重视物理模型整合培养学生创新能力

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1、重视物理模型整合培养学生创新能力高中物理我们学过的物理模型很多，有些模型相似、相异,学生们很容易混淆，往往缺乏知识的迁移能力而无从下手。所以，我们在教学中，不但要重视学生物理建模能力的培养,还要注意物理模型的整合。这样，在遇到新问题的时候，可用熟知的物理模型去解决，起到事半功倍的效果。下面，具体谈谈在物理教学中如何对物理模型进行有效整合，从而达到构建良好认知的目的，培养学生的创新能力。一、整合一些典型的物理模型、提高学生的审题能力、建模能力、解题思维的方式物理模型很多，主干知识力学、电学的主要物理模型有:平衡模型、平抛模型、圆周运动模型、带电粒子在匀强电场中运动的模型、带电粒子在匀强磁场中运

2、动的模型等等。例1:力学典型平衡模型的整合（近几年各地高考中考查有关力学平衡模型的试题）。整合这些典型的力学平衡模型，使学生对平衡问题有深刻的理解。二、整合相似物理模型的问题，揭示物理模型间的联系,提高学生的建模能力、解题的迁移能力针对原有物理问题中包含的一些重要的、共性化的物理模型，引导学生对这些已做物理问题进行整合，加深学生对物理模型本质的认识，提高建模能力和解题的迁移能力。例2：最大速度模型的整合根据牛顿第二定律，由于物体所受合力减少，所以物体的加速度变小，但是速度增大，当物体所受的合力为零即加速度为零时，物体的速度最大。最大速度模型是一个重要的物理模型，学生通过解答这些问题揭示解答这

3、类问题的共同思路（通过受力分析，结合牛顿第二定律可知当合力为零的时候速度最大）。例3：带电粒子平行射入圆形磁场物理模型的整合带电粒子在匀强磁场中的运动是高考物理的重点内容，整合带电粒子在匀强磁场的运动规律，可提高学生的审题能力、建模能力、分析问题的能力。①如图A。半圆有界匀强磁场的圆心01在X轴上，001距离等于半圆磁场的半径，磁感应强度大小为B1。虚线MN,平行X轴且与半圆相切于P点。在MN上方是正交的匀强电场和匀强磁场，电场场强大小为E,方向沿X轴负向，磁场磁感应强度大小为B2oBl.B2方向均垂直纸面，方向如图所示。有一群相同的正粒子，以相同的速率沿不同方向从原点0射入第I象限，其中沿

4、x轴正方向进入磁场的粒子经过P点射入MN后，恰好在正交的电磁场中做直线运动，粒子质量为m,电荷量为q（粒子重力不计）。试证明：题中所有从原点0进入第I象限的粒子都能在正交的电磁场中做直线运动。②电子质量为m,电荷量为e,从坐标原点0处沿xOy平面射入第一象限，射入时速度方向不同，速度大小均为vO,如图B所示。现在某一区域加一方向向外且垂直于xOy平面的匀强磁场，磁感应强度为B,若这些电子穿过磁场后都能垂直射到荧光屏MN上，荧光屏与y轴平行，求：所加磁场范围的最小面积。（图A）（图B）（图C）这2道题目，都可归结到一个模型。当带电粒子在磁场中匀速圆周运动的半径和圆形磁场的半径相同时，如果带电粒

5、子平行射入磁场，将从同一点飞出，反之，如果从磁场中的同一点射入，必将平行射出。如图C,抓住这一类物理现象的共同规律后，题目就迎刃而解。三、整合相异物理模型的问题，揭示物理模型间的区别,构建清晰化模型结构针对学生容易混淆的相异物理模型，包含这些模型的易错问题进行整合，让学生在整合解答中揭示这些"形同质异”问题和模型的本质区别，整合构建一个清晰化模型结构。例4：竖直平面内圆周运动模型的整合通过对外球面模型（通过摩天轮上的最高点）、内球面模型（过山车通过最高点）、细杆模型（打夯机上转动物体通过最高点）三个形同质异的问题进行整合，引导学生分析解答这三个整合问题，揭示这三个问题中所包含物理模型的差异，

6、从而构建一个清晰的物理模型结构，使学生对不同情况下圆周运动的最髙点的临界速度有了深刻的认识。四、不同的物理模型相似的解题方法的整合物理解题的方法有很多，例如等效法、隔离法、整体法、对称法、极值法、图像法、守恒法等等。有效的整合解题方法，可以加深学生对这些重要解题方法的认识，内化解题方法，促进认知中方法的综合贯通。例5：包含对称的解题的方法物理模型的整合①两块质量分别为ml和m2的木块，用一根劲度系数为k的轻弹簧连在一起，现在ml上施加压力F,如图D。为了使撤去F后ml跳起时能带起m2，则所加压力F应多大？①设想地心有物体，质量为m,则地球对物体的万有引力为多少？A.O.B.mg.C.无穷大、

7、D.不能确定。②如图E。两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝Q、b、c和d,外筒的半径为rOo在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为B,在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内存在沿半径向外的电场。一质量为m、带电量为+q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速度为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S,则两电极之间的电压U