高中物理模型的建构

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单元教学视域下的高中物理模型建构教学设计——以鲁科版“动量和动量定理”为例

单元教学视域下的高中物理模型建构教学设计——以鲁科版“动量和动量定理”为例

单元教学视域下的高中物理模型建构教学设计——以鲁科版“动量和动量定理”为例摘要:如何开展单元教学设计理念下课时教学,以“动量和动量定理”教学为例,创设生活化和学习探索化的问题情境,使学生思维外显,展现物理概念和规律的建构过程,再运用形成的物理观念和物理模型解决真实的问题情境,达到培养学生的物理建模能力的目的。

关键词:单元教学;模型建构;问题情境;动量;动量定理一、问题背景过去的教学中,常出现学生“知识我都会,可在考试时没想到”这一现象。

究其原因就是学生课堂被动倾听、机械记忆,学习缺乏深度的思考,这样一旦走向社会就不会与人合作与交流,难以解决真实问题、更缺乏迎难而上的勇气与智慧。

新课程的实施,物理科考试内容改革以核心价值为引领,以学科素养为导向,以关键能力为重点,以必备知识为基础,通过增强考试的基础性、综合性、应用性和创新性,考查学生进入高等学校继续学习的能力,促进学生综合能力和创新思维的提升,引导高中教学培养和发展学生的物理学科素养,为学生终身发展、应对现代和未来社会发展的挑战奠定基础。

因此要求教师转变教育理念,站在学科大观念的视角下,开展单元设计教学,将孤立的、细碎化的知识点,转化为结构化、情境化的知识,凸显学科单元整体结构,培养学生的物理核心素养。

模型建构是科学思维的核心要素,模型建构能力是高中物理科考试5种关键能力之一。

开展模型建构教学,通过创设生活实践或学习探索问题情境,能激发学生的学习热情,促进学生主动积极地思考解决问题,体验问题解决的成就感,让学生获得建模能力的同时发展了高阶思维能力,养成自主探究和自觉地将所学物理知识来解决物理实际问题的习惯,从而有效提升学生的物理核心素养。

二、模型建构教学钱学森认为:模型就是通过对问题的分析,利用我们考察的机理,吸取一切主要因素,略去一切次要因素所创造出来的一幅图画。

物理模型建构就是根据学生已有的经验材料,对一类问题构建问题本质图景,并用物理模型解释和预测现象的科学思维能力的科学实践活动。

高中物理模型的建构及教学方法

高中物理模型的建构及教学方法

高中物理模型的建构及教学方法一、高中物理模型的建构高中物理模型的建构是一个系统而复杂的过程,它涉及到对物理现象的观察、实验、分析以及模型的构建和验证。

具体来说,高中物理模型的建构主要包括以下几个步骤:1、观察物理现象,提出问题:学生需要仔细观察物理现象,从中发现问题,并尝试用物理学的语言来描述这些问题。

2、设计实验,收集数据:根据提出的问题,设计合理的实验方案,并进行实验操作,收集相关的实验数据。

3、分析数据,提出假设:对收集到的实验数据进行分析处理,找出其中的规律,并基于这些规律提出合理的假设。

4、构建物理模型:根据假设,运用物理学的原理和方法,构建出能够反映物理现象本质的物理模型。

5、验证模型:通过进一步的实验或理论推导来验证所构建的物理模型的正确性和适用性。

二、高中物理模型的教学方法为了帮助学生更好地建构和理解物理模型,教师需要采用多种教学方法。

以下是一些常用的教学方法:1、实验探究法:通过搭建实验装置、进行实际操作,让学生亲身参与实验过程,观察实验现象,发现物理规律和现象。

这种方法能够直观、生动地展示物理过程,帮助学生建立直观的物理模型。

2、示范演示法:教师利用实际物件、模型、仪器等进行演示,将抽象的物理概念或现象具象化,帮助学生理解和记忆。

这种方法能够增加教学的趣味性和实用性。

3、讨论交流法:教师以问题引导学生进行讨论和交流,促进学生之间的思想碰撞和知识交流。

这种方法能够激发学生的思维和积极性,提高他们的思考和表达能力。

4、问题解决法:通过提出实际问题,引导学生进行探究和解决问题的过程。

教师可以使用案例分析、思维导图等方法,培养学生的问题分析和解决能力。

这种方法能够提高学生的实际动手能力和应用能力。

5、项目研究法:设计和实施小型项目,帮助学生深入理解物理知识和提高综合运用能力。

教师可以根据实际情境和学生的兴趣,引导学生进行项目的选择和实际操作。

这种方法能够培养学生的自主学习能力和团队合作精神。

高中物理课堂中的模型建构

高中物理课堂中的模型建构

高中物理课堂中的模型建构在高中物理课堂中,模型建构是一个重要的教学方法,旨在帮助学生理解抽象的物理概念,并将其应用到实际问题中。

本文将探讨高中物理课堂中的模型建构方法和其对学生的益处。

一、模型建构的定义模型建构是指通过构建各种物理模型来描述和解释物理现象、规律或定律的过程。

它可以是一个实际的物体模型、一个图示模型或一个数学模型,通过这些模型,学生可以更加直观地理解抽象的物理概念。

二、物理模型的种类在高中物理课堂中,常见的物理模型包括实物模型、示意图模型、数学模型等。

1. 实物模型实物模型是指将抽象的物理概念用具体的物体来表示。

例如,在讲解牛顿第一定律时,可以使用一个滑轮和一块滑块来展示物体在惯性状态下的运动。

这种方法能够让学生亲自操作实物,通过实际观察和实验来探究物理规律,增强学生的实践能力。

2. 示意图模型示意图模型是指通过图示的方式来呈现物理概念。

例如,在讲解光的反射和折射时,可以使用射线图来表示光的传播方向和路径。

示意图模型能够帮助学生更直观地理解物理过程,加深对物理规律的认识。

3. 数学模型数学模型是指通过数学公式和方程来描述和解释物理现象。

例如,在讲解运动学时,可以使用速度-时间图和位移-时间图来表示物体的运动情况。

数学模型能够培养学生的逻辑思维和分析问题的能力,使他们能够用数学语言描述物理现象。

三、模型建构对学生的益处模型建构在高中物理教学中具有许多益处,它能够提高学生的学习兴趣、促进他们的思维发展以及加深他们对物理概念的理解。

1. 提高学习兴趣通过模型建构,学生能够参与到实际操作和实验中,这种亲身体验能够激发他们对物理学科的兴趣。

学生在实践中感受到物理规律的奇妙和实用性,从而激发出对物理学的热爱。

2. 促进思维发展模型建构要求学生观察、分析和解释物理现象,培养了他们的观察力、逻辑思维和问题解决能力。

学生通过构建模型,能够将抽象的物理概念转化成具体的形式,从而培养了他们的抽象思维和空间想象力。

高中物理教学中物理模型建构能力的培养

高中物理教学中物理模型建构能力的培养

高中物理教学中物理模型建构能力的培养摘要:最近这几年来,我们国家在教育改革当中做出了很多创新和突破,这样做最主要的目的就是为了给学生提供更多优质的教学资源,让学生可以朝着更好的方向全面的发展下去。

高中物理这门学科相对而言里面所涉及的知识都比较难,学生在学习的时候也觉得比较吃力,针对这种情况老师必须要有针对性的去培养学生物理模型构建能力,这样才能够更好的让学生的物理综合实力实现质的飞跃和提高。

