高中物理建立理想化模型教學(xué)的一點(diǎn)建議

邵志衛(wèi)

物理是一門(mén)以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，從伽利略開(kāi)創(chuàng)近代物理研究開(kāi)始，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法就是物理學(xué)科研究的重要手段。而物理建模正是在這種研究思想的指導(dǎo)下提出的。通過(guò)一定的抽象思維，適當(dāng)?shù)貙?duì)物理研究對(duì)象進(jìn)行理想化抽象形成物理模型，進(jìn)而解決物理問(wèn)題的一種方法。

提到物理建模的定義，還是要從物理研究對(duì)象談起。由于物理學(xué)科是一門(mén)很貼近實(shí)際生活的科學(xué)，所研究的對(duì)象極為寬泛、極為復(fù)雜，而且往往研究對(duì)象并不是一個(gè)孤立的存在，而是存在許多的外部環(huán)境影響。為了方便物理研究，很多時(shí)候都需要去除這些外部因素，從中抽象出研究對(duì)象的簡(jiǎn)化模型，這樣才能更加充分的抓住問(wèn)題關(guān)鍵。

物理模型有兩個(gè)特點(diǎn)，即代表性、方法性。首先來(lái)說(shuō)下代表性，物理模型是從許多的物理對(duì)象中經(jīng)過(guò)有針對(duì)性地刪減外部因素后保留下來(lái)的，它抓住了研究對(duì)象的本質(zhì)，因此每個(gè)物理模型都具有非常典型的代表性；其次是方法性，每一個(gè)物理模型的確立都不是憑空想象就可以得出來(lái)的，而是由眾多的物理研究人員經(jīng)過(guò)反復(fù)思考才最終形成的，物理模型反映了物理學(xué)科的研究方法。

從物理學(xué)的發(fā)展歷史來(lái)看，物理建模在整個(gè)物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中都起著非常重要的作用。從托勒密的“地心說(shuō)”到哥白尼的“日心說(shuō)”，從湯姆遜關(guān)于電子的“棗糕模型”到盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型，這些物理發(fā)展歷史中著名模型建立無(wú)一不對(duì)當(dāng)時(shí)的物理研究起到了重大的推進(jìn)作用。

考慮到高中物理教學(xué)的實(shí)際情況，內(nèi)容抽象、邏輯性強(qiáng)是大家對(duì)高中物理課的共同評(píng)價(jià)，如果單純地進(jìn)行知識(shí)灌輸，學(xué)生很難理解，而物理模型的建立就是解決這個(gè)問(wèn)題的最佳途徑。

高中物理中的物理建模，如質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷的提出。將解題過(guò)程化繁為簡(jiǎn)，將復(fù)雜的問(wèn)題直觀、形象地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，降低了物理解題的困難程度，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)這門(mén)學(xué)科的學(xué)習(xí)自信，同時(shí)正確建立物理模型的過(guò)程本身也是不斷提高學(xué)生自身思維品質(zhì)的過(guò)程。通過(guò)物理建模，能夠有效提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

每一個(gè)物理模型從設(shè)想到建立，中間都要經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的反復(fù)實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)，通過(guò)建立模型，可以讓學(xué)生充分體驗(yàn)到物理探索過(guò)程中的困難和障礙，磨煉學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)。同時(shí)建立模型的過(guò)程也是學(xué)生掌握物理研究方法的一種手段，有利于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)抽象的思維方法來(lái)處理實(shí)際問(wèn)題的能力。

在物理建模的探索過(guò)程中，是沒(méi)有任何規(guī)律可言的，完全是面對(duì)全新的學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行模型創(chuàng)設(shè)，越是這種不加束縛的思維探索越有利于學(xué)生思維的全面展開(kāi)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時(shí)在教師的合理指導(dǎo)下，能夠讓學(xué)生充分體驗(yàn)到模型建立的成功感，增強(qiáng)學(xué)生的高中物理學(xué)習(xí)信心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

我們都知道，物理是一門(mén)非常重視實(shí)驗(yàn)的自然科學(xué)，許多物理規(guī)律和物理公式都是建立在大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的，同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)中直接涉及實(shí)物的操作，更有利于增加學(xué)生對(duì)模型直觀性的了解。因此，我認(rèn)為高中物理建模教學(xué)工作應(yīng)該充分借助物理實(shí)驗(yàn)來(lái)開(kāi)展，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)際動(dòng)手中親身感覺(jué)模型與實(shí)物的區(qū)別，這樣更有助于學(xué)生加深對(duì)物理模型的理解。

所謂知識(shí)遷移就是對(duì)原來(lái)知識(shí)在新環(huán)境下的靈活運(yùn)用，任何學(xué)習(xí)都是在學(xué)習(xí)者原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行的，通過(guò)對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行更深層次的挖掘和利用來(lái)獲取新知識(shí)。物理建模教學(xué)過(guò)程中，也要充分遵循這一學(xué)習(xí)規(guī)律，通過(guò)對(duì)已知物理模型的深化學(xué)習(xí)，可以在后續(xù)過(guò)程中遇到同類(lèi)型知識(shí)的時(shí)候，建立相似的物理模型。

物理模型的建立，都是對(duì)物理研究對(duì)象的高度抽象，抓住研究問(wèn)題的主要方面，忽略影響研究的次要因素。因此，高中物理教師在開(kāi)展物理模型教學(xué)工作時(shí)要注意培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于物理信息的抽象能力，讓學(xué)生在接觸到物理信息后能夠快速分辨出哪些因素會(huì)影響研究目的，而哪些因素是無(wú)關(guān)緊要的，這樣學(xué)生才能在后續(xù)的研究過(guò)程中有針對(duì)性地開(kāi)展研究活動(dòng)，從而解決問(wèn)題。