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初中物理学科已经显示出它的抽象性,学生接受起来未免有些吃力,利用模型的形象直观的特点,可破解物理难题,开启智慧之门。构建初中物理教学中的物理模型,要遵循由易到难、由浅入深、由表象到实质的人类认识规律,将一个复杂的科学理论转化为直观的事物,展现在学生面前,从而帮助学生理解消化物理知识,取得更好的学习效果。
一、物理模型的分类
构建物理模型是初中物理教学的重要组成部分,它的目的是帮助学生理解物理概念和物理规律,进而做到将所学到的理论用于解决实际问题。其分类有:
1.物理对象模型――直接将具体研究对象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。这种模型应用最为广泛,在初中物理教材中有许多很好的例子。例如:质点、薄透镜、光线、弹簧振子、理想电流表、理想电压表、理想电源和分子模型。
2.物理条件模型――忽略研究对象所处条件的某些次要因素而形成的物理模型。在初中物理中有:光滑面、轻质杆、轻质滑轮、轻绳、轻质球、绝热容器、匀强电场和匀强磁场等。我们以轻质杆为例加以分析。比如简单机械里的杠杆,在初中阶段问题往往归结到力矩的平衡上来。
3.物理过程模型――忽略物理过程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有:匀速直线运动、稳恒电流等。这些物理模型都是把物理过程中的某个物理量的微小变化忽略掉,把这个物理量看成是恒定的。因为这些量的变化量与物理量本身相比太小了,以至于可以略去不计。这样不用考虑过程中物理量的复杂变化情况而只考虑恒定过程,分析问题就容易多了。
4.理想化实验――在大量实验研究的基础上,经过逻辑推理,忽略次要因素,抓住主要特征,得到在理想条件下的物理现象和规律的科学研究方法就是理想实验。理想化方法是物理科学研究和物理学习中最基本、应用最广泛的方法。初中物理中就有一个非常着名的理想化实验:伽利略斜面实验。
5.数学模型――由数字、字母或其它数学符号组成的、描述现实对象数量规律的数学公式、图形或算法。初中物理中的数学模型主要有磁感线和电场线。磁感线(电场线)是形象的描述磁感应强度(电场强度)空间分布的几何线,是一种数学符号。而磁场和电场本身的性质对这些几何线做了一些规定,例如空间各点的电场强度是唯一的规定了电场线不相交。这样就使它们成为形象、简练而准确的描述磁场和电场的数学符号。
二、在教学中如何构建物理模型
要想让学生熟练地运用模型解决实际问题,这就要求学生在平时学习中,在头脑中建立一定数量的准确清晰的物理模型。在初中物理教学中,绝大部分知识内容都可以物理模型为基础向学生传授。
1.用类比法建立物理模型。有些物理现象、规律,我们无法直接展示给学生,这时若能用学生头脑中已有的物理模型来类比,则可帮助学生建立新的合理的物理模型。例如,电压和电流,对学生而言很陌生,也无法通过实验来展示研究,但水压和水流学生是比较熟悉的,教学时,可用水压水流来类比,帮助学生建立电压、电流的物理模型。
2.用虚拟法建立物理模型。有些模型在实际中是根本不存在的,但为了研究方便,可以形象地引入一个虚拟的物质结构或过程。例如,为了便于描述光的传播,引入了光线;为了便于描述磁场,引入了磁感线。
3.重视实验教学。物理是一门以观察、实验为基础的学科,要让学生多观察、多实验。实验为物理概念和规律的建立奠定了表象基础,在学生的脑海中形成了一个个具体的物理模型。有些物理概念和规律,学生在生活中很少感知,那么在主体和认识客体间就缺少必要的中介物。例如,在讲电和磁的关系时,只有做好实验,学生才能发现、理解电生磁、磁生电、磁场对电流的作用等物理现象,并形成清晰的物理模型。
4.注重实物、图片、活动挂图等的展示。人们对事物的认识过程,总是从感性认识到理性认识。心理学研究表明,人脑对事物的认识是从表象开始的。这就要求教师在教学中,要尽可能多地将实物、图片等展示给学生,以形成表象基础。
三、初中物理模型的构建程序
构建初中物理教学中的物理模型,要遵循由易到难、由浅入深、由表象到实质的人类认识规律,将一个复杂的科学理论转化为直观的事物,展现在学生面前,从而帮助学生理解消化物理知识,取得更好的学习效果。
1.分析研究对象原型特征。物理研究中对于模型的建立首要要求就是提取出正确的事物本质特征,能够做出合理的抽象是成功的第一步。对实际问题的解决,建立相应的模型是一种非常明智的选择。例如要建构“质点”这个模型,需要在开始之前就充分的认识到,质点在研究总具有何种意义,如何情况下可以使用这种简化。
2.确定影响研究对象的主、次因素。对于主要矛盾的把握,是建立模型进行研究的根本性要求,对于次要问题的忽略,可以有效的凸显出关乎事物发展的规律,从而更好的指导人们解决实际问题。如果建模过程中,对于主要矛盾和次要矛盾的把握不到位,那么不仅仅不会得出正确的结论,反而会把人带入误区。因此,对于事物发展过程中的主要因素和次要因素等方面的重视,是成功研究出问题的基本要求。这样,对于学生创新思维的养成可以起到一个很好的推动作用,同时对于教师对于课堂内容和课堂节奏的把握都能够提供必要的帮助。
3.把握住研究对象本质特征并做出合理抽象。通过上文的分析,我们可以清楚的认识到,本质和主要影响因素对于研究事物发展规律的重要性。从中,物理模型对于物理研究的重要性就不言而喻了。为了更好的解决实际问题,有必要要求物理研究表现出物理现象的本质,对于事物的本质和现象之间的联系的揭示,是物理研究的重要内容。
模型在我们日常生活、工程技术和科学研究中经常见到,对我们的生产生活有很大帮助。物理学研究具有复杂性。怎样发现复杂多变的客观现象背后的基本规律呢?又如何简单的表达它们呢?人们有幸在漫长地实践活动中找到一些有效的方法,其中一个就是:在具体情况下忽略研究对象或过程的次要因素,抓住其本质特征,把复杂的研究对象或现象简化为较为理想化的模型,从而发现和表达物理规律。
