初中物理教學模型的構建與作用

孫小堂

研究物理問題需要借助眾多的科學方法，仔細斟酌各種科學方法，有些方法偏重于數據處理；有些方法則偏重于科學思維。在實際物理教學中，通過科學的思維構建一個模型，并加以靈活應用，這對學生把握各種物理科學方法，解決實際問題無疑會有很大的幫助，而且在培養學生能力方面，可收到事半功倍的效果。

一、在教學中如何構建物理模型

要想讓學生熟練地運用模型解決實際問題，這就要求學生在平時學習中，在頭腦中建立一定數量的準確清晰的物理模型。在初中物理教學中，絕大部分知識內容都可以物理模型為基礎向學生傳授。下面就平時教學中如何幫助學生建立清晰、準確的物理模型，談幾點認識。

1.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，這時若能用學生頭腦中已有的物理模型來類比，則可幫助學生建立新的合理的物理模型。例如，電壓和電流，對學生而言很陌生，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，教學時，可用水壓水流來類比，幫助學生建立電壓、電流的物理模型。

2.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，但為了研究方便，可以形象地引入一個虛擬的物質結構或過程。例如，為了便于描述光的傳播，引入了光線；為了便于描述磁場，引入了磁感線。

3.重視實驗教學。物理是一門以觀察、實驗為基礎的學科，要讓學生多觀察、多實驗。實驗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、磁場對電流的作用等物理現象，并形成清晰的物理模型。

4.注重實物、圖片、活動掛圖等的展示。人們對事物的認識過程，總是從感性認識到理性認識。心理學研究表明，人腦對事物的認識是從表象開始的。這就要求教師在教學中，要盡可能多地將實物、圖片等展示給學生，以形成表象基礎。

二、物理模型在教學中的作用

1.合理利用物理模型有利于減負增效

物理學的難教難學，讓許多師生困惑、苦惱。其原因是：教師不善于幫助學生建立物理模型，或建立物理模型的意識淡薄。學生頭腦中若建立了形象化的相關實物模型和抽象化的物理模型，并能靈活地提取、應用、置換、遷移物理模型，建立一定數量的相關物理模型，是學生學好物理的充要條件。學生對物理概念、規律的理解不深不透，說明學生頭腦中的物理模型是含糊不清的。即便強行建立了概念、規律的物理模型，但在具體應用時又感到手足無措。在應試教育盛行，題海戰術泛濫的氛圍中，如何跳出題海，提高學習效率。筆者以為，正確理解物理概念和規律是前提。在遇到具體習題時，要善于利用模型解決實際問題，再在解決實際問題的基礎上，建立新的物理模型，實現新的遷移和飛躍。

2.物理模型是培養學生觀察力和創造力的有效途徑

在教學中通過物理模型的設計、制作和應用，不僅能幫助學生理解概念，抓住物理現象的本質，而且通過引導學生設計創造和運用物理模型，還能培養學生的觀察力和創造力。觀察物理模型時，首先要使學生明確觀察目的，觀察方法。借助物理模型反復演示物理過程，引導學生詳細、全面地觀察思考物理現象，概括總結出物理規律。例如，在講解電動機原理時，可借助小電動機模型先引導學生觀察它的結構，再通電使電動機模型轉動起來，引導學生觀察電動機的轉動方向與電流方向、磁場方向之間的關系。分析磁場對電流的作用，從而理解電動機的原理。平時教學中，教師還應讓學生制作物理模型，從而培養學生的創造力。

3.物理模型是培養學生思維能力的重要工具

在教學中，教師要善于利用物理模型引導學生進行綜合分析，找出其中包含的物理本質，逐步培養學生的抽象思維能力。例如，在講磁場時，由于學生從沒接觸過“場”的概念，磁場又摸不著、看不見，學生無從感知什么是“磁場”，磁場有哪些特性？為了便于學生感知，我們就用碎鐵屑的規則排列把磁場顯示出來，讓學生用眼觀察，學生就能接受“磁體周圍存在磁場”這一物理事實了。接著再要求學生把自己看到的碎鐵屑的排列情況用筆畫出來。這樣磁場的模型——磁感線就被學生不知不覺地畫出來了。這是利用學生的形象思維感知物理現象。然后教師引導學生分析：不同磁體周圍的磁感線，說明常見磁體周圍的磁場。

總之，在物理教學中，物理教師要善于幫助學生建立物理模型，并使學生學會利用物理模型解決實際問題。只有這樣，物理學才不再枯燥難學，而物理學豐富的內涵和獨特的思維方法在物理模型的建立與應用的過程中必將被學生所理解與應用。

（責任編輯 易志毅）