物理模型在高中物理教学中的应用

臧大鹏吉林省梨树县第一高级中学

物理模型在高中物理教学中的应用

臧大鹏
吉林省梨树县第一高级中学

高中物理的学习主要是以物理模型为重要内容，借助物理模型分析解决问题。可以说，物理模型是物理学科中的载体。因此对物理模型的运用不仅可以让学生学到更加全面的物理知识，而且能够培养学生创造性思维。

高中物理；物理模型；重要性

物理模型是人们通过科学思维将抽象的物理原理转化成具体的知识模型，对其研究摸索以了解物理原理的深层规律，并能够进行简单的运用。不同于初中物理，高中物理不再是简单地将知识传达给学生，而是要引导学生走向抽象思维的物理世界。所以，在高中物理教学中大多数都是对物理模型进行研究，教师必须重视对物理模型的教学，并指导学生自主学习物理模型的构建过程。

但是，实际教学当中，我们发现很多学生都比较喜欢物理学科，但是往往又很难把握物理学习的精髓，觉得高中物理较难驾驭，解题无从下手。造成这样的原因主要在于学生不能够灵活运用物理模型，不会根据题目中反映出来的问题建立模型。因此，高中物理教师树立物理模型为重的教学理念是十分必要的，只有教师首先重视起来，学生才会认真去琢磨研究物理模型。

一、高中物理教学中运用物理模型的重要性

1、简化对问题的处理。物理模型是将抽象的问题具体化之后，一些深层次的规律自然而然地显现出来，学生掌握起来也较为容易。运用物理模型分析解决问题是物理学科中常用的手段。由复杂到简单是质的飞跃，需要学生不断地运用物理模型，发现物理模型的优势，从而乐于运用物理模型。

2、物理模型的研究激发了学生的物理建模思维。物理模型构建能够提高学生的物理理解能力和对知识的运用能力，逐步让学生形成物理建模思维。比如在电学中建立“匀强电场”模型，教师在教学中让学生充分理解该模型的内涵，摸透其具体的规律，那么学生在之后“电场”学习当中就会相对比较容易，可以运用基础模型化解难点。

3、物理建模的过程就是锻炼学生物理思维的过程。教师在构建物理模式时，不可能只是将物理模型讲授一遍，而是会将物理模型构建的始末进行分析，带领学生一步步摸索模型构建的思路，让学生在分析解决中感受物理模型的奥秘，从而也开阔了学生的物理思维。教师在构建过程中可以有意识地进行设障，创造错误，让学生自觉地发现不对之处，以考验学生的探究能力和对知识的掌握情况。

二、高中物理构建模型的原则

1、以反映规律本质为核心。物理模型的核心就是抓住物理规律，不能脱离规律而瞎编乱造。比如在构建理想气体模型的时候，对比理想气体与物质分子结构，气体是比较容易压缩的，当气体压缩成液体，其体积减少至少上千倍，而液体分子几乎是紧密排列的，由此可估算出气体分子之间的大概距离。我们也可以得出气体越是稀薄越是接近理想气体，理想气体在运动的时候几乎不受其他物质的作用。分子在运动中的所产生的动能比其势能要大得多，因此气体分子的重力影响可以忽略不计。气体分子在运动过程中，不会因为其碰撞而产生能量的丧失。总得来说，在理想气体模型构建中，我们需要掌握其核心规律，气体体积可以忽略，气体在做无规则热运动等等。综上所述，物理课题中的本质规律是物理建模的关键，脱离核心规律谈建模等于失去了灵魂，物理模型就没有存在的意义了。

2、抓住主要矛盾。众所周知，物理规律往往深藏在一些比较复杂的事物当中，只有进一步挖掘，才能“拨开云雾见青天”。比如在机械运动一课中，我们凭常识可知，匀速直线运动、匀速曲线运动是不必然存在的，但是我们在物理模型构建当中，却是以简单的机械运动为基础，将复杂的问题理想化，从而去化解难点。匀速直线运动、匀速曲线运动、圆周运动都是常见的简单机械运动，却是研究其他问题的基础。抓住物理知识中的主要矛盾，并会运用主要矛盾化解其他难题，由难及简。这样不仅让学生掌握了知识，而且也开阔了学生的物理思维。

3、以实验为基础。物理模型的构建一般都是建立在物理实验的基础之上的，只有对物理实验进行不断地分析归纳概括，才能够让物理模型的构建有实践的依据，也更加科学化。著名的“原子有核模型”就是一个典型的案例。卢瑟福通过实验对汤姆孙的“原子是实心球”提出了质疑，建立了自己的“原子有核模型”，再到盖格、马斯顿和查德威克的实验进一步证明了卢瑟福“原子有核模型”的正确性。这一研究过程就证明了物理模型是对现有实验基础上进行的抽象概括，大胆地猜测未知，并用大量的实验进一步地证明其正确性。因此，物理教师在教学中，要利用好学校的物理实验室资源，让学生在实验中拓展物理建模的思维。

[1]王鹏.构建物理模型，创新物理课堂[M].考试教研，2012

[2]罗立红.论高中物理教学中的物理模型构建与运用[J].文理导航，2011

[3]张晨秋.高中物理模型构建策略[M].曲阜师范大学，2009