物理学是一门研究物质最普遍、最基本的物质结构和运动形式的自然学科。世界上自然现象都不是孤立的,而是相互存在联系的,这一方面体现了必然联系的规律性,同时也存在某些偶然性,因此物理现象都是非常复杂的。为了使复杂的自然现象的研究成为可能,在一定条件下将研究对象、研究条件或者研究过程进行简化处理,建立物理模型,使问题得以解决。物理模型是对实际问题进行科学抽象化处理,抓住主要因素,忽略次要因素,建立一种能反映事物本质特性的高度抽象的理想化事物,能够形象深刻地反映事物的主体。高中物理的教材涉及大量的物理模型,可以说物理模型是高中物理知识的载体,相对于初中,高中物理的学习不仅仅是对物理现象的分析判断,或者对公式的机械识记,更多的是对于物理现象本质的解释,对物理思维的培养和实际问题的解决。高中物理的学习都是以物理模型建构为核心的,对学生思维能力的要求更高,由此高中物理相对于初中更加注重学生思维能力的培养。学习讲究知行合一,高中物理模型的建构过程也是一种知识运用的过程,运用物理模型解决实际问题是知识实践的过程。因此高中物理建模的教学过程实质上是教育理论和教学实质相结合的过程。
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虽然现今国家大力推行素质教育,但是当前的高中物理教学还是一定程度地存在重结论、轻过程和重知识传授、轻思想方法的误区。学生对于显而易见的物理问题能够轻易建立模型求解,但在面对与实际生活紧密联系的较为复杂的物理问题往往不知如何下手,不能顺利的解决问题。另外高中大部分学生是通过多次的、机械的重复练习从而熟练解题程序,并没有从根本上掌握物理方法或物理思维,以至于不能顺利的建立模型,解决生活中的一些问题。本文研究的核心是高中物理教学中物理模型的建构与应用,如何利用物理模型的构建巧妙开展高中物理教学,本文试图从物理问题解决的角度对物理教学的探讨,即巧妙地利用物理模型的构建解决物理问题,从而优化物理教学过程。笔者试图从解决物理问题的角度对高中常见的物理模型进行相对合理规范分类,讨论物理模型的建构过程和方法,将其应用于实际物理问题探讨如何巧妙地建立物理模型从而解决物理问题,从中总结出模型教学的建议。目的是让高中物理教学更加符合新课程改革的理念,培养学生思考分析问题的思维方式,使得学生能够针对具体问题具体分析,对物理模型进行创新,从而达到提高解决实际问题的能力,掌握学习策略,最终达到学会学习的目的。
2。 物理模型的概述
2。1。 物理模型的定义
物理学是一门研究自然现象和物质结构的基础学科,物理学研究范围涉及人们日常生活的方方面面,面对的实际问题也通常很复杂,为了更好的解决物理问题,人们或将研究对象、研究条件和过程理想化以简化问题,或将无法用肉眼看见的物质结构用图式表示,亦或是在实验的基础上,将一系列物理现象或是物理规律整理成一套套系统的理论等等,以上的研究方法就是物理学研究的一种基本方法——物理模型。
物理模型的定义分为广义和狭义两种,广义的物理模型就是指物理学中的各种基本概念、各种假设和结论都可称为物理模型,因为它们都以各自相应的现实原型为背景,源于生活实践确又高于生活实践。狭义的物理模型是指人们为了解决特定的物理问题,通过抽象思维或形象思维,运用理想化、简化、类比、等效等方法,对实际问题进行科学抽象化处理,抓住主要因素,忽略次要因素,建立一种能反映事物本质特性的高度抽象的理想化事物(实物、概念和过程),也就是物理模型。本文以下所涉及的的物理模型是高中常见的物理模型,均为狭义的物理模型。