既然物理模型是物理学研究的重要方法和手段,物理教育和教学中对物理模型的讲述和讲授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以简化客观对象,合理简化客观对象的过程就是建立物理模型的过程。根据简化过程和角度的不同,将物理模型分为以下五类:物理对象模型、物理条件模型、物理过程模型、理想化实验和数学模型。【1】下面我们逐个加以说明。
(一)物理对象模型——直接将具体研究对象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。这种模型应用最为广泛,在初中物理教材中有许多很好的例子。例如:质点、薄透镜、光线、弹簧振子、理想电流表、理想电压表、理想电源和分子模型。作为例子,我们详细分析质点。质点,就是忽略运动物体的大小和形状而把它看成的一个有质量的几何点。其条件是在所研究的问题中,实际物体的大小和形状对本问题的研究的影响小到可以忽略。这样以来,很多类型的运动的描述就得到化简。比如所有做直线运动的物体都可以看成质点。因为作直线运动的物体的每一个部分每时每刻都做同样的运动,所以就可以忽略其大小和形状,而只找这个物体上的一个点作为概括,当然这个点的质量等于物体本身的质量。这样,直线运动物体的运动轨迹就是一条直线,很容易想象、理解和刻画。很多具体例子都可以这么做,例如以最大速度行驶在笔直铁轨上的火车,沿着航空路线飞行的客机,从比萨斜塔上下落的铁球,等等。
(二)物理条件模型——忽略研究对象所处条件的某些次要因素而形成的物理模型。在初中物理中有:光滑面、轻质杆、轻质滑轮、轻绳、轻质球、绝热容器、匀强电场和匀强磁场等。我们以轻质杆为例加以分析。比如简单机械里的杠杆,在初中阶段问题往往归结到力矩的平衡上来。即:动力×动力臂=阻力×阻力臂。动力和阻力都包括杆以外的物体对杠杆的作用力,还包括杆本身的重力。而杆重力的力臂在杆上的每一点都不同,这样除了杆的形状是几何规则的少数例子以外的绝大部分杠杆问题在初中阶段就没法解决。而轻质杆的引入正好解决了这一问题。轻质杆是忽略了自身重力的弹性杆。当外界物体对杠杆的力矩远远大于杆自身重力的力矩或者杆自身重力的力矩相互抵消时,就可以把杆当成轻质杆,杠杆受到的力矩只有外力矩,这样所有杠杆平衡问题都可以迎刃而解。
(三)物理过程模型——忽略物理过程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有:匀速直线运动、稳恒电流等。这些物理模型都是把物理过程中的某个物理量的微小变化忽略掉,把这个物理量看成是恒定的。因为这些量的变化量与物理量本身相比太小了,以至于可以略去不计。这样不用考虑过程中物理量的复杂变化情况而只考虑恒定过程,分析问题就容易多了。
(四)理想化实验——在大量实验研究的基础上,经过逻辑推理,忽略次要因素,抓住主要特征,得到在理想条件下的物理现象和规律的科学研究方法就是理想实验。理想化方法是物理科学研究和物理学习中最基本、应用最广泛的方法【2】。初中物理中就有一个非常着名的理想化实验:伽利略斜面实验。伽利略的斜面实验有许多,现在举其中的一个例子,同样的小球从同种材料同样高度的斜面上滑下来,在摩擦力依次减小的水平面上沿直线运动的路程依次增大。伽利略由此推知:小球在没有摩擦的水平面上永远做匀速直线运动(在理想条件下的物理现象)。牛顿又在此基础上建立了牛顿第一定律。无需多论,也足以见得理想实验的强大力量。
(五)数学模型——由数字、字母或其它数学符号组成的、描述现实对象数量规律的数学公式、图形或算法。【3】初中物理中的数学模型主要有磁感线和电场线。磁感线(电场线)是形象的描述磁感应强度(电场强度)空间分布的几何线,是一种数学符号。而磁场和电场本身的性质对这些几何线做了一些规定,例如空间各点的电场强度是唯一的规定了电场线不相交。这样就使它们成为形象、简练而准确的描述磁场和电场的数学符号。
物理模型在初中物理教育与教学中起到举足轻重的作用,因此,在教学中我们就要重视对物理模型概念和具体模型(例如上文分析的模型)的讲述,重视对建立物理模型方法的讲授,重视对学生建立和应用物理模型意识的增强,重视对学生建立和应用物理模型能力的培养,让学生体验到成功建立和应用物理模型解决实际问题的快乐。
参考文献
模型在我们日常生活、工程技术和科学研究中经常见到,对我们的生产生活有很大帮助。物理学研究具有复杂性。怎样发现复杂多变的客观现象背后的基本规律呢?又如何简单的表达它们呢?人们有幸在漫长地实践活动中找到一些有效的方法,其中一个就是:在具体情况下忽略研究对象或过程的次要因素,抓住其本质特征,把复杂的研究对象或现象简化为较为理想化的模型,从而发现和表达物理规律。
既然物理模型是物理学研究的重要方法和手段,物理教育和教学中对物理模型的讲述和讲授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以简化客观对象,合理简化客观对象的过程就是建立物理模型的过程。根据简化过程和角度的不同,将物理模型分为以下五类:物理对象模型、物理条件模型、物理过程模型、理想化实验和数学模型。下面我们逐个加以说明。
(一)物理对象模型――直接将具体研究对象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。这种模型应用最为广泛,在初中物理教材中有许多很好的例子。例如:质点、薄透镜、光线、弹簧振子、理想电流表、理想电压表、理想电源和分子模型。作为例子,我们详细分析质点。质点,就是忽略运动物体的大小和形状而把它看成的一个有质量的几何点。其条件是在所研究的问题中,实际物体的大小和形状对本问题的研究的影响小到可以忽略。这样以来,很多类型的运动的描述就得到化简。比如所有做直线运动的物体都可以看成质点。因为作直线运动的物体的每一个部分每时每刻都做同样的运动,所以就可以忽略其大小和形状,而只找这个物体上的一个点作为概括,当然这个点的质量等于物体本身的质量。这样,直线运动物体的运动轨迹就是一条直线,很容易想象、理解和刻画。很多具体例子都可以这么做,例如以最大速度行驶在笔直铁轨上的火车,沿着航空路线飞行的客机,从比萨斜塔上下落的铁球,等等。
