高中物理解題的模型構建

舒耀輝+葉志雄

摘 要： 隨著現代科學技術的發展，教學方式逐漸發生改變，教學逐漸由知識教學變為技術教學，主要是培養實用型的人才。在現代物理解題中應用模型解構，降低物理知識的難度，有效實現知識的實踐化，能夠將物理知識與模型實踐結合起來，提高物理學習質量。模型構建的用途之一就是力學的相關知識，通過輕繩、輕桿和輕彈簧的理想化模型的構建，解決力學問題。

關鍵詞： 高中物理 模型構建 力學

現代教育不僅是教授學生知識，更將教授的內容與生活相連，滿足社會對人才的需求，高中物理也是如此，教學知識的實踐性增強，就高中物理教學現狀觀察，教學的實踐性不斷增強，主要表現在物理題解的模型構建上，通過構建模型，將理論化的知識應用在具體的實踐過程中，利用立體化的物理模型，降低物理知識的難度，將抽象化的知識形象化，在學生的腦海中構建知識模型，強化物理學習效果。高中物理力學知識教學中，構建模型是最常見的解題方法，尤其是在輕繩、輕彈簧的力學分析上，將抽象化的“力”通過模型形象化，將力的相互作用表現出來。

一、模型構建的原則

高中物理知識模型構建的主要是將抽象的物理知識形象化，降低抽象理論的理解難度。模型構建是受學生想象力限制的，現代教育要求發散學生的思維，使學生能夠在模型構建的過程中，不斷強化空間想象力和邏輯思維能力，同時要注意構建模型并不是毫無原則的，模型的構建要遵循以下幾個原則：

首先，模型的構建要突出主要問題。物理模型構建的主要目的是實現物理解題，在構建模型時，要注意將最基本的知識簡化為模型，能夠通過構建的模型將要解決的問題表現出來。在構建模型時，注意區分干擾因素，盡可能依照關鍵詞進行構建，減少不必要詞語的干擾，盡量簡化模型，簡化物理問題。

其次，模型的構建是客觀存在的。物理知識的嚴謹性很強，在模型的構件上，應該將模型與知識相關聯依附于問題本身，不能使構建的模型脫離實際問題；在構建模型時，切忌主觀臆測，憑借主觀判斷進行模型構建，這種做法導致模型無法發揮本身的解構作用，最終造成模型構建不準確。

最后，模型構建遵循科學原則。模型本身的構建過程就是科學實踐的過程，在模型的構建上，要注意不違背科學原則，不能夠追求降低知識難度，忽視客觀理論。

二、輕繩模型

構建“輕繩”模型首先要了解力學的相關知識，對于相關假設進行模型構建和分析，物理力學知識的相關假設有：力量傳遞介質的自身質量忽略不計的前提下，彈力或拉力方向與輕繩或輕彈簧平行；輕繩不會受自身拉力影響，不會出現彈力變化、長度變化的情況，一般都是在可控范圍內，隨意改變輕繩的自身的拉力、彈力。

關于輕繩的結點問題，若無結點，那么拉力在同根繩任何位置上恒等；若有結點，則將輕繩看做兩條獨立的繩，拉力的大小則要看實際數據。

1.輕繩無結點，拉力恒等。

模型如圖1所示：

2.輕繩有結點，拉力不相等。

在輕繩上，掛上一個滑輪，滑輪的結為“死結”，一根輕繩變為獨立的兩根，繩子的拉力一般不相等。

3.物體速度沿輕繩方向，速度分量相等。

輕繩的長度不變，兩邊物體運動速度相等。這一特征經常作為考題出現，具體圖示如圖3所示：汽車勻速行駛，判斷物體A的運動情況。

三、輕彈簧模型

四、結語

在進行物理知識的模型建設時，要按照模型建設的原則進行，能夠在簡化理論知識的前提下，構建理想模型。教師在建設模型時，要將物理題中的干擾項排除，找出實際求解的問題，設計統一的模型答題，提高物理教學的水平。

參考文獻：

[1]羊丹丹.高中物理教學的模型構建——以“輕繩、輕彈簧的力學分析”的研究為例[J].江蘇教育，2015，46：48-49.

[2]畢海濤.談輕繩、輕桿和輕彈簧三種理想模型[J].數理化學習（高三版），2013，09：27-29.

指導教師：葉志雄