关键词:物理教学;物理模型;构建能力;培养策略;一、物理模型建构的意义物理学其实和自然界有着非常紧密的联系,它不仅研究自然界当中存在物质的基本运动形态,而且还研究物质间的相互关系,所以它是一门比较系统的科学知识体系。

但是自然界的物质种类往往都比较多,各个物体的运动都比较复杂,相互作用也有不一样的特点,所以很多时候一个物理问题会涉及很多因素的影响,在面对如此复杂的自然界,人们在研究的时候必须要遵守者相关的原则,只有这样才能够在复杂问题处理的过程当中,用一种能够反映事物本质的理想物质,或者是假想去描述实际的物体。

把复杂的问题分解个几个比较简单的问题,然后一一的进行解决,这样可以形成一个完整的思维过程,人们在慢慢的实践过程当中,也建立了一个比较清晰的物理模型。

高中生在学习物理的整个过程当中,最关键的一点必须要充分的掌握物理学的研究方法,研究方法有很多,其中最重要的一点就是要把研究对象的本质特征抽象出来,也就是说将物体的运动进行一个理想化,构成一个比较完整的运动过程体系,也就是说要建立一个相应的物理模型。

学生在具体分析和解决物理题的时候,必须要明确相应的物理条件以及整个解题的物理过程,除此之外利用物理模型进行识别和还原,在解决物理问题的时候,如果不懂得运用科学的抽象,那么就很难建立一个正确的物理模型,不懂得物理模型的相对性和适用条件,这样就不能解决一些复杂的物理问题。

二、学习最基本的物理模型1.概念模型概念模型一般情况下就是将物体的运动或者是为了描述当前物体,运动而进行抽象化的结果,就比如说我们通常所学的自由落体运动以及点电荷等等,在学习这些模型的时候,学生必须要充分的掌握以下几点,首先必须要充分的明白概念模型的本质,抓住模型的主要矛盾,除此之外还需要忽略次要矛盾的辩证思维方法,就比如说自由落体运动的本质其实就是初速度为0,而且自由落体只受到重力一个力的影响,忽略一切的阻力,除此之外还需要注意概念模型的相对性和适用条件,就比如说如果学生在研究两个离的比较近但是又比较大的电电电体间的静电力的时候,不能够再像以前那样简单地用库仑定律来运算,因为库仑定律的适用范围只是为点电荷。

基于深度学习的高中物理模型建构教学应用研究

基于深度学习的高中物理模型建构教学应用研究

基于深度学习的高中物理模型建构教学应用研究摘要:高中物理学科核心素养包含物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任这几个方面的内容,但不同情境下,这些不同的方面能够相互作用,相互渗透。

在培养学生的物理观念时,教师可以设法加入实验探究,这不仅可以完善学生的知识体系,还打破了培养学生单一核心素养培养的僵局。

教师在明确核心素养内涵的基础上,对教学过程进行审视,分析现阶段教学存在的问题,并以核心素养的落实打破物理课堂对学生的束缚,让学生主动探究、合作学习、大胆假设、认真推理、构建模型,都有助于学生应用专业物理思维思考问题,灵活解决问题。

基于此,本文章对基于深度学习的高中物理模型建构教学应用进行探讨,以供参考。

关键词:深度学习;高中物理;模型建构教学;应用引言所谓深度学习,是新课改之后提出的一种建立在理解基础上的学习活动,是学习者摆脱基础知识学习的初级认识,以思维能力的发展和学科知识实践能力培养为目标,以学科综合知识的整合为路径,实现学科综合素养培养的教育新理念。

而物理是一门在生活中有着直接体现和运用的教学科目,且高中阶段的物理学知识较初中来说难度更大,涉及范围更广,同时新课改后也被赋予了探究与思维、态度与精神等综合能力的培养任务,因而在深度学习视域下的高中物理教学需要探索新的实践教学路径,才能全面落实素质教育、核心素养的培养,从而保障学生的全面发展。

一、高中物理深度学习的意义髙中物理课程的特点决定了在物理教学中必须将物理知识寓于学生较为熟悉、可以理解的生活、社会与自然情境中,通过问题驱动、任务驱动等方式带动学生思维活动,使学生深度内化与吸收物理知识,获得物理实验探究方法。

对于高中物理教师而言,深度学习理论倡导其充分发挥主导、引领作用,深度挖掘生活化、社会化的物理教学资源,为学生创设熟悉、形象化、趣味性、开放性与自主性的物理情境,积极开展物理实验活动,使学生在情境交互、实验操作实践中对物理知识进行深度加工并内化到自身认知结构中,在面对不同情境内的物理问题时便能调动已有知识经验、物理探究经验,从多角度思考问题并探索出解决问题的有效路径;对于高中生而言,深度学习是自主化的学习方式,学生成为物理学习的主体,在教师主导下发挥自身创造力、实践力、思维能力,结合自己所学知识、生活与社会感悟等全身心投入到物理学习活动中,通过对知识的深度加工以抵达物理本质,显著提高学生的物理学习效率。

高中物理模型的建构及教学方法

高中物理模型的建构及教学方法

高中物理模型的建构及教学方法
高中物理模型的建构与教学方法是指在教学过程中,通过对物理现象进行观察、实验、分析等方式,构建出物理模型,并探究其规律和应用。

具体来说,包括以下几个方面:
一、物理模型建构的基本步骤:
1.观察物理现象,提出问题;
2.设计实验,收集数据,分析数据;
3.提出假设,构建物理模型;
4.验证假设,修正模型;
5.用模型预测新现象,检验模型的适用性。

二、高中物理模型教学的方法:
1.实验教学法:通过实验观察、测量等方式,帮助学生建立模型,提高学生的实验能力和科学思维。

2.探究式教学法:引导学生通过探究、发现、总结的方式,建立物理模型,激发学生的学习兴趣和动力。

3.问题导向教学法:通过提出问题、分析问题、解决问题的方式,引导学生建立模型,培养学生的自主学习能力。

4.案例教学法:通过引入实际案例,帮助学生建立模型,提高学生的应用能力。

结论:
高中物理模型的建构及教学方法对于学生的物理学习具有重要的意义,不仅可以提高学生的学习兴趣和动力,还可以培养学生的实
验能力、科学思维和应用能力,是高中物理教学中不可或缺的一部分。

高中物理模型的构建

高中物理模型的构建

高中物理模型的构建一、物理模型分析重庆高考已进入五个年头,随着新课程改革的深入,我省高考试题更加突出对考生应用能力及创新能力的考查,大量实践应用型、信息给予型、估算型试题呈逐年增多的趋势。

因此,研究在实际情景中构建物理模型的方法,既是教师教学研究的一个重要方向,也是培养学生解决实际问题的能力、提高学生应对高考策略的一个重要环节。

物理学所研究的运动,是一种简单的运动形式,物理学的研究方法是通过建立一个个物理模型,使实际复杂多样的物质世界简单化,建立物理模型的过程是一个抽象思维过程,要能抓住事物的本质。

高中阶段的物理学习为我们积累了很多物理模型,我们可以将其分类成:①物质结构的模型(如质点、物体的分子结构、理想气体、原子结构、核结构、导体等等);②作用过程的模型(如:碰撞、能量转化过程、光电效应、核变化等);③运动模型(匀速直线运动、匀变速直线及曲线运动、平抛运动、圆周运动、简谐振动等等);④其他模型(电流、电阻、磁流体发电机、电磁流量计、理想变压器等等),也可以说物理中所有的公式、定律、定理都是对一个个不同的模型的描述,我们解题所列的等式,就是将物理模型与具体物理情景相结合的产物。

