模型建立對初中物理教學的意義

邰如浪

摘 要：通常，每每說到物理模型的建立和應用，人們可能感到那是高中物理甚至是大學物理的問題，其實，物理學科的學習，不論哪一個學段，都離不開物理模型。

關鍵詞：物理教學；模型建立；物理思維

我在日常教學中發現，很多的物理問題在初中階段會廣受爭論，甚至質疑。比如，在學習《功》的時候，有學生就提出：“提著水桶水平直線運動，我們不需要對它做功，那為什么我拎幾次水就滿頭大汗？折騰幾次肚子就餓了？看來還是要消耗能量的呀！”再比如，在學習力學的時候，我們經常說：“一根繩子牽引物體，忽略繩子長度的變化。”而我們在學習彈力的時候，又說彈性形變的物體之間會產生彈力。學生會問，繩子到底會不會產生形變？

之所以出現這類問題，其原因很多，但很重要的一個原因就是：目前很多一線教師對物理模型的認識不夠深入，對模型的滲透教學不夠重視，教學中只關注到對學生物理知識的傳授，而忽視了對學生物理思維的培養。

怎么構建物理模型呢？物理對象模型化是在物理教學的過程中完成的。建立物理模型，主要是讓研究者抓住事物的本質去解決問題，對復雜的事物簡化，進行高度的抽象化后，建立起來的物理模型。

比如，我們討論水面上的“倒影”時，要用光的鏡面反射理論來解釋，這時候就要把水面看作平整的，無任何波瀾的理想水面，完全不能考慮地球的表面曲率；我們在解決“甲乙兩地相距s千米，速度為v的車多長時間可以到達”的問題時，就需要把車看作一個沒有大小的一個點——“質點”來考慮；我們在研究電學問題的時候，就要把導線看作沒有阻值的理想導體。凡這樣處理以后，我們的研究對象在我們的腦海中就變得清晰、明了，復雜的問題簡單化了，使得具體的問題更容易被我們駕馭。

中學物理里頭有很多模型性的提示，比如，光滑的表面（絕對沒有摩擦）；輕質杠桿（有足夠硬度而無重量）；質量分布均勻的小球（無空腔，無裂隙，分子甚至原子都均勻分布）；阻值一定的導體（阻值不隨溫度的改變而改變）；勻強磁場（磁場強度均勻）。另外，物理學中還有一些模型化處理含有隱性的取向，例如電壓一定的電源（電源內阻為零）；電流表（無內阻）；電壓表（內阻無限大）；擴散（不考慮分子鍵的作用）；透鏡的入射光線（近軸光線）；人眼（明視距離都相同）等等。

回到我們開頭講的例子，人提著水桶水平直線運動為什么不做功？那是因為我們需要把人體看作一個有一定剛性的“架子”，跟地面間沒有摩擦，這樣的“架子”上掛一個水桶，水平勻速運動，當然不需要對它做功啦。

無論什么學科，模型的建立，都具有重要的意義，希望教師在平時的教學實踐之中，不僅要傳授科學知識，還要培養學生的物理思維，教給學生對具體研究對象的模型化處理，學生學會從個別到一般的抽象概括過程，有豐富的模型，就掌握了打開自然科學大門的鑰匙。

因此，物理學習中分析和解決問題的科學思維方法，遠比具體的物理知識重要得多。即所謂“授人以魚，不如授之以漁”的道理，良好的、科學的學習方法將會對學生產生長足的影響，甚至是終身皆受益。當然，這也是一項需要長期堅持的潤物細無聲的工作，絕非一蹴而就能夠完成的。

編輯 韓 曉