淺談對高中物理模型的理解

淺談對高中物理模型的理解

摘要：物理學是一門研究物質結構和運動規律的學科。人們面對種類繁多的物質世界，對於物體錯綜複雜的運動情況和相互之間的作用，人們渴望找到事物的本質規律，進而去深入的認識事物，運用事物的規律為我們的生活服務。在千變萬化中找到恆定的規律，將物理情景用簡單語言描述或簡化模型模擬。人們對研究對象所作的這種簡化的描述或模擬，就是物理模型。經過長時間和教學了研究我就高中物理教學中物理模型的運用談談自己的理解。

關鍵詞：物理模型創新能力

物理在探索物體運動和自然界規律的奧祕中起着領頭羊作用，這使物理蒙上一層神祕之紗，學生感覺物理深不可測、晦澀難懂，使高中物理的教學工作產生了阻礙。高中傳統教學模式背景培養出來的人才雖然理論知識牢固，但應用到實際生產生活中顯得力不從心。物理模型是在抓住主要因素，忽略次要因素的基礎上建立起來的，它能具體形象、生動、深刻地反映事物的本質，物理模型在物理學研究和物理教學中是不可或缺的。物理模型是使抽象物體具體化的橋樑，搭建物理模型能使複雜問題簡單化、具體化。

一、我對高中“物理模型”的認識。面對複雜多變的自然界，人們在研究時，總是遵循從簡到繁，先易後難，循序漸進，逐次深入的原則。根據這條原則，人們在處理複雜的問題是總化繁就簡，從生活走向物理，再用物理知識來解決生活問題。基於這樣的一個思維過程，人們就建立了“物理模型”。物理學中就是採用這種模型對實際問題進行處理，用一種能反映物體本質特性的理想過程或假想結構，去描述實際的事物過程。這種理想過程或假想結構稱之為“物理模型”。“物理模型”的建立是一個創造性過程，對物理模型的認識和理解也是一個創造性的過程，一個培養創新能力的過程。所以，引導學生真正認識和理解甚至建立“物理模型”，是培養學生創造性思維和創新能力的最佳途徑。

二、物理模型的特點

1、物理模型是抽象性和形象性的統一。物理模型的建立是捨棄次要因素，把握主要因素，化複雜為簡單，完成由現象到本質、由具體到抽象的過程，而模型的本身又具有直觀形象的特點。

2、物理模型是科學性和假定性的辯證統一。物理模型不僅再現了過去已經感知過的直觀形象，而且要以先前獲得的科學知識為依據，經過判斷、推理等一系列邏輯上的嚴格論證，所以，具有深刻的理論基礎，即具有一定的科學性。理想模型來源於現實，又高於現實，是抽象思維的結果。所以又具有一定的假定性，只有經過實驗證實了以後才被認可，才有可能發展為理論。

三、正確模型的建立是物理學習能力的重要體現

物理學所研究的各種問題,在實際上都涉及許多因素。而模型則是在抓住主要因素.忽略次要因素的基礎上建立起來的。例如“質點”這一模型.在物體的宏觀平動運動中。描述運動的物理量位移、速度、加速度等對同一物體來説其上各點都相同。這就告訴人們，在這些問題的研究中,運動物體的大小和形狀是可不考慮的。因而可將運動物體質點化，即用質點模型來取代真實運動的物體進行分析研究。在研究萬有引力定律時，因為物體之間的距離比物體本身的大小大得很多，因而一般無需區分物體上不同點的差異,這時物體也可以視為“質點”，在地球表面有些物體的下落運動,往往被看做是“自由落體運動”,而這一運動形態的模型重要的是-“自由”二字，初始狀態要自由，即是初速度為零,下落全過程要自由,即只在恆定的重力的作用下下落。這一模型自然是忽略了例如空氣阻力,重力隨高度的變比等因素。

四、物理模型的強大作用

可以使問題大為簡化，從而較為方便地得出物體運動的基本規律。可以對模型討論的結果稍加修正，即可用於實際事物的分析和研究。

還可以利用“物理模型”教學培養學生的創新意識。物理模型的建立很具創新性，教師應該在平時的教學過程中把建立物理模型的這種創新的思路通過啟發式地訴之於學生，這樣對學生創新意識的培養才是有益的。對於每一個物理情景的分析、物理模型的建立，都離不開對物理問題的分析。教學中，通過對物理模型的設計思想及分析思路的教學，能培養學生對較複雜的物理問題進行具體分析，區分主要因素和次要因素，抓住問題的本質特徵，正確運用科學抽象思維的方法去處理物理問題的能力，有助於培養學生的創新思維。這是培養創新能力的主渠道。

在“物理模型”的建立和分析教學過程中，要摸清學生各種錯誤的思維方法，及時糾正。例如，學生受了思維定勢的影響，生怕自己的想法不合題意，將題意理解錯誤，不理解物理學中採用的理想化的思維方法，以為理想化不精確，脱離實際，有時對教師導出的某公式所採用的近似方法表示不可理解，在實驗中追求百分之自的精確度。如學習天體運動的規律時將天體運動的橢圓軌道簡化成理想的圓軌道，這樣我們解決問題時就簡化了很多，可能方便的找到運動的基本規律。這裏就要及時指出物理模型的特點和功能，使學生明確物理模型的科學性，明確物理模型的條件性。

總之，在物理教學中，老師要引導學生去大膽的進行設想，大膽的將物理情景理想化、簡單化，老師要善於幫助學生建立物理模型，並使學生學會利用物理模型解決實際問題。只有這樣，物理學才不再枯燥難學，而物理學豐富的內涵和獨特的思維方法在物理模型的建立與應用的過程中必將被學生所理解與應用，可以大大提高物理教學的效率和效果。