新世纪教育改革的纵深发展,旨在全面提高学生的素质。近年来中考改革,也体现了对学生能力和素质的考查。所以物理教学重要的是培养学生的科学素养,也即体现在对学生的创新精神和实践能力的培养上。在教学过程中大多研究的对象是一些物理模型,这些物理模型既原于实践,而又高于实践,在我们的生活、生产、科技领域中带有普遍的共性特征,具有一定的抽象概括性。学生习惯于形象思维方式,只会记概念、规律的静态结论,而不重视得出结论的发展过程。只会模仿性地解决一些简单的物理问题,而不善于通过观察分析,提炼出现实情景的物理模型,灵活地加以处理和解决。物理教师应在教学过程中,重视对学生建模意识和能力的培养和潜移默化,只有这样,才使学生在解决物理问题时能清晰地构建出情景条件的物理模型,迅速找到解决问题的方法,从而达到培养学生灵活思变、创造性思维的能力。

在教学中构建学生的建模意识与素质教学所要求的培养学生的创新能力是相辅相成、密不可分的。要真正培养学生的创新能力,教师的课堂教学模式必须更改,“课题研究性”教学模式与“探究性学习”的课堂教学模式均坚持以学生为主体,教师为主导的原则,充分挖掘学生的主动参与和积极思维的意识,自觉地在学习过程中构建物理模型。只有这样才能使学生分析和解决问题的能力得到长足的进步,也只有这样才能真正提高学生的创新能力。

自然界中任何事物与其他许多事物之间存在着千丝万缕的联系,并处在不断的变化之中。面对复杂多变的自然界,人们在着手研究时,总是遵循这样一条重要的方法论原则,即从简到繁,先易后难,循序渐进,逐次深入。根据这条原则,人们在处理复杂的问题时,总是试图把复杂的问题分解成若干个比较简单的问题逐个击破。或者把复杂的问题转成比较简单的问题。物理模型的建立就是很好的例子。正确的思维方法是提高思维能力的基础,由于年龄的关系,初中生一般只注意知识的学习,并不关心自己的思维方法是否正确,也不懂不同阶段的学习对思维方法有不同要求,更不能自觉地纠正一些不正确的思维方法,这就影响了思维发展。因此,指导学生运用正确的思维方法是很重要的。 错误的思维方法会严重影响学生对物理概念、物理规律和物理过程的分析和理解。在理想模型的建立和分析的教学过程中,要摸清学生各种错误的思维方法,及时予以纠正。例如,学生受了绝对化的片面思维方法的影响,不理解物理学中采用的理想化的思维方法,以为理想化不精确,脱离实际,有时对教师导出的某公式所采用的近似方法表示不可理解,在实验中追求百分之百的精确度。纠正这类思想的方法是指出理想化的普遍性和可靠性,说明理想化方法是突出事物的主要性质和影响物质变化的主要方面,它可以使问题的处理大大简化,又不会与实际产生大的偏差,为物理研究过程所普遍采用,许多定律都有理想化的研究对象和理想化的条件。在教学中近似处理问题时,要以具体数字说明近似处理后不会产生大的偏差。 初中物理教材中有许多物理知识比较抽象难懂,往往不易被学生理解和接受,学生常常感到物理问题太复杂,学习起来太困难。但通过采用模型方法来实施教学,突出物理问题的主干,约化次要因素,帮助学生建立起清晰的物理图象,达到疏通思想渠道,使物理问题化难为易,化繁为简,起到降低教学难度的作用。每一个物理过程的处理,物理模型的建立,都离不开对物理问题的分析。教学中,通过对物理模型的设计思想及分析思路的教学,能培养学生对较复杂的物理问题进行具体分析,区分主要因素和次要因素,抓住问题的本质特征,正确运用科学抽象思维的方法去处理物理问题的能力,有助于学生思维品质的提高,有助于学生去掌握物理学的研究方法。

一、构建理想的物理模型是科学理论的依据

纵观物理学发展史,许多重大的发现与结论,都是由于科学家们经过大胆的猜想构思,创建出科学的理想化的物理模型,并通过实验检验或实践验证,模型与事实基础很好吻合的前堤下获得的。正是引入了理想化的物理模型,才得以使我们面对许多复杂的现实问题,通过简化处理能够比较顺利地予以解决。所以可以这么说,倘若离开了物理模型,不仅物理研究无法进行,而且对物理学科的纵深发展必然会起阻碍束缚的作用。

二、教师在教学过程中要重视对学生建模意识的培养

理想的物理模型,即是物理科学体系中光辉的典范,也是解决现实物理问题不可或缺的依据,其重要性不言而喻。所以,教师在传授知识的过程中,要根据实际,适时地向学生强调基本物理模型建立的过程和条件,并要求学生牢固把握住这些基本的物理模型,并且在具体应用解决物理问题时,引导学生如何根据题设条件,从物理规律出发,通过分析、综合、类比等,突出对所要研究问题起主要作用的因素,略去非本质的次要因素,使思维从纷繁复杂的具体问题中抽象、构造出我们熟悉的物理模型,然后应用掌握的相关知识予以解决。当然,对学生这种能力的要求并非一朝一夕就能培养出来的,需要教师把这种建模意识贯穿在教学的始终。要循序渐进地启发引导学生,使学生逐步熟悉并掌握这种科学研究的思维方法,养成良好的思维品质,使构建物理模型的意识真正成为学生思考问题的方法与习惯。

三、提高建模意识是教育思想和教学观念更新的体现

“创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,创新的关键是人才,人才的成长靠教育。”二十一世纪的教育改革,向我们教师提出了新的更高的要求。培养学生综合应用所学知识的能力,收集和处理信息的能力,以及培养学生独立思考,激发创新意识和“重在参与”的意识,是我们每位教师在教学活动中努力的方向。所以教师们原有头脑中存在的那种陈旧的教育思想和教学观念必须彻底更换。在向学生传授知识的同时,要重视宣扬科学家们那种大胆联想,勇于构建物理模型的创新思维,让他们体验到科学家们为人类、为科学寻求真理的进取精神和科学态度,唤起学生们对建模意识重要性的认识,激发他们的兴趣,逐步提高他们构建物理模型的能力。提高学生的建模意识,必须向学生指明,努力掌握坚实的物理基础是必备的条件,同时还要求学生建立起广泛的物理生活知识,平时多关心、收集高新科技信息知识,并通过联想,理论联系实际,使自己所学的知识更扎实、更贴近实际。