创设物理情景,构建物理模型

创设物理情景，构建物理模型

呼和浩特市第四十中学张向前

高中教学中，学生感到最难的学科之一就是物理，因为物理学点多面广题如海，而且题目多与实际问题相结合时又不能抽象出物理情景，构建出正确的物理模型，所以学习基础知识时感到很轻松，但在具体解题时又会束手无策。这影响着学生学习物理的积极性，应引导学生从何入手？笔者认为，创设物理情景，建立联系，融入分析方法使学生培养兴趣、学好物理的重要途径。创设物理情景，可展现物理过程，认清物理本质，能丰富学生感性认识，培养学生观察能力、实验能力、思维能力、自学能力、运用物理知识解决问题的能力。本文着重讨论创设物理情景，构建物理模型进行教学的问题。

一、利用物理实验，展现物理情景，建立基础知识与实际问题的关联。

物理学是一门以实验为基础的学科。实验的方法是物理学学习的基本方法。一个物理实验就是一个完整的物理情景，让学生亲眼看一些物理现象，亲手做一些物理实验，以此激发学生学习物理的兴趣，充分调动学生的学习积极性，突现学生的主体地位。通过亲身体验与理论学习相对照、验证，来加深理解，以形成正确的物理情景。例如学习“磁场对电流的作用”这一节，把课本中的一个思考题改为一探索性实验：

把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在蹄形磁铁之间，盘的下边缘浸在导电液体中，把转轴和导电液体分别接到直流电源的两极上，铝盘会转动起来。为什么？用什么方法可以改变转动方向。

应用到的仪器有：电池组、蹄形磁铁、

开关、溶器皿、硫酸铜溶液、圆柱体铜块，

实验装置如图示，当闭合开关K，可见到铝

盘转动起来，改变电源的正负极或磁场的极

性将会发现铝盘转动的方向发生变化。实验

现象深深地吸引着学生，铝盘为什么会流

动？同学们各抒己见，积极猜想，产生了强烈的求知欲望和饱满的学习热情。教师提示：可把铝盘看成是由多条金属条组成的物理模型，通电导体在磁场中受力（可用左手定则判断受力方向），故发生转动。进而问：能否据此认为永动机是可以制造出来的？进而把问题进一步深化，又一次突出了“能量转化和守恒定律”这一中学物理的重点内容。然后把这一问题回归到原始的情景中：通电导线在磁场中的受力，从而学会知识在具体问题中的应用方法。

又如：如：在“电功和电热”一节中有一问题：一电机在运转中线圈被卡

住不动，此时电流如何变化？能量如何转化？这是实际生活中电机被烧的主要原因之一。此时指导学生设计一实验：把干电池、小电动机和小灯泡组成闭合电路，小电动机在正常转动，若小电动机被卡住不动，观察小灯泡的亮度怎样变化？（假若小灯泡一直在发光）。学生的积极性会马上被调动起来，各抒己见，进行激烈地争论。然后用实验验证，进一步引导学生分析原因。这样可使学生热情高涨、积极思考。通过这样处理教材，可以突破教材的难点，把本来枯燥无味、纯理论的知识变得生动有趣。

在整个教学过程中，不仅要求学生要注意观察，更重要的是学生能否在观察后进行思维活动。在探求事物变化规律时，这种思维活动往往很复杂。要通过分析、比较、抽象、综合等一系列思维活动，最后才能概括得出规律。这正是培养学生思维能力的极好时机。

通过实验创设情景，既可增强学生的感性认识，又可提高学生分析能力和逻辑思维能力。

二、指导学生联想，设想物理情景。

记忆是思维的起点，根据思维理论，记忆内容的多少，记忆时间的长短与记忆方法和材料是有关的。实验表明：把内容与情景相结合能加强记忆的表象储存，对物理情景的认识是对现象本质规律的认识，这有利于把错综复杂的物理现象条理化、模型化、形象化。

例如：关于安培力的方向和感应电流的方向的判断，学生在高考复习时往往很容易混淆，本人教学时在黑板上写上“力”和“电”字，让学生观察“力”字最后一笔向左，故判断安培力方向时，用“左手定则”。而“电”字最后一笔向右，故判断感应电流的方向时，用“右手定则”。只用简单的两个字就可以使学生一目了然、记忆犹新。

三、运用多媒体手段，创设物理情景。

采用电教媒体，借助幻灯、录像、电影及电脑多媒体技术，以生动、形象、鲜明的视听效果，模拟再现一些物理过程，将瞬间即逝的短暂过程延缓，拉长，动中有静，静中有动，更富有启发性。有些物理情景

规律有重要作用。用计算机做的逼真的物理模拟，可

以帮助学生摆脱这些认识障碍，使物理教学更直观。

如：LC振荡电路中电容器充、放电的过程；设计实验：

在课本中演示实验中增加一电阻，用一灵敏电流计演

示电容通过电阻和电容放电的区别，突出线圈的作用。

然后用振荡电路FLASH动画演示电流变化电量变化磁场变化关联等。增强学生感性认识。（如图）

四、编述小故事，描绘物理情景。

物理小故事包括物理学史，科学家小传与教材有关的传说、成语、自编故事

等，有目的的，恰当地设置，可激发学生的学习热情，活跃思维。例如讲授“自由落体”时，我们讲一下伽利略运用严密的逻辑推理，证明亚里士多德的落体理论的错误，传说中的比萨斜塔实验等，既激发了学生学习物理的兴趣，又展示了自由落体运动的情景。

又如：讲述“牛顿第一定律”时，学生对“惯性”概念较难理解，有一惯性小故事，“在一拥挤的公共汽车上，有一男学生和一时髦少女，该车突然急刹车，致使学生向前碰到少女，少女大怒，瞪着学生说：“瞧你的德性”，其时气氛紧张，全车人都看着他俩，只见涨红了脸的学生说：“这不是德性，而是惯性”。这时候乘客都哄笑，而该少女变得灰溜溜的。”此时听课的学生也哄笑，或早已忍不住说出了故事结果。通过这一小故事，既活跃了课堂气氛，又揭示了惯性的本意。但由于人们在生活中形成的惯性概念的影响，学生仍然认为，速度大的物体惯性仍然大，此时可应用逻辑推理的方法提问：静止的物体是否有惯性？（要想改变物体的运动状态，必须对其施加力的作用。）所以，静止的物体和运动的物体一样，都有惯性，且惯性的大小只与质量有关。

五、利用已有的物理图景，形成新情景，建立物理模型。

如果两个物理现象的效果相似，就可引导学生将其中一个物理情景转换为另一个物理模型来处理，从而可以得出结果。

例如，在电磁感应现象中，在磁场中作切割磁感线运动的那部分导体相当于电源，于是可将这一情景等效为电路，然后用闭合电路的欧姆定律来处理。

总之，在中学物理教学中，教师应重视培养学生通过观察物理现象建立正确物理情景的能力，建立正确的物理模型，在课堂教学、物理实验、习题处理等方面，不断引导学生观察物理现象，深入分析、综合，逐渐形成物理现象的正确情景，使学生形成一种科学的学习习惯和研究方法，从而提高物理的学习效果。