(二)物理条件模型――忽略研究对象所处条件的某些次要因素而形成的物理模型。在初中物理中有:光滑面、轻质杆、轻质滑轮、轻绳、轻质球、绝热容器、匀强电场和匀强磁场等。我们以轻质杆为例加以分析。比如简单机械里的杠杆,在初中阶段问题往往归结到力矩的平衡上来。即:动力×动力臂=阻力×阻力臂。动力和阻力都包括杆以外的物体对杠杆的作用力,还包括杆本身的重力。而杆重力的力臂在杆上的每一点都不同,这样除了杆的形状是几何规则的少数例子以外的绝大部分杠杆问题在初中阶段就没法解决。而轻质杆的引入正好解决了这一问题。轻质杆是忽略了自身重力的弹性杆。当外界物体对杠杆的力矩远远大于杆自身重力的力矩或者杆自身重力的力矩相互抵消时,就可以把杆当成轻质杆,杠杆受到的力矩只有外力矩,这样所有杠杆平衡问题都可以迎刃而解。
(三)物理过程模型――忽略物理过程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有:匀速直线运动、稳恒电流等。这些物理模型都是把物理过程中的某个物理量的微小变化忽略掉,把这个物理量看成是恒定的。因为这些量的变化量与物理量本身相比太小了,以至于可以略去不计。这样不用考]过程中物理量的复杂变化情况而只考虑恒定过程,分析问题就容易多了。
进入高中的学习生活之后,学生普遍认为高一物理难学,原因就是学生能力与高中物理教学要求的差距大。高一物理是高中物理学习的基础,因此高中物理教师必须认真研究新课程标准、新教材和学生情况,掌握初、高中物理教学的梯度,把握住初、高中物理教学的衔接,才能提高高中物理教学质量,才能让学生完成由初中到高中的过渡,进入高中的物理学习。
一、高中与初中物理教学的梯度
初中物理教学是以观察、实验为基础,使学生了解力学、热学、声学、光学、电学和原子物理学的初步知识以及实际应用;高中物理教学则是采用观察实验、抽象思维和数学方法相结合,对物理现象进行模型抽象和数学化描述,要求通过抽象概括、想象假说、逻辑推理来揭示物理现象的本质和变化规律。初中物理教学以直观教学为主,在学生的思维活动中呈现的是一个个具体的物理形象和现象,所以初中学生物理知识的获得是建立在形象思维的基础之上;而高中较多地是在抽象的基础上进行概括,在学生的思维活动中呈现的是经过抽象概括的物理模型。
由于初中物理内容少,问题简单,讲解例题和练习多,课后学生只要背背概念、公式,考试就很容易了。而高中物理内容多而且难度大,各部分知识相互联系,有的学生仍采用初中的那一套方法对待高中的物理学习,结果是学了一大堆公式,虽然背得很熟,但一用起来就不知从何下手,学生感到物理深奥难懂,从而心理上造成对物理的恐惧。高中物理对学生运用数学分析解决物理问题的能力提出了较高要求,在教学内容上更多的涉及到数学知识,物理规律的数学表达式明显加多加深,例如:匀变速直线运动公式常用的就有10个之多,每个公式涉及到四个物理量,其中三个为矢量,并且各公式有不同的适用范围,学生解题常常感到无所适从;解题方法有基本公式法、平均速度法、推论法、逆向思维法、比例法等。一些物理思想的培养也渗透其中。开始用图像表达物理规律,描述物理过程;矢量进入物理规律的表达式。
二、如何搞好初、高中物理教学的衔接
1.重视教材与教法研究。高中物理教师不单是研究高中的物理教材,还要研究初中物理教材,了解初中物理教学方法和教材结构,知道初中学生学过哪些知识,掌握到什么水平以及获取这些知识的途径,在此基础上根据高中物理教材和学生状况分析、研究高中教学难点,设置合理的教学层次、实施适当的教学方法,从生活中事例出发,保护学生物理学习的积极性,使学生树立起学好物理的信心。
2.坚持循序渐进原则。高中物理课程标准指出,教学中应注意循序渐进,知识要逐步扩展和加深,能力要逐步提高。
高中教学应以初中知识为教学的出发点逐步扩展和加深;教材的呈现要难易适当,多举实例,要根据学生知识的逐渐积累和能力的不断提高,让教学内容在不同阶段重复出现,逐渐扩大范围和增加难度。
3.透析物理概念和规律。使学生掌握完整的基础知识,培养学生物理思维能力,能力是在获得和运用知识的过程中逐步培养起来的。
首先要加强基本概念和基本规律的教学,要重视概念和规律的建立过程,让学生知道它们的由来;其次弄清每一个概念的内涵和外延及来龙去脉,要使学生掌握物理规律的表达形式的同时,明确公式中各物理量的意义和单位,规律的适用条件及注意事项。
4.物理模型的建立。高中物理教学中常用的研究方法是确定研究对象,对研究对象进行简化建立物理模型,在一定范围内研究物理模型,分析总结得出规律,讨论规律的适用范围及条件。
建立物理模型是培养抽象思维能力、建立形象思维的重要途径,要通过对物理概念和规律建立过程的讲解,使学生领会这种研究物理问题的方法;通过规律的应用培养学生建立和应用物理模型的能力,以实现知识的迁移。
物理模型建立的重要途径是物理习题讲解。讲解习题时,要把重点放在物理过程的分析,并把物理过程图景化,让学生建立正确的物理模型,形成清晰的物理过程。物理习题做示意图是将抽象变形象、抽象变具体,建立物理模型的重要手段,要求学生审题时一边读题一边画图,养成良好的习惯。解题过程中,要培养学生应用数学知识解答物理问题的能力,学生解题时的难点是把物理过程转化为抽象的数学问题,再回到物理问题中来。
为了提高学生的阅读兴趣与效果,教师可以根据教材重点设计思考题,使学生有目的地带着问题去读书,设计些对重点的、关键性的内容能激起思维矛盾的思考题,引起学生的思维兴趣和思维活动,同时还可以充分利用电脑动画再现物理情景。
总之,物理教师应该熟练驾驭教材,在教给学生知识的同时,注意培养学生的各种能力,让学生学会独立思考,建立正确的物理模型,养成良好的学习习惯,适应高中物理教学的要求,进入高中物理的学习。
参考文献
[1]卢丽杨.谈高中物理学习方式的转变[J].龙岩师专学报
[2]李兴英.高一新生心理适应能力调查分析[J].中国校医
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)13-047-01
初中物理学科已经显示出它的抽象性,学生接受起来未免有些吃力,教师可以化抽象为直观,发动学生,制作模型,利用模型的形象直观的特点,破解物理难题,开启智慧之门。一方面有利于培养并提高学生的动手动脑能力,一方面锻炼学生的思维能力。
