淺談物理模型在高中物理解題中的應用

吳淑鳳+嚴占勛+施澤林+茶興榮+張樹學

摘 要：在高中物理學習中，反映比較普遍的問題就是：高中物理難學，課堂上老師講的內容，基本能聽懂，但一做練習，便感到很茫然，覺得無從下手。物理模型可以作為解決問題的切入點，為解決物理問題提供了一個可以有效解決抽象問題的簡單方法，根據模型可以有效地將問題“化繁為簡”，讓學生更有效的將所學知識應用于實際。

關鍵詞：物理模型 物理問題 有效性 應用

物理模型是在抓住主要因素，忽略次要因素的基礎上建立起來的，它能具體、形象、深刻地反映事物的本質。建立正確的物理模型可使我們對物理本質的理解更加細致深入，對物理問題的分析更加清晰。本文就物理模型在高中物理解題中的應用作一初步探討。

一、什么是“物理模型”

自然界中任何事物與其他許多事物都有著千絲萬縷的聯系，并處在不斷的變化當中。面對復雜多變的問題，人們在著手研究時，總是遵循這樣一條重要的法則，即從簡到繁，從易到難，逐次深入；基于這樣一種思維，創建了“物理模型”，物理模型是指：物理學所分析的、研究的問題往往很復雜，為了便于著手分析與研究，物理學中常采用“簡化”的方法，對實際問題進行科學抽象處理，用一種能反應原物本質的理想物理（過程）或遐想結構，去描述實際的事物（過程），這種理想物質（過程）或假象結構稱之為“物理模型”。

二、物理模型的優點

1.物理模型在培養學生的思維發展、解題能力的問題中起著至關重要的作用。熟練使用模型化方法有利于學生將抽象的物理問題更直觀化、形象化。使學生學習新知識時容易理解和接受。

2.物理模型既是物理科學體系中光輝的典范，也是人們通過科學思維對物理學科的抽象描述，是物理教學中常用的方法。而采用“簡化”的方法，有利于學生更深入的認識抽象的物理問題。

3.物理模型幫助學生建立起了清晰的物理圖像，如求解變力做功采用微元段法、圖像法，使物理問題“化難為易”、“化繁為簡”，不僅增強了學生學習的自信心，還潛意識地培養了學生的創新能力。

4.物理模型既源于實踐，而又高于實踐，具有一定的概括性。而物理模型的有效使用能培養學生對較復雜的物理問題進行具體分析，有效培養學生解決物理問題的能力，更有助于培養學生的主動性。

三、高中物理的習題結構及解題思路

高考中任何一道題目的背后都有一定的模型，題目之所以不叫“模型”叫“題”，一定有這道題目有別于其它習題的條件，沒有條件的習題是不存在的。另外，所有的題都是有解的，都能算得出來。做題的過程就是把被編題者復雜化的問題破解，找到它的模型和特定的條件，然后根據模型對應的規律以及條件所要求的，確定這道題是矢量運算，還是標量運算；解題要用到平面幾何知識，還是用到立體幾何知識；或者用到一元二次方程，還是用到求極值、三角函數、數學歸納法等這些算法。它經歷了一個由繁到簡的過程。

面對一個物理問題，解決的思路就應該是三件事：第一、模型分析。初始條件分析往往是模型成立的條件分析；第二、特定條件分析。包括：時間的、空間的、邊界的、臨界的、隱含的等條件分析；第三、根據模型對應的規律和特定條件所要求的計算方法解題。這是不是把一個復雜問題簡單化了？

從模型法的角度出發可以把習題分成兩大類：第一類是模型不清，條件較清。這類題需要同學們從試題的文字當中勾畫出物理情境，即在頭腦中想象物體的運動過程和空間的幾何關系，還包括時間關系。然后依據情境的特點找出它所對應的物理模型，運用模型的規律加上條件來解決問題。即只要找到它的模型，然后再找到條件就可以了。注意，不能先找公式。所以用模型法解題最關鍵的是不要先選擇用哪個式子解題，而是先想它屬于那一個模型，模型對應著那些規律，然后再考慮哪些是與問題相關的式子。沒找到模型，規律自然找不到，找不到規律就不可能做對題。第二類是模型清楚，條件不清楚。 這就需要同學們根據問題所對應的物理模型，以模型的規律為依據建立動態情境，然后將條件、目標、物理情境、模型的規律四者關聯起來，尋找解決問題的思路。

我們可以用以下步驟圖清楚地表示：

模型化解題的基本步驟1

模型化解題的基本步驟2

通過文字畫示意圖，找到它的情境，然后分析它的特點。因為任何模型都有特點，所以，找到特點以后就可以從特點出發看看是什么模型。注意一條，我們知識結構圖專門有“判據”這一項。考試的時候不是要我們去發現規律，而是要把規律再現出來，再現出來以后去找條件。

把規律和條件關聯起來就知道該用哪個公式了，一旦這個問題解決了，剩下的就是根據規律和條件決定到底是用標量運算還是矢量運算，運算過程到底要用到幾何關系來解還是用函數關系來解，或者是用圖像來解。最后還要討論結果。

對那些模型很清楚的題，它就會變得很簡單。如果一讀題目從文字就知道它是什么模型，緊接著就可以再現出規律，如果模型對應的規律就已經足夠解出這個問題了，那一定是個簡單題；如果模型對應的規律寫出的式子不夠解題目用的，那肯定要再找條件。到哪里找條件？到情境里面找，還是在圖上找？找到條件再跟模型加在一起就可以去決策解題了。

上面的方法總結之后有三個步驟：從文字找到模型，找到模型以后再找規律，有規律之后還得找條件，得到條件之后開始列式做題，列完以后還得去運算。要注意一點：模型確定、受力分析，這是兩大坎。

結語

總之，只要認真審題，細致分析，明確物理情景，確定合適的“物理解題模型”，就能使我們解題思路更加清晰化，快速求得正確答案，同時又能加深對所學知識的理解。模型解題是經過實驗證明的最高效的學習方法，需要用心體會，反復練習，物理成績一定會提高很快。endprint