学生如何建立物理模型

赵颖姝

摘 要：物理是研究力、热、电、光、原等物质相互作用规律及其基本联系的科学。从物理学的性质特点看，物理学是一门以观察和实验为基础的科学，物理学研究探知物质世界的方法是人类认识自然的基本方法之一。物理学的发展丰富了自然科学的内容，促进了社会的发展。同样，物理学的研究方法有很多种，在日常教学过程中注重对学生物理模型思维能力的培养，有助于他们更好地理解物理思想和解决物理问题，从而使教师较好地完成教学目的，达到预期的学习效果。对物理模型及其思维能力的培养进行论述。

关键词：物理；观察实验；模型

一、物理模型的建立及其在物理教学发展中的作用

著名物理学家钱学森先生说过：“模型就是我们对问题现象的分析，利用我们考究得来的机理，吸收一切主要的因素，略去次要的因素所创造出来的一幅图画。”那么，所谓物理模型，是人们为了研究物理问题和探讨物理事物本身更加方便而对研究对象所作的一种简化描述，是以观察和实验为基础，采用抽象的、理想化的辦法所创造的，能再现事物本质和内在特性的一种简化模型。理想化的物理模型既是物理学赖以建立的基本思想方法，也是物理学在应用中解决实际问题的重要途径和方法，这种方法要求研究者在分析实际问题中研究对象的条件、物理过程的特征，并建立与之相适应的物理模型，通过模型思维进行推理和研究。

二、中学物理教学中常见的物理模型

构建物理模型，就是要舍弃次要因素，抓住主要因素，从而突出客观事物的本质特征。构建物理模型也是一种研究问题的科学的思维方法。在中学物理教学中，物理模型一般可分三类：物质模型、状态模型、过程模型。

1.物质模型

物质可分为实体物质和场物质。实体物质模型有力学中的质点、轻质弹簧、弹性小球等，电磁学中的点电荷、平行板电容器、密绕螺线管等，气体性质中的理想气体，光学中的薄透镜、均匀介

质等。

匀强电场、匀强磁场等都是空间场物质的模型。

2.状态模型

研究流体力学时，流体的稳恒流动（状态）；研究理想气体时，气体的平衡态；研究原子物理时，原子所处的基态和激发态等都属于状态模型。

3.过程模型

在研究质点运动时，如匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、平抛运动、简谐运动等；在研究理想气体状态变化时，如等温变化、等压变化、等容变化、绝热变化等；还有一些物理量的均匀变化的过程，如某匀强磁场的磁感应强度均匀减小、均匀增加等；非均匀变化的过程，如汽车突然停止都属于理想的过程模型。

三、如何培养学生的物理模型思维能力

由上述讨论可知，物理模型教学在物理教学过程中起着重要的作用。为此物理模型思维能力的培养，是提高学生学习物理能力的重要组成部分，也在学习物理的过程中起着一定的作用。那么，如何培养学生的物理模型思维能力也是值得每个物理教师思考的问题。教学过程既是教师教的过程又是学生学的过程，只有教师先进行正确的引导，才能帮助学生更高效地学习。所以培养学生的物理模型思维能力就要依托于良好的物理模型教学过程。

物理模型教学过程的主要目的是让学生掌握物理模型思维能力。所以无论是物理模型教学的教学策略还是教学方法，都是为学生能更好地掌握物理模型思维能力服务的。那么如何培养学生的物理模型思维能力呢？

传统教学模式是以教师灌输为主，只注重让学生记住物理模型，很少引导学生经历“归类—理想化—本质特征等”模型建立的思维过程，忽略学生的自主性、能动性，抑制了学生的思维。实行课程改革以来，制定了新课程标准，提倡创新教育，以提高学生处理问题的能力为目标，但这并不意味着忽略概念和规律的教学。这就要求物理教师要抓住学生为主体这一特点，在重视基本知识点的教学的前提下，培养学生对知识点的建模意识，真正提高学生运用已学模型分析问题和解决问题的能力。

实践训练是培养学生创新能力的一种重要途径。在日常的教学活动中，教师虽然教给了学生建模的方法，但是若不经过一定的实践训练，遇到实际物理问题还是会无从下手。只有经过适当的充分的建模训练，才能将教师平时提到的建模方法进一步内化为学生自己的能力。

总之，教师要在教学中充分利用物理模型的构建过程，帮助学生在大脑中渗透构建物理模型的意识，形成探求真理的科学态度，掌握抓主要矛盾的科学方法，鼓励创新精神，逐步培养学生的物理模型思维能力，提高学生的科学素养水平。在教学过程中，教师应运用适当的物理模型教学模式，使学生在今后的物理学习中能自觉地构建物理模型、发展物理模型、应用物理模型。只有这样才能使学生分析和解决问题的能力得到提高，只有这样才能充分培养学生的物理模型思维能力，为学生今后的学习打下良好的

基础。

参考文献：

[1]朱傲雪.巧建物理模型 提高复习实效[J].物理教师，2013（12）.

[2]齐慧玲.建构物理模型能力的调查[J].中国现代教育装备，2010（4）.endprint