有了系统的物理知识就有了足够的物理模型,解题时所谓建立模型,就是根据从题目中提炼出的有效信息,调出大脑中储存的与之相关的物理模型。

二、运用物理模型解题的步骤1、收集题干信息,确定研究对象和研究过程,弄清物理现象和物理事实。

2、处理各物理信息的相互关系。

3、寻找与已有信息(某种知识、方法、模型)的相似、相近或联系,通过类比联想或抽象概括,或逻辑推理,或原型启发,建立起新的物理模型,将新情景问题“难题”转化为常规试题。

4、选择能适合题给信息的物理方法和物理规律求解,力求简洁。

三、相关模型的举例解析1、物质结构的模型例1理想气体是一种气体模型,是对真实气体的抽象,其微观的特点是:①理想气体分子线度可以忽略不计,即具有一定的质量而没有大小;②分子之间以及分子与器壁间除了弹性碰撞外无其他作用力。

高中物理知识模型建构教案

高中物理知识模型建构教案

高中物理知识模型建构教案
教学目标:
1. 学生能够了解物理知识模型的定义和重要性
2. 学生能够掌握构建物理知识模型的基本方法和步骤
3. 学生能够运用物理知识模型解决实际问题
教学内容:物理知识模型的概念、构建方法和应用
教学过程:
一、导入(5分钟)
教师通过引入一个实际问题,让学生思考如何用物理知识模型解决问题,引出物理知识模型的概念。

二、讲解(15分钟)
1. 介绍物理知识模型的定义和作用
2. 讲解构建物理知识模型的基本方法和步骤,包括确定问题、收集资料、建立假设、验证假设等。

3. 举例说明物理知识模型在实际问题中的应用
三、实践(25分钟)
1. 学生分成小组,选择一个实际问题,运用构建物理知识模型的方法解决问题。

2. 学生在小组内讨论并撰写成果报告,包括问题描述、建立的模型、解决方案等。

3. 学生展示成果并相互交流,讨论不同模型的优劣势。

四、总结(5分钟)
教师总结本节课的重点内容,强调物理知识模型对解决实际问题的重要性,并鼓励学生在以后的学习和探究中多运用物理知识模型。

教学反思:
通过本节课的教学,学生能够了解到物理知识模型的重要性,掌握了构建物理知识模型的基本方法和步骤,并运用知识解决实际问题。

在实践过程中,学生充分发挥了团队合作和创新思维,提高了问题解决能力和综合运用知识的能力。

在以后的教学中,可以进一步拓展学生对物理知识模型的认识,培养学生的科学思维和实践能力。

高中物理模型的建构及教学方法

高中物理模型的建构及教学方法

高中物理模型的建构及教学方法
高中物理模型是指用来描述物理现象和解决物理问题的抽象化、简化化和理想化的物理概念、物理规律和物理模型。

建构高中物理模型是高中物理教学中的重要内容,通过建构和使用模型,可以使学生更好地理解物理现象和解决物理问题。

建构高中物理模型的过程一般包括以下几个步骤:观察、形成问题、提出假设、设计实验并进行实验、分析实验结果、修改假设和模型。

在教学中,应该根据学生的认知水平和学科知识的特点,采用不同的教学方法来建构和应用物理模型。

其中,常用的教学方法包括教师讲授、课堂讨论、小组合作学习、实验教学、案例教学等。

其中,实验教学是建构高中物理模型的有效途径之一。

通过实验,学生可以亲身体验物理现象,观察实验现象,分析数据,从而建构出自己的物理模型。

同时,实验教学可以培养学生的实验技能和科学精神,提高他们的探究能力和创新能力。

除了实验教学外,案例教学也是建构高中物理模型的重要途径之一。

通过案例教学,学生可以了解真实的物理现象和问题,掌握物理规律和物理模型的实际应用。

同时,案例教学可以培养学生的分析能力和解决问题的能力,提高他们的应用能力和创新能力。

总之,建构高中物理模型是高中物理教学中的重要内容,教师应该根据学生的认知水平和学科知识的特点,采用不同的教学方法来建构和应用物理模型,以达到提高学生的物理素养和科学素养的目的。

浅谈如何构建物理模型

浅谈如何构建物理模型

浅谈如何构建物理模型【摘要】高中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。

关键在于他们还是习惯于初中的那种形象思维方式,只会记概念、规律的静态结论,而不重视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,提炼出现实情景的物理模型,尔后纳入到相关的知识体系中去加以处理,最后得到问题的解决。

所以,物理教师在完成教学任务的过程中,一定要重视对学生建模意识的培养,只有这样,才使学生在解决物理问题时能清晰地构建出情景条件的物理模型,迅速找到解决问题的方法,从而达到培养学生灵活思变、创造性思维的能力。

本文着重从三个方面阐述如何建构物理模型:一、加强基础训练,积累实战经验、二、注重情境变换,拓展思维空间、三、精心整合归类,构建物理模型,目的在于教会学生一种思考问题的方式。

【关键词】夯实基础;情境变换;整合归类众所周知,理想模型的建构是研究物理的一种重要手段和方法,大物理学家如伽利略、牛顿、爱因斯坦等,他们都是善于建构物理模型的人。

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,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,物理教学的主要任务就是要教会学生这种思考问题的方式,并尝试用所学知识来分析和解决实际问题。

新课程改革把课程目标定位于满足学生发展与终身学习需要,为造就适应社会需要的高素质人才奠定基础。

学以致用正是基于这一基本要求,但自然界实际问题是千变万化的,我们既要考虑这些知识的“去脉”,更不能轻视它的“来龙”,做到“以物带理”和“以理说物”。

“以理说物”要求我们要弄清其中基本的原理,搞清它们所遵循的基本规律,对复杂的情境进行简化抽象,建立起物理模型,这样我们就可以通过纷繁而复杂的表面现象去认清事物的本质,用理论来指导我们的行动去改造世界。

1.加强基础训练,积累实战经验扎实的基础,为理想模型的建立提供一个知识平台,因此教学的首要任务是夯实基础,培养学生基本的思维方法,而新课教学中的知识传授则是理想模型建立的初级阶段。