模型在我们日常生活、工程技术和科学研究中也是很常见的,对我们的生产生活有很大帮助。物理学研究具有复杂性。怎样发现复杂多变的客观现象背后的基本规律呢?又如何简单的表达它们呢?人们有幸在漫长地实践活动中找到一些有效的方法,其中一个就是:在具体情况下忽略研究对象或过程的次要因素,抓住其本质特征,把复杂的研究对象或现象简化为较为理想化的模型,从而发现和表达物理规律。
既然物理模型是物理学研究的重要方法和手段,物理教育和教学中对物理模型的讲述和讲授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以简化客观对象,合理简化客观对象的过程就是建立物理模型的过程。根据简化过程和角度的不同,将物理模型分为以下五类:物理对象模型、物理条件模型、物理过程模型、理想化实验和数学模型。下面我们逐个加以说明。
(1)物理对象模型――直接将具体研究对象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。这种模型应用最为广泛,在初中物理教材中有许多很好的例子。例如:质点、薄透镜、光线、弹簧振子、理想电流表、理想电压表、理想电源和分子模型。作为例子,我们详细分析质点。质点,就是忽略运动物体的大小和形状而把它看成的一个有质量的几何点。其条件是在所研究的问题中,实际物体的大小和形状对本问题的研究的影响小到可以忽略。这样以来,很多类型的运动的描述就得到化简。比如所有做直线运动的物体都可以看成质点。因为作直线运动的物体的每一个部分每时每刻都做同样的运动,所以就可以忽略其大小和形状,而只找这个物体上的一个点作为概括,当然这个点的质量等于物体本身的质量。这样,直线运动物体的运动轨迹就是一条直线,很容易想象、理解和刻画。很多具体例子都可以这么做,例如以最大速度行驶在笔直铁轨上的火车,沿着航空路线飞行的客机,从比萨斜塔上下落的铁球,等等。
(2)物理条件模型――忽略研究对象所处条件的某些次要因素而形成的物理模型。在初中物理中有:光滑面、轻质杆、轻质滑轮、轻绳、轻质球、绝热容器、匀强电场和匀强磁场等。我们以轻质杆为例加以分析。比如简单机械里的杠杆,在初中阶段问题往往归结到力矩的平衡上来。即:动力×动力臂=阻力×阻力臂。动力和阻力都包括杆以外的物体对杠杆的作用力,还包括杆本身的重力。而杆重力的力臂在杆上的每一点都不同,这样除了杆的形状是几何规则的少数例子以外的绝大部分杠杆问题在初中阶段就没法解决。而轻质杆的引入正好解决了这一问题。轻质杆是忽略了自身重力的弹性杆。当外界物体对杠杆的力矩远远大于杆自身重力的力矩或者杆自身重力的力矩相互抵消时,就可以把杆当成轻质杆,杠杆受到的力矩只有外力矩,这样所有杠杆平衡问题都可以迎刃而解。
(3)物理过程模型――忽略物理过程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有:匀速直线运动、稳恒电流等。这些物理模型都是把物理过程中的某个物理量的微小变化忽略掉,把这个物理量看成是恒定的。因为这些量的变化量与物理量本身相比太小了,以至于可以略去不计。这样不用考虑过程中物理量的复杂变化情况而只考虑恒定过程,分析问题就容易多了。
高一学生普遍认为物理难学,主要原因是学生能力与高中物理教学的要求差距大。由于高一物理是高中物理学习的基础,因此,高中物理教师必须认真研究教材和学生,掌握初、高中物理教学的梯度,把握住初、高中物理教学的衔接,这样才能提高高中物理教学质量,才能让学生完成由初中到高中的顺利过渡,从而真正进入高中物理的学习状态。
一、高中与初中物理教学的梯度
初中物理教学是以观察、实验为基础,使学生了解力学、热学、声学、光学、电学和原子物理学的初步知识以及实际应用;高中物理教学则是采用观察实验、抽象思维和数学方法相结合,对物理现象进行模型抽象和数学化描述,要求通过抽象概括、想象假说、逻辑推理来揭示物理现象的本质和变化规律。初中物理教学以直观教学为主,在学生的思维活动中呈现的是一个个具体的物理形象和现象,所以初中学生物理知识的获得是建立在形象思维的基础之上;而高中较多地是在抽象的基础上进行概括,在学生的思维活动中呈现的是经过抽象概括的物理模型。
由于初中物理内容少,问题简单,讲解例题和练习多,课后学生只要背背概念、公式,考试就很容易了。而高中物理内容多而且难度大,各部分知识相互联系,有的学生仍采用初中的那一套方法对待高中的物理学习,结果是学了一大堆公式,虽然背得很熟,但一用起来就不知从何下手,学生感到物理深奥难懂,从而心理上造成对物理的恐惧。高中物理对学生运用数学分析解决物理问题的能力提出了较高要求,在教学内容上更多地涉及到数学知识,物理规律的数学表达式明显的加多加深了。
二、如何搞好初、高中物理教学的有效衔接
1.重视教材与教法研究
高中物理教师不单是研究高中的物理教材,还要研究初中物理教材,了解初中物理教学方法和教材结构,知道初中学生学过哪些知识,掌握到什么水平以及获取这些知识的途径,在此基础上根据高中物理教材和学生状况分析、研究高中教学难点,设置合理的教学层次,实施适当的教学方法,降低"阶差",保护学生物理学习的积极性,使学生树立起学好物理的信心。
2.坚持循序渐进原则
新课标指出,教学中应注意循序渐进,知识要逐步扩展和加深,能力要逐步提高。高中教学应以初中知识为教学的出发点逐步扩展和加深;教材的呈现要难易适当,要根据学生知识的逐渐积累和能力的不断提高,让教学内容在不同阶段重复出现,逐渐扩大范围和增加难度。
3.透析物理概念和规律
使学生掌握完整的基础知识,培养学生物理思维能力。能力是在获得和运用知识的过程中逐步培养起来的。首先要加强基本概念和基本规律的教学,要重视概念和规律的建立过程,让学生知道它们的由来;其次弄清每一个概念的内涵和外延及来龙去脉,要使学生在掌握物理规律的表达形式的同时,明确公式中各物理量的意义和单位,以及规律的适用条件及注意事项。
4.物理模型的建立
高中物理教学中常用的研究方法是确定研究对象,对研究对象进行简化,建立物理模型,在一定范围内研究物理模型,分析总结得出规律,讨论规律的适用范围及条件。建立物理模型是培养抽象思维能力、建立形象思维的重要途径,要通过对物理概念和规律建立过程的讲解,使学生领会这种研究物理问题的方法;通过规律的应用培养学生建立和应用物理模型的能力,以实现知识的迁移。
