理想物理模型在高中物理教學中的基礎作用和意義

摘要：在物理教學中，利用理想物理模型可以使學生對抽象難懂的物理學基本規(guī)律有更加清楚的認識，理想物理模型貫穿高中物理教學始終。本文主要闡述了理想物理模型在高中物理教學中所發(fā)揮的作用及其意義。

關鍵詞：理想物理模型 高中物理教學 作用 意義

世間所有自然現(xiàn)象之間都存在一定的聯(lián)系，而物理學就是以物質(zhì)間存在的基本運動形式為主要研究對象的學科。在物理學領域，常會采取將研究對象進行形象化、純粹化的方法進行研究，理想化的研究對象即本文所要探討的理想化物理模型，其在高中物理學習中發(fā)揮著極為重要的作用。

1、理想物理模型的類型

理想物理模型主要分為以下幾種類型：（1）實物模型，即在特定條件下降物理研究對象的部分次要因素予以忽略的理想化模型，例如單擺、質(zhì)點以及杠桿等，此類模型將研究對象的部分次要因素所產(chǎn)生的影響予以了忽視，從而為學生掌握相關知識提供了便利；（2）過程模型，主要適用于對物理事件發(fā)生過程的分析，即將物理過程中某些次要因素予以忽視，從而得到理想化變化過程，例如氣體等壓變化以及等容變化等，借助此類理想模型，物體運動過程中的主要方面及規(guī)律就會更加突出，便于學生理解和掌握；（3）數(shù)學模型，原則上講，客觀規(guī)律都具有數(shù)學表現(xiàn)形式，物理模型的構建過程，就是對表現(xiàn)物理狀態(tài)及過程的規(guī)律的數(shù)學模型的構建過程；（4）模擬型模型，很多物理學概念及規(guī)律，其具體的內(nèi)容是通過抽象形式表現(xiàn)出來的，對此可以借助模擬型模型加以描述，例如磁感線以及等勢面等。在中學物理教學內(nèi)容中很多知識及規(guī)律都需要借助此種模型。

2、理想物理模型在高中物理教學中的作用及意義

2.1高中物理教學中理想物理模型的作用

（1）有助于科學思維方法的培養(yǎng)

在中學物理教學過程中，培養(yǎng)學生的物理思維能力至關重要。筆者在長期的教學實踐中發(fā)現(xiàn)，學生在開始接觸物理的時候，通常會將主要關注點集中在理論知識方面，對思維方法的重要性認識不足。中學物理可以劃分為幾大階段，每個階段對應著不同的思維方式，在一定程度上講，只有充分認識到物理學習各個階段思維的特點及規(guī)律，才能取得滿意的學習效果。從本質(zhì)上上講，構建及分析理想物理模型的過程，就是培養(yǎng)及樹立物理學思維方式的過程，有助于學生借助正確的物理思維方式認識物理學概念、規(guī)律以及相關知識。

“物理概念不僅是物理知識的重要組成部分，而且也是構成物理規(guī)律，建立物理公式和完善物理理論的基礎和前提”。如果在學習中對物理概念沒有真正的理解和掌握，物理規(guī)律的建立和物理思維的形成就無從談起。但據(jù)一線教師反應學生對物理概念的理解往往存在偏差，物理概念的教學并不容易。通過研究發(fā)現(xiàn)，影響概念的建立和形成有很多方面的原因，其最為主要的原因有以下兩個方面：

第一，感性認識的不足，要形成正確的物理概念，充分理解物理概念的內(nèi)涵和外延，必須獲得有關客觀事物的足夠多的感性材料。這些材料是思維的基礎，是形成和掌握物理概念的必要條件。現(xiàn)在的孩子，參加勞動和社會實踐的機會相當少，對很多的事物并不了解，也不具備有親身的感受和體驗。因此，感性認識不足是學習物理概念的主要思維障礙之一。

