如何培養高中生的物理建模能力
教研探索
作者:李秀清
從伽利略開創近代物理先河開始,實驗觀察加科學推理的研究方法一直是物理學發展中的指導思想。而理想化模型即物理建模正是為適應這樣的研究方法而提出來的。具有物理建模意識,具備物理建模能力,是每個學生學習物理學的目的之一,那麼,如何培養高中生的物理建模能力?
(一)多媒體的應用。隨著信息技術與多媒體技術的飛速發展,教師利用多媒體課件上課已經成為一種常規的教學方式。事實說明,多媒體技術的應用在激發學生學習興趣、增強教學的直觀生動性、方便知識複習、習題練習等很多方麵都發揮著巨大的作用,也給我們的物理學科教學帶來了極大的方便。我們用flash可以更加直觀生動地展現那些抽象的無法用手工教具展現的物理模型,從而加深學生的印象與理解。
(二)物理學史的幫助。了解物理學史是學習物理課程的一項重要內容。它不僅能提高學生對物理的學習熱情,更是培養學生物理建模能力的一種有效手段。例如在《萬有引力》的學習中,從古埃及的托勒密,到意大利的伽利略,到第穀開普勒,波蘭人哥白尼,再到牛頓,科學家們在對宇宙的研究過程中都是提出各自的物理模型來比對現實中的現象,從而確立距離實際最接近的理論。牛頓為什麼能夠解決困擾科學家們的三大問題從而得出萬有引力定律?正是由於他抓住了事物的主要因素,忽略次要因素,對實際問題進行科學抽象化處理,得出一種能反映原物體本質特征的理想物質、過程或假設結構,而這種理想物質、過程、假設結構就叫做物理模型。
(三)利用好實驗室。物理是以實驗為基礎的學科。做實驗是檢查學生是否真正掌握某一物理模型規律的重要手段,是培養物理建模能力的有效途徑。沒有清晰的物理模型概念學生就不會開展實驗過程;沒有習慣性的建模意識和正確進行實驗的科學指導思想,學生就不能通過實驗來培養自己的思維能力、動手能力、創新能力。讓學生帶著物理建模的意識走進實驗室,多進實驗室,才能讓學生真正走進物理學的精妙之門!
(四)培養熱愛生活與觀察的情感態度。新課標中,情感態度與價值觀的培養是一項很重要的內容。教師要善於利用機會引導學生熱愛生活,熱愛觀察。知識來源於生活,觀察取決於興趣。一個熱愛生活與觀察的人必然精力充沛,富有生機與創造力。伽利略看見吊燈的晃動而發現單擺的等時性、阿基米德因洗澡時水的溢出而發現浮力定律、奧斯特因小磁針的偏轉而發現電流的磁效應……物理模型正是來自於生活!
(五)物理教師要不斷提升自己。社會在進步,科技在發展。從光電管到磁流體發電機,從宇宙飛船到粒子物理……現在每年高考題幾乎都會有關於新技術應用方麵的題目出現。這就要求教師也要不斷進行學習。三尺講台是教師展示魅力的地方,優秀的教師能夠用自己的人格魅力、文化魅力、道德魅力征服學生,抓住學生的眼球與思維,從而潤物無聲、水到渠成。正所謂“親其師,信其道”,隻有“征服”學生才能有效地在工作中貫徹落實我們的想法。