模型建立对初中物理教学的意义

邰如浪

摘 要：通常，每每说到物理模型的建立和应用，人们可能感到那是高中物理甚至是大学物理的问题，其实，物理学科的学习，不论哪一个学段，都离不开物理模型。

关键词：物理教学；模型建立；物理思维

我在日常教学中发现，很多的物理问题在初中阶段会广受争论，甚至质疑。比如，在学习《功》的时候，有学生就提出：“提着水桶水平直线运动，我们不需要对它做功，那为什么我拎几次水就满头大汗？折腾几次肚子就饿了？看来还是要消耗能量的呀！”再比如，在学习力学的时候，我们经常说：“一根绳子牵引物体，忽略绳子长度的变化。”而我们在学习弹力的时候，又说弹性形变的物体之间会产生弹力。学生会问，绳子到底会不会产生形变？

之所以出现这类问题，其原因很多，但很重要的一个原因就是：目前很多一线教师对物理模型的认识不够深入，对模型的渗透教学不够重视，教学中只关注到对学生物理知识的传授，而忽视了对学生物理思维的培养。

怎么构建物理模型呢？物理对象模型化是在物理教学的过程中完成的。建立物理模型，主要是让研究者抓住事物的本质去解决问题，对复杂的事物简化，进行高度的抽象化后，建立起来的物理模型。

比如，我们讨论水面上的“倒影”时，要用光的镜面反射理论来解释，这时候就要把水面看作平整的，无任何波澜的理想水面，完全不能考虑地球的表面曲率；我们在解决“甲乙两地相距s千米，速度为v的车多长时间可以到达”的问题时，就需要把车看作一个没有大小的一个点——“质点”来考虑；我们在研究电学问题的时候，就要把导线看作没有阻值的理想导体。凡这样处理以后，我们的研究对象在我们的脑海中就变得清晰、明了，复杂的问题简单化了，使得具体的问题更容易被我们驾驭。

中学物理里头有很多模型性的提示，比如，光滑的表面（绝对没有摩擦）；轻质杠杆（有足够硬度而无重量）；质量分布均匀的小球（无空腔，无裂隙，分子甚至原子都均匀分布）；阻值一定的导体（阻值不随温度的改变而改变）；匀强磁场（磁场强度均匀）。另外，物理学中还有一些模型化处理含有隐性的取向，例如电压一定的电源（电源内阻为零）；电流表（无内阻）；电压表（内阻无限大）；扩散（不考虑分子键的作用）；透镜的入射光线（近轴光线）；人眼（明视距离都相同）等等。

回到我们开头讲的例子，人提着水桶水平直线运动为什么不做功？那是因为我们需要把人体看作一个有一定刚性的“架子”，跟地面间没有摩擦，这样的“架子”上挂一个水桶，水平匀速运动，当然不需要对它做功啦。

无论什么学科，模型的建立，都具有重要的意义，希望教师在平时的教学实践之中，不仅要传授科学知识，还要培养学生的物理思维，教给学生对具体研究对象的模型化处理，学生学会从个别到一般的抽象概括过程，有丰富的模型，就掌握了打开自然科学大门的钥匙。

因此，物理学习中分析和解决问题的科学思维方法，远比具体的物理知识重要得多。即所谓“授人以鱼，不如授之以渔”的道理，良好的、科学的学习方法将会对学生产生长足的影响，甚至是终身皆受益。当然，这也是一项需要长期坚持的润物细无声的工作，绝非一蹴而就能够完成的。

编辑 韩 晓