物理模型建立的重要途径是物理习题讲解,习题讲解要注意解题思路和解题方法的指导,有计划地逐步提高学生分析解决物理问题的能力。讲解习题时,要把重点放在物理过程的分析,并把物理过程图景化,让学生建立正确的物理模型,形成清晰的物理过程。解题过程中,要培养学生应用数学知识解答物理问题的能力,学生解题时的难点是把物理过程转化为抽象的数学问题,再回到物理问题中来,教学中要帮助学生闯过这一难关。
5.学习习惯的培养
随着物理教学理念的逐渐发展,形象演示法已成为物理概念教学的一种必要的教学方法。物理概念是整个物理学科的基础,在物理概念教学过程中需要通过采取适当的教学手段让学生直观明了的学习、认识物理概念。许多物理教师在进行概念教学时,往往忽略了形象演示,直接将比较抽象的物理概念教给学生,造成了学生对物理概念理解困难,学习有障碍等问题,这不利于进行物理概念教学。形象演示法的实施,教师与学生都可以进行演示,还可以借助多媒体教学技术的帮助。
一、结合生活现象进行演示
所有的物理概念都来自于生活,利用形象演示法进行概念教学需要物理教师结合生活,从生活中的现象入手理解物理概念,这样可以让学生对物理概念学习更加轻松。物理概念多是抽象化、规范化的语言,单纯地进行物理概念的教学会给学生的理解带来很大的困难,许多物理教师在进行概念讲解时,不能完全从学生的角度去看待问题,导致部分学生对于物理概念学习失去兴趣,物理综合水平不能够得到有效的提升。因此,教师应该转变教学理念,将生活作为形象演示法对象,提高学生对概念的理解能力。
以苏科版初中物理第十三章“简单电路”第四节“电压和电流表的使用”这堂课为例:在使用电压表之前,学生理解产生了疑问:到底什么才是电压。然后我将电压同生活中的水压联系起来向学生讲解:电压就像水压一样,电池就像个大水池,从电池里面流出来,就是电流,而电要流出来就要有压力,这个压力的大小就是电压,同时我又将课本P71图13-25做成动画,利用多媒体播放让学生观察。通过我的讲解和观看动画之后,学生一下子就理解了电压的概念。有的学生提问:水管断了水会继续流,那么!电线断了,电也继续流吗?我给他们解释说:电线断了,由于空气是绝缘体,相当于把它堵住了,不会再流。学生对于电压这个概念的理解,在生活中水压的形象演示下,变的轻松、简单,课堂效果也得到明显提升。
二、物理实验形象演示
物理实验是物理概念教学中非常重要的一种教学方法,多数学生难以理解的概念可以通过实验演示,让学生明白物理概念中的实际含义,进而透彻的理解物理概念。对于一些难度偏大的物理概念,教师应该亲自进行实验的演示,让学生在演示中观察。对于一般难度的概念,老师要让学生亲自动手进行操作,在操作过程中可以发现物理概念中的一些细节。最终,通过物理实验的形象演示,加强学生对物理概念的感悟、理解。
以苏科版初中物理第十四章“欧姆定律”第一节“电阻”为例:书中电阻的概念是导体对电流的阻碍作用,然而学生不明白电阻具体是怎么阻碍电流的,于是,我让学生准备干电池若干节、电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω的电阻若干、导线若干等进行了一次物理实验。实验以小组的形式展开,每个小组利用电流表测出在相同电压、不同电阻的情况下电路中的电流。经实验得出,在电压为3V的情况下,如果电路中的电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω,则电流分别为0.6A、0.3A、0.2A、很明显,电阻越大,电流越小。通过实验演示,学生对于电阻有了较为深入的理解与认识。
三、多媒体形象演示
利用多媒体形象演示进行物理概念教学,是利用多媒体的各方面优点对物理教学中难以解释的物理概念进行演示。许多学校物理实验器材有限,学生不能亲自操作实践,这时教师要利用多媒体方便、快捷,声色图文并茂的特点进行演示。
以苏科版初中物理教材第四章“透镜及其应用”第三节照相机与眼睛为例:为了让学生能够理解实像和虚像两个概念,我利用多媒体技术向学生演示眼睛成像模型与相机成像的光线传播原理,学生看完多媒体演示之后,将虚像、实像的含义理解,也将对凸透镜的一些原理有了基本的掌握。本次多媒体形象演示概念教学,赢得了许多学生的喜爱,课堂效果收效极好。
四、模型演示
物理模型演示法是最为形象直观的概念教学方法,老师只需让学生观察模型,然后向学生讲解模型中所蕴含的物理概念即可。学生在接受文字概念的时候,理解程度较浅,而在接触到模型实体之后,则可以对物理概念产生深刻的印象,进而帮助学生分析物理概念,理解物理概念原理。
以苏科版初中物理第七章“从粒子到宇宙”这堂课为例:为了让学生能够明白分子与分子之间是有间隙的这一概念,我让学生利用高倍数的放大镜观察钢笔写的字体,学生发现笔迹是由一连串的小颗粒组成的。然后,我拿出事先准备的物理分子模型让学生观察,学生理解明白,原来组成物质的分子之间具有间隙。通过模型演示这样非常形象直观的方法,学生轻松掌握了分子之间有间隙这一概念。
形象演示法在初中物理概念教学中的应用,通过教师结合生活现象、物理实验、多媒体形象演示以及模型演示等教学方法的实施,可以全方位的提高学生对于物理概念的理解。最终,为学生的物理学习奠定扎实的基础,提高学生的物理整体水平。
【参考文献】
学生普遍认为高一物理难学,原因就是学生能力与高中物理教学要求的差距大。由于高一物理是高中物理学习的基础,因此高中物理教师必须认真研究教材和学生,掌握初、高中物理教学的差别,把握初、高中物理教学的衔接,才能提高高中物理教学质量,才能让学生完成由初中到高中的过渡,进入高中的物理良性学习。
一、高中与初中物理教学的对比
初中物理教学是以观察、实验为基础,使学生了解力学、热学、声学、光学、电学和原子物理学的初步知识以及实际应用;高中物理教学则是采用观察实验、抽象思维和数学方法相结合,对物理现象进行模型抽象和数学化描述,要求通过抽象概括、想象假说、逻辑推理来揭示物理现象的本质和变化规律。初中物理教学以直观教学为主,在学生的思维活动中呈现的是一个个具体的物理形象和现象,所以初中学生物理知识的获得是建立在形象思维的基础之上;而高中较多地是在抽象的基础上进行概括,在学生的思维活动中呈现的是经过抽象概括的物理模型。
