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淺談高中物理教學(xué)中物理模型的構(gòu)建
物理學(xué)是一門應(yīng)用科學(xué)。在近幾年的中考中出現(xiàn)了大量的與實際生產(chǎn)、生活相聯(lián)系的題目，體現(xiàn)了“從生活走進(jìn)物理，從物理走向生活”的新課程理念。要解決這類問題，能否將實際問題與頭腦中已有物理模型建立聯(lián)系，將實際問題轉(zhuǎn)換為物理問題是關(guān)鍵，物理模型在實際問題與物理問題間起到了橋梁的作用，本文從物理模型的概念、教學(xué)中物理模型的建立兩方面作以下闡述。
一、什么是物理模型
自然界是紛繁復(fù)雜、千變?nèi)f化的，人們要研究的實際問題往往有眾多的因素，為了研究問題的方便，物理學(xué)上常常采用“簡化”或“理想化”的方法，對實際問題進(jìn)行抽象化處理，保留主要因素、略去次要因素，得到一種能反映原物質(zhì)本質(zhì)特性的理想的物質(zhì)（過程）或假想結(jié)構(gòu)，此即為物理模型。物理模型是形象思維和抽象思維的統(tǒng)一，是物理學(xué)研究的常用方法。
二、教學(xué)中物理模型的建立
俗話說，臺上一分鐘臺下十年功，要想在考試中熟練地運用模型法解決實際問題，關(guān)鍵是在平時學(xué)習(xí)中是否在頭腦中建立準(zhǔn)確、清晰的物理模型，是否有足夠的物理模型積累。在初中物理教材中，絕大部分內(nèi)容都是以物理模型為基礎(chǔ)向?qū)W生傳達(dá)知識的。下面就在平時教學(xué)中如何幫助學(xué)生建立清晰、準(zhǔn)確的物理模型、夯實基礎(chǔ)知識，談幾點看法供同行參考。
1．注重實物、圖片、活動掛圖等的展示
人們對事務(wù)的認(rèn)識過程，總是從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識。心理學(xué)研究表明，人腦對事務(wù)的認(rèn)識是從表象開始的。這就要求教師在教學(xué)中，要盡量多地將實物、圖片等展示給學(xué)生，以形成表象基礎(chǔ)。
2．重視實驗教學(xué)
物理學(xué)是一門實驗科學(xué)，觀察和實驗是研究物理學(xué)的根本方法。實驗是連接認(rèn)識的主體和客體的紐帶。實驗首先為物理概念和規(guī)律的建立奠定了表象基礎(chǔ)，在學(xué)生的腦海中形成了一個個具體形象的物理模型，更為重要的是通過有目的的實驗，可以引導(dǎo)學(xué)生由抽象思維形成具有思維特征的物理模型。
有些物理概念和規(guī)律，學(xué)生在生活中很少感知，那么在主體和認(rèn)識客體間就缺少必要的中介物。例如：在講電和磁的關(guān)系時，只有做好實驗，學(xué)生才能發(fā)現(xiàn)、理解電生磁、磁生電、磁場對電流有作用等物理現(xiàn)象，形成清晰的物理模型。
學(xué)生頭腦中有時積累了一些感性材料、生活經(jīng)驗，但有些經(jīng)驗是模糊的、動搖的、甚至是錯誤的。這就要求教師在教學(xué)中進(jìn)行生動演示，突出主要部分，使模糊的得以鮮明，對錯誤的加以改正。例如：學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗對運動和力有些模糊的認(rèn)識。在教學(xué)中就要做好斜面小車實驗，分析實驗，推出牛頓第一定律，在這基礎(chǔ)上更好理解運動和力的關(guān)系，在頭腦中形成關(guān)于運動和力的關(guān)系的正確模型。
3．用虛擬法建立物理模型
有些模型在實際中是根本不存在的，但為了研究問題的方便，我們往往形象地引入一虛擬的物質(zhì)結(jié)構(gòu)或過程。例如，為了便于描述光的傳播，我們引入了光線；為了便于描述磁場的方向，我們引入了磁感線。
4．用類比法建立物理模型
有些物理現(xiàn)象、規(guī)律，我們無法直接展示給學(xué)生，這時如果我們用學(xué)生頭腦中已有的物理模型作類比，可以幫助學(xué)生建立新的合理的物理模型。
例如：對于分子間的作用力，其引力和斥力是同時存在的，但有時引力大于斥力，有時引力等于斥力，有時引力小于斥力。教學(xué)中為了讓學(xué)生形象地理解這一知識，可引入這樣一物理模型作類比：一彈簧一端各有一個小球，當(dāng)彈簧處于自然狀態(tài)時，相當(dāng)于分子處于平衡位置距離，引力等于斥力；當(dāng)彈簧被拉長時，相當(dāng)于分子距離大于平衡位置距離，引力大于斥力，表現(xiàn)為引力；當(dāng)彈簧被壓縮時，相當(dāng)于分子距離小于平衡位置距離，引力小于斥力，表現(xiàn)為斥力。
再如，電壓和電流的概念學(xué)生是很陌生的，也無法通過實驗來展示研究，但水壓和水流學(xué)生是比較熟悉的，通過合理的類比，可以幫助學(xué)生建立電壓、電流的物理模型。
5．及時練習(xí)，準(zhǔn)確把握物理模型
要對事物形成理性的認(rèn)識，往往要經(jīng)歷一個過程。 通過學(xué)習(xí)，學(xué)生在頭腦中形成了一定的物理模型，但往往有把握不準(zhǔn)的問題。及時地舉例、練習(xí)、矯正，可以幫助學(xué)生準(zhǔn)確地把握物理模型。例如：能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿。但如果只是泛泛地談這一定義，并不會取得好的教學(xué)效果。教學(xué)中，在講了直的杠桿后，可向?qū)W生列舉彎曲杠桿，將放在地面上的油桶抬起，將圓柱體滾上臺階等實例，通過這些實例的練習(xí)、分析，使學(xué)生認(rèn)識到不管形狀如何，只要是能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒，就可以看作杠桿，從而準(zhǔn)確把握了杠桿這一物理模型的本質(zhì)特征，為以后解題奠定了基礎(chǔ)。
6．注重物理模型的整合
教學(xué)中教師要有意識地引導(dǎo)學(xué)生對各物理模型進(jìn)行分類，比較，形成系統(tǒng)完整的知識體系。例如，在電學(xué)復(fù)習(xí)中，要引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)串聯(lián)電路中的電流、電壓、電阻、電功率、電壓分配、電功率分配等特點，總結(jié)并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻、電功率、電流分配、電功率分配等特點，并比較串、并聯(lián)電路特點的異同點。
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