,例如文献探究、调查活动、实验探索等,教师要能够在学生进行实践活动的过程中对其进行引导,对实践教学的方向予以把握,帮助学生更好地完成实践活动。高中物理教师要全面提高自己的授课水平,能够使用灵活的教学方法来调动学生的学习积极性,从而达到新课改的要求。
2.将网络技术引进高中物理教学
当前高中物理教学中普遍使用多媒体进行辅助教学,在此基础上,高中物理教师要充分利用网络资源,将网络技术引进高中物理教学中。通过运用网络技术,可以为学生打造一个广阔的学习平台,使学生能够接触到更多的物理知识,了解更多的物理现象。教师也可以利用网络向学生介绍国内外的前沿物理动态,与学生就物理发展中的一些问题进行探讨和交流。例如,在讲解人教版高中物理必修二“机械能守恒定律”一课时,教师就可以围绕能量守恒定律与学生展开探讨,让学生通过网络查找相关资料。教师可以向学生展示一些违背能量守恒定律的伪科学,让学生进行破解。这样一来,高中物理课堂的课堂气氛更加活跃,学生能够获取更多的物理知识,教师也可以获得更多的授课资源。
3.将物理知识与实际生活联系起来