物理模型物理教學論文

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一、物理模型的定義和教學意義

物理模型是指在進行物理科研或教學的過程，采用適當?shù)姆椒▽Τ橄蟮奈锢砝碚撟龊喕幚?，用一種能反應物質(zhì)(現(xiàn)象)本質(zhì)的理想化結構去描述實際的物質(zhì)(現(xiàn)象)，這種理想化結構我們稱之為“理想模型”[1]。因此，在高中物理的教學過程中，通過“物理模型”的建立，來幫助學生對物理知識產(chǎn)生更深刻的理解，不僅非常有利于更好學習物理這一門學科，還更有利于培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維，對于物理教師來講，也是提高物理教學質(zhì)量不可多的的方法。

二、高中物理模型的建立方法

(一)圍繞教學目標，精煉物理模型

建立物理模型最終是為教學目標服務的，而不是用來供學生觀賞的一般藝術品。所以高中物理模型務必做到精煉，盡管一些旁枝末節(jié)的部分可能在客觀上也是研究和學習對象本身的一部分，但之于本教學目標，并不能夠起到促使學生認識物理現(xiàn)象本質(zhì)的作用，物理教師應該在建立物理模型的時候刪去這些不必要的環(huán)節(jié)，以更簡單明了的形式，集中突出教學目標要求的知識范圍即可。這樣做的理由就在于，過于花俏的物理模型容易使學生的注意力偏移教學的主要目標，物理模型也就失去了本來意義。

(二)圍繞本質(zhì)理論，發(fā)掘模型作用

物理是一門基礎的自然學科，所以從物理模型的定義來說，高中物理教學的終極目標是要幫助學生通過各種物理的現(xiàn)象去認識其本質(zhì)，充分發(fā)掘物理模型的作用，讓學生透徹理解事物或現(xiàn)象之間的關聯(lián)因素和發(fā)生發(fā)展規(guī)律，加深對物理本質(zhì)理論的理解，而不是僅僅停留在模型教學的表面現(xiàn)象。從這個意義層面來看，物理的模型教育如果不圍繞本質(zhì)理論，就可能會僅僅落個課堂上的三分鐘熱鬧，而對學生的物理學習幾乎幫助很小。

(三)圍繞物理規(guī)律，避免失敗模型

根據(jù)高中物理教學內(nèi)容的不同，教師在建立物理模型的時候，應當做到有所側重。比如某些物理模型，正如方法一所介紹的那樣，應當突出體現(xiàn)事物或現(xiàn)象的主要因素；又比如某些物理模型，主要是針對某些常見且相對容易理解的物理現(xiàn)象，所以建立的物理模型也只需適當?shù)哪M描述即可。但歸根結底，無論建立什么樣的物理模型，其依據(jù)必須是科學的，如果脫離了科學真理，就會成為一個失敗的物理模型，不能用之于高中的物理教學。

三、高中物理模型在教學中的應用

(一)以概念模型強化概念理解

人們通過對客觀事物或現(xiàn)象的觀察，進一步產(chǎn)生主觀的認知，反映到大腦里面，便形成了一般性的概念意識。和人所親眼見到的事物或現(xiàn)象不一樣的是，概念通常是對其本質(zhì)屬性進行理性化和抽象化加工處理后的存在，概念的正確和深刻與否，取決于和人腦中已有儲存信息的關聯(lián)程度[2]。而在高中的物理教學中，物理模型的建立一般也都是以概念為出發(fā)點，對教學中的物理理論建立理想化模型，撇開對研究對象不大或可忽略不計的影響，抓住主因，如此就更能夠強化對其概念的理解。比如在氣體和電荷相關的教學過程中，在學生很難理解其實質(zhì)的情況下，一旦建立了理想氣體和點電荷這樣的概念模型，就可以提供給學生一種很非常有效的思維方式，理解也變的容易了許多。

(二)抓主要因素建立整體模型

整體模型就是把發(fā)生作用的關聯(lián)物體當成一個整體的研究對象，抓住作用于整體的主要因素，而忽略單個對象某些局部次要的個因，從而把表面看似復雜的問題簡單化。比如在動量守恒定律的教學中，我們在探討兩個物體發(fā)生碰撞的時候，就可以把兩物體看成統(tǒng)一的整體，而把存在于個體的次要作用力如摩擦力忽略掉。建立整體模型，可大大簡化多系統(tǒng)關聯(lián)的物理現(xiàn)象。

(三)多角度考察建立分解模型

從某種意義上來說，針對不同的物理知識教學，分解模型與上面介紹的整體模型絕對不存在矛盾，而是說要具體問題具體分析，兩種方法的運用應該是各得其所，相輔相成的關系。具體來說，分解模型就是把復雜的物理過程，進行多角度考察，將其整體發(fā)生發(fā)展過程從各個方向來逐一解讀，從而化整為零，再以零求整，實現(xiàn)對整體現(xiàn)象的理解。舉一個簡單的例子就是平拋運動：在水平方向，由于慣性的作用，物體保持繼續(xù)向前運動，在豎直方向，由于重力，物體表現(xiàn)為自由落體狀態(tài)，綜合起來，物體呈現(xiàn)的運動軌跡為曲線。通過建立分解模型，不僅使學生把難以理解的過程細化，而且更能培養(yǎng)其多角度思考問題的能力。

(四)用關聯(lián)過程建立等效模型

等效模型往往是以概念模型為基礎的，是通過對現(xiàn)象本質(zhì)的認知，從而把兩個看似不同的物理過程相互關聯(lián)，其實他們在本質(zhì)是都是基于同一物理規(guī)律或定律，所以，可以把表面復雜的物理現(xiàn)象或過程轉(zhuǎn)化為已知相對簡單的模型去理解。例如，在圓弧形光滑的軌道內(nèi)做周期滾動的球體，通過關聯(lián)后，我們就完全可以把它建立成與之等效的單擺模型。

(五)將學科交叉建立數(shù)學模型

其實這點是毋庸置疑的，長期以來，數(shù)學方法都是進行物理研究的常用工具之一，甚至可以說，數(shù)學方法在一定程度上支持著物理研究的發(fā)展[3]。所以在高中的物理教學中，通過建立數(shù)學模型，不僅有利于幫助學生分析物理現(xiàn)象，更有利于培養(yǎng)他們善于用數(shù)學方法來解決物理問題，特別是以后有可能從事物理理論研究工作的話，這樣的方法尤為重要，所以有必要從高中的物理教學工作中就逐漸滲透此方面的意識。

四、結語

綜上所述，對于高中物理，通過建立一定的物理模型來輔助教學是非常必要的，但一定要遵循一定的方法并加以靈活的應用；另外補充說明一下就是，物理模型的構建必須以高中教學大綱為前提條件，以科學實驗為事實基礎，再通過教師不斷總結和創(chuàng)新，才能真正發(fā)揮物理模型在物理教學當中的實效性。

作者：王忠先 單位：內(nèi)蒙古電大學