物理情景和物理模型在高中物理教学中的应用分析

徐 清

(江苏省宜兴市徐舍中学，江苏宜兴 214241)

物理情景和物理模型在高中物理教学中的应用分析

徐 清

(江苏省宜兴市徐舍中学，江苏宜兴 214241)

在高中物理教学中，物理教师结合物理知识，通过积极构建物理情景以及物理模型，提升高中学生学习物理的兴趣，进而提高学生物理学习效率。本文主要分析了物理情景以及物理模型的具体运用策略。

物理情景；物理模型；高中物理；教学；应用分析

引 言

教师在物理教学中可以积极地通过物理情景以及物理模型构建的方式帮助学生更好地掌握物理知识，同时调动学生对物理学习的积极性。本文主要结合物理实践教学，分析教师在物理情景以及物理模型构建中的策略，从而帮助学生有效提升物理成绩。

一、简述物理情景以及物理模型的基本含义

物理情景主要是物理知识在生活中的实际应用。由于学生掌握的物理知识较为有限，对生活中所包含的物理知识没有充分地挖掘出来，因此，物理教师在物理教学中，可以把物理情景应用在课堂中，一方面帮助学生从熟悉的情景中掌握知识，另一方面也丰富了物理课堂的兴趣性。物理情景教学要求把学生生活与物理知识结合在一起，然后通过分析生活中的物理现象，使得高中学生可以通过生活现象挖掘出事物本质[1]，进而了解与掌握物理知识、规律。而物理模型主要是把物理知识的抽象内容通过简单、具体的方式传授给学生。例如物理中常用的模型有：质点模型、斜面模型、追碰模型、行星模型、单摆模型、电路变化模型、对称模型、能级模型以及小球模型等。物理情景与物理模型之间具有密切联系，前者是后者得以建立的基础与前提。教师在物理教学中可以创设情景，引导学生通过物理思维掌握情境中所包含的物理知识，通过进一步对这些物理知识的分析与整理，有效地建立物理模型。由此可知，教师通过物理情景以及物理模型构建的方式，把学生在物理学习中的主动性调动起来，从情景观察中掌握物理知识，同时把物理中的抽象知识进行具体化以及简单化处理，有利于高中学生理解与记忆物理知识[2]，进而提升高中学生的分析能力以及抽象思维能力。

二、分析物理情景以及物理模型运用于高中物理中的具体策略

1. 分析物理情景运用

物理知识中涉及需要的实验内容，教师在情景构建中可以结合物理实验有效地创设情景，帮学生在动手完成实验的过程中能够体验物理情景中所包含的知识，从而提升学生对物理知识的掌握能力。通过实验的方式创设情景在高中物理中较为常用，这能够有效地激发高中学生对物理学习的兴趣。

例如“探究力和加速度、质量之间关系”的实验中，其中需要学生掌握的知识是了解物体在运动中快慢变化情况[3]，即力和加速度之间的关系，同时也和物体质量有关。在这个实验中，教师可以先用多媒体展示四组不同的物体运动情况，先让学生猜猜哪个物体运动的速度最快，并说明原因。然后教师再组织学生进行实验操作，让学生自己通过观察四个不同的物体分别在不同情况下的物体运动情况。在第一组实验中，教师可让学生观察质量一样的物体而所受到的力不同，此时物体的加速度将如何变化。通过实验可知，当运动物体的质量一致时，加速度与力之间形成正比关系。在第二组实验中，学生可以对运动物体受到的力控制一致，观察物体在运动中的状态。然后教师可以让学生自主操作第三组、第四组实验，并让学生把自己所观察的实验现象记录下来，然后进行分析。教师先通过实验现象展示，然后引导学生进行实验，最后让学生自己操作实验，一步步让学生体会物体运动的情况，增加学生对这节内容的印象，进而提升学生对物理知识学习的兴趣。

2. 分析物理模型应用

物理中较常用到的模型主要有三大类。

第一类属于对象模型，教师在物理教学中具体运用时强调的是保留物理主要内容，舍弃次要内容，然后建立物理模型展示现象中的核心点，提升学生对物理知识学习与掌握的能力。这类型的模型主要包括质点、电场线、点电荷以及磁感线等。

第二类属于条件模型，主要是通过分析研究对象的外部条件，以最理想的状态积极构建模型，因此，这种模型实际应用的范围较小，一般用于光滑斜面研究中物体运动。

第三类则属于过程模型，主要是通过研究物理的现象与本质，然后从一个物理现象挖掘物理本质。这种类型主要包括的内容有自由落体、简谐运动等。

例如物理中的理想模型构建，教师在讲授关于“宇宙天体运行”这一内容时，可以通过理想模型的方式开展教学。如地球绕太阳运动时，由于太阳平均半径(14960万千米左右)远比地球的半径(6370千米左右)大，而地球上各个不同点之间在地球中运动都相同，即地球形状与大小就可以忽视，而把它视为一个“质点”进行处理。但是在研究地球的自传中，由于地球各个点具有不同的半径，此时就不能将地球的大小、形状忽略不计，不能把地球视为“质点”进行处理。再如斜面模型中，教师在教学中需要学生掌握物体与斜面之间的压力情况，当压力是零的条件下，斜面固定与物体所产生的倾角以及摩擦力的因素就决定了物体下滑的速度，此时u=tgθ，物体处在下滑或者静止状态，这时物体所受到的力又是不同的。因此，在实际计算中，需要根据具体题目进行详细分析。又如过程模型中把理想状态下的物体运动进行抽象之后，就成为了物理过程，如自由落体、匀速运动、简谐运动、平抛运动等。因此，在处理这些问题时，需要抓住主要因素而主动放弃次要因素，把一些复杂化的对象或者是过程通过隐含条件而转化为理想模型，进而成功解答物理问题。

三、利用物理情景和物理模型解题案例

题目：火车A向前行驶时的速度为V1，而司机发现其前方距A甲处一辆火车B正以较慢的速度V2进行同向匀速运动，于是司机立即刹车，火车进行匀减速运动，此时如果要防止两辆火车相撞，那么加速度a需要满足的条件是什么？

结 语

物理教师需要根据物理知识而设计物理情景，结合物理模型而有效地帮助学生掌握物理知识，这是物理教学中的核心点。因此，在物理教学中，教师需要明确物理情景以及物理模型的重要性，从而在物理课堂中更好地展示物理情景给学生，充分地挖掘物理情景中所包含的知识，进而能够广泛应用在物理模型中解决物理问题，从而提升学生物理学习的有效性。

[1] 向敏龙.在习题教学中如何丰富、完善学生的物理模型意识[J].中学物理：高中版，2015,33(5):42-43.

[2] 张彦.关于高中物理天体运动的物理情境及模型的研究[J].读与写,2016，13(3):241.

[3] 许桂清.从一份调查反思高中生对科学研究思想与方法的认识——以高中物理天体运动内容为例[J].物理教学探讨,2016,34(4):70-73.77.

徐清，1981年生，男，江苏宜兴人，现任宜兴市徐舍中学高中物理教师，宜兴市三优化赛课二等奖获得者，中学一级教师。