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新世纪教育改革的纵深发展,旨在全面提高学生的素质。近年来高考内容的改革,也体现了注意对学生能力和素质的考查。所以,对高中物理这门课程,重要的是培养学生的科学素质,也即体现在对学生的创新精神和实践能力的培养上。物理学是一门研究物质最普遍、最基本的运动形式的自然科学。而所有的自然现象都不是孤立的。这种事物之间复杂的相互联系,一方面反映了必然联系的规律性,同时又存在着许多偶然性,使我们的研究产生了复杂性。例如,在研究物体的机械运动时,实际上的运动往往非常复杂,不可能有单纯的直线运动、匀速运动、圆周运动。为了使研究变为可能和简化,我们常采取先忽略某些次要因素,把问题理想化的方法,如引入匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动和简谐运动等理想化的运动。这就是先建立物理模型,然后在一定条件下,用于处理某些实际问题。物理模型是在抓住主要因素忽略次要因素的基础上建立起来的,它能具体、形象、生动、深刻地反映事物的本质和主流。
1 什么是物理模型
自然界是纷繁复杂、千变万化的,人们要研究的实际问题往往有众多的因素,为了研究问题的方便,物理学上常常采用“简化”或“理想化”的方法,对实际问题进行抽象化处理,保留主要因素、略去次要因素,得到一种能反映原物质本质特性的理想的物质(过程)或假想结构,此即为物理模型。物理模型是形象思维和抽象思维的统一,是物理学研究的常用方法。“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。
2 物理模型在教学中的作用
建立和正确使用物理模型可以提高学生理解和接受新知识的能力。例如,我们在运动学中建立了“质点”模型,学生对这一模型有了充分的认识和足够的理解,为以后学习质点的运动、万有引力定律、物体的平动和转动,以及电学中的“点电荷”模型、光学中的“点光源”模型等奠定了良好的基础,使学生学习这些新知识时容易理解和接受。建立和正确使用物理模型有利于学生将复杂问题简单化、明了化,使抽象的物理问题更直观、具体、形象、鲜明,突出了事物间的主要矛盾。建立和正确使用物理模型对学生的思维发展、解题能力的提高起着
重要的作用。可以把复杂隐含的问题化繁为简、化难为易,起到事半功倍的效果。
3 培养创新意识,提高创新能力
知识是能力的载体,创新是能力的灵魂,素质教育的重要目的之一就是培养学生的创新精神。一个好的教师不是把课讲得学生没有问题可问,而是启发学生提出深刻的问题。长期以来,在我们的物理教学中,重视基础知识的教学,而创新教育相对薄弱,学生的创造欲望被压抑,创新能力得不到充分的发挥,这与知识经济时代的要求是极不相称的。在物理教学中又如何利用“物理模型”教学去培养学生的创新能力呢?
3.1 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。
3.2 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,以“质点”这个物理模型为例,为什么要将物体简化为质点?在什么时候什么物体可以简化为质点?质点的概念很简单,如果只教会学生质点的概念,而没有使学生明确这种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!
分析好每一个“物理模型”的建立思维固然重要,但更重要的是引导学生去领悟这种思维过程,去品味这种思维过程,例如,在讲“自由落体”时,就应该引导学生去理解,为什么要把物体的下落运动理想成“自由落体”,明确学习“自由落体”的真正的实际意义,经过引导、启发、分祈,学生自然而然地就会领悟到其中的奥秘,从而培养学生正确的思维方法,达到培养创新能力的目的。
每一个物理过程的处理,物理模型的建立,都离不开对物理问题的分析。教学中,通过对物理模型的设计思想及分析思路的教学,能培养学生对较复杂的物理问题进行具体分析,区分主要因素和次要因素,抓住问题的本质特征,正确运用科学抽象思维的方法去处理物理问题的能力,有助于学生思维品质的提高,有助于培养学生的创新思维。这是培养创新能力的主渠道。
3.3 加强新情境问题的教学,培养和提高学生的创新意识和创新能力。新情境问题具有非常规性、应用性和开放性等特点,这就决定了问题的解决过程必然具有探索性和创造性,能够激发学生的创造欲望,培养学生的创新能力。正因为问题的综合性、复杂性和多样性,学生无法预先建立与之相对应的问题解决模型,缺乏相关的解题经验,必须要在原来的知识和能力的基础上有所创新,有所突破。特别是新情境问题中所具有的开放性和探索性,更是给学生创新能力的发展提供了广阔的空间。在问题解决的过程中,学生的创造能力便会得到淋漓尽致的发挥。
中学物理教材中有许多物理知识比较抽象,学生往往不易理解和接受,并会因此而失去学习的信心。但如果借助“物理模型”教学,通过采用模型方法,突出物理问题的主干,疏通思路,帮助学生建立起清晰的物理图象,使物理问题化难为易,化繁为筒,这样不单起到降低教学难度增强学生学习的自信心的作用,同时还潜意识地培养了学生的创新能力。
最后我还要强调一点,在“物理模型”的建立和分析的教学过程中,要摸清学生各种错误的思维方法,及时予以纠正。例如,学生受了绝对化的片面思维方法的影响,不理解物理学中采用的理想化的思维方法,以为理想化不精确,脱离实际,有时对教师导出的某公式所采用的近似方法表示不可理解,在实验中追求百分之百的精确度。这里我们就要及时指出物理模型的特点和功能,使学生明确物理模型的科学性,明确物理模型的条件性。及时纠正这类学生的思维方法,这也是培养和锻炼创新思维和创新能力的好途径。
总之,物理模型是培养学生创造性的很好素材,充分科学地用足用活物理模型,给学生营造一个宽松的充分体现以“学生为主”的课堂环境,我们就一定能培养出一代具有创新能力的适合现代化建设的新的人材!
