教学中物理模型的建立

物理学是一门应用科学。在近几年的中考中出现了大量的与实际生产、生活相联系的题目，体现了“从生活走进物理，从物理走向生活”的新课程理念。要解决这类问题，能否将实际问题与头脑中已有物理模型建立联系，将实际问题转换为物理问题是关键，物理模型在实际问题与物理问题间起到了桥梁的作用，本文从物理模型的概念、教学中物理模型的建立两方面作以下阐述。

一、什么是物理模型

自然界是纷繁复杂、千变万化的，人们要研究的实际问题往往有众多的因素，为了研究问题的方便，物理学上常常采用“简化”或“理想化”的方法，对实际问题进行抽象化处理，保留主要因素、略去次要因素，得到一种能反映原物质本质特性的理想的物质（过程）或假想结构，此即为物理模型。物理模型是形象思维和抽象思维的统一，是物理学研究的常用方法。

二、教学中物理模型的建立

俗话说，台上一分钟台下十年功，要想在考试中熟练地运用模型法解决实际问题，关键是在平时学习中是否在头脑中建立准确、清晰的物理模型，是否有足够的物理模型积累。在初中物理教材中，绝大部分内容都是以物理模型为基础向学生传达知识的。下面就在平时教学中如何帮助学生建立清晰、准确的物理模型、夯实基础知识，谈几点看法供同行参考。

1．注重实物、图片、活动挂图等的展示

人们对事务的认识过程，总是从感性认识到理性认识。心理学研究表明，人脑对事务的认识是从表象开始的。这就要求教师在教学中，要尽量多地将实物、图片等展示给学生，以形成表象基础。

2．重视实验教学

物理学是一门实验科学，观察和实验是研究物理学的根本方法。实验是连接认识的主体和客体的纽带。实验首先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形象的物理模型，更为重要的是通过有目的的实验，可以引导学生由抽象思维形成具有思维特征的物理模型。

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。例如：在讲电和磁的关系时，只有做好实验，学生才能发现、理解电生磁、磁生电、磁场对电流有作用等物理现象，形成清晰的物理模型。

学生头脑中有时积累了一些感性材料、生活经验，但有些经验是模糊的、动摇的、甚至是错误的。这就要求教师在教学中进行生动演示，突出主要部分，使模糊的得以鲜明，对错误的加以改正。例如：学生根据自己的生活经验对运动和力有些模糊的认识。在教学中就要做好斜面小车实验，分析实验，推出牛顿第一定律，在这基础上更好理解运动和力的关系，在头脑中形成关于运动和力的关系的正确模型。

3．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，但为了研究问题的方便，我们往往形象地引入一虚拟的物质结构或过程。例如，为了便于描述光的传播，我们引入了光线；为了便于描述磁场的方向，我们引入了磁感线。

4．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，这时如果我们用学生头脑中已有的物理模型作类比，可以帮助学生建立新的合理的物理模型。

例如：对于分子间的作用力，其引力和斥力是同时存在的，但有时引力大于斥力，有时引力等于斥力，有时引力小于斥力。教学中为了让学生形象地理解这一知识，可引入这样一物理模型作类比：一弹簧一端各有一个小球，当弹簧处于自然状态时，相当于分子处于平衡位置距离，引力等于斥力；当弹簧被拉长时，相当于分子距离大于平衡位置距离，引力大于斥力，表现为引力；当弹簧被压缩时，相当于分子距离小于平衡位置距离，引力小于斥力，表现为斥力。

再如，电压和电流的概念学生是很陌生的，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，通过合理的类比，可以帮助学生建立电压、电流的物理模型。

5．及时练习，准确把握物理模型

要对事物形成理性的认识，往往要经历一个过程。 通过学习，学生在头脑中形成了一定的物理模型，但往往有把握不准的问题。及时地举例、练习、矫正，可以帮助学生准确地把握物理模型。例如：能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。但如果只是泛泛地谈这一定义，并不会取得好的教学效果。教学中，在讲了直的杠杆后，可向学生列举弯曲杠杆，将放在地面上的油桶抬起，将圆柱体滚上台阶等实例，通过这些实例的练习、分析，使学生认识到不管形状如何，只要是能绕着固定点转动的硬棒，就可以看作杠杆，从而准确把握了杠杆这一物理模型的本质特征，为以后解题奠定了基础。

6．注重物理模型的整合

教学中教师要有意识地引导学生对各物理模型进行分类，比较，形成系统完整的知识体系。例如，在电学复习中，要引导学生总结串联电路中的电流、电压、电阻、电功率、电压分配、电功率分配等特点，总结并联电路的电流、电压、电阻、电功率、电流分配、电功率分配等特点，并比较串、并联电路特点的异同点。再如，在光学教学中，引导学生对下列问题进行分析总结：

当物点S在平面镜中成像时，如图所示。

⑴若镜面不动，物点S向镜面移动1m，则镜中像向镜面移动_____m；

⑵若物点S不动，镜面向物点S移动1m，则镜中像将移动_____m。

如图所示，光线由镜面发生反射。

⑴若镜面不动，当入射光线转动α角时反射光线将转动___角；

⑵若入射光线不动，当镜面转动α角时反射光线转动_____角。

当物体通过凸透镜在光屏上成清晰的实像时：

⑴若凸透镜不动，当物体向左移动时，屏上的像向______移动；

⑵若物体不动，当凸透镜向左移动时，屏上的像向______移动。

通过对各个物理模型的比较、总结，可以使头脑中的各个物理模型更加清晰，形成较完整的物理模型体系，同时培养了学生善于总结物理现象、规律中的异同的能力，为学生在解决实际问题时练就“去伪存真、去粗取精”的能力奠定了基础。