基于科学思维拓展的高中物理模型教学实践与思考.docx

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1、基于科学思维拓展的高中物理模型教学实践与思考齐妙传统的中学物理习题课，在“典型例题+变式训练”的教学模式下，老师引导学生利用习题的数量来填充课堂，让学生在反复训练中培育应试技能。老师“就题讲题”，很简单使得学生形成思维定式。学生的学科思维敏捷发展受限，学科实力得不到有效的提升和培育。老师埋怨学生不能“举一反三”，实则是没有教会学生敏捷应用学问的本事。笔者认为，适当削减习题课的容量，深化剖析核心问题本质，围绕核心问题进行深度挖掘，打破传统“典型例题+变式训练”的课堂教学模式对学生思维和实力的束缚，追本溯源，让学生在核心学问的应用中思索“为何变”“如何变”的问题，利用“变式模型”引导学生开展主动思

2、索与探究，是解决当下中学物理习题课效率低下问题的关键。在核心问题的情境中，老师只有引导学生对熟识的物理模型进行对比分析，探寻“模型本质”，利用“模型本质”激发学生对核心问题的分析和探讨，用这样“一课一题”的课堂模式培育学生的学科思维和实力，才能真正打造中学物理高效习题课。案例一：“电磁感应”习题课例1 如图1所示，导线框ABCD放在磁场中，若磁场的磁感应强度B增大，推断线框的电流方向，线框各边和整体的受力状况。学生1：磁感应强度B增大，线框的磁通量增大，依据楞次定律“增反减同”和安培定则可推断，感应电流方向为逆时针。学生2：依据左手定则，可推断各边受到的安培力均向内，由于线框对边相等，对边安培

3、力等大反向，线框整体受力为0;也可以用楞次定律“增缩减扩”推断线框具有收缩趋势，由此可知各边所受安培力的方向。本例题特别简洁直观，能够快速帮助学生回顾电磁感应部分的核心问题，包括产生感应电流的条件、感应电流方向的推断（楞次定律）、受力分析等。接下来，老师要合理设问，引导学生绽开“为何变”“如何变”的思索，并在思索中建立物理模型。1.“为何变”的引导。老师可以向学生发问：“原磁场的改变是发生电磁感应的根源，原磁场如何供应？”这样的设问，可以引导学生追本溯源，从问题的源头引发思索，进行变式。针对本案例的问题，磁场的产生有两种方法：把线框放在磁铁旁边;把线框放在通电导线旁边，通电导线分长直导线和环形

4、导线（通电螺线管）。这样学生便抓到了问题源头。2.“如何变”的引导。老师可以向学生发问：“原磁场的改变是发生电磁感应的根源，那么如何使得磁场发生改变？”这样的设问，可以引导学生打开思路，了解出题套路，“举一反三”的实力在思索和探究的过程中渐渐形成。针对本案例，变更原磁场的强弱有三种方法：变更磁铁与线圈的位置;变更通电导线与线圈的位置;变更通电导线的电流大小。这样学生便理解了问题的核心。通过以上分析，学生可以顺理成章地得出以下五个变式模型：变式模型1：如图2，水平桌面上放有一个矩形导线框ABCD，线框正上方有一个条形磁铁，磁铁N极朝下，当磁铁竖直向下快速移动时变式模型2：如图3，一载流长直导线和

5、一矩形导线框ABCD固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。当长直导线中电流I发生改变时变式模型3：如图4，矩形导线框ABCD与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，导线框的几何中心与两导线距离相等，导线框的宽度小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。当移动导线框的位置时变式模型4：如图5，矩形导线框ABCD放在一通电圆环内部，两者共面，当圆环中电流I发生改变时变式模型5：如图6，矩形导线框ABCD的内部有一通电圆环，两者共面，当圆环中电流I发生改变时五个变式模型抛砖引玉，打开了学生主动绽开“为何变”“如何变”思索的大门。变式模型的建立，并没有设置详细的

