教學中物理模型的建立

　　教學中物理模型的建立

　　物理學是一門應用科學。在近幾年的中考中出現了大量的與實際生產、生活相聯系的題目，體現了“從生活走進物理，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系，將實際問題轉換為物理問題是關鍵，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

　　自然界是紛繁復雜、千變萬化的，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，物理學上常常采用“簡化”或“理想化”的方法，對實際問題進行抽象化處理，保留主要因素、略去次要因素，得到一種能反映原物質本質特性的理想的物質（過程）或假想結構，此即為物理模型。物理模型是形象思維和抽象思維的統一，是物理學研究的常用方法。

　　二、教學中物理模型的建立

　　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，關鍵是在平時學習中是否在頭腦中建立準確、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，絕大部分內容都是以物理模型為基礎向學生傳達知識的。下面就在平時教學中如何幫助學生建立清晰、準確的物理模型、夯實基礎知識，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

　　人們對事務的認識過程，總是從感性認識到理性認識。心理學研究表明，人腦對事務的認識是從表象開始的。這就要求教師在教學中，要盡量多地將實物、圖片等展示給學生，以形成表象基礎。

　　2．重視實驗教學

　　物理學是一門實驗科學，觀察和實驗是研究物理學的根本方法。實驗是連接認識的主體和客體的紐帶。實驗首先為物理概念和規律的建立奠定了表象基礎，在學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，可以引導學生由抽象思維形成具有思維特征的物理模型。

　　有些物理概念和規律，學生在生活中很少感知，那么在主體和認識客體間就缺少必要的中介物。例如：在講電和磁的關系時，只有做好實驗，學生才能發現、理解電生磁、磁生電、磁場對電流有作用等物理現象，形成清晰的物理模型。

　　學生頭腦中有時積累了一些感性材料、生活經驗，但有些經驗是模糊的、動搖的、甚至是錯誤的。這就要求教師在教學中進行生動演示，突出主要部分，使模糊的得以鮮明，對錯誤的加以改正。例如：學生根據自己的生活經驗對運動和力有些模糊的認識。在教學中就要做好斜面小車實驗，分析實驗，推出牛頓第一定律，在這基礎上更好理解運動和力的關系，在頭腦中形成關于運動和力的關系的正確模型。

　　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結構或過程。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

　　有些物理現象、規律，我們無法直接展示給學生，這時如果我們用學生頭腦中已有的物理模型作類比，可以幫助學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。教學中為了讓學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，當彈簧處于自然狀態時，相當于分子處于平衡位置距離，引力等于斥力；當彈簧被拉長時，相當于分子距離大于平衡位置距離，引力大于斥力，表現為引力；當彈簧被壓縮時，相當于分子距離小于平衡位置距離，引力小于斥力，表現為斥力。

　　再如，電壓和電流的概念學生是很陌生的，也無法通過實驗來展示研究，但水壓和水流學生是比較熟悉的，通過合理的類比，可以幫助學生建立電壓、電流的物理模型。

　　5．及時練習，準確把握物理模型

　　要對事物形成理性的認識，往往要經歷一個過程。通過學習，學生在頭腦中形成了一定的物理模型，但往往有把握不準的問題。及時地舉例、練習、矯正，可以幫助學生準確地把握物理模型。例如：能繞著固定點轉動的硬棒叫杠桿。但如果只是泛泛地談這一定義，并不會取得好的教學效果。教學中，在講了直的杠桿后，可向學生列舉彎曲杠桿，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、分析，使學生認識到不管形狀如何，只要是能繞著固定點轉動的硬棒，就可以看作杠桿，從而準確把握了杠桿這一物理模型的本質特征，為以后解題奠定了基礎。

　　6．注重物理模型的整合

　　教學中教師要有意識地引導學生對各物理模型進行分類，比較，形成系統完整的知識體系。例如，在電學復習中，要引導學生總結串聯電路中的電流、電壓、電阻、電功率、電壓分配、電功率分配等特點，總結并聯電路的電流、電壓、電阻、電功率、電流分配、電功率分配等特點，并比較串、并聯電路特點的異同點。再如，在光學教學中，引導學生對下列問題進行分析總結：

　　當物點S在平面鏡中成像時，如圖所示。

　　⑴若鏡面不動，物點S向鏡面移動1m，則鏡中像向鏡面移動_____m；

　　⑵若物點S不動，鏡面向物點S移動1m，則鏡中像將移動_____m。

　　如圖所示，光線由鏡面發生反射。

　　⑴若鏡面不動，當入射光線轉動α角時反射光線將轉動___角；

　　⑵若入射光線不動，當鏡面轉動α角時反射光線轉動_____角。

　　當物體通過凸透鏡在光屏上成清晰的實像時：

　　⑴若凸透鏡不動，當物體向左移動時，屏上的像向______移動；

　　⑵若物體不動，當凸透鏡向左移動時，屏上的像向______移動。

　　通過對各個物理模型的比較、總結，可以使頭腦中的各個物理模型更加清晰，形成較完整的物理模型體系，同時培養了學生善于總結物理現象、規律中的異同的能力，為學生在解決實際問題時練就“去偽存真、去粗取精”的能力奠定了基礎。