初中物理内容少,问题简单,讲解例题和练习多,课后学生只要背背概念、公式,考试就很容易了。而高中物理内容多而且难度大,各部分知识相互联系,有的学生仍采用初中的那一套方法对待高中的物理学习,结果是学了一大堆公式,虽然背得很熟,但一用起来就不知从何下手,学生感到物理深奥难懂,从而心理上造成对物理的恐惧。高中物理对学生运用数学知识分析解决物理问题的能力提出了较高要求,在教学内容上更多地涉及到数学知识,物理规律的数学表达式明显加多加深。
二、如何搞好初、高中物理教学的衔接
1.重视教材与教法研究
高中物理教师不单是研究高中的物理教材,还要研究初中物理教材,了解初中物理教学方法和教材结构,知道初中学生学过哪些知识,掌握到什么水平以及获取这些知识的途径,在此基础上根据高中物理教材和学生状况分析、研究高中教学难点,设置合理的教学层次,实施适当的教学方法,降低“阶差”,保护学生物理学习的积极性,使学生树立起学好物理的信心。
2.坚持循序渐进原则
高中物理教学大纲指出,教学中应注意循序渐进,知识要逐步扩展和加深,能力要逐步提高。高中教学应以初中知识为教学的出发点逐步扩展和加深,教材的呈现要难易适当,要根据学生知识的逐渐积累和能力的不断提高,让教学内容在不同阶段重复出现,逐渐扩大范围和增加难度。
3.透析物理概念和规律
使学生掌握完整的基础知识,培养学生物理思维能力,能力是在获得和运用知识的过程中逐步培养起来的。首先要加强基本概念和基本规律的教学,要重视概念和规律的建立过程,让学生知道它们的由来;其次弄清每一个概念的内涵和外延及来龙去脉,要使学生在掌握物理规律的表达形式的同时,明确公式中各物理量的意义和单位、规律的适用条件及注意事项。
4.物理模型的建立
高中物理教学中常用的研究方法是确定研究对象,对研究对象进行简化建立物理模型,在一定范围内研究物理模型,分析总结得出规律,讨论规律的适用范围及条件。建立物理模型是培养抽象思维能力、建立形象思维的重要途径,要通过对物理概念和规律建立过程的讲解,使学生领会这种研究物理问题的方法,通过规律的应用培养学生建立和应用物理模型的能力,以实现知识的迁移。
5.学习习惯的培养
教育家叶圣陶先生指出:“教育的本旨原来如此,养成能力,养成习惯。”培养学生良好的学习习惯是教育的一个重要目的,也是培养学生能力、实现教学目标的重要保证。如何培养良好的学习习惯,首先是要培养学生独立思考的习惯,独立思考是学好知识的前提,学生经过独立思考,就能很好地消化所学知识,才能真正想清其中的道理,从而更好地掌握它。其次培养学生自学能力,使其具有终身学习的能力。阅读是提高自学能力的重要途径,阅读是对学生进行智育的重要手段,阅读物理教材不能一扫而过,而应潜心研读,边读边思考,挖掘提炼,对重要内容反复推敲,对重要概念和规律要在理解的基础上熟练记忆,养成遇到问题能够独立思考以及通过阅读教材、查阅有关书籍和资料的习惯。
在高一新课程中,物理难教难学一直是困扰着师生的一个问题。其重要原因,就在于初中科学与高中物理的教学衔接上出现了“架空”现象。笔者采用师生访谈的形式,尝试剖析初中科学与高中物理教学衔接中出现的思维方法问题。本文从思维方法角度,透视初中科学与高中物理教学衔接上出现问题的原因,探讨针对性的解决策略,以期提高初中科学和高中物理教学的有效性。
一、初中科学与高中物理思维方法在衔接中存在的断层
先看初中科学老师的访谈反馈。初中科学中的物理现象和物理过程,大多是“看得见,摸得着”,而且从教学内容看,与日常生活现象有着密切的联系。学生在学习过程中的思维活动,大多属于生动的自然现象和直观实验为依据的具体的形象思维,较少要求应用科学概念和原理进行逻辑思维等抽象思维方式。练习题大多要求学生解说现象,计算题一般直接用公式就能得出结果。从教学要求看,初中要求学生大面积及格,教学难度基本控制在课标范围内,对问题的解决停留在模仿、套用公式上。再看高中物理老师的访谈反馈。高中物理学习的内容在深度和广度上比初中有了很大的增加,研究的物理现象比较复杂。分析物理问题时不仅要从实际出发,有时还要从建立物理模型出发,要从多方面、多层次来探究问题。在物理学习过程中抽象思维多于形象思维,动态思维多于静态思维,需要学生掌握归纳,类比推理和演绎推理方法,特别要具有科学想象能力。要求学生有一定的自学能力、分析综合能力及知识迁移能力等,对应用数学的能力要求比较高。再看高一学生的一种常见状况:初中科学学得不错,兴趣也浓,中考成绩也不错;高中却遇到比较大的困难,上课能听懂,作业却不会做,都不知道怎么学了。根据上述现状,笔者从思维方法角度,对初中科学与高中物理的衔接断层问题做如下分析:问题一:初高中教师的教学思维存在着脱节现象。初中科学学业考试命题注重密切联系生活实际,考查学生在实际情景中提取信息、分析和处理信息的能力,重视考查学生的科学探究过程和方法,培养学生从整体上认识事物、从科学本质上分析现象和把握规律的能力。这种强调能力立意,符合新课程精神。但是在实际教学中,特别是在九年级时,应试现象太害人。教师为考试而教,学生为考试而学的现象十分严重,教师包揽一切,学生一味等着喂食,功利性太强。以致部分学生喜欢做题目,不喜欢动手做实验,关注题目的结果,不注重思维的过程。在课堂上教师习惯于学生能正确回答提出的问题,却很少关心有多少学生是否知其所以然,忽视问题解决的思维过程。问题二:初高中课程对学生思维能力的要求存在着脱节现象。初中教材中比较直观的、对思维能力要求较低的内容,如测量、力、运动、用电常识,一般都能较好地掌握,达到教材要求;而教材对学生思维能力要求较高的内容,如八年级教材中压强、浮力和九年级教材中电功率,学生学习起来比较困难,出错最多。这说明初中生的思维能力需要一个发展过程。课标的实施,初中科学降低了理论思维水平,强调从演示实验与生活常识出发学习科学,将这种思维的培养要求向后推移到高一。因此高一学生的智力表现、思维水平、成绩变化大起大落的情况还是较为常见,且在物理科、抽象要求较高的学科出现了大面积的不及格现象,到高二以后则又相对比较稳定。从这一变化情况来看,高一是思维质变的关键期,与此相适应的高中教材的思维要求也发生了很大变化,这是一部分同学进入高一不适应的原因。另外,初中实行素质教育,而高中是以高考为指挥棒的应试教育,这更加剧了这种不适应性。
