學生如何建立物理模型

趙穎姝

摘 要：物理是研究力、熱、電、光、原等物質相互作用規律及其基本聯系的科學。從物理學的性質特點看，物理學是一門以觀察和實驗為基礎的科學，物理學研究探知物質世界的方法是人類認識自然的基本方法之一。物理學的發展豐富了自然科學的內容，促進了社會的發展。同樣，物理學的研究方法有很多種，在日常教學過程中注重對學生物理模型思維能力的培養，有助于他們更好地理解物理思想和解決物理問題，從而使教師較好地完成教學目的，達到預期的學習效果。對物理模型及其思維能力的培養進行論述。

關鍵詞：物理；觀察實驗；模型

一、物理模型的建立及其在物理教學發展中的作用

著名物理學家錢學森先生說過：“模型就是我們對問題現象的分析，利用我們考究得來的機理，吸收一切主要的因素，略去次要的因素所創造出來的一幅圖畫。”那么，所謂物理模型，是人們為了研究物理問題和探討物理事物本身更加方便而對研究對象所作的一種簡化描述，是以觀察和實驗為基礎，采用抽象的、理想化的辦法所創造的，能再現事物本質和內在特性的一種簡化模型。理想化的物理模型既是物理學賴以建立的基本思想方法，也是物理學在應用中解決實際問題的重要途徑和方法，這種方法要求研究者在分析實際問題中研究對象的條件、物理過程的特征，并建立與之相適應的物理模型，通過模型思維進行推理和研究。

二、中學物理教學中常見的物理模型

構建物理模型，就是要舍棄次要因素，抓住主要因素，從而突出客觀事物的本質特征。構建物理模型也是一種研究問題的科學的思維方法。在中學物理教學中，物理模型一般可分三類：物質模型、狀態模型、過程模型。

1.物質模型

物質可分為實體物質和場物質。實體物質模型有力學中的質點、輕質彈簧、彈性小球等，電磁學中的點電荷、平行板電容器、密繞螺線管等，氣體性質中的理想氣體，光學中的薄透鏡、均勻介

質等。

勻強電場、勻強磁場等都是空間場物質的模型。

2.狀態模型

研究流體力學時，流體的穩恒流動（狀態）；研究理想氣體時，氣體的平衡態；研究原子物理時，原子所處的基態和激發態等都屬于狀態模型。

3.過程模型

在研究質點運動時，如勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動、平拋運動、簡諧運動等；在研究理想氣體狀態變化時，如等溫變化、等壓變化、等容變化、絕熱變化等；還有一些物理量的均勻變化的過程，如某勻強磁場的磁感應強度均勻減小、均勻增加等；非均勻變化的過程，如汽車突然停止都屬于理想的過程模型。

三、如何培養學生的物理模型思維能力

由上述討論可知，物理模型教學在物理教學過程中起著重要的作用。為此物理模型思維能力的培養，是提高學生學習物理能力的重要組成部分，也在學習物理的過程中起著一定的作用。那么，如何培養學生的物理模型思維能力也是值得每個物理教師思考的問題。教學過程既是教師教的過程又是學生學的過程，只有教師先進行正確的引導，才能幫助學生更高效地學習。所以培養學生的物理模型思維能力就要依托于良好的物理模型教學過程。

物理模型教學過程的主要目的是讓學生掌握物理模型思維能力。所以無論是物理模型教學的教學策略還是教學方法，都是為學生能更好地掌握物理模型思維能力服務的。那么如何培養學生的物理模型思維能力呢？

傳統教學模式是以教師灌輸為主，只注重讓學生記住物理模型，很少引導學生經歷“歸類—理想化—本質特征等”模型建立的思維過程，忽略學生的自主性、能動性，抑制了學生的思維。實行課程改革以來，制定了新課程標準，提倡創新教育，以提高學生處理問題的能力為目標，但這并不意味著忽略概念和規律的教學。這就要求物理教師要抓住學生為主體這一特點，在重視基本知識點的教學的前提下，培養學生對知識點的建模意識，真正提高學生運用已學模型分析問題和解決問題的能力。

實踐訓練是培養學生創新能力的一種重要途徑。在日常的教學活動中，教師雖然教給了學生建模的方法，但是若不經過一定的實踐訓練，遇到實際物理問題還是會無從下手。只有經過適當的充分的建模訓練，才能將教師平時提到的建模方法進一步內化為學生自己的能力。

總之，教師要在教學中充分利用物理模型的構建過程，幫助學生在大腦中滲透構建物理模型的意識，形成探求真理的科學態度，掌握抓主要矛盾的科學方法，鼓勵創新精神，逐步培養學生的物理模型思維能力，提高學生的科學素養水平。在教學過程中，教師應運用適當的物理模型教學模式，使學生在今后的物理學習中能自覺地構建物理模型、發展物理模型、應用物理模型。只有這樣才能使學生分析和解決問題的能力得到提高，只有這樣才能充分培養學生的物理模型思維能力，為學生今后的學習打下良好的

基礎。

參考文獻：

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