浅谈新课标背景下的物理模型教学

徐守君 内蒙古呼伦贝尔市海拉尔区铁路一中 021000

浅谈新课标背景下的物理模型教学

徐守君 内蒙古呼伦贝尔市海拉尔区铁路一中 021000

物理新课标对物理课程的结构与教学思路做了很大的调整，知识体系的安排充分考虑了学生的发展特点，高中物理教学的难点在于对学生能力的培养和对所学物理知识的应用。建立适当的物理模型对解决学生这一问题有着非同一般的作用，不仅能使学生轻松掌握物理知识与规律，而且能迅速提升学生的解决问题能力。

教学是一门科学，要想在教学中获得理想效果，使学生真正掌握知识，并不只是教师认真教，学生认真学，就能达到目的，掌握合适的教学方法也是关键的一环。

建立物理模型是物理教学中的理想化方法之一。著名的法国物理学家拉普拉斯说“ 普通的定律表现在特殊的现象里,而特殊的事例常掺杂许多外来的因素,只有用巧妙的心思才能将它们分开而发现定律。”纵观物理学史,物理模型在物理学的产生与发展过程中发挥了重大的作用。物理学的发展, 可以说是建立物理模型和用新的物理模型代替旧的物理模型的过程。建立物理模型的方法是物理学研究的一种重要方法, 实际的物理现象或物理过程一般都是十分复杂的,涉及众多的因素。对实际问题进行科学的抽象化处理,抓住其主要因素, 忽略其次要因素, 得出一种能反映原物体本质特征的理想物理过程或假设结构, 此种理想物理过程或假设结构就称之为物理模型。

高中物理教学主要是物理概念与物理规律的教学，学生在规律和概念的学习中感到困惑与难懂，这也是长期困扰我们教学的问题，怎样解决这个问题，究其原因有教与学两方面的原因，学生自身的学习方法，记忆习惯，实际活动能力，理解能力等等。教学方面主要是教学方法，针对不同的学生采用不同方法显然没有太大的现实意义。要想学使大部分学生学好物理需要解决最基本的问题—建立物理模型。现就高中物理学习中的建模问题，谈一下自己的粗浅想法。

1、模型的分类

1.1 概念模型：如质点，点电荷，这些模型不同于日常生活中的实物，他是经过科学的处理的一个抽象模型，要让学生建立起这个模型，首先要让学生区分与数学中的“点”的模型的区别。然后知道这个科学抽象的依据即抓主要问题，忽略次要因素。

如：研究地球绕太阳公转时，我们可以将地球抽象为一个质点，当我们研究地球自转问题时就不能将地球看成是一个质点。同样如果带电体的形状与大小对研究的问题没有影响或影响可以忽略的话，我们也可以将带电体看成是带电的点。上述模型都有一个基本特征就是将次要因素忽略掉。

1.2 实物模型： 光子，光线，电场线，磁感线这些属于模拟类的实物模型，这些模型使我们的认识更加直观形象了，这样使学生对那些看不见摸不着的物质的了解就更加直观了，这样也降低了理解难度，此类模型的延伸,如等势线，等势面，等势体等。

还有如:单摆，弹簧振子这类模型是把实物进行了科学的抽象，忽略了一些实际存在的东西。这类模型存在是有条件的，掌握模型必须理解条件严格按条件来。

1.3 过程模型：此类模型是对一些实际运动过程的一个理想处理或者说是简单的概括，以使在以后的学习中有一个参照。

如匀速直线运动，匀变速直线运动，匀速圆周运动，平抛运动，类平抛运动，振动。这些运动如果按轨迹区分，分别是直线运动，曲线运动和往复运动。如果按速度变化分，分别是匀变速与变加速运动。这运动是高中物理中非常常见的基本运动，针对这类运动题目也非常多，如果把这些运动的基本形式搞清楚，就可以在复杂的分析中找到解决问题的方法。如匀速圆周运动在带电粒子在磁场中的运动，天体运动问题都是按匀速圆周运动处理，还有一些圆周运动某时刻受力分析等等。解决它注意做此类运动的物体合外力始终指向圆心，合外力只改变速度的方向而不改变大小。解决这类问题方法也较单一，就是合外力提供向心力，由牛顿第二定律列式即可。

