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建立物理情景和物理模型在物理教學(xué)中的重要性論文
在高中階段的物理學(xué)習(xí)中，高中學(xué)生，特別是高中一年級(jí)的新生，反映比較普遍的問(wèn)題就是：高中物理難學(xué)，課堂上教師講的內(nèi)容，基本能聽(tīng)懂，但在處理一些物理問(wèn)題時(shí)，感到很茫然，覺(jué)得無(wú)從下手。究其原因，大多數(shù)學(xué)生在處理物理問(wèn)題時(shí)，首先是不能建立起相應(yīng)的物理情景，當(dāng)然也就談不上相應(yīng)的物理模型的建立，最終導(dǎo)致物理問(wèn)題不能處理或是處理不當(dāng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的許多問(wèn)題，都與對(duì)問(wèn)題的物理情景建立、理解有關(guān)，很多困難“難”就難在對(duì)物理情景不清楚，因此無(wú)法運(yùn)用物理模型或物理規(guī)律解決問(wèn)題。對(duì)教學(xué)中的物理概念、物理規(guī)律理解不清楚，也與教師沒(méi)有設(shè)立合適的物理情景進(jìn)行教學(xué)有關(guān)。可以說(shuō)，學(xué)生學(xué)習(xí)物理的第一步就是建立物理情景。物理問(wèn)題都是通過(guò)某種物理情景呈現(xiàn)的，這與物理學(xué)的研究對(duì)象是一些有形客體或理想模型密不可分的，從因果關(guān)系看“景”是通過(guò)“物”呈現(xiàn)出來(lái)，作用于人的感官才能“觸景生情”。
建立物理情景是建立物理模型的基礎(chǔ)，是建立物理模型的一個(gè)重要步驟，是不可或缺的。在建立物理情景的過(guò)程中，要引導(dǎo)學(xué)生從物理問(wèn)題中獲取建立物理情景的重要信息，再對(duì)這些信息進(jìn)行必要的加工整理、去偽存真的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問(wèn)題，讓學(xué)生在積極的思考中體驗(yàn)自己的思維經(jīng)歷，并在自己的腦海中留下這種思維經(jīng)歷的烙印。建立物理情景實(shí)際上就是將物理問(wèn)題恢復(fù)還原為一個(gè)物理過(guò)程，一個(gè)物理過(guò)程可以是一個(gè)單一的物理過(guò)程，也可以是一個(gè)物理過(guò)程中包含有幾個(gè)小的物理過(guò)程。在把握一個(gè)物理過(guò)程所提供的各種信息的同時(shí)，也要把握各個(gè)小的物理過(guò)程之間的相互聯(lián)系和相互制約，大多數(shù)情況下這種相互聯(lián)系和相互制約的連接點(diǎn)，就是解決物理問(wèn)題的切入點(diǎn)。在一個(gè)物理過(guò)程中，把握住了物理問(wèn)題中提供的各種信息，以及這些信息之間的相互聯(lián)系和相互制約的關(guān)系，就等于把握住了建立物理模型的要點(diǎn)，就等于為建立物理模型鋪平了道路。在建立物理情景的基礎(chǔ)上，過(guò)渡到物理模型的建立，是培養(yǎng)學(xué)生形成物理思維的一種有效的方法，也是培養(yǎng)學(xué)生用物理方法解決實(shí)際問(wèn)題能力的一種現(xiàn)實(shí)的、有效的、可行的途徑。
物理模型（包括它的數(shù)學(xué)表達(dá)）是物理問(wèn)題的高度抽象和概括，是認(rèn)識(shí)主體對(duì)客觀實(shí)際能動(dòng)反映的一種表現(xiàn)，是認(rèn)識(shí)主體由實(shí)踐上升為理論的一個(gè)過(guò)程。物理模型不僅是典型的物理問(wèn)題，也是對(duì)物理基礎(chǔ)知識(shí)的高度概括和總結(jié)。物理模型的首要特點(diǎn)就是它的典型性和代表性。物理模型是從一類(lèi)物理問(wèn)題中，突出問(wèn)題的主要屬性，抓住問(wèn)題的主要本質(zhì)，去除干擾和次要因素，即抓住事物的主要矛盾，而忽略其次要矛盾。例如，質(zhì)點(diǎn)的剛體模型。物理模型是集基礎(chǔ)知識(shí)與基本規(guī)律于一體，具有代表性的物理規(guī)律的集中體現(xiàn)。物理模型不只是物理知識(shí)的結(jié)晶，同時(shí)也是物理思維的結(jié)晶，更是處理物理問(wèn)題的一種方法，掌握好物理模型的建立，除了加深對(duì)物理概念的理解之外，還可以從物理模型的建立，理解物理知識(shí)深刻的內(nèi)涵及外延，體會(huì)將物理知識(shí)用于解決實(shí)際問(wèn)題的思路和邏輯方法。
物理模型不僅能簡(jiǎn)明扼要地揭示物理規(guī)律，還可以體現(xiàn)出物理模型和物理規(guī)律在表現(xiàn)形式上的完美與和諧。例如，動(dòng)量定理和動(dòng)能定理，前者表現(xiàn)了力在時(shí)間上的累積效應(yīng)，后者表現(xiàn)了力在空間上的累積效應(yīng)。力的作用效果在時(shí)間和空間上的表現(xiàn)是那樣的完美與統(tǒng)一；在形式上的表現(xiàn)是那樣的對(duì)稱(chēng)與和諧。從這種形式中可以體會(huì)到物理學(xué)美麗的風(fēng)景，體會(huì)它在形式上的完美。物理模型是知識(shí)與思維的產(chǎn)物，是物理知識(shí)與能力的完美結(jié)合，體現(xiàn)物理模型的和諧美，體現(xiàn)科學(xué)思維與人文精神相互作用的偉大結(jié)果。
物理情景與物理模型的建立，可以使抽象的物理知識(shí)更貼近于現(xiàn)實(shí)實(shí)際生活，更貼近學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)。使學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)能有親切感和現(xiàn)實(shí)感，同時(shí)豐富物理課程的形式，特別是在新教材引入研究性學(xué)習(xí)、探索性活動(dòng)的情況下，如何讓學(xué)生在較少的課時(shí)內(nèi)，掌握更豐富的物理知識(shí)，物理模型的教學(xué)不失為一種有效方法。抓住物理情景與物理模型的建立，將最基礎(chǔ)、最典型的物理模型、物理問(wèn)題介紹給學(xué)生，并通過(guò)建立物理情景和物理模型，將研究方法和處理物理問(wèn)題的方法展示給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，感悟物理情景與物理模型的建立在處理物理問(wèn)題時(shí)所發(fā)揮的積極、有效的作用。
物理模型來(lái)源于實(shí)踐，從實(shí)踐中形成理論，又反作用于實(shí)踐。物理模型作為物理基本知識(shí)單元，是掌握基本物理知識(shí)的基礎(chǔ)，也是形成物理綜合問(wèn)題的基礎(chǔ)。創(chuàng)新學(xué)習(xí)，從某種意義上講，就是打破原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，對(duì)原有知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新組合，重組的過(guò)程就是知識(shí)遷移的過(guò)程。在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)原有物理模型的缺陷，于是在打破原有知識(shí)結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，建立新的物理模型。
總之，從物理情景的建立到物理模型的建立，是學(xué)會(huì)從實(shí)際問(wèn)題中提煉物理模型的過(guò)程，是解決和處理物理問(wèn)題的常用的、行之有效的方法之一，其在物理教學(xué)中所處的地位，可見(jiàn)一斑。
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