談高三復習中“模型教學”的實踐和思考

1、談高三復習中“模型教學”的實踐和思考編輯安徽 周兵 作者安徽滁州 胡忠國眾所周知，所有的物理概念和規(guī)律都是建立在一定物理模型基礎上的，可以說，沒有物理模型，就沒有物理學。有一個大家耳熟能詳的例子正在下落的一滴水，我們可以用自由落體的規(guī)律來研究它嗎？在實際下落過程中它一定會受到空氣的阻力，空氣阻力和下落速度有關，還和水滴的形狀有關，如果我們考慮了空氣阻力的影響就足夠精確了嗎？下落過程中水滴由于不斷蒸發(fā)其質量在不斷減少，下落過程因為摩擦而使水滴溫度升高，溫度升高又會導致水滴體積膨脹，還可能水滴發(fā)生了旋轉，由于水是極性分子，下落過程中還會受到地磁場的影響可見，就是生活中這么簡單的一個現象，物理學都是

2、無法解決的。物理能解決的其實是一個個模型，自由落體就是一個物理模型。1.什么是物理模型我國著名的科學家錢學森曾經這樣說：“模型就是通過對問題現象的分解，利用我們考慮得來的原理吸收一切主要因素，略去一切不主要因素，所創(chuàng)造出來的一幅圖畫”為了探索和揭示復雜的物理現象的本質和規(guī)律，必須根據所研究的對象和問題的特點，從我們所研究的角度出發(fā)，忽略其中次要的因素，從而建立一個主題突出、易于研究的新對象和新過程。這個新對象、新過程就是物理模型。2.物理模型的分類高中階段可以把物理模型分為兩類，對象模型和過程模型。對象模型。在力學中有剛體、質點、單擺、彈簧振子、簡諧波，熱學中有理想氣體，電學中有點電荷、純電感

3、、純電容、理想變壓器、理想的電壓電流表、理想電壓電流源，光學中有點光源、線光源、薄透鏡、平面鏡、光線、光量子、波粒二象性、原子物理中有盧瑟福原子模型、玻爾模型等等。過程模型。勻速直線、勻變速直線、勻變速曲線、自由落體、豎直上拋、平拋運動、勻速圓周運動、彈性碰撞、完全非彈性碰撞、準靜態(tài)過程、充放電過程、電磁感應過程等等3.關于“模型教學”的幾點做法3.1.完善知識結構，增強模型意識整體性原理告訴我們，任何學習系統(tǒng)都有結構，系統(tǒng)的整體功能等于孤立的各部分功能的總和加上各部分的相互聯(lián)系產生的新的功能。舉個例子，一根一根的木頭，單獨使用時只可以用來燒火等一些簡單用途，但是把它們按一定的結構組裝起來，就

4、可以造一座大房子。也就是說整體功能大于各部分功能之和。心理學家也告訴我們，學一門課程，首先要知道這門課程的若干知識點，更為關鍵的是看他是否掌握這門課的基本知識結構。因為知識是具有層次結構的，即知識之間的聯(lián)系，學習知識就是要學習知識之間是怎樣關聯(lián)的。知識之間的聯(lián)系搞清楚了就能簡化信息，產生新命題，也就能解決問題。在高三復習中，讓學生建立和完善高中物理的知識結構，理解知識和知識之間的聯(lián)系，是學生自己在頭腦中建立和理解物理模型的重要前提和基礎。3.2.多題歸一、一題多變，提高識模能力宋代禪宗大師青原行思提出參禪的三重境界：參禪之初，看山是山，看水是水；禪有悟時，看山不是山，看水不是水；禪中徹悟，看山

5、仍然山，看水仍然是水。從某種程度上講，我們學習和做題的過程和這些很相似。第一境界：看山是山，就是看題是題，難以發(fā)現題中物理模型。第二境界：看山不是山，就是看題不是題。這個階段能看到物理模型及對應的規(guī)律。第三境界：看山還是山就是看題還是題，這個時候已經能從本質上把握物理問題了。在復習中我們可以多題歸一，所謂多題歸一就是將有內在聯(lián)系的一些習題放在一起，分析這些不同物理情境中的共同特點，抽象處相同的物理模型，以及這些模型對應的規(guī)律。這種方法就是回歸到研究物理的基本方法上，從基本規(guī)律出發(fā)去研究物理問題，提高學生從千變萬化的習題環(huán)境中提取物理模型的能力。多題可以歸一，反過來一題也可以變多，對于某一確定的

6、物理模型，改變條件，設置不同的情境，也可以演變出千變萬化的題目，通過對一題多變的研究能讓我們看清題目演變的規(guī)律，把握模型的實質。3.3.精選習題，突出重點，提高解模能力在實際的解題中，對條件的分析要比對模型的分析困難的多，學生真正感到困難還是對于題中條件的分析，條件分析有誤，模型就不能正確的建立。條件是用語言來敘述的，但是語言敘述的一般是一個情境或是一個圖，條件一般都藏在題目中，藏在文字后面，所以在條件分析中形象思維是必不可少的。要養(yǎng)成解題過程中畫圖的習慣，畫研究對象的受力圖和運動圖，把力、空間位置關系、速度、時間、多過程的特征狀態(tài)等等都畫出來，這樣做一是幫我們梳理題目的條件，二是讓我們的思維

7、有更多的空間去思考這些條件之間的關系。我們在二輪復習的時候，如果能選擇一些重點模型，圍繞這些模型精選一些習題，通過練習使學生透徹理解這些物理模型的本質及其規(guī)律，就可以達到事半功倍的效果。4.關于“模型教學”的一些思考物理學的概念和規(guī)律是一定模型對應的概念和規(guī)律，那么物理習題和物理模型之間有什么關系呢？一個物理問題就是一個或幾個物理情境，一個物理情境就是一個或幾個物理模型。所以物理習題也一定是以相關的物理模型為基礎的。為了更好的理解這個關系，我們來回顧一下三種典型的物理思維過程?？茖W家發(fā)現物理規(guī)律的過程，實際上是從一個實際的現象和問題出發(fā)，先抽象出一個模型，然后通過實驗、理論推理等研究這個模型所

8、遵循的規(guī)律，這是一個由繁到簡的過程。編題者的思路則是先選擇一個物理模型，然后將這個模型放到一個合適的條件中去，并設置一些問題，這樣形成了一個物理習題，模型加上條件就構成了習題，這是一個由簡到繁的過程。解題者在面對一個物理問題時，應該做三件事：模型分析，任何一道物理題背后都有一定的物理模型，首先要通過分析，在被編題者復雜化的問題中，找出其中基本的物理模型，包括對象模型和過程模型，這是前提，否則無法應用規(guī)律。特定條件分析，題目之所以不叫“模型”而叫“題”，一定有這道題有別于其他題的條件。這些條件可以分為初始條件、時空條件、臨界條件和邊界條件等。選擇算法，根據模型對應的規(guī)律和特定條件的要求，選擇算法，矢量運算還是標量運算，解代數方程還是畫幾何圖形等。這是一個由繁到簡的過程。所以，我們可以這樣來理解習題，三個詞，模型、條件、算法。我們在做題的時候要擊中要害，要害是什么？就是模型和模型披上的條件。如果我們的學生在高三復習解題過程中都能以“模型+條件+算法”這個