类平抛运动在电场，重力场问题中较常见，简单一点的问题是只在一种场的作用下，复杂一点的就是复合场，这类问题对物体进行受力分析很关键。这类运动的关键是他的合外力恒定且与初速度方向垂直，运动可沿初速度和垂直于初速度方向分解。

2、模型对学生掌握物理知识，提高自身能力的作用

高中物理教学遇到的主要困难是学生对物理规律的掌握抓不住要点，看不清规律所反映的本质问题，对规律的应用也是一筹莫展。这些问题主要集中在学生头脑中没有一个很好的模型，高中生的思维正处于形象思维向抽象思维转变，思考问题总在这两者思维中转换，建立模型恰恰是利用了学生的这种思考方式，学生在头脑中建立起这些模型后，当遇到与此相似的物理情景时就会产生相应的条件反射，他们会自觉的对比已建立的模型与实际问题的区别，找到相应的方法。对提高学生解决问题能力起到很大的作用。 高中生学习物理困难主要还是在生活中对相应的物理过程接触与感受的少，缺乏生活的第一感受，对书中描述的运动感到陌生与困惑，建模恰好补充他们在这方面的不足，提高他们的学习兴趣与学习效率。建模法的好处还在于其形象直观与规律性，能使学生在学习中做到举一反三，触类旁通，时间长了对相应的物理问题还会有深刻的理解，这样既能保护学生学习物理的积极性，能力也会逐步提高。建立模型和理解模型的过程也是一个科学的学习过程，对学生的人生观与价值观的形成也能起到积极作用。

3、建立高中物理模型体系

学生对有系统的知识掌握总是要优于对零散知识的理解，所以针对这种认知习惯我们还可以将高中物理模型进行系统化整理，对空间感强的同学可将模型按点，线，面，体这种思路总结，如点（质点，点电荷，光子，弹簧振子），线（电场线，磁感线，）面(等势面，爆炸或发光形成的能量扩散球面，)，体（研究流体时所确定的体状研究对象，物质气液固三态下的分子模型等）。空间感不强的学生可以从身边的一些实例中找模型，纠正其认知的片面性，如光滑水平面有质量不等的两个物体，其中质量较小的物体以一定速度去碰撞静止的质量较大的物体，碰后两物体运动情况如何，有的学生总是搞不清碰后物体的运动情况，总是认为小物体被弹回，大物体不动。这些问题就是没有认清碰撞的规律，凭自己最初对生活中的情况反映来解决问题，像这样的情况我们必须得知道学生的判断依据，帮助分析找问题的症结，对症下药后要强力灌输正确的模型结构。随着正确模型的积累，逐渐培养解决问题的能力。还有些学生爱钻牛角尖，对物理中涉及的理想化模型总是持怀疑态度，这样的学生要教他们处理问题的方法，用生活中的实例对其想法进行瓦解，规范思考问题的方法，进行集中训练。

4、结语

这几年的教学中重视物理模型的构建和建模意识的培养，自觉效果不错，首先是大部分学生感觉在学习中不仅仅是只记住一些零碎的、片面的概念、原理，而是获得结构化的、整合的知识，使学生对纷呈复杂的物理现象、物理问题形成多角的、丰富的理解，从而使他们在面对新问题时，能灵活利用它们解释新现象，想出好办法，形成解决各种问题的程序。其次，对周围生活的实际问题建立物理模型大大激发学生对物理的兴趣和探索自然的欲望，这样也就提高了学习的质量，使学生建构真正的、有效的知识。另外，在培养学生构建物理模型的过程中，物理思维的训练也就潜移默化地进行着。

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[2]李伟欣，牟国忠.如何在物理教学中培养学生的创造性思维能力[J].素质教育，2011(7).80

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G632.4

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.01.085

徐守君，（1976—），男，中教一级，主要从事物理教学与研究。