淺析初中物理教學中物理模型的構建策略

趙士棟

摘 要：在初中物理教學中引入物理模型，就是一種將物理知識變得形象可感、直觀易懂的好方法，要遵循由易到難、由淺入深、由表象到實質的人類認識規律，將一個復雜的科學理論轉化為直觀的事物，展現在學生面前，從而幫助學生理解消化物理知識，取得更好的學習效果。

關鍵詞：初中物理；物理模型；構建方法

初中物理學科已經顯示出它的抽象性，學生接受起來未免有些吃力，利用模型的形象直觀的特點，可破解物理難題，開啟智慧之門。構建初中物理教學中的物理模型，要遵循由易到難、由淺入深、由表象到實質的人類認識規律，將一個復雜的科學理論轉化為直觀的事物，展現在學生面前，從而幫助學生理解消化物理知識，取得更好的學習效果。

一、物理模型的分類

構建物理模型是初中物理教學的重要組成部分，它的目的是幫助學生理解物理概念和物理規律，進而做到將所學到的理論用于解決實際問題。其分類有：

1、物理對象模型——直接將具體研究對象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。這種模型應用最為廣泛，在初中物理教材中有許多很好的例子。例如：質點、薄透鏡、光線、彈簧振子、理想電流表、理想電壓表、理想電源和分子模型。

2、物理條件模型——忽略研究對象所處條件的某些次要因素而形成的物理模型。在初中物理中有：光滑面、輕質桿、輕質滑輪、輕繩、輕質球、絕熱容器、勻強電場和勻強磁場等。我們以輕質桿為例加以分析。比如簡單機械里的杠桿，在初中階段問題往往歸結到力矩的平衡上來。

3、物理過程模型——忽略物理過程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有：勻速直線運動、穩恒電流等。這些物理模型都是把物理過程中的某個物理量的微小變化忽略掉，把這個物理量看成是恒定的。因為這些量的變化量與物理量本身相比太小了，以至于可以略去不計。這樣不用考慮過程中物理量的復雜變化情況而只考慮恒定過程，分析問題就容易多了。

4、理想化實驗——在大量實驗研究的基礎上，經過邏輯推理，忽略次要因素，抓住主要特征，得到在理想條件下的物理現象和規律的科學研究方法就是理想實驗。理想化方法是物理科學研究和物理學習中最基本、應用最廣泛的方法。初中物理中就有一個非常著名的理想化實驗：伽利略斜面實驗。

5、數學模型——由數字、字母或其它數學符號組成的、描述現實對象數量規律的數學公式、圖形或算法。初中物理中的數學模型主要有磁感線和電場線。磁感線（電場線）是形象的描述磁感應強度（電場強度）空間分布的幾何線，是一種數學符號。而磁場和電場本身的性質對這些幾何線做了一些規定，例如空間各點的電場強度是唯一的規定了電場線不相交。這樣就使它們成為形象、簡練而準確的描述磁場和電場的數學符號。

二、在教學中如何構建物理模型

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。

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。

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。

三、初中物理模型的構建程序

1、分析研究對象原型特征。物理研究中對于模型的建立首要要求就是提取出正確的事物本質特征，能夠做出合理的抽象是成功的第一步。對實際問題的解決，建立相應的模型是一種非常明智的選擇。

2、確定影響研究對象的主、次因素。對于主要矛盾的把握，是建立模型進行研究的根本性要求，對于次要問題的忽略，可以有效的凸顯出關乎事物發展的規律，從而更好的指導人們解決實際問題。

3、把握住研究對象本質特征并做出合理抽象。通過上文的分析，我們可以清楚的認識到，本質和主要影響因素對于研究事物發展規律的重要性。從中，物理模型對于物理研究的重要性就不言而喻了。為了更好的解決實際問題，有必要要求物理研究表現出物理現象的本質，對于事物的本質和現象之間的聯系的揭示，是物理研究的重要內容。