浅谈高中物理教学中如何有效建立物理模型

浅谈高中物理教学中如何有效建立物理模型

浅谈高中物理教学中如何有效建立物理模型内容摘要:本文深入地阐述了高中物理教学中物理模型建立的重要性和必要性,并总结了本人在近十年的物理教学过程中常用的建模方法和所构建的物理模型的一般分类,以方便大家在教学过程中参考.关键词:物理过程物理模型条件模型过程模型建模方法多媒体辅助教学一、引言――建立物理模型的重要性和必要性物理现象或物理过程一般都十分复杂,涉及因素众多.对实际问题进行科学抽象化处理,抓住其主要因素,忽略其次要因素,得出一种能反映原物体本质特征的理想物质、过程或假设结构,此种理想物质、过程或假设结构就称之为物理模型.模型作为物理学的研究对象,它不仅具有高度的抽象性,还具有广泛的代表性.在高中阶段,学生所学的每一个物理原理、定理、定律都与一定的物理模型相联系.解决每一个物理问题的过程都是选用物理模型、使用模型方法的过程,特别是在研究实际问题时,学生不仅要透过物理现象、排除次要因素的干扰、抽出反映事物本质的特征、建立合理的物理模型,对问题进行简化和理想化处理,而且要对物理问题进行模型的识别和再现.可见能建立正确合理的模型,能透过现象识别、发现模型是解决物理问题的关键所在.而学生的物理建模能力的高低在很大程度上也就决定着学生物理学习成绩的好坏.所以建模教学是高中教学中不容忽视的一个环节.利用"物理模型"教学培养学生的创新意识创新意识和创新能力是两个不同的概念,有时意识比能力更重要.以上谈到,物理模型的建立很具创新性,教师应该把建立物理模型的这种创新的思路启发地诉之于学生,这样对学生创新意识的培养才是有益的.利用"物理模型"培养正确的思维方法,从而培养创新能力正确的思维方法是提高思维能力的基础,良好的思维能力是创新能力的保证,只有正确的思维才谈得上有良好的创新.但是由于年龄的关系,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.二、物理模型的分类――细致分析过程,准确归好类型物理模型的要点是近似处理,并通过事实检验或实验验证,使模型与事实基本吻合.如物理学中的质点、点电荷、点光源等理想模型,其要点是对象的形状与体积对研究问题没有影响或影响不大.自由落体运动、匀速直线运动、匀速圆周运动等过程模型,其要点是忽略物体在实际运动过程中的次要因素.接触面光滑、绝热等条件模型,其要点是排除物体所处外部条件的次要影响.1.对象模型即用来代替对象实体的理想化模型,例如,质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点光源、薄透镜、点电荷、理想变压器等.2.条件模型即把研究对象所处的外部条件理想化建立的模型,如光滑表面、轻杆、轻绳、均匀介质、匀强电场、匀强磁场等.3.过程模型如自由落体运动、简谐振动、弹性碰撞、绝热过程、稳恒电流等等,这些都是将物理过程理想化了的物理模型.4.理想实验模型如伽利略就是从斜槽上滚下的小球滚上另一斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上,提出了他的理想实验.5.问题模型以问题为核心,形成一种解决问题的一般方法,使处理问题的思路清楚,可化繁为简,化难为易.如子弹打木块、弹性小球相碰等.三、建立物理模型的方法――精心选择方法,合理构建模型对应高中物理模型实际的建模方法多种多样.模型的构建,需采用对应的方法;甚至一个模型的构建,需要采用多种方法,方法选择正确,将收到事半功倍的效果.实际物理建模时,使用什么样的建模方法,应根据物理原型本身的性质和建模的具体需要来决定物理模型的构建,常用方法如下.量纲分析法:在物理模型构建时,可以利用量纲分析法来找到相关物理量间的相互关系,从而构建出相应的物理模型,如单摆周期模型.科学抽象法:抽象是指从具体事物中提炼出某个或某些方面、某些属性等.如隔离法确定研究对象、天体做匀速圆周运动、理想弹簧模型.理想化法:是对研究对象或物理过程加以简化,抓住主要因素,忽略次要因素,找出它们在理想状况下所遵循的基本规律,并构建出相应的物理模型.如刚体、轻杆、平动运动、理想气体模型、伽利略斜面实验等.类比法:许多物理现象彼此之间存在着许多相同或相似的物理属性,人们由此推测它们之间也存在着一些另外的共性.如光与声具有反射、折射等属性,惠更斯据此提出了光的波动模型;微观粒子与光一样具有粒子性,德布罗意建立了物质波模型;卢瑟福根据原子结构与太阳系类似,建立起了原子的行星结构模型.等效替代法:当所研究的物理问题比较隐蔽、复杂、难于直接研究时,可以用等效替代法建立起相应的比较简单、易于研究的等效物理模型,可分为过程等效替换(带电粒子在匀强电场中的类平抛运动)、作用等效替换(运动的合成与分解)、等效结构(弹簧振子和lc振荡电路)等等.微元法:在构建物理模型时,将研究对象或物理过程视作由许多微小体或元过程组成,而所研究的对象或物理过程整体所遵循的物理规律,可通过积分来得到,如匀变速运动的位移公式.假想法:当所研究的物理现象不能直接观察,或现有的物质、实验条件还不能进行真实模拟时,人们可根据已知的物理原理、物理规律对所研究的物理现象提出一种假定性的推测和说明,从而建立起相应的物理模型,如牛顿第一定律、机械能守恒定律等.四、教学过程中如何培养学生的建模能力――善于总结归纳,增强建模能力(一)、培养学生的建立物理模型的意识在教学过程中,教师要引导学生树立物理模型的意识,让学生逐步认识到华丽包装的题目后就是赤裸裸的常见的物理模型,做题时要剥离出题目本质,联系旧有知识,促进知识迁移.也就是说,要有把问题转化成为物理模型来研究的意识和习惯.例如关于摩擦力有这样几个常见判断题:滑动摩擦力(静摩擦力)的方向可以与物体的实际运动方向相同吗?相反吗?能成任意角度吗?运动(静止)的物体可以受静(滑动)摩擦力吗?很多学生迷惑在这些概念题中不能自拔.但当学生心中有了擦黑板、走路、传送带、手握瓶子任意方向运动等情境时,这些问题便极易解决了.打个不是很恰当的比喻,高中物理学什么?无非是弹簧弹来弹去,滑块在斜面上滑来滑去,子弹与木块碰来碰去,带电粒子在电磁场中飞来飞去.(二)、及时对已学过的物理模型归纳与总结教师要善于为学生对已学物理模型进行归纳与总结,更要善于引导学生自己进行这项工作.例如我们在讲《功》这一节,必然要讲到摩擦力做功的问题:滑动摩擦力能做正功吗?负功呢?能不做功吗?静摩擦力呢?虽说这是功的内容,实际上如果学生对关于摩擦力的相应物理模型很熟悉的话(擦黑板、走路、传送带、手握瓶子任意方向运动等),这个问题会很容易被解决,而我们很自然地就把重难点转移到一对滑动摩擦力或静摩擦力做功代数和为何值这个问题上.总结知识,积累经验是必要且重要的!(三)、合理利用好外界的有利因素,提高学生的建模能力其一,随着信息技术与多媒体技术的飞速发展,教师利用多媒体课件上课已经成为一种常规的教学方式.事实说明,多媒体技术的应用在激发学生学习兴趣、增强教学的直观生动性、方便知识复习、习题练习等很多方面都发挥着巨大的作用,也给我们的物理学科教学带来了极大的方便.我们用多媒体辅助教学可以更加直观生动地展现那些抽象的无法用手工教具展现的物理模型,从而加深学生的印象与理解.其二,了解物理学史是学习物理课程的一项重要内容.它不仅能提高学生对物理的学习热情,更是培养学生物理建模能力的一种有效手段.例如在《万有引力》的学习中,从古埃及的托勒密,到意大利的伽利略,到第谷开普勒,波兰人哥白尼,再到牛顿,科学家们在对宇宙的研究过程中都是提出各自的物理模型来比对现实中的现象,从而确立距离实际最接近的理论.其三,物理是以实验为基础的学科.做实验是检查学生是否真正掌握某一物理模型规律的重要手段,是培养物理建模能力的有效途径.没有清晰的物理模型概念学生就不会开展实验过程;没有习惯性的建模意识和正确进行实验的科学指导思想,学生就不能通过实验来培养自己的思维能力、动手能力、创新能力.让学生带着物理建模的意识走进实验室,多进实验室,才能让学生真正走进物的精妙之门!其四,新课标中,情感态度与价值观的培养是一项很重要的内容.教师要善于利用机会引导学生热爱生活,热爱观察.知识来源于生活,观察取决于兴趣.一个热爱生活与观察的人必然精力充沛,富有生机与创造力.伽利略看见吊灯的晃动而发现单摆的等时性、阿基米德因洗澡时水的溢出而发现浮力定律、奥斯特因小磁针的偏转而发现电流的磁效应……物理模型正是来自于生活!其五,物理教师要不断提升自己,社会在进步,科技在发展.从光电管到磁流体发电机,从宇宙飞船到粒子物理……现在每年高考题几乎都会有关于新技术应用方面的题目出现.这就要求教师也要不断进行学习.三尺讲台是教师展示魅力的地方,优秀的教师能够用自己的人格魅力、文化魅力、道德魅力征服学生,抓住学生的眼球与思维,从而润物无声、水到渠成.正所谓“亲其师,信其道”,只有“征服”学生才能有效地在工作中贯彻落实我们的想法.从伽利略开创近代物理先河开始,实验观察加科学推理的研究方法一直是物理学发展中的指导思想.而理想化模型即物理建模正是为适应这样的研究方法而提出来的.具有物理建模意识,具备物理建模能力,是每个学生学习物理学的目的之一,也是高中物理教师必须完成的非常重要的一项工作!【参考文献】[1]物理课程标准(实验)解读[m].廖伯琴,张大昌.湖北教育出版社,2004.[2]论高中物理教学中学生建模能力的培养[m].左雄.湖南科技学院学报,2007,28(4).[3]物理教学艺术论[m].唐一鸣.广西教育出版社,2002.[4]物理学科教育学[m].齐际平.首都师范大学出版社,2002.读完这篇文章后,您心情如何?00000000本文网址:。