二、提高初中科学课堂效益,实现思维方法衔接的几种策略
1.加强实验教学,培养学生形象思维能力。形象思维除了具有一般思维的共性外,与抽象思维比较,它的基本特点是形象性。在中学物理教学中,历来重视概念、规律的教学,重视抽象思维能力的培养。但是,如果忽视观察、演示实验等直观形象的教学,忽视形象思维能力的培养,抽象思维能力也会因为缺少形象的支持而难以发展。初中学生正处于由形象思维向抽象思维的过渡期,高中学生正处于抽象思维形成的关键期。由于中学生的抽象思维还是比较初级的、简单的,他们掌握抽象的物理概念和定律,仍然直接或间接与具体的形象相联系。在实验中不仅有形象的感受,还有形象的识别和描述。实验过程是形象思维活动的过程。如在教学过程中,常常会发现所探究的问题无法呈现出实验现象,有时即便有现象也是肉眼看不见的。这就要求我们想方设法使实验的现象“显现”出来。通过实验的设计和实验过程培养学生形象思维能力。2.渗透模型方法,逐步培养学生的抽象思维能力。在科学研究中,人们用过一定的科学方法,建立一个适当的模型反映和替代客观对象,并通过这个模型来揭示客观对象的形态、特征和本质,这种方法就是模型方法。高中物理教材中,要建立大量的物理模型,例如:这就要求在初中教学中,使学生明白,建立合理的模型和理想化过程对于学习和研究物理问题的重要性,以提高他们学习这种方法的自觉性。在传授知识的同时,向学生渗透处理较复杂的问题时采用的具体分析、合理简化、科学抽象的方法,有利于抽象思维能力的培养。在课堂上还可向学生渗透科学发展的历史,可以说是一个模型建立、完善的历史。模型的不断提出、修正、更新推动着科学的发展,使人们对物质世界的认识不断深化,不断逼近事物的本质。初中阶段这种模型思维方法的渗透,避免了学生进入高一接触到理想模型时的陌生感。为高中阶段学习建立“理想模型”作了铺垫,在建模的过程中又培养了学生的抽象思维能力。3.加强解题指导,培养学生动态思维能力。根据思维对象不断运动变化的特点,适时改变思维的程序和方向,并调控思维的过程,从而实现思维的目标,这样的思维方式,叫做动态思维。与动态思维相反,客观事物所具有的相对静止和稳定状态在思维活动中的反映,就是静态思维。物理学研究的物质世界是运动变化,各物理量之间相互联系、相互制约,在不断变化过程中,从相互关系中掌握概念和物理规律。要学好物理,高中生要具备动态思维。从高一学生的错题根源来看,学生对孤立的、不变的问题,易于理解,而对于变化的、相互联系的问题,则较难掌握。从思维发展来看,高一年级的新学生比较熟悉静态思维,动态思维能力亟待培养。所以很有必要树立初中生的动态思维意识。4.重视科学实践活动,发展学生创造性思维。能在原有的经验、知识和方法的基础上,勇于探索,善于创新,取得新颖的、有一定科学价值的成果,这样的思维活动称为创造性思维。创造思维有层次高低之分:在社会发展的历史上,取得重大的新发明,建立崭新的科学理论,对国家作出卓越的贡献,这是高层的创造思维;对于正在学习的学生个体来说,能大胆地提出问题,巧妙地运用前所未有的新成果,也是创造思维活动。这种新异的、符合任务要求的高品质的思维方式对学好高中物理有极大的帮助。初中科学综合实践,倡导学生自主选择,主动探究,养成独立思考及反省的习惯,系统地解决问题和冲突。在教学中,教师要启发学生自己建构知识,注重引导学生主动探究知识,重视知识的建构。从而逐渐发展学生的创造性思维。综上所述,使初中科学和高中物理教学有效衔接,不仅仅是高中物理老师的责任,也是初中科学教师应尽的义务。在思想上,初中教师要做好“送”的准备,在策略上,要实施相应的有效手段,向课堂要效益,搭好思维方法台阶,同时也要积极提升自身的专业素质。由于初中科学教师的专业背景不同,很有必要参加各种研修。教师要深入研读课程标准,领会新课程的内涵。通过校本研修提高初中科学教师的物理专业素养,不断提高自己的业务水平。加强横向和纵向集体备课,即加强一个年级段的集体备课和初中整个阶段的科学课程中物理章节的集体备课,以提高教师驾驭新课程的水平。利用网络研修解决教师教学上的困惑,通过网络研修,教师间可以跨越时间和空间的限制,相互学习、交流与合作,实现资源和智慧的共享,促进自我素质迅速成长。缩小初高中教师的教学思维的差异,为初高中教学架设“阶梯”,让学生都能顺利越过初、高中物理学习的台阶,实现初、高中的有效衔接。
作者:姚掌仙 单位:浙江省桐乡市洲泉中学
参考文献:
[1]赵海燕译.美Roberj.SternbergLouiseSpearSwerling著.思维教学.中国轻工业出版社
[2]朱龙翔.物理教学思维方式.首都师范大学出版社
在教材的内容、教师教学的方法和学生学习的能力要求以及学生的思维方法等方面,高中与初中物理有着明显的区别.初中物理教材的很多内容与日常生活现象有密切的联系,学习过程中学生的思维方法是形象思维方式,这种思维方式的依据是自然现象和直观实验,学生极少应用抽象思维方式,而抽象思维是应用原理和概念进行的逻辑思维,高中物理是一门严密的,有着公理化逻辑体系的学科,对于高中学生的抽象逻辑思维要求很高.初中物理练习的特点一是对物理现象的有效解释,二是用公式直接做计算题求出结论,这样的练习不利于培养学生的物理解题能力.在物理学习内容的难度上,高中比初中有明显的加大,物理现象的研究更趋复杂,与日常生活现象也没有太大的联系.教师要从实验、建立物理模型和物理情境出发指导学生分析问题,探究问题,从多层次、多方面入手解决问题.教师要注重培养学生物理学科空间想象的能力,学会并掌握归推理和演绎推理方法.例如,教学《加速度》,重点是让学生理解和掌握加速度的物理意义.因此教师要总结归纳诸如,“速度”、“速度变化量”、“速度变化所用时间的慨念”、“单位时间内速度变化大小”等概念,先为学生扫清学习中的相关障碍.在布置学生练习中,必须把握好题型和难度:练习新学习的基础问题在先,加深题目难度在后;分析物体受一个恒定加速度问题在先,分析物体加速度变化问题在后;研究单向运动问题在先,深入分析双向运动问题在后.
