構(gòu)建物理模型 培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


  新世紀(jì)教育改革的縱深發(fā)展,旨在全面提高學(xué)生的素質(zhì)。近年耒高考內(nèi)容的改革,也體?了注意對(duì)學(xué)生能力和素質(zhì)的考查。所以,對(duì)高中物理這門課程,重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),也即體?在對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)上。高中物理教材不同于初中教材,前者在后者的基礎(chǔ)上是引導(dǎo)學(xué)生由形象思維向抽象思維發(fā)展,從而使學(xué)生的思維產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍。所以在高中課程的教學(xué)過(guò)程中大多?研究的對(duì)象是一些物理模型,這些物理模型既原于實(shí)踐,而又高于實(shí)踐,在我們的生活、生產(chǎn)、科技領(lǐng)域中帶有普遍的共性特征,具有一定的抽象概括性。正因?yàn)槿绱,學(xué)生普遍感覺(jué)高中物理難學(xué):聽聽還懂,解決實(shí)際問(wèn)題就困難。關(guān)鍵在于他們還是習(xí)慣于初中的那種形象思維方式,只會(huì)記概念、?律的靜態(tài)結(jié)論,而不重?得出結(jié)論的發(fā)展過(guò)程。只會(huì)照葫畫瓢,模仿性地解決一些簡(jiǎn)單的物理問(wèn)題,而不善于通過(guò)觀察分析,提煉出?實(shí)情景的物理模型,爾后納入到相關(guān)的知識(shí)體系中去加以處理,最后得到問(wèn)題的解決。本人認(rèn)為,物理教師在完成教學(xué)任務(wù)的過(guò)程中,一定要重視對(duì)學(xué)生建模意識(shí)的培養(yǎng),只有這樣,才使學(xué)生在解決物理問(wèn)?時(shí)能清晰地構(gòu)建出情景條件的物理模型,迅速找到解決問(wèn)題的方法,從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生靈活思變、創(chuàng)造性思維的能力。

   一、構(gòu)建理想的物理模型是科學(xué)理論的依據(jù)

  縱觀物理學(xué)發(fā)展史,許多重大的發(fā)現(xiàn)與結(jié)論,都是由于科學(xué)家們經(jīng)過(guò)大膽的猜想構(gòu)思,創(chuàng)建出科學(xué)的理想化的物理模型,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)或?qū)嵺`驗(yàn)證,模型與事實(shí)基礎(chǔ)很好吻合的前堤下獲得的。

  伽里略讓小球從彎曲的斜槽上自由下落,當(dāng)斜槽充分光滑時(shí),小球可沿另端斜槽上升到初始高度,如果另端斜槽末端越接近水平,小球?yàn)檫_(dá)到初始高度,將運(yùn)動(dòng)很遠(yuǎn)。如果末端完全水平,小球?qū)⒁恢边\(yùn)動(dòng)下去,永不停止。正因?yàn)橘だ锫詷?gòu)建了光滑這一理想化的模型,才有慣性定律的重大發(fā)現(xiàn)。

  法拉第在1852年,對(duì)帶電體、磁體周圍空間存在的物質(zhì),設(shè)想出電場(chǎng)線、磁場(chǎng)線一類力線的模型,并用鐵粉顯示了磁棒周圍的磁力線分布形狀,從而建立了場(chǎng)的概念,對(duì)當(dāng)前的傳統(tǒng)觀念是一個(gè)重大的突破。

  1905年愛因斯坦受普朗克量子假設(shè)的啟發(fā),大膽地建立了光子模型,并提出著名的愛因斯坦光電效應(yīng)方程,圓滿地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象。

 盧瑟福以特有的洞察力和直覺(jué),抓住α粒子轟擊金箔有大角度偏轉(zhuǎn)這一反常現(xiàn)象,從原子內(nèi)存在強(qiáng)電場(chǎng)的思想出發(fā),于1911年構(gòu)思出原子的核式結(jié)構(gòu)模型。

 “哈勃定律”所反映的大爆炸宇宙模型,指出了我們周圍的宇宙并不是靜態(tài)的、恒定的、而是動(dòng)態(tài)的、膨脹的。從而沖破了傳統(tǒng)觀念的束縛,為研究宇宙的起源和演化掃清了道路。

 除了上述一些理想化模型外,在高中教材中,我們熟悉的理想化模型有如:質(zhì)點(diǎn)、彈簧振子、單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、絕緣體、點(diǎn)光源、薄透鏡、狹縫、薄膜等等。正是引入了這些理想化的物理模型,才得以使我們面對(duì)許多復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,通過(guò)簡(jiǎn)化處理能夠比較順利地予以解決。所以可以這么說(shuō),倘若離開了物理模型,不僅物理研究無(wú)法進(jìn)行,而且對(duì)物理學(xué)科的縱深發(fā)展必然會(huì)起阻礙束縛的作用。

   二、教師在教學(xué)過(guò)程中要重視對(duì)學(xué)生建模意識(shí)的培養(yǎng)