浅谈高中生物理模型建构能力的培养

浅谈高中生物理模型建构能力的培养

浅谈高中生物理模型建构能力的培养发布时间:2022-01-07T03:38:43.413Z 来源:《教学与研究》2021年第24期8月作者:李丽娜[导读] 物理作为高中教学的重要科目,其会对于学生的思维能力和认知力具有较高的要求李丽娜福建省仙游县榜头中学摘要:物理作为高中教学的重要科目,其会对于学生的思维能力和认知力具有较高的要求,所以学生在学习物理知识的过程中会感受到一定的难度。

在新课程教学改革背景下,在高中物理教学中增添了模型构建,学生需要综合所学的理论知识尝试构建多元化的物理模型,实现高效学习的目标。

本文主要分析高中生构建物理模型的难点,同时提出相应的培养措施。

关键词:高中;物理模型构建;培养措施引言学生在学习高中物理的过程中,难以接收并学习超出自身认知范围的知识,因此在课堂学习的过程中,表现为理论知识易于接收,实践内容较为有趣,但是缺少自主动手的经验,缺乏创新性的想法。

这主要源于学生在处理物理问题时,能精准分析出相关的物理情景,无法构建出物理模型,所以教师需要采取多样化的教学方法,培养学生构建物理模型的能力。

1、分析高中生物理模型建构的难点首先,大部分高中对于物理模型建构的意义具有正确认知,但是在课堂教学中忽视了定义、概念中所涉及到的物理模型,所以对于各个物理模型的构建流程、适用条件、个性特点等缺少系统化的了解,同时学生很难对物理模型进行合理化的分类,其次,部分高中生在构建物理模型时,主要依靠自身的个人感觉,并没有经过严谨的思考,在物理模型建构过程中由个人主观意识进行随意猜想已知条件构建假设模型,部分学生并不擅长使用已经掌握的物理模型去学习新知识,不能透过现象看到本质,最后,对于信息量较大的物理题目,其干扰因素比较多,学生很难从中进行一一筛选,导致自身的思维比较混乱,其在分析和解题的过程中,缺少紧抓重点、排出无效的抽象思维,继而对物理模型的建构造成不良影响。

2、提升高中生五力模型建构能力的应对措施2.1在课堂教学中充分展现物理情景在高中物理知识的学习过程中存在一定的难点,部分规律和概念比较复杂和抽象,这些已经超出学生的认知范围,学生很难利用自身所学的知识构建物理情景。

对高中物理新课标中模型建构的认识

对高中物理新课标中模型建构的认识

肖磊,河南大学卓越中学教师培养计划学术导师,教育学博士,博士生导师,副教授,河南大学首批“年”,河南学年教师培养计划.者,课程学术常务理事、教学论专业委理事,河南大学教育科学学院教育学系主任&高中课标解篠对"中物理新课标中模型建构的认识主持人:《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》明确了物理学科核心素养的具体内容,科学思维是物理学科核心素养的一个重要方面,而模型建构又是科学思维的要素之一&那么,我们应如何看待模型建构?廖长山(河南大学卓越教师班):模型建构作为一种认识物质及其运动的手段和思维方式,是学习主体对研究的具体问题和真实情境进行客观分析之后,在抽象和概括的基础上构建能够反映事物物理特征和相同物理属性且方便研究的理想模型、理想实验、理想过程和物理概念的过程。

模型建构是物理学科核心素养的重要组成部分,它与科学推理、科学论证和质疑创新等构成了科学思维$模型建构对学能够进作用,其主要在:一,学在问题情境事物的关键要素$模型建构的一步就需要学能够在具体的问题情境中分清楚事物的主要因素和要因素,如了主,模型建构就、$学过建构物理模型,在对问题,就能键要素,为问题基础$,学对物理概念、物理过程和物理的理$物理模型同的种,如物质模型、过程模型等,模型建构了物质及其运动后的质$过建构物理模型,学对物理概念、物理过程等的认识$,学思维$模型建构是一的过程,需要抽象、成、、构等$学具了模型建构的能,就成了的思维$如模型建构作一,事物的键要素就是,物理概念、物理过程等方的学习就是和,思维的形成是实$主持人:模型建构是物理学科核心素养中的重要内容,需要借助特定的内容载体——物理模型方能形成&那么,新课程标准中渗透的物理模型有哪些,能否举例说明?廖长山(河南大学卓越教师班):新课河南教育•基教版程标准中渗透的物理模型主要有物质模型、过程模型、条件模型、相互作用模型等。

