高中物理教学的模型构建

【摘 要】随着科学技术的不断发展和提高，培养实用型的技术人才显得尤为重要。物理作为与日常生产生活密不可分的学科，一再强调理论与实践相结合的重要性，因此高中物理教学模型的构建至关重要，构建统一的理想模型和解题模型，能够降低教学难度，提升教学质量。

【关键词】高中物理;教学模型;力学

【中图分类号】G633.7 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2015）46-0048-02

【作者简介】羊丹丹，江苏省靖江高级中学（江苏靖江，214500）教师。

高中物理的教学，可谓是与日常生产生活紧密相连，为了能够满足社会对人才的基本需求，高中物理教学也一再强调理论与实践相结合的重要性。然而，就目前高中物理教学的现状来看，学生在接受高中物理教学之后，只能对理论性的东西有所涉及，实际生活中的问题很少涉及。所以通过构建物理教学模型作为高中物理教学的切入点，通过设计形象化、立体化的物理模型来降低高中生学习物理的难度，这对于提升学生对物理理论知识的认知、提高实际动手能力具有非常重要的现实意义。

一、高中物理教学模型构建的基本原则

由于高中物理对于学生的逻辑思维能力、个人理解能力以及空间想象能力的要求都很高，具有一定的学习难度，因此在高中物理教学过程中构建物理模型的主要目的是利用形象化的实际体现将抽象的、无形的物理概念具体化，从而降低学生的学习难度，提高学生对高中物理理论与实际生活之间关系的认知。在构建高中物理教学模型时，需要遵循一定的原则。

首先，构建物理模型需要突出主要问题。在构建物理模型时，必须要抛弃不会对结果产生较大影响的因素，避免因为考虑太多而使得原本应该简化的物理模型更加复杂。

其次，所构建的物理模型必须依附于问题本身。在解决不同类型的问题时，必须要考虑到物理题目本身的意义，不能主观臆断随意选择，最终造成模型构建不准确。

最后，构建物理模型必须遵守科学本质。物理模型是为了简化复杂的有难度的理论知识，但是教师也不能一味地追求简化而违背了科学本质。

二、高中物理教学模型的构建与应用

高中物理教学模型的构建与应用，是在高中物理教学模型构建原则的基础上，按照一类问题的解决方法和途径，建立最基本的物理教学模型的概念和思路。然后在此基础上，针对具体的题目，构建专门的教学解题模型，并以此为契机，针对同一题型不同题目的问题的解决方法进行归纳与介绍，从而使学生从根本上理解高中物理的基本理论，掌握不同题目的解题方法。本文以力学中产生弹力或者拉力的轻绳、轻质弹簧等实际描述的题目所形成的物理模型的构建与应用进行举例。

1.教学模型的构建。

在实际生活中，我们所说的弹簧、绳等力的传递介质都是有实际质量的，会对各种力学物理现象产生非常重要的作用。如果考虑到传递介质自身的力对力学物体产生的影响，这就会极大地增加学生学习难度，也超出了高中生的学习范围，所以轻绳、轻弹簧等在高中物理教学中有以下假定：（1）力量传递介质自身质量忽略不计，且弹力或拉力方向与轻绳或轻弹簧平行。（2）轻绳不会由于自身拉力或弹力的变化而使长度发生变化，在其可承受范围内，可以在固定长度内随意改变拉力或弹力的大小。（3）轻弹簧则会根据自身拉力或弹力变化而发生变形。当然，在弹簧可承受范围内，可以根据其长度使用胡克定律来计算其拉力或弹力的大小。胡克定律是弹簧在发生形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，即F=kx，其中k为弹簧弹力系数，x为该弹簧被拉伸或者压缩时，与无连接物的正常情况下长度之差，而弹簧弹力系数的公式为：k=NR4/4nr3。其中，N为弹簧金属丝剪切模量，R为弹簧金属丝横截面半径，n为匝数，r为绕匝的半径。（4）对于轻绳来说，如果是同一根绳而中间无结点，那么其拉力在此绳任何位置上恒等。如果有结点，则看作两条独立的绳，拉力是否相等则根据题目的实际要求。

2.教学模型的应用。

使用构建的力学通用模型，就可以解答实际的题目。但对于同一类型的力学题目，教师需要设计不同的解题模型，从而让学生更加便捷地对问题进行解答，对物理理论知识有更加充分的了解。

如图1所示，小车向前直线运行，加速度为a，车内顶部有一轻绳悬挂一小球，该球质量为m，该绳与垂直线呈θ角度，那么此时小球受到轻绳的拉力的方向是什么？大小是多少？

首先，在解答此题时，需要找到关注对象，并且了解其目前的状态。对于此题而言，关注对象是小球。根据我们的生活经验，比如我们乘坐在车内，车辆以什么稳定状态的速度运行，那么车内的物体和车辆的状态是一样的，所以该小球也和车辆一样，属于同一整体，相对于地球来说是以a的恒定加速度做直线运动。

其次，根据关注对象所处的状态，分析其受到的力。以实际生活来看，所有处在地球上的物体必然会受到重力，同时小球在车厢顶部被轻绳悬挂，必然受到绳子的拉力。由于该拉力的方向与绳子反向平行，根据生活经验可知，该绳子的拉力必然是沿绳子方向斜向上，与垂直向上的直线呈θ角度。

最后根据关注对象的状态以及受到的力，绘制解题坐标模型，根据力的分解知识来解答此题目。

如图2所示，其中坐标中心点为关注对象，即小球。该小球共受两个作用力，分别是F和mg，其中mg为小球所受重力，F为软绳的拉力，即求解的力。而ma为小球以a为加速度前进的力。由加速度可知，该力亦能求得，大小为ma。故而根据坐标模型对力F进行分解，可知，力F的θ角对边为向上的力，因为小球在垂直方向上属于静止状态，无加速度，故而与小球的重力大小相等，方向相反，水平方向的力与ma大小相等，方向相同，有如下公式：

Fcosθ=mg，Fsinθ=ma

故而求得，F力的大小为：

F=m

3.教学模型的应用分析。

针对高中物理教学模型的构建，需要遵循一定的原则来构建，主要目的就是简化物理复杂难懂的理论知识。在构建物理教学模型时，要为同类型的题目构建统一的理想模型，即在理论层面，教师需要忽略干扰项，然后按照理论的知识构建统一的教学模型，帮助学生对物理理论知识和题目的理解。教师可以根据实际题目的内容，按照统一的模型来专门为其设计解题模型，辅助学生理解和解答题目。

三、教学感悟

高中物理教学模型的构建，不仅可以通过形象具体的物理模型来辅助学生们理解物理理论知识，而且可以降低学生的解题难度，最重要的是可以对同一类的题目为学生提供解答的方法，从而将高中物理教学质量提升到一个全新的高度。

【参考文献】

[1]胡鑫.浅谈高中物理教学常见问题和对策[J]. 赤子：上中旬，2015（06）.

[2]曹显华.浅谈高中物理教学中的学法指导[J]. 科学咨询：教育科研，2015（02）.