  理想的物理模型,即是物理科學(xué)體系中光輝的典范,也是解決現(xiàn)實(shí)物理問(wèn)題不可或缺的依據(jù),其重要性不言而喻。所以,教師在傳授知識(shí)的過(guò)程中,要根據(jù)實(shí)際課時(shí)的內(nèi)容安排,及時(shí)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)基本物理模型建立的過(guò)程和條件,并要求學(xué)生牢固把握住這些基本的物理模型,并且在具體應(yīng)用解決物理問(wèn)題時(shí),引導(dǎo)學(xué)生如何根據(jù)題設(shè)條件,從物理規(guī)律出發(fā),通過(guò)分析、綜合、類比等,突出對(duì)所要研究問(wèn)題起主要作用的因素,略去非本質(zhì)的次要因素,使思維從紛繁復(fù)雜的具體問(wèn)題中抽象、構(gòu)造出我們熟悉的物理模型,然后應(yīng)用掌握的相關(guān)知識(shí)予以解決。當(dāng)然,對(duì)學(xué)生這種能力的要求并非一朝一夕就能培養(yǎng)出來(lái)的,需要教師把這種建模意識(shí)貫穿在教學(xué)的始終。要循序漸進(jìn)地啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生,使學(xué)生逐步熟悉并掌握這種科學(xué)研究的思維方法,養(yǎng)成良好的思維品質(zhì),使構(gòu)建物理模型的意識(shí)真正成為學(xué)生思考問(wèn)題的方法與習(xí)慣。

   三、提高建模意識(shí)是教育思想和教學(xué)觀念更新的體現(xiàn)

  江總書記指出:“創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂,是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力,創(chuàng)新的關(guān)鍵是人才,人才的成長(zhǎng)*教育。”二十一世紀(jì)的教育改革,向我們教師提出了新的更高的要求。以往那種“深挖洞”尋難題,為應(yīng)付高考而大量集訓(xùn)的做法,培養(yǎng)的只是一個(gè)個(gè)解題的機(jī)器人,創(chuàng)新意識(shí)、開放思維已經(jīng)變得麻木,這樣的教育肯定不適應(yīng)時(shí)代的需要。而培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力,收集和處理信息的能力,以及培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考,激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)和“重在參與”的意識(shí),是我們每位教師在教學(xué)活動(dòng)中努力的方向。所以教師們?cè)蓄^腦中存在的那種陳舊的教育思想和教學(xué)觀念必須徹底更換。在向?qū)W生傳授知識(shí)的同時(shí),要重視宣揚(yáng)科學(xué)家們那種大膽聯(lián)想,勇于構(gòu)建物理模型(甚至包括失敗的物理模型)的創(chuàng)新思維,讓他們體驗(yàn)到科學(xué)家們?yōu)槿祟、為科學(xué)尋求真理的進(jìn)取精神和科學(xué)態(tài)度,喚起學(xué)生們對(duì)建模意識(shí)重要性的認(rèn)識(shí),激發(fā)他們的興趣,逐步提高他們構(gòu)建物理模型的能力。提高學(xué)生的建模意識(shí),必須向?qū)W生指明,努力掌握硬實(shí)的物理基礎(chǔ)是必備的條件,同時(shí)還要求學(xué)生建立起廣泛的物理生活知識(shí),平時(shí)多關(guān)心、收集高新科技信息知識(shí),并通過(guò)聯(lián)想,理論聯(lián)系實(shí)際,使自己所學(xué)的知識(shí)更扎實(shí)、更貼近實(shí)際,避免出現(xiàn)一問(wèn)三不知的科盲現(xiàn)象和“指麥苗為韭菜”的書呆子現(xiàn)象,這正是現(xiàn)代教育所期望的.

    四、建模意識(shí)是創(chuàng)新思維

  在教學(xué)活動(dòng)中構(gòu)建學(xué)生的建模意識(shí)實(shí)質(zhì)上是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力,因?yàn)榻;顒?dòng)本身就是一項(xiàng)創(chuàng)造性的思維活動(dòng)。它可以培養(yǎng)學(xué)生的想象能力,直覺(jué)思維能力,猜測(cè)、轉(zhuǎn)換、構(gòu)造等能力,這些能力正是創(chuàng)造性思維所具有的最基本的特征。

  在教學(xué)中構(gòu)建學(xué)生的建模意識(shí)與素質(zhì)教學(xué)所要求的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是相輔相成、密不可分的。要真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,教師的課堂教學(xué)模式必須更改,“課題研究性”教學(xué)模式與“探究性學(xué)習(xí)”的課堂教學(xué)模式均堅(jiān)持以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)的原則,充分挖掘?qū)W生的主動(dòng)參與和積極思維的意識(shí),自覺(jué)地在學(xué)習(xí)過(guò)程中構(gòu)建物理模型。只有這樣才能使學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力得到長(zhǎng)足的進(jìn)步,也只有這樣才能真正提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。


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