初中物理模型法教学初探

李良

摘 要：本文评析了初中物理教学中的物理模型实例，列举了物理模型在新课标引导下的应用案例。作者希望凭借自身多年的初中物理教学经历和感悟，为教育同行提供一定的参考.

关键词：物理;模型教学;实践

中图分类号：G633.7          文献标识码：A     文章编号：1992-7711（2018）20-038-1

模型法，是指学习者和研究者通过对原事物模型的構建过程的探索，来掌握事物的形态、特征，加深学习者对事物的理解，然后把已有的模型迁移到其他知识中去应用，从而起到举一反三、触类旁通的效果。在初中物理教学过程中，教师要善于发挥和使用物理模型的作用，提高教学的有效性。笔者下面将传统物理教学“物理模型”实例和新课标引导下的“物理模型”应用案例做一个评析。

一、初中物理教学中有关物理模型的实例评析

1.把研究对象本身理想化的模型。

真空、光滑平面、原子模型、光线、点光源、磁感应线、电流表、理想电压表等都是初中阶段出现的模型，它们被统称为概念模型或对象模型，可用来代替代表研究对象的、由具体物质组成的实体系统，亦可视为在某种条件下实际物体的抽象或近似，在“力学”中比较常见的有轻质滑轮、滑轮组、轻质弹簧、轻质杠杆、轻质绳子等。抽象、近似也就是一种理想化的状态，而理想化具体到物理教学中也就是要将次要因素忽略掉，而抓住主要因素，如在生活中并不存在光滑平面，再光滑也是有摩擦存在的。而在物理研究或做物理习题时，光滑平面我们默认其无摩擦力，我们默认轻质滑轮、滑轮组、轻质弹簧、轻质杠杆、轻质绳子等的质量为零，忽略不计其质量和摩擦力。

在初中阶段，默认电压表和电流表的内阻分别为无穷大和零，也即是置于一种理想化的环境中研究对象。

模型是抽象的实际问题，模型是有使用范围和条件的，在利用模型解决物理问题的过程中，模型的使用条件学生必须弄清楚，并结合实际来运用。例如对于一列运行的火车，我们需要依据质点的概念并结合其实际的运动情况来判断能够将其看作质点与否，对于火车过桥所需时间这类问题的研究，相对桥长而言，通常是不能忽略火车的长度的，因此，此时不能以质点来看待火车;而对于火车从一个站点到另一个站点所需时间这类问题的研究，相对于两个站点之间的距离而言，通常是可以忽略火车的长度的，所以，此时可以以质点来看待火车。

2.把具体过程理想化的模型。

初中阶段学习到的伽利略斜面实验，属于理想实验，其是牛顿第一定律的基础。

理想化实验仍然是在实践的基础上进行的，不是主观臆想，不会脱离实际，根据逻辑法则将客观现象与过程之间所存在的逻辑联系揭示出来，并获得相应的结论。

物理过程的发生总脱离不了一定的条件，设置理想化的条件能将主要的物理现象和过程突出，此即过程模型法的内涵。同属于过程模型的还有运动学中的匀速直线运动、匀速圆周运动、简谐运动以及自由落体运动等。

3.将图象当模型。

在物理教学中还赋予了数学教学中涉及到的二维坐标图新的意义，即一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点。有些可用来表示路程、时间，还可以用位移来代替面积等。

在运动学教学中，对运动快慢的比较以及运动种类的分类等常会用到v-t、s-t等图像。

在电磁学教学中，比较磁场强弱、方向时常会用到磁感线分布图。

在物理实验教学中，为研究某些规律，也可采用做图像的方法：如利用m-v图像对物质的体积与质量之间的关系，也即物质的密度进行研究;可利用I-R、I-U图像来研究电流、电阻和电压之间的关系;可利用G-m图像对物质质量和重力之间的关系进行研究。

物理习题中也充满了图像：如电学中的I-U、P-U、P-I、P-R图像，浮力教学中的F拉-h、F浮-h、F浮-t图像等。我们可以借助图像的模型将不同物理量间的关系找出来，包括不变关系、正比关系、反比关系等。

二、新课程标准引导下物理模型教学的应用实例

1.直观性模型的建立。

直观性模型，是指先仔细观察，提出结构模型的猜想，并为证实猜想寻找证据，最终将物质的内部结构搞清楚。如在磁体的磁场的研究过程中，“磁感线”的模型概念被引入其中，在带电体的电场的研究过程中;在研究带电体的电场时，“电场线”的模型概念被引入其中;在光的传播路径的研究过程中，“光线”的模型概念被引入其中;在“液体压强”推导公式的研究过程中，“液柱模型”被引入其中;在对“连通器”部分的研究过程中，“液片模型”被引入其中。

2.建立概括性模型。

通过概括东西的本质，能将物理概括性模型建立起来，如电学中涉及到的电路图，其从本质上讲就是一个概括性的实物模型。

概括性模型也出现在解决电学中比较复杂的电路问题时所借助的等效电路图。在对串联、并联电路的电压、电流、电阻之间的关系进行探究的过程中，我们会将导线电阻视为0，以此将它们之间的关系得出。

3.建立图表式数学模型。

物理的学习可以借助数学模型来研究很多物理问题，为使学生能够正确的建立物理模型，教师要做到以下三点：

第一，培养学生以物理概念与规律为依据对问题进行分析的习惯。在日常教学中，教师要努力引导学生，使他们能够根据给出的条件、描述的现象确定问题的性质;此外，还要依据现象的特征将因果关系找出来，从而将创建物理模型的基础打牢。

第二，物理模型的建构离不开理想化的方法，将主要矛盾抓住，近似地处理问题，这是理想化方法的本质。所以，要引导学生养成比较取舍的思维习惯，以此来分析问题。

第三，典型物理模型所蕴含的本质特征要使学生掌握牢固，将典型模型不断积累起来，并能做到应用灵活。

教师在日常物理教学时，应努力引导学生使用物理模型方法的习惯，一旦固化成为学生的学习习惯，那么其它的学习方法能力也会水到渠成地获得，学习也更有乐趣，教师最乐于见到地局面正是如此。