基于物理模型的中學物理教學策略分析

馬馳 馬菊梅

摘 要：在初中物理教學過程中，物理與生活實際有著密不可分的聯系，而物理學科由于自身的特殊性，具有較強的學習難度。而物理模型則能夠將物理知識形象化、具體化，進而使得知識內容更加簡單和便于理解，促使學生從表層入手把握事物本質。文章通過模型應用意義以及應用策略兩個方面，對如何利用物理模型開展初中物理教學進行了分析，并提出了一定的建議。

關鍵詞：初中物理;物理模型;策略方案

在初中物理教學過程中，教師通過物理模型的方式進行教學，并引導學生利用物理模型的方式進行學習，能夠將初中物理知識中的教學難點和重點進行突出體現，幫助學生進行理解。相對于其他課程來說，物理學科具有一定的抽象性和復雜性，學生在學習過程中往往會受限于自身的思維水平和認識能力，在知識接收的過程中具有一定的困難。而教師如果能夠充分利用物理模型來進行教學，通過模型將知識內容形象化、直觀化，則能夠有效地引導學生認識物理規律、掌握物理內容，進而取得良好的學習效果。

一、 物理模型的應用意義

（一）物理模型的思維方式

在物理模型的構建過程中，首先就需要能夠對現實現象進行深入思考，物理模型問題的探索以及研究與生活實際有著密切的聯系。在極大程度上，可以認為物理模型的構建是一種對于本質的追求，而對于其中的次要因素則會采用忽略的方式。在利用物理模型進行物理問題的解決和知識的簡化時，首先就需要從原有的實際問題中抽象出一個物理知識，進而來將該問題或該知識的根本性質進行呈現和表達，該種方式就是物理模型的思維方式和思考角度。

（二）物理模型的主要特征

在構建初中物理模型的過程中，首先就需要把握目標內容的主要因素，主要因素即意味著研究過程的主要問題和主要內容。在研究的過程中，通過某一種知識處理方式來對相應的知識內容的呈現規律或應用規律進行探尋和研究。進而在此基礎上利用不同的方式將該內容由一般性轉向普遍性，促使內容能夠更加直觀和易于理解。同時，在利用物理模型進行知識構建和知識簡化時，需要有較強的專業知識作為基礎，在這個過程中不僅能夠將目標內容的呈現方式變得更加直觀以及形象，還能夠利用邏輯推理的方式來對事物的發展規律進行驗證和探索。基于此，可以認為物理模型是來源于現實的，但是卻又高于現實，它是一種科學的抽象性思維的表現方式和表達形式，物理模型在經過一定的嚴密和周詳的驗證之后就能夠呈現出一定的事物發展規律和變化軌跡。

二、 物理模型的應用策略

（一）利用類比物質進行物理模型構建

在物理學習過程中，類比法是理解物理知識和物理概念的重要方式，它能夠有效地將物理問題形象化和具體化，進而使得原本復雜難懂的問題更加具有條理，便于將問題與學生學過的知識進行聯系和融合，進而提升學生的物理問題解決能力和處理能力。在物理模型的建立過程中，教師通過引導學生利用類比物質進行模型建立，能夠有效地提升模型的直觀性和形象性。同時，在初中物理的教學過程中，存在著部分具有較強的抽象性的物理現象以及物理規律，在教學過程中，受限于這部分知識的抽象性，教師很難將這些知識內容直接呈現在學生面前，而教師如果能夠引導學生在學習過程中利用一定的物理模型來進行類比，則能夠幫助學生迅速建立合理的物理模型內容，進而使得知識更加易于理解，便于學生掌握較為抽象的物理現象和物理規律。

例如，在教學“電壓和電流”的相關內容時，學生普遍對電壓和電流較為陌生，沒有一個較為完善的概念，因此教師就可以通過引導學生聯系自身熟悉的水流和水壓來進行物理模型的建立，相對于電壓和電流，學生更容易理解水壓和水流，教師通過利用水壓、水流來類比電壓和電流，則能夠幫助學生快速建立電壓以及電流的物理模型，并理解相應的知識內容。如在教學“電壓”和“電流”這一部分知識時，教師可以先利用類比法來為學生講解電流形成的原因和電壓形成的原因。首先，教師可以為學生進行一個演示實驗：有A、B兩杯水面高度不同的水，在水杯底下有一個導管將兩杯水進行連接，軟膠管中間用卡子卡住，在B容器與軟管的連接處放置一個小型齒輪，當把卡子打開后，水從A容器流向B容器，齒輪也隨之轉動，當A、B容器水面相平后，水停止了流動，齒輪也停止運動。在這個過程中，學生能夠發現“A、B兩杯水面高度不同是形成水流沖轉齒輪轉動的原因”，在這里，教師就可以進行引導：“當水面相平后，水就停止了流動，想要讓水能夠進行持續性的流動，就必須要利用抽水機將B杯中的水抽取一部分到A杯，使得兩杯水面能夠形成一定的液面差。我們將這一個過程與電路相聯系，同學們想到了什么呢？”學生：“電壓就好像由液面差形成的水壓，而電流則是水流。”而后，教師可以出示類比圖引導學生對兩者的類比過程有一個更加清晰的了解，如：

