淺析建立物理模型在教學中的重要性

摘 要：物理學是一門研究物質普遍規律的基礎學科，對于高中學習階段的學生來說，物理課程是比較難的一門學科，新課程理念的引導下，當前的課堂教學更提倡培養學生自主探究的能力，開發學生自身潛能，因此，建立物理模型對物理教學有著重要的作用。本文針對當前高中物理教學中常見的物理模型，并對其在物理教學方式中的優勢進行分析，對建立物理模型在教學中的重要性進行了探討。

關鍵詞：物理模型；物理教學；重要性

物理學研究的主要內容是物質的本質與其運動的形式，事物之間的必然或偶然聯系及萬物的自然規律使物理學的理論知識更加神秘復雜，因此，無論對物理學進行研究或是教學，都離不開物理模型的建立。通過建立物理模型來輔助物理教學，不僅能提高學生的學習熱情，還能夠有效的培養學生的自主能力和實踐操作能力，開發學生的潛能，拓寬學生的思路，提高物理教學的效率。

一、理模型的概念

任何物體都不是孤立存在的，在它周圍的事物及現象，一定與其存在著必然的聯系，并且存在著一定的變化規律。由于物質的運動形式比較復雜，所以人們在進一步研究物理規律時，建立了許多的物理模型來總結這一現象的物理規律。物理模型是指在科研或教學活動中，通過構建反映物質本質的理想化結構去解釋某一種現實的物理現象，使理論具象化、簡單化，這種理想化的結構我們稱之為“理想模型”。在當前的物理教學課堂中，教師也可以是運用物理模型來加深學生對物理知識的理解，提高物理課堂教學的質量和水平。

二、常見的物理模型

1.對象模型

所有的研究或科研項目都有其要研究的對象，研究對象不同其得出的結果也不盡相同。在研究物理現象的過程中，要抓住研究物理現象的特征，觀察其變化規律，分出主次關系，建立一種能反映出物理現象核心內容的模型，這種模型稱為對象模型。如力學中的質點、氣體性質中的理想氣體、光學中的薄透鏡等都屬于對象模型。

2.條件模型

當研究某一具體物理現象或規律時，要將具體的物理現象和規律置于一定的理想化條件中，通過解決研究對象的外在因素，讓其達到理想化的一種形態。如均勻介質、熱學的絕熱容器等都屬于條件模型。

3.過程模型

對物理現象和規律進行研究時，將物理現象發生變化的過程模型化，更便于研究者對其進行深入研究。過程模型能夠分出研究對象的主次關系，然后忽略掉次要因素，使其處于理想環境，并在這個過程中將物體的本質特征展示出來。如絕熱變化、勻速直線運動、平拋運動等都屬于過程模型。

4.數學模型

數學所包含的現象、變化規律及其龐大，任何事物之間的聯系和規律都能在數學中尋到源頭。物理模型的產生是為了便于研究物理現象和物理規律，在物理科研項目及物理教學中具有重要的作用。但其也存在著一定的缺陷，如物理模型僅僅只是客觀實體的一種近似而已，而以物理模型為對象的數學模型的近似定量更加微弱，盡管如此，數學模型在物理教學重要價值仍然不容忽視。

三、物理模型在物理教學中的作用

物理模型是將實際物理現象和問題簡單化、抽象畫的一種思維形式，以研究物理學為基礎，解決其發展過程中的復雜問題。物理模型的建立能夠使復雜的研究對象變得簡單，形成物理研究的新定式。相對于其他中學階段的學科來說，物理學科是較難掌握的一門學科，在物理課堂中，學生經常會對教師講授的物理知識難以理解，繁瑣的公式和定義不便于學生的記憶。而通過建立物理模型，可以有效解決物理課堂教學的這一問題，它可以將物理知識體系中的本質及核心部分呈現在學生面前，讓學生能夠通俗易懂的了解物理現象和規律。

四、物理模型在物理教學中的重要性

1.培養學生接受新知識及新概念的能力

客觀事物具有抽象畫、理性化的特點，其反應出的本質反應在人的認知中就形成了概念。要想使客觀事物變得更形象化、簡單化，就必須加深其在人腦中的記憶和認知。物理模型通常是將理想化作為研究對象，提取出其中的主要因素，分析其本質特征，從而解決事物的物理問題。學生在學習比較難理解的物理知識時，建立物理模型能夠有效幫助他們理解物理知識概念，更快的接受新的知識。

2.促進學生的思維養成，提高學生的解題能力

合理運用物理模型，能夠有效提高學生的解題能力，拓展學生的思維空間，將復雜的問題簡單化，從而達到事半功倍的效果。如在物理課堂教學中，建立理性化的模型“單擺”，幫助學生掌握其與其他事物的聯系，學會運用與其相關的公式去解決想相似的問題。

3.有利于學生形成科學的預見

物理教學中教師所使用的物理模型一般都是理性化的模型，忽略了很多次要因數，突出本質特征，使事物的主要特性和規律顯現出來，這樣有助于培養學生的思維邏輯，使研究事物的成果引導其研究的方向，超越實際的條件，形成一定的科學性預見，從而獲得一些重要的物理現象和規律。

物理模型的使用并不是沒有限制的，正確使用物理模型會加深學生對事物本質特征的理解，使物理現象變得更清晰簡單。建立物理模型在簡化物理問題的同時，也能保證結果的準確性，隨著人類社會的不斷發展，研究的技術與手段的不斷進步，物理模型也會不斷地完善實現其最大的價值。

五、結語

綜上所述，物理學是一門復雜的學科，建立物理模型對學生掌握物理現象和規律是十分重要的。理性的物理模型貫穿在物理課堂教學的各個知識點間。教師合理運用物理模型，能夠有利于學生提高接受新鮮知識點的能力，拓寬思維空間，提高學生學習物理的熱情，促進物理教學的高效發展，從而為社會培養更多的專業人才。

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作者簡介：

曾慶喜（1988.11—），男，籍貫：遼寧省建昌縣，學校：沈陽師范大學，學院：物理科學與技術學院，專業：物理學（師范）。