第二，受“前概念”的影響，“前概念”指學習者在接受正式的科學教育之前，在現(xiàn)實生活中通過長期的經(jīng)驗積累與辨別式學習而獲得的一些感性印象、積累的一些缺乏概括性和科學性的經(jīng)驗，是一些與科學知識相悖或不盡一致的觀念和規(guī)則。由于學習者在構建“前概念”時，完全是自發(fā)的，完全是站在自我的立場上，憑自己的感性經(jīng)驗進行構建，這說明“前概念”具有原創(chuàng)性和自發(fā)性；由于我們對看得見、摸得著以及日常生活中經(jīng)常接觸到的事物都會形成“前概念”。因此，“前概念”具有廣泛性和不規(guī)則性。同時“前概念”還具有頑固性和隱蔽性的特征，這將直接影響著我們的教學過程和教學效果。“前概念”在人腦中經(jīng)過長期積累和強化，表現(xiàn)出難以變通、難以糾正的頑固性；隱蔽性是指學生大腦中的“前概念”是潛移默化形成的，平時并不表現(xiàn)出來，然而當老師傳授諸如數(shù)學、物理學、化學、生物學等科學概念給他時，這些學生會馬上聯(lián)想他頭腦中相關的“前概念”，如不加以及時引導，將影響著科學概念的建立，甚至在學生回答問題、解答問題時，“前概念”會馬上表現(xiàn)出來。“前概念”的上述特性，決定了它在我們的課堂教學中具有兩重性。一方面，它可以為師生提供建立科學概念的基礎和平臺；另一方面，它對學科知識的構建會形成嚴重干擾，其作用是不可低估的。當然還存在其它各方面的原因，如思維定勢的影響、相關概念的干擾等等。

（2）有助于對物理學難點知識的掌握

相比較而言，中學物理屬于比較抽象的學科，不少學生都在物理學習過程中遇到不同程度的困難，作為抽象方式的表現(xiàn)形式之一，理想物理模型具有客觀存在的原型，其反映著原型的典型特點。借助理想物理模型展開教學，明確問題的主次方面，可以在一定程度上降低物理問題的復雜程度，使學生更容易理解和掌握。

（3）有助于科研的開展，提高預見的科學性

理想物理模型在形成的過程中將大部分的次要因素予以省略，從而使得物體主要特征更加突出，這位進行邏輯思維提供了便利條件，并有助于相關研究的深入，提升預見的科學性。例如，在對平拋運動規(guī)律進行研究的過程中，就可以對其進行適當簡化，用以下兩個過程就可以將其概括：第一，在質(zhì)點不受水平方向外力作用的情況下，則會在此方向進行勻速直線運動；第二，若在垂直方向質(zhì)點只受重力影響，則可以預見其會作自由落體運動。這樣，原本抽象的問題就得到簡化，學生可以更快更深入的理解和掌握其中的規(guī)律。

2.2理想物理模型在高中物理教學中的意義

在質(zhì)的方面，客觀存在的事物具有多樣性，與之相對應，其物理性質(zhì)及其運動規(guī)律十分復雜，對于中學生而言，深入了解并掌握相關規(guī)律的難度較大，所以，在高中物理教學過程當中，教師需要適當?shù)慕柚硐胛锢砟Ｐ停员銓⑹挛镄再|(zhì)及其規(guī)律用更加明確、簡單的方式加以說明，使學生充分認識并掌握相關的物理學定義、事物特征及其規(guī)律。在一定意義上講，構建理想物理模型屬于科學研究思維的一種，借助理想物理模型，有助于培養(yǎng)學生的物理學思維，對物理學知識有更加準確和深入的把握，并掌握物理學研究方法

3、結語

綜上所述，理想物理模型貫穿于高中物理教學過程的始終，從一定意義上講，理想物理模型是物理知識學習的基石，充分了解并掌握理想物理模型將會為高中物理知識的學習奠定堅實基礎，并且有助于提升學生的物理思維能力。所以，在中學物理課程教學中，要特別關注學生理想物理模型的構建能力，為其學好物理知識創(chuàng)造條件。

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