浅析初中物理教学中物理模型的构建策略

赵士栋

摘 要：在初中物理教学中引入物理模型，就是一种将物理知识变得形象可感、直观易懂的好方法，要遵循由易到难、由浅入深、由表象到实质的人类认识规律，将一个复杂的科学理论转化为直观的事物，展现在学生面前，从而帮助学生理解消化物理知识，取得更好的学习效果。

关键词：初中物理；物理模型；构建方法

初中物理学科已经显示出它的抽象性，学生接受起来未免有些吃力，利用模型的形象直观的特点，可破解物理难题，开启智慧之门。构建初中物理教学中的物理模型，要遵循由易到难、由浅入深、由表象到实质的人类认识规律，将一个复杂的科学理论转化为直观的事物，展现在学生面前，从而帮助学生理解消化物理知识，取得更好的学习效果。

一、物理模型的分类

构建物理模型是初中物理教学的重要组成部分，它的目的是帮助学生理解物理概念和物理规律，进而做到将所学到的理论用于解决实际问题。其分类有：

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。例如：质点、薄透镜、光线、弹簧振子、理想电流表、理想电压表、理想电源和分子模型。

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。在初中物理中有：光滑面、轻质杆、轻质滑轮、轻绳、轻质球、绝热容器、匀强电场和匀强磁场等。我们以轻质杆为例加以分析。比如简单机械里的杠杆，在初中阶段问题往往归结到力矩的平衡上来。

3、物理过程模型——忽略物理过程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有：匀速直线运动、稳恒电流等。这些物理模型都是把物理过程中的某个物理量的微小变化忽略掉，把这个物理量看成是恒定的。因为这些量的变化量与物理量本身相比太小了，以至于可以略去不计。这样不用考虑过程中物理量的复杂变化情况而只考虑恒定过程，分析问题就容易多了。

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。初中物理中就有一个非常着名的理想化实验：伽利略斜面实验。

5、数学模型——由数字、字母或其它数学符号组成的、描述现实对象数量规律的数学公式、图形或算法。初中物理中的数学模型主要有磁感线和电场线。磁感线（电场线）是形象的描述磁感应强度（电场强度）空间分布的几何线，是一种数学符号。而磁场和电场本身的性质对这些几何线做了一些规定，例如空间各点的电场强度是唯一的规定了电场线不相交。这样就使它们成为形象、简练而准确的描述磁场和电场的数学符号。

二、在教学中如何构建物理模型

1、用类比法建立物理模型。有些物理现象、规律，我们无法直接展示给学生，这时若能用学生头脑中已有的物理模型来类比，则可帮助学生建立新的合理的物理模型。例如，电压和电流，对学生而言很陌生，也无法通过实验来展示研究，但水压和水流学生是比较熟悉的，教学时，可用水压水流来类比，帮助学生建立电压、电流的物理模型。

2、用虚拟法建立物理模型。有些模型在实际中是根本不存在的，但为了研究方便，可以形象地引入一个虚拟的物质结构或过程。

3、重视实验教学。物理是一门以观察、实验为基础的学科，要让学生多观察、多实验。实验为物理概念和规律的建立奠定了表象基础，在学生的脑海中形成了一个个具体的物理模型。有些物理概念和规律，学生在生活中很少感知，那么在主体和认识客体间就缺少必要的中介物。

4、注重实物、图片、活动挂图等的展示。人们对事物的认识过程，总是从感性认识到理性认识。心理学研究表明，人脑对事物的认识是从表象开始的。这就要求教师在教学中，要尽可能多地将实物、图片等展示给学生，以形成表象基础。

三、初中物理模型的构建程序

1、分析研究对象原型特征。物理研究中对于模型的建立首要要求就是提取出正确的事物本质特征，能够做出合理的抽象是成功的第一步。对实际问题的解决，建立相应的模型是一种非常明智的选择。

2、确定影响研究对象的主、次因素。对于主要矛盾的把握，是建立模型进行研究的根本性要求，对于次要问题的忽略，可以有效的凸显出关乎事物发展的规律，从而更好的指导人们解决实际问题。

3、把握住研究对象本质特征并做出合理抽象。通过上文的分析，我们可以清楚的认识到，本质和主要影响因素对于研究事物发展规律的重要性。从中，物理模型对于物理研究的重要性就不言而喻了。为了更好的解决实际问题，有必要要求物理研究表现出物理现象的本质，对于事物的本质和现象之间的联系的揭示，是物理研究的重要内容。