文档介绍：高中物理习题教学中物理模型方法的教学策略
张惠钰
(江苏省苏州第十中学,江苏苏州 215006)
摘要:物理模型方法是一种重要的科学方法,本文从物理模型方法的特点和认知心理学角度探讨高中物理习题教学中的物理模型方法的教学策略。
关键词:物理模型方法习题教学
物理学的发展可以说是伴随着建立新的物理模型和用新的物理模型替代或完善旧的物理模型的过程,物理模型方法借助建立的模型开展研究工作,是一种重要的科学方法。物理模型方法在科学研究中的流程图如下:
具体
探索、验证
抽象
模型
原型
理论
解释、改进
物理模型方法最大特点是摒弃各种次要因素,突出决定事物状态、变化等的主要因素,对原型进行简化、纯化处理,是一种理想化的思维方法。因此,物理模型方法需要认识主体自己确定研究对象,抽象出研究对象的运动过程,设置已知量和未知量,运用科学规律,选择研究方法,检验模型是否与实际相一致。
高中物理所有实际问题都是有模型依据的,模型所对应的规律也是早已被验证是正确的,根据高中物理教学的特点及模型的主要教学功能,可以把物理模型分为实体模型、条件模型、过程模型、数学模型等。
物理习题教学是学生体会和实践物理模型方法的重要场所,在习题教学中我们通过指导学生运用物理模型方法分析和解答实际的物理问题,在解决问题中培养与训练学生的物理模型思维。从物理模型方法的特点和认知心理学角度,物理模型方法在习题教学中的教学策略可以分为三个阶段:第一阶段是陈述性知识教育阶段,即模型方法的狭义应用,这一阶段物理模型方法教学的任务是将过程模型所遵循的所有物理规律建构数学模型;第二阶段是可以相对自动化的程序性知识教学,即用物理模型方法解决一些简单的问题,这一阶段物理模型方法教学的任务是将问题情景建构成过程模型、将过程模型所遵循的所有物理规律建构数学模型;第三阶段为策略性知识,即在学生头脑中形成模型方法认知策略,让学生体验模型方法应用的条件,使模型策略学,有效地向新情境迁移,让学生在生活中有意识地运用模型方法去解决实际问题,这一阶段物理模型方法教学的任务是将具体问题中的实体建构成对象模型、将问题情景建构成过程模型、将过程模型所遵循的所有物理规律建构数学模型。
1 习题教学第一阶段
在习题教学第一阶段主要培养学生将过程模型所遵循的所有规律建构数学模型的能力,这一阶段在教学中所选习题的研究对象本身应该是已经简化、纯化的对象模型,问题情境也是比较明显的过程模型。在教学中我们可以选择状态、过程较为复杂的习题,通过有意义的接受学习来组织教学,教学过程可以是“学习——模仿——迁移”,通过这些习题不但培养了学生识别模型的能力,而且还培养了学生把过程模型转化为数学模型的能力。
案例:变式拓展训练——捕捉带电粒子在复合场中的舞步
如图1,空间存在水平方向的匀强电场和匀强磁场,强度分别为E=10 N/C,B=1 T,如图所示。有一质量为m=×10-6 kg,带正电q=
×10-6 C的微粒,在此平面内做匀速直线运动,其速度的大小为________,方向为________。(20m/s,斜向右上方,与水平方向成60°角)
总结:在不同的情景下,体验匀速直线运动的动力学规律:合外力为零,利用假设的方法来验证自己的猜想。之后配拓展1、2来进一步理解。
拓展