【浅议物理模型在教学中的应用】 什么叫物理模型
时间：2018-12-23 19:50:28 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：新时期的教师应该结合创新教育的精神，在物理教学中加强对学生创新能力的培养。本文论述了物理模型教学与创新能力的培养，中学物理模型特点、主要功能，物理模型在教学中的作用，中学物理中常见的物理模型，物理模型在教学中的运用。
关键词：物理模型 物理模型教学
物理模型是指：物理学所分析的、研究的实际问题往往很复杂，为了便于着手分析与研究，物理学中常常采用“简化”的方法，对实际问题进行科学抽象的处理，用一种能反映原物本质特性的理想物质（过程）或暇想结构，去描述实际的事物（过程）。这种理想物质（过程）或假想结构称之为“物理模型”。新时期的教师应该结合创新教育的精神，在物理教学中加强对学生创新能力的培养。下面笔者阐述一下物理模型教学的几点看法。
一、中学物理模型特点及主要功能
1.物理模型的特点
1）物理模型是抽象性和形象性的统一。物理模型的建立是舍弃次要因素，把握主要因素，化复杂为简单，完成由现象到本质、由具体到抽象的过程，而模型的本身又具有直观形象的特点。
2）物理模型是科学性和假定性的辩证统一。物理模型不仅再现了过去已经感知过的直观形象，而且以先前获得的科学知识为依据，经过判断、推理等一系列逻辑上的严格论证，所以具有深刻的理论基础，即具有一定的科学性。理想模型来源于现实，又高于现实，是抽象思维的结果，所以又具有一定的假定性，只有经过实验证实了以后才被认可，才有可能发展为理论。
2.物理模型的主要功能
1）可以使问题大为简化，从中较为方便地得出物体运动的基本规律。
2）可以对模型讨论的结果稍加修正，即可用于实际事物的分析和研究。
3）有助于对客观物理世界的真实认识，达到认识世界，改造世界，为人类服务的目的。
二、物理模型对教学的促进作用
建立和正确使用物理模型可以提高学生理解和接受新知识的能力。例如，我们在运动学中建立了“质点”模型，
学生对这一模型有了充分的认识和足够的理解，为以后学习质点的运动、万有引力定律、物体的平动和转动，以及电学中的“点电荷”模型、光学中的“点光源”模型等奠定了良好的基础，使学生学习这些新知识时容易理解和接受。
建立和正确使用物理模型有利于学生将复杂问题简单化、明了化，使抽象的物理问题更直观、具体、形象、鲜明，突出了事物间的主要矛盾。
建立和正确使用物理模型对学生的思维发展、解题能力的提高有着重要的作用，可以把复杂隐含的问题化繁为简、化难为易，起到事半功倍的效果。
三、中学物理中常见的物理模型
物理模型是物理思想的产物，是科学地进行物理思维并从事物理研究的一种方法。中学物理中常见的物理模型可归纳如下：
1.物理对象模型化。
物理中的某些客观实体，如质点，舍去物体的形状、大小、转动等性能，突出它所处的位置和质量的特性，用一有质量的点来描绘，这是对实际物体的简化。当物体本身的大小在所研究的问题中可以忽略，也能当作质点来处理。类似质点的客观实体还有刚体、点电荷、薄透镜、弹簧振子、单摆、理想气体、理想电流表、理想电压表等等。
2.物体所处的条件模型化。
当研究带电粒子在电场中运动时，因粒子所受的重力远小于电场力，可以舍去重力的作用，使问题得到简化。力学中的光滑面，热学中的绝热容器，电学中的匀强电场、匀强磁场等等，都是把物体所处的条件理想化了。
3.物理状态和物理过程的模型化。
例如，力学中的自由落体运动、匀速直线运动、简谐运动、弹性碰撞，电学中的稳恒电流、等幅振荡，热学中的等温变化、等容变化、等压变化等等都是物理过程和物理状态的模型化。
4.理想化实验。
在实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，根据逻辑推理法则，对过程进一步分析、推理，找出其规律。例如，伽利略的理想实验为牛顿第一定律的产生奠定了基础。
5.物理中的数学模型。
客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式。在建造物理模型的同时，也在不断地建造表现物理状态及物理过程规律的数学模型。例如，在研究外力一定时加速度和质量的关系实验中，认为小车受到的拉力等于砂和砂桶的重力，其实，小车受到的拉力不正好等于砂和砂桶的总重力，只有砂和砂桶的总质量远小于小车和砝码的总质量时，才可近似地取砂和砂桶的总重力为小车所受的拉力，这是我们采取简化计算的一种数学模型。
四、物理模型在教学中的运用
1.建立模型概念，理解概念实质。
要想使客观事物在人脑中有深刻的反映，必须将它与人脑中已有的事物联系起来，使之形象化、具体化。物理模型大都是以理想化模型为对象建立起来的。建立概念模型实际上是撇开与当前考察无关的因素以及对当前考察影响很小的次要因素，抓住主要因素，认清事物的本质，利用理想化的概念模型解决实际问题。如质点、刚体、理想气体、点电荷等等。学生在理解这些概念时，很难把握其实质，而建立概念模型则是一种有效的思维方式。
2.认清条件模型，突出主要矛盾。
条件模型就是将已知的物理条件模型化，舍去条件中的次要因素，抓住条件中的主要因素，为问题的讨论和求解起到搭桥铺路、化难为易的作用。例如，我们在研究两个物体碰撞时，因作用时间很短，忽略了摩擦等阻力，认为系统的总动量保持不变。条件模型的建立，能使我们研究的问题得到很大的简化。
3.构造过程模型，建立物理图景。
过程模型就是将物理过程模型化，将一些复杂的物理过程经过分解、简化、抽象为简单的、易于理解的物理过程。例如，为了研究平抛物体的运动规律，我们先将问题简化为下列两个过程：第一，质点在水平方向不受外力，做匀速直线运动；第二，质点在竖直方向仅受重力作用，做自由落体运动。可见，过程模型的建立，不但可以使问题得到简化，还可以加深学生对有关概念、规律的理解，有利于培养学生思维的灵活性。
4.转换物理模型，深入理解模型。
通过对理想化模型的研究，可以完全避开各种因素的干扰，在思维中直接与研究对象的本质接触，能既快又准确地了解事物的性质和规律。例如，建立起“单摆”这一理想化模型后，理解了单摆的周期公式，可以解决类似于单摆的一系列问题：在竖直的光滑圆弧轨道内作小幅度滚动的小球的周期问题，在竖直的加速系统内摆动的小球的周期问题。
