淺談物理模型在高中物理教學中的作用

好多學生在升入高中時都會遇到這樣一個問題:在初中時的物理成績還是比較好的，可是進入高中之后卻明顯感覺力不從心。平時上課也認真聽講，作業也認真完成，該做的都一絲不茍地做了可就是效果不好。于是許多學生就會很苦惱，認為物理太難學好了。

遇到這些困難筆者認為是有原因的，主要的原因是學生們由初中升入高中之后還用以前的學習方法。認為只需要將公式、定理、定律死記住，然后在解題時選擇使用就好了;或者認為上課看老師怎么做，然后依樣畫葫蘆就好了。這些都是錯誤的做法。其實高中教材不同于初中教材，高中的內容是在初中內容的基礎之上，引導學生由形象思維向抽象思維發展，從而使學生的思維能力發生一個質的飛躍。在高中課程的教學中，大部分都是以物理模型的形式出現的，這些物理模型來源于實踐卻又高于實踐的。在生產生活中帶有普遍的共性特征，具有抽象概括性，所以學生普遍覺得教難學好高中物理。如果能夠很好地掌握了物理模型，那么在學習過程中的許多問題都能迎刃而解了。

一、物理模型定義及其在物理學習中的作用

自然界中的任何事物都是其他事物存在著千絲萬縷的聯系，并且還處在不斷的變化之中。因此，人們在研究問題時總是遵循這樣一個原則:從簡到繁，先易后難，循序漸進，逐次深入。基于這樣一個原則，在研究物理問題時人們創建了“物理模型”。可見，物理模型是指物理學中采用簡化方法對實際問題進行科學抽象的處理，用一種能反映原物本質特性的理想物質(過程)或假想結構去描述實際的事物(過程)。這種理想物質(過程)或假想結構稱之為“理想模型”，“理想模型”本身的建立就是一個極具創造性的過程。因此，引導學生真正認識和理解甚至于去建立“物理模型”，不僅能使學生更好地學好物理，還能培養學生的創造性思維和創新能力，是學好物理的一個不可多得的途徑。

二、中學中的常見的物理模型

1.物理對象模型化

如質點、剛體、點電荷、透鏡、單擺、彈簧振子、理想電表等。它們都是對實際物體的簡化，只突出我們所要研究的特性，對于一些次要的特性可以忽略。

2.物體所處的條件模型化

如光滑面、勻強電場、勻強磁場等，都是將物體所處的條件模型化了。

3.物理狀態和物理過程的模型化。

如自由落體、彈性碰撞、勻速直線運動等等。

4.理想化實驗

例如:為牛頓第一定律的產生奠定了基礎的伽利略實驗。

三、物理模型在教學中的作用

建立和正確使用物理模型可以提高學生理解和接受新知識的能力;同時有助于學生將復雜的問題簡單化，使抽象的問題形象具體，突出事物間的主要矛盾;還對學生的思維能力和解題能力有很大的幫助。

四、物理模型在教學中的應用

1.建立模型概念，理解概念實質

如質點、剛體這些概念學生在理解時很難把握其實質，而建立概念模型則是一個非常有效的途徑。

2.認清條件模型，突出主要矛盾

條件模型是將許多次要因素舍去，抓住條件中的主要因素研究問題，從而達到化難為易的目的。比如，在研究碰撞過程中的動量守恒這一問題時，就考慮到碰撞時間極短且外力遠遠大于內力，因此將外力可以忽略不計，從而動量就守恒了，這樣既簡化了過程，研究也方便了。

3.構造過程模型，建立物理圖景

比如，在研究平拋時可以建立如下的過程:質點在水平方向不受力的作用而做勻速直線運動;豎直方向受重力作用做自由落體運動，分別對水平和豎直方向分析之后再合成，即找到質點終態的速度大小及方向?？梢?，對過程建模不但使問題簡化還可以培養學生的思維能力。

4.抓住物理模型之間的聯系，深入理解物理模型

如，當我們理解了彈簧振子的模型之后，對于小球彈性碰撞過程中的彈性勢能和動能的轉化也可以很輕松地理解。再如，理解了重力場中的勢能問題及高度以后，電場中的電勢能及電位問題就可以很輕松地掌握了。

但在運用物理模型時也應切記物理模型有條件，不是什么時候都可以用的，只有條件允許時才可用。同時，物理模型也會隨著社會和人類科學地進步不斷發展完善的。綜上所述，物理模型在中學物理教學過程中起著舉足輕重的作用。教師平時在教學過程中，應加強物理模型教學以培養學生的物理思維能力和創新能力。

(作者單位:江蘇省海安職業教育中心)