在高中物理教学中建立模型的心得

2019-11-14黄进信阳市第二高级中学河南信阳464100

新生代 2019年9期

黄进信阳市第二高级中学河南信阳 464100

本文主要从三个方面进行讨论：一：中学物理教材中的建立理想物理模型的重要性。二：探讨如何建立理想物理模型，然后举例说明理想物理模型在中学教学的应用。三：在论文中主要涉及理想物理模型的功能和特点、理想物理模型在教学中的应用和使用理想物理模型时应注意的问题

一：高中物理教学中的理想模型教学法的重要性

（1）物理理想模型使人们逐渐理解和掌握物理学的重要和基本的规律，物理学中用理想化模型代替实在、复杂的物理研究对象。它是物理学研究方法和逻辑思维的结晶，是研究物理规律的重要基石，也是贯穿于整个高中阶段物理教学要内容的重组成部分。

（2）理想化物理模型是学习物理知识的重要手段和方法，在高中物理知识架构和学习中始终起着非常重要的作用。在高中物理教学过程中如何引导学生对物理模型及其科学方法的正确有效建立及其思维方法的掌握，关系到高中物理教学及学生学习的成败。

（3）同时纵观物理学发展路程，许多重大的发现与结论，都是由于科学家们经过大胆的猜想构思，创建出理想化的物理模型，并通过实验检验或实践验证，模型与事实基础很好吻合的前堤下获得的。

二：如何建立理想物理模型，然后举例说明理想物理模型在中学教学的应用

（一）理想物理模型的构建过程

第一步，选模：对所研究的问题，若选不好模型，就无法把握这些问题的主要方向，也难以形成解决题目的总体思路。若模型选得好，有了明确的方向。因而在选择问题的模型时，要充分考虑：（1）总体结构和特征；（2）物理知识所属系列及本质；（3）涉及知识的范围和所包容的内容；（4）知识间的联系、性质及对应关系。使选模具有初步的概念形象。

第二步，组模：初选模型后，对研究问题进行详细的过程划分，理清各个详细过程划分的原理、方法和依据，是否体现各个过程的合理性、独立性。对每一个知识模块要进行整理、提炼，并用所学过的知识加以对照，确定其性质，所属范围，要点要求，解决方法，相关知识等，做到模块知识具有完整性、独立性和系列性，由此形成系列模块骨架。

第三步，定模：有了模块，就可以组装成模型。（1）：遵循理想模型的构建原则，结合实际模块的需要和特点，互相协调互相取舍，体现一个有序的整体。（2）：各个模块之间的组合要运用科学的方法和手段。详细弄清各模块知识的关系后，对它们进行判断、推理、想象、创造等，再根据模块的性质选择恰当的方法，比如常规法、抽象法、类比法、演绎法、归纳法、极限法、假设法等将模块组合成模型。

第四步，查模：对组成的模型还要放回到实际问题中去检验，对照条件一一查验是否合理，是否满足研究问题的需要。尤其是对划分出来的过程模块要进行推理、分析、综合，审视构建的理想模型是否会破坏所划分出来的模块，分离出来的模块与作为整体模型是否有较大差别，它们的复杂关系、性质、功能使得研究结果是否一致。在检验过程中不断补充、不断改进、不断完善。

（二）中学物理教材中的常见理想模型举例

第一类：实体模型，实体模型是建立在客观实体的基础上，对其几何结构和系统特征进行抽象化的结果。实体模型可分为三种：物质模型、系统模型和结构模型。

第二类：系统模型，一般是忽略外界对系统的某些影响，并简化系统内部的相互作用而建立起来的模型。例如：保守力系统：忽略系统内外非保守力的作用。热力学系统：忽略系统内外非热学因素的影响。绝热系统：忽略系统与外界的热交换。力学系统：指遵循牛顿三定律，相互作用物体的全体。

第三类：结构模型，简化物质自身的结构关系和自身的内作用特点，而建立起来的模型。如原子的轨道模型：（电子绕核的封闭轨道运动构成）。电子云模型：（电子在核周围的几率运动构成）

第四类：物理状态模型，提炼出几个特定参量来描述物体的运动状态而建立的模型。匀速直线运动状态、理想气体状态、电路状态，静电场，恒磁场，静电平衡状态模型强调用哪些物理量来描述物质运动态势。强调用何种参量方式体现状态。

第五类：物理过程模型，忽略物质运动过程中的某些次要因素，突出其中主要因素而建立的模型，由于过程是通过一系列的状态来体现，所以往往一种模型既是状态模型也是过程模型，但各自强调的侧重点不同。过程模型强调物质运动过程中以何种状态在变化（态的变化方式）。自由落体：不计空气阻力；等温过程、等容过程、等压过程、绝热过程等。