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1加強(qiáng)學(xué)生模型思維的訓(xùn)練
學(xué)生遇到較為困難的問題時(shí),容易思緒混亂,找不到正確的模型.所以提倡把建模的過程分為程序化步驟,以此促進(jìn)學(xué)生思維習(xí)慣的形成.一般來說可分為審題,提取信息,對(duì)物理對(duì)象和物理情境做抽象,尋找規(guī)律,建立物理模型,求解.提取主要的文字信息并用物理圖形或符號(hào)表示,就使得復(fù)雜的文字信息變得代碼化,隨后在對(duì)物理對(duì)象和場景進(jìn)行確認(rèn),尋找物理規(guī)律,建立已知信息中各項(xiàng)物理量的聯(lián)系.審題和畫圖同時(shí)進(jìn)行,并把條件和問題都通過物理中的字母符號(hào)在圖上標(biāo)明,問題就變?yōu)榍逦谋硐螅瑘D象也成為思維的重要載體,這實(shí)際是視覺思維對(duì)抽象思維的一個(gè)重要輔助,能夠更為快速、準(zhǔn)確地建立模型并求解.例如,單擺模型講解中,將伽利略對(duì)油燈擺動(dòng)進(jìn)行觀察的視頻向?qū)W生展示,把物理模型的建立過程真實(shí)展現(xiàn)在學(xué)生面前,容易讓學(xué)生身臨其境,激發(fā)出學(xué)生的想像思維,從而促進(jìn)單擺模型的正確建立.
2幫助學(xué)生建立物理模型方法
教師在教學(xué)中可以對(duì)物理模型建立的常用方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解.首先分析與綜合法是最為常用的,由于物理學(xué)研究對(duì)象都是實(shí)際的、復(fù)雜的,建模之前需要充分考慮到各種因素、各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)于問題的影響,也就是分析.然后在被各種要素進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,幫助學(xué)生能夠從整體上對(duì)事物本質(zhì)進(jìn)行把握,分析是綜合的前提,綜合是分析的結(jié)果.其次是比較法,對(duì)物理對(duì)象各方面的特征作對(duì)比,得出這些特征的異同點(diǎn),把握主次,為下一步的抽象和概況夯實(shí)基礎(chǔ).最后是抽象和概括,經(jīng)過上述2個(gè)步驟后,將研究對(duì)象的個(gè)別的、非本質(zhì)因素排除,然后本質(zhì)因素做抽離和考查,最終建立出易于研究的新模型.例如,以“伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)”為例,可以先把物體放在光滑斜面上,然后運(yùn)用分析、比較、抽象等方法得出結(jié)論,之后將其置換到斜面角度為直角的情況進(jìn)行分析,然后忽略掉重力之外的其他力的作用,于是就形成了自由落體運(yùn)動(dòng).需要注意的是,上述建模方法如分析、綜合等都是較為抽象的字眼,教師應(yīng)將這些方法和實(shí)際例題結(jié)合起來,通過例題促進(jìn)學(xué)生理解.
3實(shí)例分析
某人駕車正在平直的路上前進(jìn),突然前方出現(xiàn)了一面很長的墻,此人要想不撞墻,是拐彎好呢?還是急剎車好?(假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力).教師通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行教材中有關(guān)知識(shí)的閱讀,要求學(xué)生回答運(yùn)動(dòng)過程是由哪些運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所構(gòu)成的,并滿足什么規(guī)律.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解答:剎車時(shí)地面的摩擦力使汽車減速,設(shè)地面與汽車輪胎間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則汽車剎車時(shí)有:F=ma=μmg,所以α=μg.故汽車從開始剎車到汽車靜止,汽車行駛的距離s=v2/2a=v2/2μg當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí),汽車轉(zhuǎn)彎的摩擦力使汽車改變運(yùn)動(dòng)方向,即摩擦力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,因此在轉(zhuǎn)彎時(shí)汽車所做的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng).設(shè)運(yùn)動(dòng)的最小半徑為R,此時(shí)摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力,所以有μmg=mv2/R,所以有R=v2/μg,由上述2個(gè)式子可得s<R,所以剎車可避免事故的發(fā)生.對(duì)于此題的解題關(guān)鍵是需要建立2種物理運(yùn)動(dòng)模型,進(jìn)而探究2種運(yùn)動(dòng)情況下怎樣描述物體運(yùn)動(dòng),最終對(duì)物體運(yùn)動(dòng)做出合理推斷.總之,物理模型是高中物理教學(xué)的重要方法和有效手段,它能夠?qū)⒊橄蟮奈锢韱栴}變得更為直觀、具體、形象,從而幫助學(xué)生更好地解決物理問題,形成正確的物理思維.
作者:吳紅梅單位:黑龍江省大慶市大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)