物理模型在初中物理教学中的意义和作用(全文)

2019-03-13 版权声明 举报文章

摘要：物理模型思维能力是教师培养学生应掌握的一种思维能力，这对学习物理整个学习过程都有重大的意义和作用。物理模型是培养学生创造力的很好素材，活用物理模型，给学生营造一个宽松的充实表现以“学生为主”的课堂环境，就一定能培养出具有创新本领的适合现代化建设的栋梁之才!

关键词：形象、直观、思维能力、简单化

中图分类号：G424.21文献标识码：A 文章编号：

物理模型，从广义上讲，物理学中的各种物理概念，如物质、长度、时间等都可称为物理模型，物理学上的研究对象、对象的状态、状态的变化过程等均可称为物理模型；从狭隘上说，反映特定的物理现象、物理问题的理想化实体、理想化过程、理想化状态、理想化结构等，叫物理模型。

物理模型是物理学研究的重要方法和手段，物理教育和教学中对物理模型的讲述和讲授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以简化客观对象。合理简化客观对象的过程就是建立物理模型的过程。根据简化过程和角度的不同，将物理模型分为以下五类：物理对象模型、物理条件模型、物理过程模型、理想化实验和数学模型。(1)物理对象模型——直接将具体研究对象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。这种模型应用最为广泛，在初中物理教材中有许多很好的例子。(2)物理条件模型——忽略研究对象所处条件的某些次要因素而形成的物理模型。(3)物理过程模型——忽略物理过程中的某些次要因论文联盟整理素建立的物理模型。在初中物理中有：匀速直线运动、稳恒电流等。(4)理想化实验——在大量实验研究的基础上，经过逻辑推理，忽略次要因素，抓住主要特征，得到在理想条件下的物理现象和规律的科学研究方法就是理想实验。理想化方法是物理科学研究和物理学习中最基本、应用最广泛的方法。(5)数学模型——由数字、字母或其他数学符号组成的、描述现实对象数量规律的数学公式、图形或算法。

所谓“模型法”是指通过建立物理模型来研究和学习物理、分析处理和解决物理问题的一种思维方法。物理模型思维是物理教学的基础，是学生思维的重要支柱之一。在此，我们重点分析物理模型思维能力及培养。

1、 物理模型在物理教学中的作用

（1）使物理教学简单化很多实际问题是复杂的，较难研究，如能将其转化成物理模型会使问题简单化。如：研究光现象时，把光源看作一个发光点，不考虑它的形状、大小及亮度，便于研究和作图。

（2）使教学形象、直观有些物理问题、现象、过程非常抽象，运用模型思维建立起物理模型，将使问题变得直观、形象。如：研究光现象时，用光线来形象地表示光，研究磁场时用磁感线来描述磁场。

（3）使具体问题普遍化 如：为了便于研究由电源、用电器、开关和导线等实物组成的整体及其内在联系，将每个实物抽象、简化为一个符号，然后把这些符号连接起来，构成一个能够反映电荷实际流动情况的图，这就是电路。电路图实际就是一个画在纸上的实物模型，许多实际问题都可以先在图上研究，然后再拿到实践中去检验和完善。

在学生学习过程中，如不能有效地建立起物理模型，问题将变得很难处理，对物理现象和过程认识模糊。相反，建立起了物理模型，学生有了思维的基础和依据，在此基础上，便于学生发挥抽象思维、形象思维、发散思维。怎样培养学生的模型思维能力呢？

2、学生模型思维能力的培养

（1）在概念、规律学习中学会建立物理模型的方法，注重建模过程，提高模型思维能力。

物理模型是在观察、实验和已有知识经验的基础上建立的，在物理学习中，要切实加强物理观察和实验，有目的、有计划地观察实验和日常生活中的物理现象和过程，为建模提供可靠基础。建模过程中，充分利用抽象思维和比较思维，抓住本质的东西加以概括，建立物理模型。如：学习透镜及应用时，仔细观察凸透镜和凹透镜的构造，分析、比较器件间的异同点，找出其共性，进一步抽象建立起凹透镜和凸透镜的物理模型，并通过画图建立光心和主光轴的模型。

（2）在实验中培养模型思维能力

很多物理实验，在进行实验的推理和解释时，都需要借助物理模型来完成。在电学实验中，可近似认为导线的电阻为零，在电路中电流表近似认为是一根导线、电压表当作开路处理，会给实验代来很大方便，使相关的实验得到简化。在光学实验中，用光线模型分析光路，可方便地研究光的反射和折射现象。在实验中重视物理模型的应用，既可以提高实验能力又能培养培养学生的模型思维能力。

（3）在习题中培养模型思维能力

同学们在解题过程中往往存在一些问题，读不懂题或做题过程思路混乱。在很大程度上是由于解题习惯差，建模能力差造成。如果在解题过程中快速准确地建立起与题意相符合的物理模型是至关重要的。如：解决磁场问题常常建立小磁针模型、螺线管模型，解决电学问题常常画出等效电路图等。对做题大有帮助，这也是学习物理必须的一种技能，养成习惯终生受益。

总之，物理模型思维能力是教师培养学生应掌握的一种思维能力，这对学习物理整个学习过程都有重大的意义和作用。物理模型是培养学生创造力的很好素材，活用物理模型，给学生营造一个宽松的充实表现以“学生为主”的课堂环境，就一定能培养出具有创新本领的适合现代化建设的栋梁之才!

参考资料：

《现代教育探索杂志》

《物理学探讨》

《教育研究文集》

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