浅谈高中物理建模教学

付 佳

(广东省中山市桂山中学 528400)

物理模型是高中教学内容的重要组成部分，其能够帮助学生发展他们的逻辑思维.同时，物理模型能够通过直观简单的模型让物质运动变化的客观规律变得更加清晰有条理，能够帮助学生掌握问题的主要因素，理解课本中的基本物理规律.因此，教师可以从模型着手，通过各种物理实验和模式创新，让学生在遇到问题时运用建模思维思考问题，培养他们灵活思变的能力，从而有效解决物理难题.

一、物理模型的概念及意义

物理模型主要是通过理想化模型将复杂的物理规律简单化，其内容包括物理研究对象理想化、物理过程理想化、物理条件理想化.其不仅能够帮助学生学习科学家追求真理的进取精神和科学态度，还能激发学生对建模的兴趣，构建他们的物理建模创新思维.

二、高中物理教学过程中遇到的物理模型

1.过程理想化模型

过程模型主要是针对匀速直线运动、匀速变速运动、和谐运动等物理规律建立的模型，其主要包括抛体运动模型和圆周运动模型.抛体运动模型主要是为了解决平抛、类平抛、竖直上下抛这类问题，其需要运用牛顿运动定律以及运动的分解合成等知识点.例如，在研究带电粒子运动时，由于粒子所受的重力远远小于电场力，所以为了有效解决问题，在解决问题时重力作用可以省去，这样就能实现过程理想化，提高解题的效率.而圆周运动模型则主要为竖直平面内的圆周运动和天体运动等，其需要运用几何关系、临界知识点来解决相关问题.

2.对象理想化模型

对象模型可以分为轻杆、轻绳、轻质弹簧模型、理想变压器模型以及质点模型.第一类模型主要是进行三者的异同点比较.第二类模型的理想化状态就是变压器没有能量损失.第三类模型则是将研究问题时忽略物体的大小和形状对物体运动的影响，而且不仅小的物体能够看成质点，大的物体也能够被看成质点.例如牛顿就是将开普勒行星运动的太阳系模型和数学方法相结合，将宇宙万物看成质点，从而探究出万有引力定律.

3.电磁学中的物理模型

电磁学中的物理模型包括混联电路模型、复合场模型、电磁感应模型以及变压器模型.这些模型都是为了解决电压、电流、电磁感应等类似问题建立的，其能够有效解决电磁学和力学的综合性问题.

4.力学中物理模型

力学中的模型有传送带模型和斜面模型.学生可以通过这些模型的学习加深对牛顿运动定律、力的平衡以及力的摩擦等内容的理解，解决相关问题.

三、怎样建立学生的建模思维

建模教学是物理教学中的薄弱环节，随着新课程标准的提出，教师应当不断鼓励学生进行独立自主的科学探究，锻炼学生的“建模”能力，从而提高他们独立思考、解决问题的能力.因此高中物理教师应当从以下几个方面实施建模教学.

1.利用建立模型将问题化繁为简，降低学生理解难度

在高中物理教学过程中，教师可以让学生从题目的条件和涉及的物理规律出发，将需要解决的问题建立成理想化的物理模型.例如在解决与力学运动规律相关的问题时，教师可以让学生结合生活实际建立抽象的质点模型，这样问题不仅能够得到有效解决，将模型、问题与生活实际结合还能帮助学生加深对有关概念和物理规律的记忆，学生的思维也能得到很好地扩散，这有助于培养他们的思维灵活性和分析问题的能力.

2.利用物理模型概括总结类型问题，进行比较学习

在高中物理的学习过程中，学生会遇到很多相类似的问题，有效将这些问题进行比较学习能够提高学生解题的效率，提高他们举一反三思考问题的能力.例如，在学习“类平抛运动”时，教师可以让学生对平抛运动电子的初始状态和受力特点与带电粒子垂直进入电场后的情况进行比较分析，让学生通过他们之间的相同点和不同点掌握此类问题的解决规律.而且理想化模型的建立就是为了抓住问题的本质，进而解决问题.所以教师要教会学生在分析物理问题建模时，抓住问题的主要矛盾，舍去次要矛盾，这样问题才能得到根本的解决，学生的物理综合素质才能得到提高.

3.加强物理信息题的训练，让学生运用建模思维解决问题

信息题的训练能够帮助学生建立建模思维.信息题的解决首先要获取有效信息，在这个过程中学生要找到主要信息和有用的信息，然后将这些信息与学习的物理规律进行合理结合.接着学生要整理这些信息，将信息中的背景以及生活内容剔除，并将其转化为物理过程，这也是解决问题的关键一步.在整理信息之后，学生就可以对问题进行建模，此时学生要利用已有的信息和物理条件并结合自身学习情况建立符合自己的物理模型，完成后学生就可以列出相关方程解出答案.

总而言之，物理模型的建立不是一个简单的过程，其包含很多严密的思维方法的运用以及与各种物理规律的有效结合.建模能够帮助学生加深对物理基础知识以及物理规律的理解和记忆，能够在一定程度上发展学生的创造性思维，提高学生的解题能力.所以在分析问题时，教师要循序渐进地引导学生进行正确的思考，让学生根据问题提供的条件建立合理的物理模型，让学生能够有效解决复杂的物理问题.

参考文献：

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