高中物理教学中物理模型建构教学的研究

高中物理教学中物理模型建构教学的研究

高中物理教学中物理模型建构教学的研究高中物理教学中的物理模型建构教学是一种旨在培养学生科学思维和解决实际问题能力的教学方法。

通过引导学生基于观察和实验结果构建物理模型,培养学生的科学探究精神和创新能力,提高学生的物理学习效果。

本文将从物理模型的概念、物理模型建构教学的重要性以及物理模型建构教学实施的方法等方面展开论述。

首先,物理模型是针对实际问题建立的一种简化和理想化的模型,它能够用来解释现象、预测结果以及设计实验。

通过构建物理模型,学生可以深入理解物理规律,并将其应用于实际问题的解决中。

物理模型建构教学则是指引导学生基于实验和观察来构建物理模型的教学方法。

其次,物理模型建构教学对于学生的学习效果具有重要意义。

该教学方法能够激发学生的科学探究兴趣,引导学生进行实践探究,帮助他们建立科学的思维方式和解决问题的能力。

与传统的教学方法相比,物理模型建构教学更加注重培养学生的实践和创新能力,提高学生的学习主动性和创造性。

最后,物理模型建构教学可以通过以下几个方面在高中物理教学中实施。

首先,引导学生通过实验观察和数据收集,发现问题并提出解决方案。

其次,帮助学生理解物理概念和规律,并通过构建物理模型来解释和应用这些概念和规律。

再次,培养学生的现象观察和实验设计能力,引导学生通过实践来探究物理问题。

最后,鼓励学生进行交流和合作,通过讨论和互动来改进和完善物理模型。

在物理模型建构教学中,教师的角色不仅是知识的传授者,更重要的是成为学生学习的引导者和合作伙伴。

教师应该设定适当的学习任务,引导学生进行实践探究,并及时给予指导和反馈。

同时,教师还应该鼓励学生进行合作和交流,倡导学生之间的思想碰撞和合作探究。

总之,高中物理教学中的物理模型建构教学是一种培养学生科学思维和问题解决能力的有效教学方法。

通过引导学生基于实验和观察结果构建物理模型,帮助学生深入理解物理规律,并将其应用于实际问题的解决中。

在实施过程中,教师应该起到引导和合作的作用,培养学生的实践和创新能力。

高中物理流体模型解析

高中物理流体模型解析

高中物理流体模型解析一、模型建构1、流体问题:"流体"一般是指液体流、气体流等,质量具有连续性。

涉及有求解质量、体积和力等问题。

2、两类问题第一类:连续流体类问题对于该类问题流体运动,可沿流速v的方向选取一段柱形流体作微元设在极短的时间Δt内通过某一横截面积为S的柱形流体的长度为Δl,如图所示。

设流体的密度为ρ则在Δt的时间内流过该截面的流体的质量Δm=ρSΔl=ρSvΔt根据动量定理得:FΔt=ΔmΔv分两种情况:(1)作用后流体微元停止,有Δv=-v,则F=-ρSv2(2)作用后流体微元以速率v反弹,有Δv=-2v,则F=-2ρSv2第二类:连续微粒类问题"微粒"一般是指电子流、尘埃等,质量具有独立性,通常给出单位体积内的粒子数n:(1)建立"柱状"模型,沿运动速度v0的方向选取一段微元,柱体的横截面积为S;(2)微元研究,作用时间△t内的一段柱体的长度为v0△t,对应的体积为△V=S v0△t,则微元内的粒子数N=nS v0△t(3)先应用动量定理研究单个粒子,建立方程,再乘以N计算。

二、例题精析例1、有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线有n个自由电子,电子的电荷量为q,此时电子的定向移动速率为v,在t时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为()A.NstB.NvtC.D.解答:在t时间内通过导体横截面的自由电子的电量Q=It,则在t时间内,通过导体横截面的自由电子的数目为:N=,根据电流的微观表达式I=nqvS,将I=nevS代入得:N==nvSt故选:C。

例2、运动员在水上做飞行运动表演他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180°后向下喷出,令自己悬停在空中,如图所示。

已知运动员与装备的总质量为90kg,两个喷嘴的直径均为10cm,已知重力加速度大小g=10m/s2,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,则喷嘴处喷水的速度大约为()A.2.7m/sB.5.4m/sC.7.6m/sD.10.8m/s解答:设飞行器对水的平均作用力为F,根据牛顿第三定律可知,水对飞行器的作用力的大小也等于F,对飞行器,则:F=Mg设水喷出时的速度为v,选取一段柱形流体在时间t内喷出的水的质量:△m=ρ•V=ρ•2Svtt时间内质量为△m的水获得的冲量:I=Ft=△mv联立可得:v===7.6m/s故选:C。

高中物理教学中物理模型建构能力的培养

高中物理教学中物理模型建构能力的培养

高中物理教学中物理模型建构能力的培养摘要:随着高考不断改革,自然学科也会根据考试的制度相应调整,物理本身是具有特色的,要想学生有物理模型的构建思维,需要任课老师着重培养学生的物理模型构建能力,在解题时将研究的对象主要因素显现,根据这些条件构建反应问题的本质,在显现出来的问题包括主要矛盾,能够进一步剖析物质的运动规律,才能使学生学习物理过程中使物理模型构建能力不断提高。

关键词:物理模型构建能力思维培养物理不在是简简单单的把课本知识原封不动的讲给学生听,是需要培养学生兴趣,通过模型建立来进行思维培养,从而培养学生的学习物理的兴趣[1]。

对于物理不再有抵触心理,让学生从心底里接受这个科目。

一、加强学生对模型的了解,创建物理模型1.物理模型的含义我们所处的自然界有多种多样以及相互错乱的运动状态,所以事物在运动过程呈现出多种多样的特性,而且还会关联着许多方面的动因,针对于高中生,对于物理有抵触情绪,认为物理是一个很难的学科,其实很多是学生没有高效的学习方法,不会进行演变,再者物理老师是仅仅传授课本知识,而建造物理模型就简要分析,如今,要想解决这一难题,需要教师的充分理解,搭建物理模型,引导学生通过模型来感知知识,从而对物理学科产生浓厚的兴趣。

例如,在对《自由落体运动》这一课程教学时,不断地指引着学生进行小组学习开展物理实验,将真空中的小球自由落体运动和空气中的小球自由落体运动进行比较,仔细观察和分析小球下落的状态,并且建造小球自由落体的模型,让学生深刻了解到两者在进行自由落体运动过程中存在的学习规律。

同时对小球的模型进行研究,来发现建构的因素,从而进行模型的建构。

通过模型的建构,来给小球做自由下落的的定义,在建模过程中,根据的得到的结果来不断地的进行思维的培养。

1.什么是概念模型概念模型就是指对物体的形状或运动等用语言表述出来,用抽象化的形式表述出来对于这一类的学习要注重对概念模型的意象化,通过本质来抓住主要的思维,注重概念模型的使用条件[2]。

浅谈高中物理模型的构建

浅谈高中物理模型的构建
学 园 I C D MY AE A
21 0 2年 7月 第 1 3期
浅谈 高 中物理模 型 的构建
廖 广毅 广 东省 高要 市第一 中学
【 摘 要】 物理模型 的教 学,对培养学生探 索问题 的兴趣 ,发展创新思维 , 高解决实际 问题的能力极为有利,同时可 以 提 使 学生走 出题海 ,走 向成功。当然,物理模 型教 学不能把它机械 化 、教条化、绝对化 ,因为任何物理 问题都有其特殊性的一面 , 对待具体 问题 ,一定 要善 于具体分 析,找 出合适 的解决方案。本文就高 中物理模型 的构建进行 了阐述。