并在這個過程中促使學生理解“在電路中是電壓使電路中形成了電流，而電源則是提供電壓的裝置”。接下來，教師可以通過演示小燈泡發光實驗，引導學生形成“電壓使電路形成電流，電源是提供電壓的裝置”的物理理念。教師可以先利用不同節數的干電池為同一小燈泡供電，進而引導學生觀察燈泡亮度的變化，學生能夠發現燈泡兩端的電壓越高，小燈泡就越亮。而后在此基礎上，教師再演示用一個手搖發電機為一個小燈泡通電的實驗，通過改變手搖的快慢，小燈泡的亮度也隨之發生改變。如此，在這個過程中學生就能夠對電壓有一個清晰的理解。

（二）利用虛擬模型進行物理模型構建

所謂的利用虛擬模型構建物理模型，就是在將某一知識點轉化為物理模型的過程中，根據一定的需要以及可能通過假設想象的方式，虛擬出一個模型的過程，進而促使問題能夠得到切實的解決。在利用虛擬法構建物理模型時，教師需要先引導學生從實際的物理問題出發，進而找到問題的突破口，并對相應的物理情境進行模擬和模型構建。相對于其他方法來說，利用虛擬法進行模型構建能夠幫助學生快速準確地找到問題的關鍵點，進而以此為突破口進行知識理解和解題。同時，利用虛擬法進行模型構建，引入一個原本是虛擬的物質結構或者物理過程，能夠將原本不存在的內容利用模型的方式構建出來，進而使得研究更加方便和形象。

例如，在教學“光學”的相關知識內容時，以“光的反射”和“光的折射”為例，為了能夠便于對光的反射和折射進行描述，物理學家引入了“光線”這一概念，以此來使得光的研究能夠更加直觀和方便。在教學“光的反射”和“光的折射”的過程中，教師可以先提問：“如果一束光線射入到鏡子上會發生什么？”而后用鏡子和激光手電進行實驗，能夠發現“光線轉彎了”。在這個過程中，教師就可以畫出一條入射光線，引導學生對光發生反射時的情況進行模擬和模型建立，學生在經過思考后，將反射光線畫出，如：

教師由此可以對光的反射規律進行講解，并引導學生理解其中的各個物理名稱，如反射光線、入射光線、法線等內容。在教學了基本的光的反射和折射的知識內容后，教師可以進行適當的拓展和延伸，如在這一題中，打臺球是很多人喜歡的運動，如圖甲是打球過程中某時三個球的狀態，請你運用光學知識畫出打擊A球擊中C球進袋的示意圖（注：若碰擊B球要罰分）。

而后教師就可以引導學生利用光的反射和折射的規律來對兩點間的路線進行確立，解決問題。如圖所示：

將AO、DO分別作為入射光線和反射光線，通過建立光的反射和折射模型解決問題。

（三）利用演示實驗構建物理模型

在物理課程教學過程中，物理作為一門在觀察和實驗的基礎上發展開來的課程，在教學過程中就離不開實驗和觀察。同時，通過開展物理實驗為物理知識以及物理概念的建立和發展奠定了一定的現象基礎，通過引導學生進行實驗，能夠促使學生在腦海中形成一定的物理概念和構建物理模型。在生活中，存在部分物理概念以及物理規律很難為學生所感知，因此在學生對這部分內容進行認識時，就缺少一定的中介物，而實驗內容就能為學生提供這一媒介，促使學生更好地認識知識內容。

總而言之，在初中物理的素質教育過程中，對學生的實踐能力和實際研究能力提出了更高的要求，而物理模型剛好契合了這一教學要求。通過物理模型能夠幫助學生更好地理解物理問題，把握物理規律，認識物理現象，是重要的教學方式和學習方式。合理利用物理模型來開展教學，不論是對于教師還是學生都具有重要意義。

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作者簡介：

馬馳，馬菊梅，江蘇省淮安市，淮安市欽工中學。