1 什么是物理模型
自然界是纷繁复杂、千变万化的,人们要研究的实际问题往往有众多的因素,为了研究问题的方便,物理学上常常采用“简化”或“理想化”的方法,对实际问题进行抽象化处理,保留主要因素、略去次要因素,得到一种能反映原物质本质特性的理想的物质(过程)或假想结构,此即为物理模型。物理模型是形象思维和抽象思维的统一,是物理学研究的常用方法。“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。
2 物理模型在教学中的作用
建立和正确使用物理模型可以提高学生理解和接受新知识的能力。例如,我们在运动学中建立了“质点”模型,学生对这一模型有了充分的认识和足够的理解,为以后学习质点的运动、万有引力定律、物体的平动和转动,以及电学中的“点电荷”模型、光学中的“点光源”模型等奠定了良好的基础,使学生学习这些新知识时容易理解和接受。建立和正确使用物理模型有利于学生将复杂问题简单化、明了化,使抽象的物理问题更直观、具体、形象、鲜明,突出了事物间的主要矛盾。建立和正确使用物理模型对学生的思维发展、解题能力的提高起着
重要的作用。可以把复杂隐含的问题化繁为简、化难为易,起到事半功倍的效果。
3 培养创新意识,提高创新能力
知识是能力的载体,创新是能力的灵魂,素质教育的重要目的之一就是培养学生的创新精神。一个好的教师不是把课讲得学生没有问题可问,而是启发学生提出深刻的问题。长期以来,在我们的物理教学中,重视基础知识的教学,而创新教育相对薄弱,学生的创造欲望被压抑,创新能力得不到充分的发挥,这与知识经济时代的要求是极不相称的。在物理教学中又如何利用“物理模型”教学去培养学生的创新能力呢?
3.1 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。
3.2 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,以“质点”这个物理模型为例,为什么要将物体简化为质点?在什么时候什么物体可以简化为质点?质点的概念很简单,如果只教会学生质点的概念,而没有使学生明确这种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!
分析好每一个“物理模型”的建立思维固然重要,但更重要的是引导学生去领悟这种思维过程,去品味这种思维过程,例如,在讲“自由落体”时,就应该引导学生去理解,为什么要把物体的下落运动理想成“自由落体”,明确学习“自由落体”的真正的实际意义,经过引导、启发、分祈,学生自然而然地就会领悟到其中的奥秘,从而培养学生正确的思维方法,达到培养创新能力的目的。
每一个物理过程的处理,物理模型的建立,都离不开对物理问题的分析。教学中,通过对物理模型的设计思想及分析思路的教学,能培养学生对较复杂的物理问题进行具体分析,区分主要因素和次要因素,抓住问题的本质特征,正确运用科学抽象思维的方法去处理物理问题的能力,有助于学生思维品质的提高,有助于培养学生的创新思维。这是培养创新能力的主渠道。
3.3 加强新情境问题的教学,培养和提高学生的创新意识和创新能力。新情境问题具有非常规性、应用性和开放性等特点,这就决定了问题的解决过程必然具有探索性和创造性,能够激发学生的创造欲望,培养学生的创新能力。正因为问题的综合性、复杂性和多样性,学生无法预先建立与之相对应的问题解决模型,缺乏相关的解题经验,必须要在原来的知识和能力的基础上有所创新,有所突破。特别是新情境问题中所具有的开放性和探索性,更是给学生创新能力的发展提供了广阔的空间。在问题解决的过程中,学生的创造能力便会得到淋漓尽致的发挥。
中学物理教材中有许多物理知识比较抽象,学生往往不易理解和接受,并会因此而失去学习的信心。但如果借助“物理模型”教学,通过采用模型方法,突出物理问题的主干,疏通思路,帮助学生建立起清晰的物理图象,使物理问题化难为易,化繁为筒,这样不单起到降低教学难度增强学生学习的自信心的作用,同时还潜意识地培养了学生的创新能力。
最后我还要强调一点,在“物理模型”的建立和分析的教学过程中,要摸清学生各种错误的思维方法,及时予以纠正。例如,学生受了绝对化的片面思维方法的影响,不理解物理学中采用的理想化的思维方法,以为理想化不精确,脱离实际,有时对教师导出的某公式所采用的近似方法表示不可理解,在实验中追求百分之百的精确度。这里我们就要及时指出物理模型的特点和功能,使学生明确物理模型的科学性,明确物理模型的条件性。及时纠正这类学生的思维方法,这也是培养和锻炼创新思维和创新能力的好途径。
总之,物理模型是培养学生创造性的很好素材,充分科学地用足用活物理模型,给学生营造一个宽松的充分体现以“学生为主”的课堂环境,我们就一定能培养出一代具有创新能力的适合现代化建设的新的人材!