此教学 的首要任 务是 夯实基础 ,培养学 生基 本的思维方法 , 而新课教学 中的知识 传授则是理想模型 建立的初 级阶段 。由 于学生对所学知识 在头脑 中没有雏形 ,因此 对新 知识 的引入 建构阶段是优化某些 思想品质 的关键时期 ,学生的认识结构 在某一方面 的发 展也有最佳时 间,教师要 深入教材 ,重组教 材 、创设富有探 究性 的问题情境 ,引导学生 经历知识 的建构 过程 ,因此 ,新知识 的处理可采用 以下方法 :
1 引入 .
组2 :从 24和 36 / 48 / /、36和 / 两组分数 中发现 ,第二个 分数与第 一个分数 比较分子大 1 分母大 2 , ;得出分数的分子 加上或减去 1 ,分母加上或减去 2 分数大小不变 。 组3 :发现各个分数 的分母是分子 的 2 ,得 出当分子 、 倍 分母 有相 同倍 数关 系时 ,分数大小不变。 组4 :选取 24和 48 / / 两个分数 ,发现分子 、分母 都扩 大
2 .探 究
架 和提示 ,让学生想 自己所想 ,对 自己观察到 的现象进行猜 想 ,并在小组交流 中得 以辩驳 、验证。教师顺势利导 ,为学 生提供一个 更高的研究 平台 , 从而最终 由学生 自己发现规律。 方案一 、二 的实施 固然能使学 生发现分数 的基本性质 ,但 学 生未 必都能顺应教师进入 预期 的状 态和氛围 ,而 当提供给学 生民主 、自由的广 阔探究 天空 ,真正放飞学生 的思绪 时 ,学 生 自我根蒂的情结就会 向大家 敞开 ,从 内心进发 出 自己的心 理感 受与需求 。这种迷惘 的心态正是我们创设情境 的 目的所 在 ,也是 我们 真正 执著 追求 的精髓所 在。 [ 责任 编辑 :庞远燕 ]

高中物理教学中的模型建构方法

高中物理教学中的模型建构方法

高中物理教学中的模型建构方法物理是一门研究自然界运动和物质交互关系的学科,它对于培养学生的科学素养和科学思维至关重要。

而在高中物理教学中,模型建构方法是一种重要的教学手段,可以帮助学生更好地理解和应用物理知识。

本文将探讨高中物理教学中的模型建构方法,并分析其在提升学生学习效果和培养科学思维方面的作用。

一、概念模型的建构概念模型是用来描述和解释现象或理论的模型,它是物理教学中常用的模型类型。

在教学中,构建概念模型可以帮助学生理解抽象的物理概念和原理,以及它们之间的相互关系。

构建概念模型的方法包括比喻法、类比法和多示例法等。

比喻法是将物理概念与学生熟悉的事物或现象进行比较和类比,通过类比的方式来引导学生理解物理现象。

例如,教学中可以比喻电路中的电流流动为水管中的水流动,帮助学生理解电流的概念和电阻的作用。

类比法是通过将物理现象与类似的或容易理解的现象进行对比,帮助学生理解物理原理。

例如,教学中可以将物体的运动轨迹与自行车的行驶轨迹进行类比,帮助学生理解物体在运动中的速度和加速度。

多示例法是通过给出多个具体的例子来说明物理现象或原理,帮助学生建立概念模型。

例如,教学中可以用多个不同的示例来说明平抛运动的规律,帮助学生理解抛体的轨迹和受力情况。

二、实验模型的建构实验模型是用来研究和验证物理规律和理论的模型,它是物理教学中不可或缺的一环。

通过参与实验,学生可以亲身体验和观察物理现象,从而更好地理解和应用物理知识。

在实验模型的建构中,可以采用实际实验和虚拟实验两种方法。

实际实验是指在实验室或课堂上进行真实的物理实验,学生通过观察和记录实验现象,进行数据分析和推理,从而得出物理规律和结论。

实际实验的优点是能够提供丰富的实验数据和直观的实验现象,但其缺点是受到实验条件和设备的限制。

虚拟实验是指通过计算机仿真软件或虚拟实验平台进行的物理实验。

学生可以通过虚拟实验平台进行实验设计和操作,观察和分析实验现象,并得出相应的结论。

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浅议高中物理模型的建构【摘要】建构物理模型是人们研究、认识物质世界的一种重要方法,而物理模型的多样性和复杂性也是物理“难学、难教”重要原因之一。

本文通过具体实例阐述两个问题:一是怎样科学理解和学习物理模型,二是怎样应用物理模型解决实际问题。

把容易混淆、难以理解、难以记忆的知识变得清晰易懂,从而培养学生的方法意识,促进其知识体系的自我构建,并有效地训练学生发散思维能力及归纳能力。

【关键词】建构物理模型科学概念物理模型类比学习模型应用【中图分类号】g633.7 【文献标识码】a 【文章编号】2095-3089(2013)04-0163-02一、物理模型概述物理学是自然学科的研究基础,而自然界中任何事物与其他事物之间总存在着千丝万缕的联系,并处在不断的变化中。

面对复杂多变的自然界,人们在研究时,总是遵循一个重要的原则,即从简到繁、先易后难、循序渐进、逐次深入。

基于这样的思维过程,物理学家创建了“物理模型”。

物理模型是指:物理学所分析的、研究的实际问题很复杂,为了便于分析与研究,常常采用“简化”的方法,对实际问题进行科学抽象的处理,用一种能反映原物本质特性的理想物质(过程)或假想结构,去描述实际的事物(过程)。

这种理想物质(过程)或假想结构称之为“物理模型”。

“物理模型”的建立是一个创造性过程,对物理模型的认识和理解培养创新能力的过程。

在教学中,引导学生正确认识和理解并建立“物理模型”,显然是培养学生创造性思维和创新能力的良好途径。

高中阶段的物理学习为我们积累了很多物理模型,我们可以将其分类成二类,即一是对象模型,如质点、物体的分子结构、理想气体、电流、电阻、磁流体发电机、电磁流量计、理想变压器、原子结构、核结构、导体等等;二是过程模型,如匀速直线运动、匀变速直线及曲线运动、平抛运动、圆周运动、简谐振动、碰撞、能量转化过程、光电效应、核变化等。

在教学中,我们希望学生能在特定的情景下,从生动具体的实际问题出发,运用已有知识,根据研究问题的主要特征建立物理模型,并研究与之关联的物理现象、过程,从而建立相应的物理概念,得出物理规律,形成物理结论。

然而,在我们教学的过程中,很多学生学得非常累,经常会出现概念混淆、模型混乱、物理过程分析不清等情况,即使在物理上花费了很多的时间也不能学好。

通过多次与学生交流和同事探讨,我认为主要存在两个问题,一、没有彻底理解模型特点,无法构建正确的模型,二是难以应用已有的模型解决问题。

二、物理模型的学习为了便于学生对物理模型有个清晰的认识,真正的了解本质,在教学过程中,我们一般会用到两种方法,一是物理概念法;另一个是模型类比法。

2.1物理概念法课程标准要求学生在高中物理课中“学习终身发展必备的物理基础知识和技能”。

在课程内容上体现“时代性、基础性、选择性”。

而高中物理教学中,使学生形成概念,掌握规律,并使他们的认识能力在形成概念、掌握规律的过程中得到充分发展,是高中物理教学的核心问题。

李政道在回答怎样才能学好物理这一问题时就曾经强调:学习物理的首要问题是要弄清物理学中的基本概念。

在学习物理模型时,一定要弄清其基本的定义,该定义的条件,该模型的使用范围,以及使用条件。

如下例:例1 理想气体是一种气体模型,是对真实气体的抽象,其微观的特点是:①理想气体分子线度可以忽略不计,即具有一定的质量而没有大小;②分子之间以及分子与器壁间除了弹性碰撞外无其他作用力。

