培養(yǎng)高中生的物理模型思維能力之我見

王昶淳

摘 要：物理學科是一門實踐性很強的學科，對我們的邏輯思維能力和判斷能力有很大的鍛煉，在物理學習過程中，很多學生感覺難度較大，對很多知識點不能理解，作為高中生的我們來講，必須要逐漸改變傳統(tǒng)的思維模式，建立全新的模型思維和創(chuàng)新思維，對各種物理問題進行思考。

關鍵詞：高中物理 高中學生 模型思維 創(chuàng)新思維

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2018）03-0-01

引言

物理模型思維能力是學習物理知識過程中最需要的一種能力，也是培養(yǎng)物理創(chuàng)新思維的基礎，是認知和改造自然的重要思維能力。然而在學習生活中，有些同學對物理課程的興趣度不是很高，我認為有兩個方面原因，一個是由于物理知識本身體系復雜，新概念和知識點比較多，我們在學習的時候并不能真正理解它們，挫敗感久而久之產生了厭惡情緒;另一個則是由于當前的教育考核結構使得很多老師在講解的時候并不重視同學的理解內化能力，以能否作對題為準。作為一個高中生，我們首先應該要改變對物理課程的認知，物理是一門很深奧的科學，在學習過程中應該要建立模型思維，抓住事物的主要因素和本質特征，將各種復雜的物理問題簡單化，從而真正解決各種實際問題。

一、物理模型思維的重要性

與初中物理相比，高中物理的內容發(fā)生了很大變化，內容更復雜，難度加深，靈活性強，因此對我們的能力要求也越來越高，尤其是要培養(yǎng)解決問題的思維能力，而不僅僅是記憶各種知識點，按部就班地解答問題。

在學習過程中，學習內容和任務發(fā)生變化，促使我們必須要轉變思維方式，從具體運算模式轉變?yōu)樾问竭\算模式，即要在學習過程中觀察、分析、歸納、推理，從而構建出完整的物理模型，老師的任務就是要幫助我們建立模型思維，而我們自己，需要通過各種方法與手段，自主學習，建立模型思維。物理模型思維對這門課來講十分重要，體現(xiàn)在幾個方面：

第一，有利于形成清晰的物理概念。物理知識是反映物理現(xiàn)象以及過程的內容，這些內容是物理事實的抽象體現(xiàn)，不僅是物理基礎知識的重要組成部分，還是構成物理規(guī)律和公式的理論基礎，物理概念中有很多內容都是以模型的形式出現(xiàn)的，即概念模型，這些概念模型是根據(jù)物理現(xiàn)象和事實抽象出來的，用來表征物質屬性、描述物質運動狀態(tài)的。通過自己的學習以及和其他同學討論發(fā)現(xiàn)，當前我們對于建立模型的方法和技巧的掌握還不夠，而真正建立其模型，則有助于理解物理知識的本質和聯(lián)系，有利于建立起專門的物理意識，這也是物理學習過程中的關鍵。

第二，有利于解決實際問題。學習物理的目的并不僅僅是掌握物理規(guī)律，還要學會使用物理知識來解決各種實際問題，對現(xiàn)實生活中的現(xiàn)象進行解釋。在物理課程中，每一個具體的物理知識所對應的物理現(xiàn)象或者物理過程，其實都有一個與之相對應的物理模型，要想解釋物理現(xiàn)象，解決物理問題，就必須要學會對物理對象進行抽象簡化處理，在腦海中建立一個合適的物理模型，一旦能建立模型，很多物理問題就能迎刃而解。

第三，有利于提高自主學習能力和問題分析能力。在物理知識學習過程中，處理每一個物理過程，建立每一個物理模型，其實都是對物理問題進行分析的過程。當前我們缺乏的就是自主思考和分析問題的能力，很多時候都跟著教師的思維和引導方向學習，長期下來，缺乏自主思考能力，也很難在學習過程中建立起抽象思維。

二、高中物理學習過程中如何建立物理模型思維

1.分清主次關系

物理模型主要有兩種，一種是對象模型，一種是過程模型，物理模型是在對物理過程或者物理對象進進行分析之后所得出的，為了更好地建立其物理模型，應該要分清事物的主要矛盾和次要矛盾，主要矛盾是決定性因素，次要矛盾是次要性因素，分清楚這兩個內容之后就更容易理解事物的本質規(guī)律。在高中物理學習過程中，基本的物理過程模型和典型情景有：直線運動模型、平拋類動模型、圓周運動模型、碰撞反沖爆炸模型、簡諧振動模型、彈簧雙振子情景、板塊情景等。各種物理問題其實都是圍繞著這些模型或者情景的展開的，在學習過程中拿到一個物理問題，首先要分析問題的核心，找到與問題相對應的模型，只有這樣才能將物理問題簡單化、模型化、具體化，有助于解決各種物理問題。所以，無論物理題目如何變化，只要能找到物理模型成立的條件，并且能夠根據(jù)這些條件正確地把握對象和過程模型，則可以建立起物理規(guī)律模型。

2.把握物理核心規(guī)律

物理學科中有很多核心規(guī)律，對這些核心規(guī)律進行掌握，分析物理核心規(guī)律的內容和本質，也有助于建立物理模型。經過歸納總結發(fā)現(xiàn)，經典物理學中的核心規(guī)律有動力學及運動學規(guī)律、動量定理、動能定理、動量守恒定律、能量守恒定律等，每一種基本物理模型都可以用核心的規(guī)律進行描述，將復雜的物理問題細化、簡化，而且在運用每一種規(guī)律的時候都可以遵循一定的規(guī)范。例如下面的問題：

一個質量為M的木塊靜止在光滑的水平桌面上，一個質量為m的子彈以初速度v0水平射入木塊，當子彈射入木塊的距離為d時，子彈與木塊相對靜止，并以速度v和木塊勻速前進。在子彈射入的過程中，木塊沿著桌面移動的距離為L，木塊對子彈的平均阻力為f，那么在這一過程中能量的變化情況是什么樣的？給出了四個選項：A.子彈的機械能減少，而且減少量為fL. B.木塊的機械能增加，增加的機械能為fL. C. 子彈和木塊整體損失的機械能為fd. D.子彈和木塊整體損失的機械能為f（L+d）.

對這個問題進行分析可以得出正確答案為B和C。拿到這個問題，首先要在腦海中建立動能定理模型，對木塊而言，可以得到其動能變化為fL= Mv2—0，由此可知，B是正確的。對子彈而言，根據(jù)動能定理可以得到-f（L+d）=mv2— mv02，，所以A是錯誤的，結合兩個答案可以知道子彈和木塊整體損失的機械能為fd.

三、結語

以上分析可以看出，在我們高中物理學習過程中，由于各種物理知識點十分復雜，一些物理規(guī)律深奧難懂，為了更好地學習，應該要逐漸培養(yǎng)自己形成模型思維和創(chuàng)新思維，學會建立物理模型，將物理問題轉化為與之相對應的物理模型和物理關系，利用具體的物理模型求解，從而不斷提高物理學習水平。

參考文獻

[1]程紅光. 高中物理教學中的模型構建及其實踐[D].華中師范大學，2012.