初探物理模型在教学中的作用

张铁柱

摘 要：在物理学习的过程中，为了把深奥的物理道理和复杂的物理过程变得浅显易懂，物理学家设计了很多实用的物理模型，如“质点”“匀速直线运动”“自由落体运动”“理想气体模型”“电场线”“匀强磁场”等。以上这些物理模型在解决物理问题的过程中，很大程度上能帮助学生理解物理规律，起到了启迪思路和形成具体形象的作用，有利于教师运用物理模型找到与学生生活实际相贴切的契合点，并帮助学生降低要解决问题的难度，从而更好地驾驭物理规律的重难点。

关键词：物理模型；教学思考；创造性思维

这种思维的培养是知识与技能、过程与方法的良好载体，更是情感态度与价值观的具体体现，符合新课改的要求，也是我们努力的方向。

一、物理模型是学生理解物理规律的好帮手

物理现象往往要受到很多因素的影响和制约，在研究具体实际问题时，如果不加分析和过滤就胡乱研究，会加大研究难度，甚至无从下手。因此，我们必须抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，突出主要因素，舍弃次要因素，透过物体现象的表面，紧扣问题的本质，使问题得以解决，这就是物体模型提出的初衷，也是它给我们最大的启示。比如：职校生很难理解的物体重心问题，如果不引入“质点”这一个物理模型，学生对于摩擦力的具体作用点就会深究不放，导致本末倒置。再比如：粗测井深，一提出自由落体运动，学生自然会忽略空气阻力，很快提出测量方法，使问题简单化理解。很显然，物理模型在理解和识别的过程中，起到了体现客观事物本质的容易理解的现实作用。

二、物理模型是学生运用物理规律的“关键词”

高中物理对于职校生来说较难表达，很有可能会表述意思出错，如果运用好合适的物理模型，会简化很多理解难点。学生在讨论或者叙述时可以用过程模型来阐述物体的运动性质。比如：物体是先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动等等，可以成为一种总结性的概括，或者是解题时必要的文字说明。这样会显得阐述精干简练，而又不失重点，突出解题思路，深入浅出。

三、物理模型是学生养成科学思考习惯的试金石

从物理学史可以看到，从托勒密的“地心说”到哥白尼的“日心说”，从汤姆生的“枣糕模型”到卢瑟福的“原子核式结构模型”，无不使人们对自然物理现象有了更科学的理解。同样，在教学中，正确运用物理模型，经常反复地运用物理模型，无疑是使学生爱上科学的最好的“方法”。方法性是物理模型的特点，物理模型不只是知识的结晶，同时也是思维的结晶。掌握好物理模型，除了加深对物理概念的理解之外，还可以从物理模型的建立，理解物理知识深刻的内涵及外延，体会将物理知识应用于解决问题的思路和逻辑方法入手。这样不仅能检验学生掌握知识的具体情况，而且能不断激发学生的求知欲，使学生更愿意自主学习，反复思考。

四、物理模型是学生技能提升的练兵场

在具体实践过程中，学生可以通过题目的提示归为某种物理模型来处理，利用结构相似来类比物理模型、利用过程相似来类比物理模型等，从而进行物理模型实践活动。学生通过类比、知识迁移等把“狭义”的物理模型拓展为“广义”的物理模型。比如，学生学习了“平抛运动”，在研究电荷垂直入射匀强电场问题中自然会理解“类平抛运动”并自觉运用。通过相关训练，即使以新材料、新背景的形式出现，题目较长，学生也能迅速摄取有效信息，建立物理模型。总之，学生能从主观上认可物理模型，不断强化它的作用和地位，不知不觉中技能得到锻炼。

五、物理模型是学生创造性思维的启蒙老师

心理学研究表明：创造力是一种不受一般活动方式所局限，而能以最少的活动量去得心应手地、事半功倍地完成任务的能力因素。创造性思维是创造力的核心，发展和培养学生的创造性思维能力是物理教学的重要一环。“最有价值的知识是关于方法的知识”，而物理模型作为抽象思维的一种高度概括，会帮助学生创造性地理解物理现象和物理规律。加强物理模型的运用和抽象思维能力的训练，不仅能进一步完善学生的知识结构，开阔思路，而且能充分释放创造精神，提高学生学习能力。

随着教育改革的深入和发展，学校教育已从单纯的知識灌输转变为以知识传授为基础，开发智力、培养能力为核心的教育教学。在教学中通过物理模型的设计、制作和应用，不仅能帮助学生理解概念，迅速地抓住物理现象的本质，而且通过引导学生设计创造和运用物理模型，还能培养学生的观察力和创造力。在物理教学中，善于制作和利用物理模型，不仅能收到事半功倍的教学效果，而且在发展学生智力、培养学生能力方面起到很大的作用。抓物理模型的教学，可以对学生进行学科教育和人文教育，是物理教学中常用的教学方法，也是提高学生学习效率的重要途径。

（作者单位 平遥现代工程技术学校）

编辑 赵飞飞