中学物理模型教学与创新能力培养

中学物理模型教学与创新能力的培养

摘要：本文结合当前教学教改的形势和中学物理教学的特点，指出了实施创新能力教育与教育观念转变的关系，详细地论述了物理模型的种类、特点和功能，提出了在中学物理教学中使用模型教学培养学生创新能力的新思路。

关键词：创新能力；创新意识；物理模型

钱学森在去世时曾说过：“我唯一遗憾的是我没有为中国培养出创新型人才。”目前，我国的中学物理教学十分注重系统知识的传授，对于学生创新能力的培养可以说还很不够。教师在教学中也较少考虑如何培养学生的创新能力，在进一步深化素质教育的今天，教师应该结合创新教育的精神，在物理教学中加强对学生创新能力的培养。当然，创新能力的培养不是一蹴而就的，它是一个渐进的、长期的培养过程，下面我主要想阐述一下在物理模型教学中培养学生创新能力的几点看法。

在物理教学中实施创新教育，首先要解决的问题是教师教育观念转变的问题。教师应该认识到，教育不应该仅仅是训练和灌输的工具，它应该是发展认知的手段。素质教育的实施，将彻底改变以往的封闭式教学，教师和学生的积极性都将得到极大的尊重，由于学生的积极参与，每个学生的创造性都受到重视，指令性和专断的师生关系将难于维系。教师的权威将不再建立在学生被动与无知的基础上，而是建立在教师借助学生的积极参与以促进其充分发展的能力之上。一个有创造性的教师应能帮助学生在自学的道路上迅速前

进，教会学生怎样应对大量的信息，他更多的是一个向导和顾问，而不是机械传递知识的简单工具。在创新教育体系中，师生关系将进一步朝着“教学相长”的方向转变和深化。

要培养学生的创新能力，我们还要明白“教”的真正意义。“教”不同于“训练”，如果我们将“教”混同于“训练”，就会强迫学生去全盘接受所教的内容，就会自觉不自觉地使学生按照别人的模式、计划和步骤去达到他人设计的目标，这就扼杀了本属于学生自己自由发展和思考的权力。

其次，我们也一定要理解“创新能力只能培养，不能教”。创新能力是培养出来的，它需要的只是一种友好的、和谐的生长环境，教育工作者只不过就是要去创造这样一种适合培养学生创新能力

的环境而已。

应该说，中学物理教学是营造培养学生创造能力环境的良好途径，是培养学生创造性的一门学科。中学物理的教学有许多自身的特点，“物理模型”教学就是其中之一。

那么，“物理模型”是什么？物理学的目的就在于认识自然、把握自然。但是，自然界中任何事物与其他许多事物之间总是存在着干丝万缕的联系，并处在不断的变化之中。面对复杂多变的自然界，人们在着手研究时，总是遵循这样一条重要的方法论原则，即从简到繁，先易后难，循序渐进，逐次深入。根据这条原则，人们在处理复杂的问题时，总是试图把复杂的问题分解成若干个比较简单的问题逐个击破；或者把复杂的问题转变成比较简单的问题。

基于这样的一个思维过程，人们就创建了“物理模型”。可见，物理模型是指：物理学所分析的、研究的实际问题往往很复杂，为了便于着手分析与研究，物理学中常常采用“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，是人们认识和把握自然的一个典范，是先人的一种创举。

“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也是一个创造性的过程，一个培养创新能力的过程。可见，引导学生真正认识和理解甚至建立“物理模型”，显然是培养学生创造性思维和创新能力的不可多得的途径。

那么，怎样把握好“物理模型”，去培养学生的创新能力呢？下面我想先谈谈几个问题：

一、中学常见的物理模型

1.对象模型：用来代替研究对象实体的理想化的模型。例如，质点、弹簧振子单摆、理想气体、点电荷、恒压电源、理想变压器、点光源、光线、薄透镜以及关于原子结构的卢瑟福模型波尔模型等都属于对象模型。

2.过程模型：实际的物理过程都是诸多因素作用的结果，忽略次要因素的作用,只考虑主要因素引起的变化过程叫做过程模型。如“自由落体运动”“匀速圆周运动”“简谐振动”“稳压电流”等等，

这些都是把复杂的运动过程理想化了的”物理模型”。

3.条件模型：把研究对象所处的外部条件理想化而建立的模型叫做条件模型。如光滑表面、轻杆轻绳、均匀介质、匀强电场和匀强磁场都属于条件模型。

二、物理模型的特点

1.物理模型是抽象性和形象性的统一。物理模型的建立是舍弃次要因素，把握主要因素，化复杂为简单，完成由现象到本质、由具体到抽象的过程，而模型的本身又具有直观形象的特点。

2.物理模型是科学性和假定性的辩证统一，物理模型不仅再现了过去已经感知过的直观形象，而且要以先前获得的科学知识为依据，经过判断、推理等一系列逻辑上的严格论证，所以，具有深刻的理论基础，即具有一定的科学性。理想模型来源于现实，又高于现实，是抽象思维的结果。所以又具有一定的假定性，只有经过实验证实了以后才能被认可，才有可能发展为理论。

三、物理模型的主要功能

1.可以使问题大为简化，从中较为方便地得出物体运动的基本规律。

2.可以对模型讨论的结果稍加修正，即可用于实际事物的分析和研究。

3.有助于对客观物理世界的真实认识，达到认识世界、改造世界、为人类服务的目的。

四、在物理教学中如何利用“物理模型”教学去培养学生的创新

能力

1.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。以上我们已经谈到，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。

2.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。例如，研究地球绕太阳的公转可将地球看做质点，而研究地球的自转不能将地球看做质点了，在物理学上，任何模型都是在物理学上特定条件下的模型，这就要求我们在选择模型时,要综合考虑所研究问题的目的、性质等，然后再做出选择，不能随意地把什么对象、什么条件、什么过程归入某一种模型，而没有使学生明确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，这将是教学上的一重大失误！

每一次物理过程的处理和物理模型的建立，都离不开对物理问题