物理建模特色教学策略

物理建模特色教学策略——《中学教师专业标准（试行）》解读研修日志研修的目的，是让老师在研修过程中不断思考，帮助老师提高自身能力。

研修的同时，我在教学中进行了如下思考：实施素质教育，高考物理题型出现了很多以现实生活实例和现代科技应用立意的物理模型构建题。

能够从具体实际事物中抽象出其本质特征，建立物理模型是中学思维能力培养的重要方法。

在传统的物理教学中，并不重视研究物理学的科学研究方法，但是科学方法比知识本身更富有创造价值。

这些科学方法，是无数科学家的智慧结晶，是物理学的精髓所在．学会科学方法，会终生受益。

模型是大概念，它包括定义﹑公式﹑理论﹑规律等。

从问题中抽象出物理模型，模型是连接理论和应用的桥梁；经验材料、实验事实和背景知识是构建物理模型的基础；而抽象、等效、假设、类比﹑微元等则是构建物理模型的基本方法。

1﹑以实验为基础物理学是实验学科，利用实验可对学生进行一些基本科学方法训练，（1）实验归纳法,（2）实验验证法（3）理想实验法。

进行演示和学生实验对于培养学生的观察能力和实验能力，培养学生的实事求是的科学态度，和提高学生学习物理的兴趣以及学习的积极性和主动性，都具有非常重要的作用。

通过简化情景，控制变量，从简单的现象开始研究，让学生自己动手做。

对演示实验首先应要求学生仔细观察现象，对观察到的现象进行认真的分析，才能使用人们逐步地认识客观规律，人们通过实验现象归纳抽象出物理概念，探索出物理规律，这些规律还要受实验的检验。

这就是说物理科学理论是在实验的基础上建立起来的。

当然，在实验的过程中是要观察的，也是要动手的，但是观察什么，怎样观察，动手做什么，怎样做，这些都是总的实验设计思想下进行的，从本质上来说，实验是人为地创造一个环境，人为地控制物质变化的过程，在一个理想的环境下排队干扰，突出主要因素进行的操作。

2﹑培养科学的物理方法（1）理想化方法是物理科学研究中最基本、应用最广泛的方法物理学所分析、研究实际问题往往很复杂，有众多的因素，为了便于着手分析与研究，物理学往往采用一种“简化”的方法，对实际问题进行科学抽象化处理，保留主要因素，略去次要因素，得出一种能反映原物本质特性的理想物质（过程）或假想结构，此种理想物质（过程）或假想结构就称之为物理模型。

因此，物理模型是人们通过科学思维对物理世界中的原物的抽象描述；是按照物理学研究的特定目的，用物质形式或思维形式对原型客体本质关系的再现。

人们通过对物理模型的认识与研究，去获得关于原型客体的知识及其在自然界中的运动变化规律，它是一种物理科学研究的常用方法。

（2）等效方法是物理学研究中最普遍、表述最简洁的方法在电路中，有两个电阻的连接方式是串联的，那么总电阻就是原来阻值之和，如果原来两个电阻的连接方式是并联的，那么总电阻就是原来阻值倒数之和的倒数，在这里所谓的总电阻就是与原来的电阻是等效的，等效方法是不论性质的，这种思想方法的准则只有一条，那就是保持效果相同，不同性质的力可以合成，为的是得到一个等效的力，做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但它们的本质并不相同。

有了等效的思想，可以把一个有漏电的电容器等效为一个理想的电容器和一个电阻的并联，把一个有电阻的线圈等效为一个理想的线圈和一个电阻的串联。

一个实际的复杂运动等效为几个简单运动组成。

实际电源等效为一个理想电源串连一个内阻。

甚至在处理不同的物理问题时，还可以有具体方法上的等效，比如解决力学问题方法与几何光学方法的等效，电磁学量与力学量的等效等。

物体的运动有相互作用往往比较复杂，当一个物理事物与另一个（或几个）物理事物在相同情景下产生效果相同时，我们往往将复杂的物理事物转化为等效、简单、易于研究的物理事物，这种方法称为“等效替换”，“等效”思想研究和解决物理学问题的一种很重要的思想，利用等效可以把相同或不同问题等效为典型模型。

（3）物理学是最深刻，最能体现科学美的方法物理难学，学生头痛的是物理头绪多，遇到问题无从下手，如何建立模型。

教学物理就是让学生欣赏与感受美﹑引导学生探讨美﹑理解美，建立模型。

牛顿力学把地上的和天上的运动统一起来，麦克斯韦电磁理论把电现象、磁现象和光现象统一起来，粒子的波粒二象性概念把粒子运动和波动统一起来，原子、分子结构理论把宇宙才物统一本源，能量概念沟通了力热、电、磁、光、原子等领域，质能方程E=mc2把质量和能量、实物和场统一起来，等等。

这些模型建立无不显示着多样性的统一的美。

（4）微元法是物理学中最具有数学化、又最能体现辩证思想的方法。

微元法就是将研究对象分割成许多微小单元，从中选取一个小单元进行研究。

找出整体规律，这一方法的优点在于，可以将变量﹑难以确定的量转化为常量，将曲线化为直线。

用已学过的规律进行研究。

比如在变速直线运动中的瞬时速度问题，就是把匀变速直线运动的过程用微元法来处理，取一小段作匀速运动处理，这样一小段的平均速度就接近瞬时速度。

还有圆周运动中的向心加速度问题，凸透镜的折射问题等都可以用微元法进行分析解决。

微元法是在中学物理教学中比较难以掌握的方法，是运用数学工具比较多的方法，但是，微元法不仅是一个方法技巧，更是一个物理思想，一个辨证哲学的思想，对于一个具体的物理实体或物理过程，对它取微元进行无限分割，我们在不均匀中看到了均匀，从变化中取出了不变，当我们对它进行无限逼近的时候，我们又在均匀中看到了不均匀，在不变中看到了变化，只有在物理思想上，在辩证的逻辑上掌握了微元法，才可以说是掌握了微元法的本质。