在教学过程中,教师要使学生了解初中物理与高中物理之间的联系和区别.在此基础上优化学习方法,深化和迁移物理知识.高中教师应全面深入了解学生掌握初中物理知识的情况以及对物理分析的能力,把高中物理教材与初中物理教材分别研究的物理问题在文字表达的方式、研究的方法、思维形式与特点等方面进行比对,明确高中物理教材与初中物理教材联系与差异;运用科学的教学方法,深化初中物理知识,促使学生有效地掌握高中物理知识,这样就可以有效地降低高中物理学习的难度.教师应指导和要求学生认真地复习初中物理知识,在此基础上指导学生建立学习、分析、研究高中物理的方法,用新的物理知识和新的学习方法来调整和替代旧的认识结构,以缓释新知识给学生造成的心理压力,让学生认识到高中的新知识是初中旧知识的承启和深化.
帮助学生建立一些物理模型是高中物理教学的一个特点.物理模型源自于实践,其具有普遍的共性和一定的抽象概括性.高中物理难学,是因为学生习惯了初中阶段的形象思维方式.他们只满足于记忆概念、规律,而对得出结论的缘由过程则漠不关心;只会简单性、参照性地解决一些物理问题,而不会借助观察分析,构建现实情景的物理模型,再运用于相关知识体系去加以处理,最后解决问题.为了使复杂的问题简单化,在研究物理现象的过程中高中物理往往忽视建立物理现象模型,使得物理概念抽象化.初中学生进入高中后,对物理模型的建立感到困难,这就需要教师多做实验、多举例子,以具体的物理现象使学生建立物理模型和对应的物理情景,从而加深对所学知识的理解.物理教师在教学过程中,要切实重视培养学生的建模意识,促使学生在解决物理问题的过程中,构建出清晰的情景条件的物理模型,并快速找到解决问题的方法,从而有效地培养学生创造性思维的能力.
二、集中精力提高听课效率,强化课后有效总结复习
听课过程中学生要集中精力注意本节课的重点知识和要解决的重点问题,对于重要知识点的例题,更要严格审题,寻找切入点,认真地理解物理情境和物理过程,重视分析问题的思路,掌握解决问题的策略,有效提高迁移知识和解决问题的能力.强化复习工作.教师要指导学生采取解题和复习相结合的方法,务必做好当天的复习,使上课内容得到有效巩固,及时归纳所学章节的主要内容、解题思路、解题方法、典型题型、物理模型等.认真记载好本章节内做错的题目,及时分析错误原因并纠正,把本章节最佳的解题思路、解题方法或例题以及未解决的存在问题记录下来,以便今后再探讨、再复习、再巩固.
就是某一物理问题受多个因素的影响时,通过控制其中某个因素不变,只让其中一个因素改变,看它对物理问题的影响,从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。
例如,我们常见的弦乐器可以发出不同音调,那么弦乐器发音的音调与哪些因素有关呢?弦乐器的音调高低可能与弦的粗细、长短、弦的材料及弦的松紧等因素有关,我们先控制弦的长短、材料和松紧相同,让弦的粗细不同,比较粗细对音调的影响,然后使弦的粗细、材料和松紧相同,研究弦的长短对音调的影响,以此类推,逐步进行研究,最后进行分析从而得出正确的结论。
初中物理中利用控制变量法进行研究的问题很多,如,研究影响力的作用效果的因素;研究滑动摩檫力与哪些因素有关;研究液体内部的压强的影响因素;研究影响液体蒸发快慢的因素;研究物体吸热与哪些因素有关;研究影响电阻大小的因素;研究电流与电压、电阻的关系;研究影响电流热效应的因素;探究影响电流做功的因素;研究动能(势能)大小的影响因素;探究物体质量与体积的关系;探究压力作用效果等。
二、建立模型法
实际生活中的事物是错综复杂的,在用物理的规律对实际中的事物进行研究时,我们需要对它们进行必要的简化,忽略次要因素,以突出主要矛盾,以便于解决问题,用这种理想化的方法对实际中的事物进行简化,便可得到一系列的物理模型,这种方法可以帮助人们透过现象,从本质认识和处理问题。
例如,生活中简单机械有很多,它们的形状、用途、结构各异,要分别研究它们是难于实现的,初中物理中的杠杆就是简单机械的模型,有了这个模型,再去研究简单机械,就简单多了。
在初中物理中,通过建立模型,简化研究难度的内容很多,如,原子的核式模型;电路图;力的示意图;电动机和发电机模型;用水泵和水轮机使水管中水不停流动,其中水泵就是电池的模型,水压就是电压的模型;滑动变阻器就是生活中各种变阻器的模型等。
三、转换法
物理中有一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识,或用易测量的物理量来间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
如,苹果落地证明重力存在;马得堡半球实验可证明大气压的存在;影的形成、小孔成像可以说明光的直线传播;奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场;用细铁屑可以很清楚地显示磁场的分布;指南针证明地磁场的存在;扩散现象证明分子做无规则运动;铅块实验证明分子间引力的存在;运动或被举高的物体能对别的物体做功可证明它具有能,用铁球撞击木块,根据木块移动的距离可以知道铁球动能的大小,利用电磁铁吸引大头针的多少而知道电磁铁的磁性强弱等。
四、类比法
实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理,它是根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维方法,物理中的类比方法可以帮助理解较复杂的实验和较难的物理知识。
如,原子结构的模型中,原子核可以类比于太阳,核外电子类比于行星,它们在空间结构和运动方式上都是相似的、利用水流类比电流、利用水压类比电压、照相机类比人的眼睛、电能使电灯发光,同时产生内能散失在空气中,但这些内能无法自动转化为电能类比能量的转化和转移具有方向性、利用水波类比电磁波、利用永久磁体的磁场分布情况类比通电螺线管周围的磁场分布等。
五、比较法