例谈高中物理模型教学法

新课程的改革，对物理教师的教学方法提出了更高的要求。经过多年的教学实践，笔者总结出模型化教学法，可化抽象为形象、复杂为简单，使学生能深刻体会物理的规律性与系统性，从而得心应手地解题。

一、什么是物理模型

物理模型是指物理学研究的最基本单元。为了抓住事物的主要矛盾，透过现象看本质，在物理学研究中，通常把实际问题理想化。物理学中的理想模型可以分为四类：对象模型、结构模型、过程模型和环境模型。高中物理中，对象模型有质点、理想气体、点电荷、电源等；结构模型有卢瑟福原子模型等；过程模型有匀速直线运动、匀加速直线运动、平抛运动、圆周运动、简谐运动、机械波、碰撞等；环境模型有匀强电场、匀强磁场、真空环境、无摩擦环境等。

二、物理模型的建立

钱学森说过：“模型就是我们对问题现象的分析，利用我们考究得来的机理，吸收一切主要的因素，略去次要的因素所创造出来的一幅图画。”物理学研究的是极其纷繁复杂的自然现象及其发展变化的规律。我们研究的每一个对象，它涉及到的因素是非常多的，为了我们探究方便和易于抓住本质而从复杂的物理现象和物理过程中抽象出研究对象的简化描述或模拟即物理模型。上述抽象及简化的过程就是物理建模。教师在教学中除了讲清课本给出的熟知的一些模型外，还要根据各种知识的特点和规律进行归纳后建立一些物理模型。比如斜面模型、弹簧模型、圆周运动模型、滑块与传送带模型、平抛运动模型、万有引力模型、渡河模型、人船模型、子弹打木块模型、碰撞模型、电荷在电场中的运动模型、电荷和导体在磁场中的运动模型、光电效应模型等。

三、物理模型的应用

在物理教学中为达到举一反三的效果，常常把研究的对象或实际的过程抽象成物理模型。教师在教学中要有意识地引导学生把该物理模型迁移到其他物理情景中去应用。

（一）物理模型的建立

例：一颗质量为m1的子弹以速度v1射入静止于光滑水平地面上的质量为m2的木块，并篏入木块中，求子弹与木块的共同速度及系统损失的动能。

解：对子弹和木块所组成的系统研究，由于在水平方向所受的合外力为零，满足动量守恒定律，有：m1v1=(m1+m2)v

可得共同速度v=m1v1 m1+m2

在相互作用的过程中最终他们具有共同的速度，系统动量守恒或某方向上的动量守恒，系统动能转化成内能或其它形式的能。

（二）物理模型的迁移应用

在力学中建立起上述模型后就可以引导学生将这个模型迁移到其它情境中去。

1.力学模型解决电学问题

例：质量分别为m1和m2的两个相距甚远的带正电小球a和b（设无穷远处电势能为0），当让a小球以速度v1冲向b，问当两球相距最近时的共同速度v和此刻两球的电势能Ep。

2.力学模型解决热学问题

例：质量分别为m1和m2的两个相距甚远的孤立分子a和b（设无穷远处分子势能为0），让a分子以速度v1冲向b，问当两分子相距最近时的共同速度和此刻两分子的势能E。

四、模型化教学应注意的问题

要贯彻好模型教学法，让学生能够真正意义上理解并掌握它，教师在平时的物理教学中应当强化模型的思想，把各个模型讲解透彻，尤其要强调各个模型的条件与适用范围，提醒学生牢牢记住模型规律的一般性与特殊性；模型不是一成不变的，在平时的练习中，教师应当诱导学生不断完善、丰富模型。物理习题虽然形式多样，但是万变不离其宗，所有问题高度统一于物理模型。在习题讲解中要强调多题归一，强化学生提取模型的能力；在碰到新情境、新问题时更要突出模型思想的运用，及时发现模型的缺陷；要注重训练学生正确、熟练、灵活地运用模型解题，优化解题思路，提高物理思维，避免死记硬背，乱用模型。