在物理模型教学中培养学生的能力

热依沙·木哈买提 樊丽华（新疆精河县高级中学）

在物理模型教学中培养学生的能力

热依沙·木哈买提 樊丽华
（新疆精河县高级中学）

为了解决实际问题，要通过一定的抽象思维，适当地对物理研究对象、条件或物理过程进行理想化分析，形成物理模型才能顺利地解决问题。而物理模型的教学就是以物理知识为基础，以科学方法为中介，以模型为载体培养学生的能力的重要过程。物理模型教学可以培养学生的综合能力。

模型；能力；物理信息

一、培养学生理解概念和接受新知识的能力

新课标高中物理必修一在第一节课时学到“质点”的概念，这对学生来说是不易接受和理解的抽象概念，为了突破这一难点，必须通过实例分析引入。例如，研究火车从精河到上海的时候，由于火车的长度与精河到上海的距离相比小得多，这时在研究火车运动的时候，它的大小和形状可以忽略不计，这样就可以把火车当作一个“质点”来处理。但在研究火车通过某一大桥时，它的大小和形状不可以忽略，不能把地球当作一个“质点”来处理。同理，在研究地球的公转时，地球可看作“质点”；在研究地球的公转时，地球不可看作“质点”。我们在运动学中建立了“质点”模型后，学生对这一模型有了充分的认识和足够的理解，知道了建模的条件与要求、理解了它的概念，为以后学习质点的运动、万有引力定律、物体的平动和转动，奠定了坚实的基础。在学习模型概念后，不仅掌握了建模的方法及概念，而且培养了接受新知识的能力，为以后再学习电学中的“点电荷”模型、光学中的“点光源”模型及匀速圆周运动模型等奠定了良好的基础，使学生学习这些新知识时容易理解和接受。

二、培养学生的探究能力

在实验中建立物理模型，中间都要经过无数次实验、分析、论证，可以让学生充分体验到物理探索过程中的困难和障碍，有利于培养学生探究问题的能力。例如，研究自由落体运动时，建构物理模型设计实验如下：（1）等大铁片和纸片同时、等高、无初速度下落，谁落得快？（2）把纸片揉成纸团再和铁片一起落下，观察谁下落快？（3）观察用抽去空气的钱羽管内，轻重不同的铁片、羽毛同时落下。学生总结出影响物理速度快慢的因素不是轻重，而是空气阻力。

三、培养学生的创新能力

在重力场中竖直面内的圆周运动，求最高点的最小速度，是重力提供向心力。在重力与电场力的复合场中是二者的合力提供向心力。学生能利用“竖直平面圆周运动模型”就是一个创新能力的体现。例如：水平向右的匀强电场中，用长为R的轻质细线在O点悬挂一质量为m的带电小球，静止在A处，AO的连线与竖直方向夹角为37°，求小球在B点的最小速度。

四、培养思维方法和思维能力

正确的思维方法是提高思维能力的基础，良好的思维能力是思维方法的保证，只有正确的思维方法，思维能力才谈得上提高。中学生一般只注意知识的学习，并不关心自己的思维方法是否正确，更不能自觉地纠正一些不正确的思维方法，这就影响了思维能力的发展。因此，指导学生运用正确的思维方法是培养学生创新能力的首要任务。“物理模型”的建立，也是一种严密的、正确的思维方法，其思维过程非常明显，分析好每一个“物理模型”的建立思维很重要，以“质点”这个物理模型为例，为什么要将物体简化为质点？在什么时候什么物体可以简化为质点？质点的概念很简单，如果只教会学生质点的概念，而没有使学生明确这种建立物理模型的思维过程以及运用物理模型建立概念的基本方法和思路，质点模型学习将是糊涂的问题，也会影响以后的模型的学习和建立。

五、培养学生正确理解物理规律的能力

物理学中所总结出的规律实质上就是物理模型的变化规律，从研究的主体对象到研究的过程无不体现模型观点和方法。物理规律的教学过程实质上是帮助学生学习物理模型，运用物理模型。掌握了模型才能深刻理解物理规律，领会物理意义，准确把握物理规律的成立条件和适用范围。例如，竖直上抛运动是个匀减速运动，它的实质就是个匀变速运动。

六、培养学生解决实际问题的能力

模型的建立有利于学生解决实际问题。每一个具体的物理问题所描述的物理现象或过程都对应着一定的物理模型，要解决问题必须对对象进行抽象简化和近似处理，以建立起一个合适的物理模型，若模型建立起来了，就等于已经揭开了掩盖着物理现象和过程本质的面纱，必要时再用等效、类比等方法将问题进行异形处理，复杂问题就容易解决了。比如，平抛运动模型就是一个水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动两个模型。

七、培养学生对物理信息的抽象能力

物理模型的建立，都是对物理研究对象的高度抽象，抓住研究问题的主要方面，忽略影响研究的次要因素。因此，高中物理教师在开展物理模型教学工作时要注意培养学生对于物理信息的抽象能力，让学生在接触到物理信息后能够快速分辨出哪些因素会影响研究目的，而哪些因素是无关紧要的，只要对题目中的所给信息明确，抓住主要、舍弃次要进行建模就能解决问题。

总之，高中物理模型的种类很多，在物理模型教学时，要教会学生深刻理解题意、学会建模，利用物理模型解决实际问题。老师方法指导是学生学好用好物理模型的条件。物理模型教学时应给学生营造一个宽松的充分体现以“学生为主”的课堂环境，利用物理模型培养学生的创造性及诸多良好的物理品质。

·编辑 薄跃华