通常不易液化的气体在压强不是太大、温度不是太低的情况下,可视为理想气体。

现有一定质量的氢气,装在绝热密闭的气缸内,如图所示,若稍稍向下移动活塞压缩气体,则下列叙述符合事实的是(d)。

a.气体的内能一定增加力时b.气体的温度一定升高c.气体分子的平均间距不变d.气体压强一定增加考题方向:本题要求将实际的气体抽象成理想化的模型(理想气体)后进行分析讨论,考查了影响物体内能的决定因素、改变物体内能的两种方法、热力学第一定律及气体压强与温度、体积的关系等。

定义:严格遵从气态方程(pv=(m/m)rt=nrt)的气体,叫作理想气体(ideal gas,有些书上,指符合气体三大定律的气体)。

从微观角度来看是指:分子本身的体积和分子间的作用力都可以忽略不计的气体,称为是理想气体。

扩充:1.分子体积与气体体积相比可以忽略不计。

2.分子之间没有相互吸引力。

3.分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失。

4.在容器中,在未碰撞时考虑为作匀速运动,气体分子碰撞时发生速度交换,无动能损失。

5.解热学题的时候,简单的认为是分子热能为零,分子动能不为零。

6.理想气体的内能是分子动能之和。

例2 地球是一个庞然大物,直径约为12800 km,与太阳相距1.5×108 km,研究地球绕太阳的公转时,能不能把它看成质点?研究地面上各处季节变化时,能不能把它看成质点?考题方向:本体考察质点及可以视为质点的条件。

若研究地球绕太阳公转时,由于地球本身的大小比地球到太阳的距离小得多,则可以把地球看作质点;但若研究地面上各处季节变化时,则不能把其看作质点。

定义:用来代替物体的有质量的点。

1.质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型。

2.质点是对实际物体的近似,这也是物理学中常用的一种重要的研究方法。

3.一个物体能否看成质点,取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计,而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。

4.一个物体能否被看作质点,取决于所研究问题的性质。

即使是同一个物体,在研究的问题不同时,有的情况下可以看作质点,而有的情况可能不可以看作质点。

2.2模型类比法由于物质世界相互联系的性质使自然界各种现象之间、规律之间存在相似性,同时,物质世界的层次性又决定了现象、规律之间本质的差异性。

类比法就是建立在比较和想象的基础上,根据事物在某些属性或关系上的相似(或同一),由此及彼,通过对比分析,作出判断的一种推理方法。

物理模型类比就是根据不同物理模型在某些属性或关系上的相似(或同一)而推导出它们在另一属性或关系上也可能相似(或同一)的一种推理形式。

基于模型类比的方法应具有以下程序:例1 静电场和引力场的模型类比教学例2 在学习电磁波的时候,让学生联想已经学过的机械波的特点,以类比的形式组织联想,思维可以涵盖机械波、光波、电磁波,强调它们的共性比较它们的异性,训练学生的推理能力。

从以上的例子可以看出,随着学生学习的深入,学生掌握的物理知识逐渐形成网络,当中有知识的横向式拓宽,也有递进式的深化。

通过横向扩延和纵向深入,学生的知识和能力就产生质的飞跃,学生的创造性思维发展也就寓于其中了。

在这过程中,模型类比是揭示这些知识内在联系的好方法,通过模型类比,联想、推理出一系列规律,使学生从学会建立物理模型实现到运用物理模型的飞跃。

三、物理模型的应用3.1运用物理模型解题的步骤在教学中,我们希望学生能在特定的情景下,从生动具体的实际问题出发,运用已有知识,根据研究客体的主要特征建立物理模型,并研究与之关联的物理现象、过程,从而建立相应的物理概念,得出物理规律,形成物理结论。

运用物理模型解题的基本程序为:(1)通过审题,提取题目信息.如:物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等。

(2)弄清题目的主要条件。

(3)寻找与已有信息(熟悉的知识、方法、模型)的相似、相近或联系之处,通过类比联想或抽象概括或原型启发,建立起新的物理模型,将新情景问题转化为常规问题。

(4)选择相关的物理规律求解。

3.2 典型例题例1 放风筝时人要拉着绳子奔跑一段距离以获得升力。

一段时间后,风筝静止在空中。

(1)当风筝在空中处于平衡时,如图所示关于拉绳和风筝的方向中,最合理的图应该是()(2)假设风筝与竖直方向成a=370角,风筝的质量m=0.18kg,面积s=0.125m2,空气沿水平方向吹向风筝的速度为多少?空气密度取1.25kg/m2,求绳子应与竖直方向成多少度的角?绳中拉力为多少?(设气流与风筝的碰撞是完全弹性碰撞,g取10m/s2)解析:(1)水平方向气流吹向风筝产生了垂直风筝表面的作用力,风筝要静止,这个作用力应与重力和拉力的合力为0,只有c图中三力可以平衡,如图所示,故选c。

(2)建立一个柱体模型,假设在极短的时间δt垂直吹到风筝面上的那个极短空气柱的质量为δm,则δm=pδv=pscosa?淄δt ①由题意可知:空气柱碰撞风筝后以原速率返回,以δm 的空气柱为研究对象,受到垂直于风筝的作用力,使垂直风筝方向的动量发生了改变,根据动量定理f’δt=2δm?淄cosa ②由①②得f’=2ps?淄2cos2a代入数据得f’=20n,根据牛顿第三定律知风筝受到的反作用力大小f=20n 。

∴绳子的拉力t =■ =19n.设绳与竖直方向的夹角为θ,则sinθ=■=■。

∴θ=arcsin■技巧点拨:此题首先找出风筝的平衡条件,其次确定空气的流动对风筝产生的作用力的大小和方向。

对气流、液体流、粒子流等连续问题应取一个柱体模型作为研究对象是解题的关键。

另外,运用动量定理时应注意方向性,即在垂直于风筝方向的空气动量发生变化,而沿风筝方向的不变,所以要进行速度的分解。

例2 电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)。

为了简化,假设流量计是如图研所示的横截面为长方形的一段管道,它的长、宽、高分别为图中的a、b、c,流量计的两端与输送流体的管道相连接(图中虚线),图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料。

现在流量计所在处加磁感应强度为b的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面,当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串联了电阻r的电流表的两端连接,i表示测量的电流值。

已知液体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为:a. ■=(br+p■)b. ■=(ar+p■)c. ■=(cr+p■)d. ■=(r+p■)解析:题中多处用到等效的思想:①由导电液体的流动建立导体棒切割磁感线的模型;②由在磁场中的流动的液体建立电源的模型;③由管道建立电阻的模型。

等效电动势:ebl?淄=bc?淄等效内阻r=p■由闭合电路欧姆定律:i=■=■①流量q= ?淄bc ②联立①②两式得流量q=■(br+p■)。

联想发散:闭合回路中有电流时是一定要有电源的,电源不等同于电池,形式可以是多样的,如感应电动势、霍耳效应等等。

四、结束语在课改中,尤其是在减轻负担增加效率的背景下,丰富的教学内容与不断减少的教学时间是一对十分突出的矛盾。

以现行“人教版”物理教材为例,教材更为注重点面结合,点,主干知识明确,基础知识、基本规律一个都不少,面,增加了许多联系生产生活的实际问题和高新科技内容,使物理知识更贴近生活实际,学生学习物理倍感亲切,同时教材也丰富了课程形式,引入了研究性学习、探索性实验课等等。

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