關(guān)于物理模型教學(xué)的一點思考

　　物理模型的創(chuàng)建伴隨著物理學(xué)科體系創(chuàng)建和發(fā)展的全過程，也是解決現(xiàn)實物理問題不可或缺的依據(jù)，其重要性不言而喻。所以，作為一名高中物理教師在傳授知識的過程中，應(yīng)及時向?qū)W生強調(diào)理想物理模型建立的過程和條件，并要求學(xué)生牢固把握這些基本的物理模型。
　　物理現(xiàn)象紛繁復(fù)雜，為了便于研究分析這些問題，物理學(xué)研究中常常采用“簡化”的方法，忽略次要因素，將這些復(fù)雜問題進行科學(xué)的抽象處理。在此過程中，用一種能反映原物質(zhì)本質(zhì)特征的理想結(jié)構(gòu)去描述實際的物理過程、現(xiàn)象或事物。而這種類似的理想結(jié)構(gòu)就稱之為物理模型。
　　在物理學(xué)中物理模型的構(gòu)建并非是隨意的，而是要遵守一定的原則。首先，要認(rèn)真把握研究對象的本質(zhì)特征，做出科學(xué)正確的抽象。其次，要抓住主要因素，抓住物理事物間的主要聯(lián)系來建立模型；同時物理模型的構(gòu)建要以實驗事實為基礎(chǔ)，不斷發(fā)展完善，真正體現(xiàn)物理模型的實效性、科學(xué)性、準(zhǔn)確性。例如，關(guān)于原子結(jié)構(gòu)模型的建立，先是1897年湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，鑒于原子呈電中性，他提出了原子的“棗糕”模型。這個模型能解釋一些實驗事實，但沒過幾年就被新的實驗事實否定了。1909年盧瑟福及蓋革等人做的α粒子散射實驗，其結(jié)果根本無法用湯姆遜模型解釋。1911年盧瑟福為解釋α粒子散射實驗的結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。這個模型很好地解釋了α粒子的散射實驗，初步建立了原子結(jié)構(gòu)的正確圖景。
　　高中階段的理想模型建構(gòu)大致有理想概念模型、理想條件模型、理想過程模型。所謂理想概念模型：即用來代替由具體物質(zhì)組成的、代表研究對象的實體或系統(tǒng)，即把研究對象的本身理想化。如質(zhì)點、單擺、彈簧振子、點電荷、電光源、理想氣體、理想變壓器等；所謂理想條件模型：把研究對象所處的外部條件理想化，排除外部條件中干擾研究對象運動變化的次要因素，突出外部條件的本質(zhì)特征或最主要的方面，從而建立的物理模型稱為條件模型，如光滑平面、恒力、均勻介質(zhì)、真空、輕桿、輕繩等。所謂理想過程模型：把具體過理過程純粹化、理想化后抽象出來的一種物理過程，如勻速直線運動、勻變速運動、勻速圓周運動、簡諧運動等，這些理想模型從不同的側(cè)面和角度描述和揭示了實際問題中各種事物和物理過程的特征。
　　此外，用歸納、演繹的科學(xué)方法構(gòu)建物理模型也是中學(xué)物理教學(xué)中常用的方法。所謂歸納，就是通過個別認(rèn)識一般的主要思維方法，而演繹則是通過一般認(rèn)識個別的方法。例如，通過大量實驗觀測，利用歸納法建立起來的基礎(chǔ)物理模型來建立經(jīng)典力學(xué)中的牛頓三大定律，又從三大定律出發(fā)演繹出了如動量定理、動能定理、機械能守恒定律、動量守恒定律等，而這些定理或定律經(jīng)過實踐檢驗又都符合客觀實際。
　　（作者單位 吉林省孤兒學(xué)校）