物理模型在高中物理教學中的應用

臧大鵬吉林省梨樹縣第一高級中學

物理模型在高中物理教學中的應用

臧大鵬
吉林省梨樹縣第一高級中學

高中物理的學習主要是以物理模型為重要內容，借助物理模型分析解決問題。可以說，物理模型是物理學科中的載體。因此對物理模型的運用不僅可以讓學生學到更加全面的物理知識，而且能夠培養學生創造性思維。

高中物理；物理模型；重要性

物理模型是人們通過科學思維將抽象的物理原理轉化成具體的知識模型，對其研究摸索以了解物理原理的深層規律，并能夠進行簡單的運用。不同于初中物理，高中物理不再是簡單地將知識傳達給學生，而是要引導學生走向抽象思維的物理世界。所以，在高中物理教學中大多數都是對物理模型進行研究，教師必須重視對物理模型的教學，并指導學生自主學習物理模型的構建過程。

但是，實際教學當中，我們發現很多學生都比較喜歡物理學科，但是往往又很難把握物理學習的精髓，覺得高中物理較難駕馭，解題無從下手。造成這樣的原因主要在于學生不能夠靈活運用物理模型，不會根據題目中反映出來的問題建立模型。因此，高中物理教師樹立物理模型為重的教學理念是十分必要的，只有教師首先重視起來，學生才會認真去琢磨研究物理模型。

一、高中物理教學中運用物理模型的重要性

1、簡化對問題的處理。物理模型是將抽象的問題具體化之后，一些深層次的規律自然而然地顯現出來，學生掌握起來也較為容易。運用物理模型分析解決問題是物理學科中常用的手段。由復雜到簡單是質的飛躍，需要學生不斷地運用物理模型，發現物理模型的優勢，從而樂于運用物理模型。

2、物理模型的研究激發了學生的物理建模思維。物理模型構建能夠提高學生的物理理解能力和對知識的運用能力，逐步讓學生形成物理建模思維。比如在電學中建立“勻強電場”模型，教師在教學中讓學生充分理解該模型的內涵，摸透其具體的規律，那么學生在之后“電場”學習當中就會相對比較容易，可以運用基礎模型化解難點。

3、物理建模的過程就是鍛煉學生物理思維的過程。教師在構建物理模式時，不可能只是將物理模型講授一遍，而是會將物理模型構建的始末進行分析，帶領學生一步步摸索模型構建的思路，讓學生在分析解決中感受物理模型的奧秘，從而也開闊了學生的物理思維。教師在構建過程中可以有意識地進行設障，創造錯誤，讓學生自覺地發現不對之處，以考驗學生的探究能力和對知識的掌握情況。

二、高中物理構建模型的原則

1、以反映規律本質為核心。物理模型的核心就是抓住物理規律，不能脫離規律而瞎編亂造。比如在構建理想氣體模型的時候，對比理想氣體與物質分子結構，氣體是比較容易壓縮的，當氣體壓縮成液體，其體積減少至少上千倍，而液體分子幾乎是緊密排列的，由此可估算出氣體分子之間的大概距離。我們也可以得出氣體越是稀薄越是接近理想氣體，理想氣體在運動的時候幾乎不受其他物質的作用。分子在運動中的所產生的動能比其勢能要大得多，因此氣體分子的重力影響可以忽略不計。氣體分子在運動過程中，不會因為其碰撞而產生能量的喪失。總得來說，在理想氣體模型構建中，我們需要掌握其核心規律，氣體體積可以忽略，氣體在做無規則熱運動等等。綜上所述，物理課題中的本質規律是物理建模的關鍵，脫離核心規律談建模等于失去了靈魂，物理模型就沒有存在的意義了。

2、抓住主要矛盾。眾所周知，物理規律往往深藏在一些比較復雜的事物當中，只有進一步挖掘，才能“撥開云霧見青天”。比如在機械運動一課中，我們憑常識可知，勻速直線運動、勻速曲線運動是不必然存在的，但是我們在物理模型構建當中，卻是以簡單的機械運動為基礎，將復雜的問題理想化，從而去化解難點。勻速直線運動、勻速曲線運動、圓周運動都是常見的簡單機械運動，卻是研究其他問題的基礎。抓住物理知識中的主要矛盾，并會運用主要矛盾化解其他難題，由難及簡。這樣不僅讓學生掌握了知識，而且也開闊了學生的物理思維。

3、以實驗為基礎。物理模型的構建一般都是建立在物理實驗的基礎之上的，只有對物理實驗進行不斷地分析歸納概括，才能夠讓物理模型的構建有實踐的依據，也更加科學化。著名的“原子有核模型”就是一個典型的案例。盧瑟福通過實驗對湯姆孫的“原子是實心球”提出了質疑，建立了自己的“原子有核模型”，再到蓋格、馬斯頓和查德威克的實驗進一步證明了盧瑟福“原子有核模型”的正確性。這一研究過程就證明了物理模型是對現有實驗基礎上進行的抽象概括，大膽地猜測未知，并用大量的實驗進一步地證明其正確性。因此，物理教師在教學中，要利用好學校的物理實驗室資源，讓學生在實驗中拓展物理建模的思維。

[1]王鵬.構建物理模型，創新物理課堂[M].考試教研，2012

[2]羅立紅.論高中物理教學中的物理模型構建與運用[J].文理導航，2011

[3]張晨秋.高中物理模型構建策略[M].曲阜師范大學，2009