如例1可以用微元法建模：在垂直于液体的运动方向取一截面，这一运动截面与流量计右边界所围空间是变化的。

这一空间垂直于磁场方向的面上有磁通量的变化，同样易得流量。

那么在上课前，我们要备课首先要研究课本，对照课程标准，看看本节课要学习哪些内容，达到什么样的知识要求、能力目标与情感目标。

这些知识在课本上是如何呈现的，作为最重要的学材，学生在看书自学时需要注意什么、达到什么样的要求，教师要制定一个详细的导学提纲。

要以学生活动来贯穿课堂的全过程。

课堂引入后，学生看书及提纲自学、自学后的学生交流、生生及师生间的展示交流、课堂反馈练习，都是以学生活动为主，教师应预见到学生活动大致可能的情况，引导学生把活动进行到底！课堂达标练习。

练习在内容上要涵盖本节所学；难度上以易、中档题目为主，并有适度延伸，照顾到全体学生；数量上5个左右；题型上要有辨析概念的选择题、情景鲜明生动的填空题等，以小题为主，不要加大审题难度。

教师手中的导学案应该和学生的稍有不同，包括教材与学情分析、教学目标、课堂引入、导学提纲、例题、课堂达标练习，中间插入必要的教师引导语言与教师活动提示。

物理课堂有新授课有复习课，有概念课有习题课有实验探究课。

课型不同，也决定了有不同的处理方式，但大致说来，一般课型可分为以下五个环节来进行：课堂引入、学生自学、小组议论、学生课堂展示、课堂达标练习。

（1）课堂引入（目标导学）“良好的开端是成功的一半”，课堂引入得当，可激发学生兴趣，活跃学生思维，吸引注意力，大大提高学习效果。

教师可根据课程特点、学生心理特点以及教师本人知识储备来选取恰当的引入方法。

该过程时间不宜太长，1—3分钟即可。

（2）学生自主学习（引导自学）教师进行简短的课堂引入后，就进入学生的自主学习阶段。

该阶段主要是学生结合导学案和课本进行自学，包括读课本、查看参考书、回答导学案所提阅读问题以及解答例题，有时还包括做课堂小实验。

该阶段同桌间可以有必要的交流，教师在学生间巡查，可以有必要的师生间交流反馈，及时掌握自学情况，发现共性问题，以便课堂反馈时有目的地进行指导。

该阶段的学习是课改的精髓所在，从制度上做到把课堂还给学生、把时间留给学生，真正做到了学生学习方式的转变，使学生的学习变得更主动、更有效。

该阶段大约需要10—15分钟。

（3）小组议论交流自主学习结束后，进入小组交流阶段。

小组组成一般包括同桌、前后桌4人，便于交流，安排座位时要考虑到每组内优、中、差学生都有，最好考虑到性格差异，以使组内发言积极、交流充分、以优带差、共同进步。

最好相邻小组间成绩最好的也相邻，如果有较难的问题在小组内解决不了，可以在邻组间交流解决。

教师在教室内巡回，适当参与、引导薄弱小组的讨论，这样既可以解决小组交流的问题，又让教师对下一阶段的展示互动交流做好准备。

小组内交流内容一般包括互通自学提纲及例题答案、谈体会、互答疑问，小组长要切实负起责任，要保证人人发言、人人都会，然后选定下一阶段展示时的代表小组的发言人，要保证发言的机会均等。

小组交流起到了承上启下的作用，既保证了人人动脑、人人发言、人人都初步掌握本节内容，所花时间也不多，约需3—5分钟，同时也为下一步的展示交流做好了准备。

（4）学生课堂展示课堂展示就是按照事先部署，各个小组按照分工，由小组的代表将导学案上的问题在黑板上展演或口头发表，由其他小组做评价或纠正。

课堂展示是最精彩的环节，这里面汹涌着互动，潜藏着脑力风暴。

爱展示是人的天性，只要班级制度得当、教师引导合理，学生就敢于展示、乐于展示、善于展示，潜力就能得到发挥，知识就能得到巩固，能力就会得到提高。

久而久之，学生就会因展示而自信，因展示而会思考，因展示而完美。

（5）课堂达标练习（训练诊学）该阶段学生做题，以便对本节所学知识活化、深化，加深理解，掌握知识在各种情况下的应用。

学生做题，教师巡视。

学案可以在学生做完后小组内互评，也可以下课时收缴后由教师课外批改。

本阶段是课堂的最后一个阶段，时间比较灵活，一般在10—15分钟。

因此，在接下来的教学过程中，我将用一年半的时间熟悉教材和相关的教学内容，为全面实施模型教学奠定理论和实践基础。

在这一年半的时间里，我将有意识的在教学过程中渗入物理模型的教学，让学生在不断的学习过程中，不知不觉的学习模型的方法。

我也要在教学的过程逐渐总结规律，不同的内容采用不同的方法。

在一年半以后完全形成经验，然后进行理论提升。