高中物理模型类型及实施策略探析

乔峥

（江苏省宿迁市沭阳县修远中学）

高中物理模型类型及实施策略探析

乔峥

（江苏省宿迁市沭阳县修远中学）

首先分析了常见的三种物理模型，即对象模型、过程模型、理论模型，再探讨了高中物理建模教学的实施策略，最后进行了全文总结。

高中物理；模型类型；实施策略

素质教育要求高中物理教学应该达到如下目标：学生应能自主建立知识架构；培养学生应用物理知识的能力；引导学生针对具体问题的解决进行迁移和创新。在这些要求下，引入模型教学意义重大。由此本文对物理模型类型和应用策略进行了研究。

一、常见的三种物理模型分析

1.对象模型

对象模型是根据所要研究的对象，舍弃非本质的、次要的因素，抓住主要的、本质的因素，从而建立起容易分析和研究的，并且能够反映研究对象主要特征的简单模型。主要的对象模型有弹簧振子、质点、点电荷、单摆、理想气体等。每个模型又都有质量、尺寸、形状、热容量、导电性等特征，在不同的分析模型中，应用不同的特征进行模型的构建。

2.过程模型

过程模型是研究物体变化过程的模型，根据研究物体的性质和问题的需要，将很多复杂因素进行转变，找出主要因素，去掉次要因素，从而揭示事物变化的本质，建立成理想模型。如质点模型中的匀变速、匀加速、自由落体、简谐运动、完全弹性碰撞等；热力学中的等容、等压、绝热变化等，将对象模型化，再将过程模型化，是解决问题的几个步骤。

3.理论模型

理论模型一般以假说的形式展现在人们面前。基于观察、分析、实验的基础，将需要研究的物理客体或者研究对象在结构上、作用力方面、运动规律方面等进行简化的描述。如卢瑟福的原子结构模型就是经过原子结构模型建立以及不断地修正之后得出的。

二、高中物理建模教学实施策略

1.基于知识结构的形成建立模型

物理模型是物理知识网络中的结点，也是构成物理知识体系的基本元素。一般的高中物理模型包括对象模型、过程模型、理论模型这三种。抓住这三个模型体系，就抓住了高中物理模型的主干和纽带。而学习和应用物理模型，有利于学生形成物理知识网络，掌握网络结构，有利于学生对知识进行迁移。

如，关于力与运动的关系，可以建立以下一些模型：如质点模型、力的模型、匀变速直线运动模型等。将这些模型深入理解，可以进行广泛迁移和应用，从而进一步将物理知识系统化和概括化，并促进学生对物理知识的真正理解，也便于学生更好地掌握和运用物理知识，形成知识结构体系。平抛运动模型可以迁移到电场中的带电粒子偏转问题。学生在学习了旧知识后对新知识可以进行有效迁移，从而使知识网络的结点相互连通，最后完成对物理知识网络体系的构建。

2.基于科学方法的掌握建立模型

物理模型可以说是一种分析问题的方法，建立模型可以有效地将抽象转变为具体，将复杂转变为简单，将理论转变为应用，从实际问题分析出模型。物理模型有利于学生具体问题具体分析，并形成一种科学的物理分析方法。平时学习中常见的物理模型有小车、小球、单摆、弹簧、质点等。在实际生活中对具体的物体分析时，也需要有一种转化思想，运用理想化的模型方法，将物理理论应用于实际问题的分析中。

如，质点、理想气体、理想流体、纯电阻等，以及简谐运动、光的直线传播、自由落体运动模型等，都是运用了理想化的模型分析方法，研究、分析和解决一般问题。这对实际生活中解决问题的方法提供了借鉴。理想化的方法是突出主要矛盾，作用很小的方面可以忽略不计。如，电子在电场中的运动，理想化的情境是不考虑重力的，因为重力与电场力相比很弱。再如，高温、低压下不容易液化的氧气、氢气、氮气、氦气等被当作理想气体来处理，误差很小。处理真实气体时，加上分子占有的体积和分子间的相互作用力这两个方面，修正理想状态方程，就可以得出比较符合实际的结果。

3.基于STS教育理念渗透建立模型

STS教育理念与新课改理念不谋而合。STS强调将科学、技术、社会融为一体，并且注重面向全体、面向公众；强调技术、科学对于社会生产的作用，对于人们生活的有效促进；重视科学与发明创造，强化创新理念，并关注科技发展对于社会的影响后果。

如，电场的加速模型可以拓展到实际生活中电视机显像管、电子显微镜内的高压产生的加速电场对电子具有加速作用的模型。在电视机显像管内，被加热的灯丝射出来的电子，经过2～3万伏加速电压的作用，以极大的动能射到了荧光屏上，从而激发荧光粉发出光来。其理论基础是动能定理，物理模型是电场加速模型，实际应用是电视机显像管。这一“理论—模型—应用”的学习模式，渗透了STS教育理念，也使得学生对物理知识产生了浓厚的兴趣。

开展模型教学加强了物理知识与生活实际的联系，让学生乐于学习模型，从中可以找到有效解决问题的思路与方法。同时，开展模型教学也加强了物理知识与高新技术的联系，学生能体验到物理的应用价值，从而激发学生的学习兴趣和热情。模型教学的引入与实施，为培养社会需要的人才做出了贡献，也奠定了学生未来发展的基础。

谭博.高中物理教学中物理模型的构建策略研究［J］.才智，2010.

·编辑杨国蓉