淺談模型構建教學法在初中物理教學中的運用

摘 要：模型法是教授物理的一種有效方法。本文闡述了模型構建的含義及模型構建教學法的相關理念，對模型的種類等作出說明，并在此基礎上結合相關案例，探討了模型構建教學法在初中物理教學中的運用。

關鍵詞：模型構建教學法；含義；種類；運用

中圖分類號：G427 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2012）13-026-1

教授物理的方法很多，如實驗法、模型法、推理法、分析法、假設法、圖象法、數學法等。在此，本文著重進行模型法在初中物理教學中的運用的探討，并舉出幾個有代表性的例子。

一、模型構建的含義及模型構建教學法

1．模型構建的含義

模型構建也稱建模，即為了對某一事物作出理解而對該事物做出的一種抽象的、無歧義的書面描述。模型構建包含了兩個方面的內容，一方是模型本身，另一方面是構建模型的過程［1］。

模型主要分為邏輯模型和物理模型兩大類。模型可以是實物，即按原物的一定比例做出來的與原物特征一致的樣品。如車模、船模等；模型也可以是抽象的，即當某一事物無法用實物加以說明時，就用語言表達的方式描述出事物的特征，以便在腦海里對其有個印象，從而達到認識事物的目的。比如為了表示磁場和電場而引入的磁力線、電感線等。無論是物理模型還是邏輯模型都必須經過一個從無到有的建立過程。

2．模型構建教學法

模型構建教學法就是運用建立模型的方式，讓學生的思維和意識上建立起對要理解的知識點的模型，從而使得某一概念或事物能被學生所接受的教學方法。在給學生講解有關概念之前，讓其的思想意識當中先建立起相關的印象對教學是有推動作用的。此法是物理教學中的常用方法，它對形成物理概念以及對物理規律的形成有著重要的作用［2］。

二、模型的種類及說明

模型分為物理對象模型、物理過程模型、理想化實驗模型、模擬式模型、數學模型。

物理對象模型：有些實際存在的事物在特定的條件下不容易被人們所接受，那么往往可以把它抽象地認識為理想的研究對象，這個研究對象就是物理對象模型。質點就是物理對象模型之一，它是研究直線運動物體運動軌跡的。物理對象模型還有：薄透鏡、光線、彈簧振子、理想電流表、理想電壓表、理想電源和分子模型等。

物理過程模型：將一些復雜的物理過程經過分解、簡化，忽視次要因素，考慮主要因素，忽略個性、考慮共性，抽象為簡單的、使之成為易于理解的過程，即物理過程模型。常見的物理過程模型有勻速直線運動、變速直線運動、自由落體運動等。

理想化實驗模型：在進行物理實驗的時候，依據邏輯推理抓主要因素，忽略次要因素，對實驗過程進一步分析、推理、找出其規律的模型稱為理想化實驗模型。理想化實驗模型便于看清事物的本質，從而能將事物本身揭示得更為透徹。伽利略著名的自由落體運動實驗就是理想化的實驗模型。

模擬式模型：有些物理概念在形式和規律上是抽象的，在內容上則是具體的。這部分概念可以用與之相似的事物模擬出來，即模擬式模型。模擬式模型通常是一種假設的模型，模擬式模型能使一些看見不見、摸不著的事物變得形象、具體化。比如為了研究磁場和電場而引入的磁力線和電感線。

數學模型：物理雖然研究的是事物變化的客觀規律，但也能通過數學的形式表達出來。物理學通常是采用客觀、抽象與概括的方法去研究客觀事物的，數學模型則將所研究對象的屬性及規律公式化，而使得其成為定量，達到便于理解的目的。如壓強、功率等的公式就是用數學的方法建立的模型。

三、模型構建教學法在初中物理教學中的運用

模型構建教學法的引入為在學生的意識中預先建立起對所涉及概念的雛形提供了幫助，為教學的順利進行提供了支撐。構建的模型亦同樣可以分為物理和邏輯兩大類。物理模型常見的如各種實驗，邏輯模型則不能用實驗來表達，而需要用建模的方式在學生的腦海中建立起印象，再逐步加以說明。以下筆者就來舉例闡述模型構建教學法在物理教學中的運用。

例如可以用物理過程模型來向學生說明什么是參照物。參照物是為了研究物體的運動或靜止而引入的比對物體。比如火車啟動后，窗外的樹不斷地向后退，并且在火車到站的這段時間內窗外的樹都是如此，那么這時一個物理過程模型就建立起來了。隨著這個過程的進行，我們可以通過窗外的樹向后退從而判斷出火車是在運動的，因此樹也就成了參照物。同樣，當樹停止后退時，我們便能判斷出火車也停了。

又如要研究光的特性，而引入了光線，光線本身是不存在的，它只是為了方便對光的各種現象加以闡釋而虛擬出來的，是邏輯意義上的。光線屬于物理對象模型，當要向學生講解光的傳播方向時，先要將光以光線的形式表達出來，并告訴學生把光線看作是光本身，而不要看作是一條實際意義上的線，然后通過言語表述與課堂視頻或是掛圖或是板書相結合的形式來標示出光線的方向，從而讓學生理解光是沿直線傳播的。最后還要特別強調一句只有在均勻的介質中光才是沿直線傳播的，而在非均勻介質中，光的傳播方向就不是直線了，是可變的，如反射和折射現象就是光在非均勻介質中傳播而造成的現象。

四、模型構建教學法注意事項

模型構建教學法主要是用來為學生事先沒有建立起來的印象或是一時還難以形成的意識而做的說明，但它也不是在任何情況下都適用的，有的物理概念除了抽象以外，還要配合其他的方式才能讓學生理解，比如實驗法，推理、分析法等。模型構建教學法拓展了學生的思維，也給老師教學的順利進行提供了幫助。

［參考文獻］

［1］許飛飛.淺談物理模型在教學中的重要性［J］.中學生數理化：學研版，2011(10).

［2］何源.淺議初中物理教學中能力的提升［J］.試題與研究：新課程論壇，2011(18).