物理模型物理教学论文

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一、物理模型的定义和教学意义

物理模型是指在进行物理科研或教学的过程，采用适当的方法对抽象的物理理论做简化处理，用一种能反应物质(现象)本质的理想化结构去描述实际的物质(现象)，这种理想化结构我们称之为“理想模型”[1]。因此，在高中物理的教学过程中，通过“物理模型”的建立，来帮助学生对物理知识产生更深刻的理解，不仅非常有利于更好学习物理这一门学科，还更有利于培养其创造性思维，对于物理教师来讲，也是提高物理教学质量不可多的的方法。

二、高中物理模型的建立方法

(一)围绕教学目标，精炼物理模型

建立物理模型最终是为教学目标服务的，而不是用来供学生观赏的一般艺术品。所以高中物理模型务必做到精炼，尽管一些旁枝末节的部分可能在客观上也是研究和学习对象本身的一部分，但之于本教学目标，并不能够起到促使学生认识物理现象本质的作用，物理教师应该在建立物理模型的时候删去这些不必要的环节，以更简单明了的形式，集中突出教学目标要求的知识范围即可。这样做的理由就在于，过于花俏的物理模型容易使学生的注意力偏移教学的主要目标，物理模型也就失去了本来意义。

(二)围绕本质理论，发掘模型作用

物理是一门基础的自然学科，所以从物理模型的定义来说，高中物理教学的终极目标是要帮助学生通过各种物理的现象去认识其本质，充分发掘物理模型的作用，让学生透彻理解事物或现象之间的关联因素和发生发展规律，加深对物理本质理论的理解，而不是仅仅停留在模型教学的表面现象。从这个意义层面来看，物理的模型教育如果不围绕本质理论，就可能会仅仅落个课堂上的三分钟热闹，而对学生的物理学习几乎帮助很小。

(三)围绕物理规律，避免失败模型

根据高中物理教学内容的不同，教师在建立物理模型的时候，应当做到有所侧重。比如某些物理模型，正如方法一所介绍的那样，应当突出体现事物或现象的主要因素；又比如某些物理模型，主要是针对某些常见且相对容易理解的物理现象，所以建立的物理模型也只需适当的模拟描述即可。但归根结底，无论建立什么样的物理模型，其依据必须是科学的，如果脱离了科学真理，就会成为一个失败的物理模型，不能用之于高中的物理教学。

三、高中物理模型在教学中的应用

(一)以概念模型强化概念理解

人们通过对客观事物或现象的观察，进一步产生主观的认知，反映到大脑里面，便形成了一般性的概念意识。和人所亲眼见到的事物或现象不一样的是，概念通常是对其本质属性进行理性化和抽象化加工处理后的存在，概念的正确和深刻与否，取决于和人脑中已有储存信息的关联程度[2]。而在高中的物理教学中，物理模型的建立一般也都是以概念为出发点，对教学中的物理理论建立理想化模型，撇开对研究对象不大或可忽略不计的影响，抓住主因，如此就更能够强化对其概念的理解。比如在气体和电荷相关的教学过程中，在学生很难理解其实质的情况下，一旦建立了理想气体和点电荷这样的概念模型，就可以提供给学生一种很非常有效的思维方式，理解也变的容易了许多。

(二)抓主要因素建立整体模型

整体模型就是把发生作用的关联物体当成一个整体的研究对象，抓住作用于整体的主要因素，而忽略单个对象某些局部次要的个因，从而把表面看似复杂的问题简单化。比如在动量守恒定律的教学中，我们在探讨两个物体发生碰撞的时候，就可以把两物体看成统一的整体，而把存在于个体的次要作用力如摩擦力忽略掉。建立整体模型，可大大简化多系统关联的物理现象。

(三)多角度考察建立分解模型

从某种意义上来说，针对不同的物理知识教学，分解模型与上面介绍的整体模型绝对不存在矛盾，而是说要具体问题具体分析，两种方法的运用应该是各得其所，相辅相成的关系。具体来说，分解模型就是把复杂的物理过程，进行多角度考察，将其整体发生发展过程从各个方向来逐一解读，从而化整为零，再以零求整，实现对整体现象的理解。举一个简单的例子就是平抛运动：在水平方向，由于惯性的作用，物体保持继续向前运动，在竖直方向，由于重力，物体表现为自由落体状态，综合起来，物体呈现的运动轨迹为曲线。通过建立分解模型，不仅使学生把难以理解的过程细化，而且更能培养其多角度思考问题的能力。

(四)用关联过程建立等效模型

等效模型往往是以概念模型为基础的，是通过对现象本质的认知，从而把两个看似不同的物理过程相互关联，其实他们在本质是都是基于同一物理规律或定律，所以，可以把表面复杂的物理现象或过程转化为已知相对简单的模型去理解。例如，在圆弧形光滑的轨道内做周期滚动的球体，通过关联后，我们就完全可以把它建立成与之等效的单摆模型。

(五)将学科交叉建立数学模型

其实这点是毋庸置疑的，长期以来，数学方法都是进行物理研究的常用工具之一，甚至可以说，数学方法在一定程度上支持着物理研究的发展[3]。所以在高中的物理教学中，通过建立数学模型，不仅有利于帮助学生分析物理现象，更有利于培养他们善于用数学方法来解决物理问题，特别是以后有可能从事物理理论研究工作的话，这样的方法尤为重要，所以有必要从高中的物理教学工作中就逐渐渗透此方面的意识。

四、结语

综上所述，对于高中物理，通过建立一定的物理模型来辅助教学是非常必要的，但一定要遵循一定的方法并加以灵活的应用；另外补充说明一下就是，物理模型的构建必须以高中教学大纲为前提条件，以科学实验为事实基础，再通过教师不断总结和创新，才能真正发挥物理模型在物理教学当中的实效性。

作者：王忠先 单位：内蒙古电大学