構(gòu)建物理模型 培養(yǎng)創(chuàng)新意識

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 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?了注意對學(xué)生能力和素質(zhì)的考查。所以,對高中物理這門課程,重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),也即體?在對學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(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)生了一個質(zhì)的飛躍。所以在高中課程的教學(xué)過程中大多?研究的對象是一些物理模型,這些物理模型既原于實踐,而又高于實踐,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。正因為如此,學(xué)生普遍感覺高中物理難學(xué):聽聽還懂,解決實際問題就困難。關(guān)鍵在于他們還是習(xí)慣于初中的那種形象思維方式,只會記概念、?律的靜態(tài)結(jié)論,而不重?得出結(jié)論的發(fā)展過程。只會照葫畫瓢,模仿性地解決一些簡單的物理問題,而不善于通過觀察分析,提煉出?實情景的物理模型,爾后納入到相關(guān)的知識體系中去加以處理,最后得到問題的解決。本人認(rèn)為,物理教師在完成教學(xué)任務(wù)的過程中,一定要重視對學(xué)生建模意識的培養(yǎng),只有這樣,才使學(xué)生在解決物理問?時能清晰地構(gòu)建出情景條件的物理模型,迅速找到解決問題的方法,從而達到培養(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,并通過實驗檢驗或?qū)嵺`驗證,模型與事實基礎(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,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,小球為達到初始高度,將運動很遠。如果末端完全水平,小球?qū)⒁恢边\動下去,永不停止。正因為伽里略構(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,對帶電體、磁體周圍空間存在的物質(zhì),設(shè)想出電場線、磁場線一類力線的模型,并用鐵粉顯示了磁棒周圍的磁力線分布形狀,從而建立了場的概念,對當(dāng)前的傳統(tǒng)觀念是一個重大的突破。

  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,抓住α粒子轟擊金箔有大角度偏轉(zhuǎn)這一反,F(xiàn)象,從原子內(nèi)存在強電場的思想出發(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、彈簧振子、單擺、理想氣體、點電荷、絕緣體、點光源、薄透鏡、狹縫、薄膜等等。正是引入了這些理想化的物理模型,才得以使我們面對許多復(fù)雜的現(xiàn)實問題,通過簡化處理能夠比較順利地予以解決。所以可以這么說,倘若離開了物理模型,不僅物理研究無法進行,而且對物理學(xué)科的縱深發(fā)展必然會起阻礙束縛的作用。

   二、教師在教學(xué)過程中要重視對學(xué)生建模意識的培養(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)實物理問題不可或缺的依據(jù),其重要性不言而喻。所以,教師在傳授知識的過程中,要根據(jù)實際課時的內(nèi)容安排,及時向?qū)W生強調(diào)基本物理模型建立的過程和條件,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)用解決物理問題時,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),通過分析、綜合、類比等,突出對所要研究問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)知識予以解決。當(dāng)然,對學(xué)生這種能力的要求并非一朝一夕就能培養(yǎng)出來的,需要教師把這種建模意識貫穿在教學(xué)的始終。要循序漸進地啟發(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)建物理模型的意識真正成為學(xué)生思考問題的方法與習(xí)慣。

   三、提高建模意識是教育思想和教學(xué)觀念更新的體現(xiàn)

  江總書記指出:“創(chuàng)新是一個民族的靈魂,是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力,創(chuàng)新的關(guān)鍵是人才,人才的成長*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)的只是一個個解題的機器人,創(chuàng)新意識、開放思維已經(jīng)變得麻木,這樣的教育肯定不適應(yīng)時代的需要。而培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力,收集和處理信息的能力,以及培養(yǎng)學(xué)生獨立思考,激發(fā)創(chuàng)新意識和“重在參與”的意識,是我們每位教師在教學(xué)活動中努力的方向。所以教師們原有頭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生傳授知識的同時,要重視宣揚科學(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,讓他們體驗到科學(xué)家們?yōu)槿祟悺榭茖W(xué)尋求真理的進取精神和科學(xué)態(tài)度,喚起學(xué)生們對建模意識重要性的認(rèn)識,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,必須向?qū)W生指明,努力掌握硬實的物理基礎(chǔ)是必備的條件,同時還要求學(xué)生建立起廣泛的物理生活知識,平時多關(guān)心、收集高新科技信息知識,并通過聯(lián)想,理論聯(lián)系實際,使自己所學(xué)的知識更扎實、更貼近實際,避免出現(xiàn)一問三不知的科盲現(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、建模意識是創(chuàng)新思維

  在教學(xué)活動中構(gòu)建學(xué)生的建模意識實質(zhì)上是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力,因為建;顒颖旧砭褪且豁梽(chuàng)造性的思維活動。它可以培養(yǎng)學(xué)生的想象能力,直覺思維能力,猜測、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生的主動參與和積極思維的意識,自覺地在學(xué)習(xí)過程中構(gòu)建物理模型。只有這樣才能使學(xué)生分析和解決問題的能力得到長足的進步,也只有這樣才能真正提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。


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