6、问题来限制学生思维，老师可以进一步培育学生敏捷思索的实力，把设问权交给学生，让学生在问题的设计中强化重难点学问的考查方法。在上述案例中，笔者引导学生追本溯源，主动绽开了“为何变”“如何变”的有效思索与探究，激发了学生的求知欲望，构建了物理模型，启迪了学科思维，培育了学科核心素养。案例二：“动力学、动量和能量观点的综合应用（电磁感应部分）”习题课例2 如图7所示，C1D1E1F1和C2D2E2F2是距离为L的相同光滑导轨，C1D1和E1F1为两段四分之一的圆弧，半径分别为r1=8r和r2=r。在水平矩形D1E1E2D2内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒P、Q的长度均为L，质量均为m，

7、电阻均为R，其余电阻不计，Q停在图中位置，现将P从轨道最高点无初速度释放，求：（1）导体棒P进入磁场瞬间，回路中的电流的大小和方向。（2）若P、Q不会在轨道上发生碰撞，棒Q到达E1E2瞬间，恰能脱离轨道飞出，求导体棒P离开轨道瞬间的速度。（3）若P、Q不会在轨道上发生碰撞，且两者到达E1E2瞬间，均能脱离轨道飞出，求回路中产生热量的范围。本题的第一问比较基础，但是后两问的设置，大大地增加了题目的难度，对学生的综合分析实力要求很高。本题代表了中学物理高考复习阶段一类典型问题，学生对这类题的评价通常是“上课能听懂，自己不会做，心里怕怕的”。这时候，盲目地进行题海战术，学生在表面上会提高解题效率，但

8、是对问题本质的思索会受到限制，不利于对核心问题的分析和探讨，更经不起问题的改变呈现。老师在引导学生分析解决了上述问题以后，可以带领学生追本溯源，探寻“模型本质”。例2考查了学生利用动力学、动量和能量观点分析解决物理问题的综合实力。这类问题，在动力守恒定律的应用中是重点学习内容，模型较为扎实，而本题只是将物理情境进行更换，在电磁感应部分来进行考查。因此，老师可以引导学生将其与熟识的模型进行对比，探寻模型本质，加深对核心问题的分析和探讨。以例题为例，老师可以引导学生对比图8和图9的两个模型，并进行有效设问：两个模型中系统动量守恒吗？机械能守恒吗？产生的焦耳热/内能的来源是什么？学生在问题的引导下进

9、行模型对比，很快发觉了模型的本质：原来本题中最难的这个部分，本质上就是动量守恒定律应用中最常见的那个模型。在模型的对比中，学生不仅巩固加深了对原有模型中核心学问的认知，同时对新模型的学习也得心应手起来，更重要的是，在追本溯源的过程中，培育了他们敏捷变通的学科思维和学科实力。为了学生能加深理解，老师还可以趁热打鐵，给出本质相同，但又有肯定区分的模型帮助学生分析和思索，例如图10模型。通过对模型间区分与联系的探讨，老师可以进一步激发学生对核心问题的探究和探讨欲望。综上所述，中学物理模型教学中，老师深化探讨核心问题，奇妙地设计“变式模型”，带领学生追本溯源，对核心问题归纳“模型本质”，有利于培育学生

10、敏捷思变的实力，有利于学生学科思维和学科实力的培育。笔者利用“变式模型”引导学生主动思索与探究，利用“模型本质”引导学生对核心问题进行分析和探讨，两种模式的核心思想都是引导学生追本溯源，深度挖掘对核心学问的理解和应用。在教学中，老师只有敢于尝试，勇于创新，学生才能有更多收获。不断提升课堂有效性，在课堂中拓展学生的科学思维，是一线老师永恒的课题。责任编辑 邱 艳 猜你喜爱 导线变式本质 理解本质，丰富内涵广东教学报教化综合(2022年135期)2022-12-07浅析110kV到500kV架空输电线路中新型导线的应用中国电气工程学报(2022年2期)2022-07-28漫画读书(2022年10期

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