物理模型構建在教學中的重要性探討

潘　琳

（銅仁職業技術學院，貴州銅仁　554300）

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物理模型構建在教學中的重要性探討

潘琳

（銅仁職業技術學院，貴州銅仁554300）

摘要：物理是研究自然界物質的基本結構、基本運動形式及相互規律的學科。現在物理試題已結合生產實踐活動，學生在解決這類題目時需要把一個復雜的實際問題轉化為物理過程，即物理模型的構建。物理模型能使復雜問題得到簡化處理，還可利用模型訓練學生發散的邏輯思維、幫助學生建立正確的求解思路。可見，教學過程中物理模型構建的重要性。

關鍵詞：物理模型；抽象模型；邏輯思維

1　物理模型的分類

物理模型大致可以分為兩類，一類是實物模型，另一類是抽象模型或者仿真模型。

實物模型的構建是根據實物的相似性理論制造的，按原來比例放大或縮小的模型，如原子模型、飛機模型、建筑模型、水利系統實驗模型、船舶模型等。實物模型的作用主要有：第一種是作為藝術品或者展覽品，實現其藝術價值或者具有參觀作用，像建筑模型、汽車模型和船舶模型等。第二種是通過等比例縮小制造的模型，方便人們了解其構造并有助于研究，如水利系統實驗模型等。第三種是放大型的模型，通過對微觀事物的放大，使人能夠觀察分析肉眼看不到的事物，常常用于科學研究方面，如原子模型等。

抽象物理模型則與之不同，模型是在物理學現象及規律的研究或學習過程中，對自然界中一個特定對象，針對一個特定目標，根據物體所特有的本質和內在規律，做一些必要性的簡化和假設，并使用適當的描述性工具，得到一個基于物理學知識的圖景。即物理模型就是為人們提供了一種解決物理問題的方法和方向，利用人的抽象思維來實現學習者有目的地解決問題的方式。

2　物理模型能使復雜問題得到簡化處理

在解決實際物理問題的過程中，建立物理模型能夠幫助學生形成清晰的思路，強化對問題的理解。然而，事物之間的復雜性和多樣性決定了研究只能從事物的主要特征入手。這就需要學生通過科學抽象的方法，抓住事物的主要因素，忽略事物的次要因素，根據研究系統中研究對象的形狀、大小、運動過程、狀態、結構等特點，將抽象的物理問題轉化成簡單理想化的模型，再運用相關物理知識點解題。在物理學知識的研究中，許多物理規律和基本理論的建立都是通過建立物理模型間接得到的。所以，建立物理模型不僅能夠使物理問題得到簡化處理，而且也是物理規律和物理理論賴以建立的基礎。對研究系統進行抽象，實現將物理模型的研究結果直接應用到實物客體中去，使學生在解決問題的過程中達到事半功倍的效果。

3　利用模型訓練學生發散的邏輯思維

學生在使用物理模型解決實際問題的過程中，每一個模型的建立，都離不開對實體的抽象處理，物理模型的建立有助于學生把許多抽象的知識點展現出來，從而給學生的學習帶來極大的效益。物理模型的意義在于可以簡化描述物理客體，它不僅能夠解釋物理現象和實驗規律，而且還可以為科學家們的研究做出科學的預言，為他們指明研究方向。例如，英國著名物理學家盧瑟福通過對粒子散射實驗結果的分析，而提出原子結構的“行星運動模型”，即原子核式模型。這是對原子內部結構的“模型構建”，這一模型的提出，將抽象的原子內部結構清晰呈現出來。這個模型不僅為科學事業作出了貢獻，也為教師在教學過程中對學生的教育提供了示例，展現此模型可以提高學生對這一問題的理解能力，這種方法能夠使學生的思維更加開闊，長此以往，能幫助培養學生發散的邏輯思維。

4　幫助學生建立正確的求解思路

對題目中某個對象主要條件和過程進行抽象和理想化，并建立物理模型，可以幫助學生解釋一些與實驗現象相符合的理論結果。從而解釋實驗規律和物理現象，建立正確的解題思路，培養學生的創新精神。例如，在研究電場時，為了能夠清楚地闡述電場的大小，便引出了電場線，我們知道電場線是不存在的，它只是為了更好地描述電場的存在而假想出來的線。物理學規定：在電場中畫出一系列從正電荷出發到負電荷終止的曲線，使曲線上每一點切線方向一致，把這些曲線叫做電場線。在電場中，如果各點的場強大小和方向都相同，就把這樣的電場叫做勻強電場。在勻強電場中的電場線間距相等且相互平行的直線。電場線疏密程度表示電場的強弱，切線方向表示該點場強的方向；電場線總是始于正電荷或無窮遠處，終于負電荷或無窮遠處。電場線既不閉合也不相交，它與等勢面處處垂直，且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。在此例中，清楚地將一個抽象問題展現出來，有助于學生理解掌握新知識。建立物理模型，能使學生明確物理過程，便于抓住問題的本質特征，挖掘出隱含條件，可以啟發學生發揮自己的想象，一定程度上培養學生的創新精神。

5　物理模型的建立與應用要求

為了應對未來新課程的不斷改革，教師應該時刻注意積累教學經驗和改善教學方法，要注重對學生構建和應用物理模型解題能力的培養，這樣才能更好地培養學生的綜合素質和創新精神。建立物理模型時，必須找準事實依據，抓住主要因素，將題目中隱含的條件還原出來，最終得出答案。教師需要積極引導學生，加強對其建模能力的培養以及建模意識的滲透，從而發展學生探索問題的興趣，為學生營造一個輕松立體的課堂生活。

當然，應用物理模型解題也不是萬能之法，這也恰恰是它的不足之處。雖然構建物理模型能夠使問題變得簡單，但具有一定的局限性，必須在一定的條件下才能適用。因此，為了使物理模型能夠的到更好的應用，物理模型的構建還需要進一步探討。

The Discussion about the Importance of Physical Model Construction in Teaching

PAN Lin
（Tongren Polytechnic College，Tongren，Guizhou 554300，China）

Abstract:Physics is the study of the basic structure，the motion types and mutual discipline of the materials in the nature. Physical exams now combine with production practical activities，and students should construct physical model when solving such problems.Physical models can not only simplify complicated problems，but also train students' logical thinking ability. Therefore，we should attach great importance to the construction of physical models in the teaching.

Key words:physical model；abstract model；logical thinking

作者簡介：潘琳，女，大學本科，副教授，主要研究方向：理論物理。

收稿日期：2015-12-25

中圖分類號：G712

文獻標識碼：A

文章編號：2095-980X（2016）01-0143-02