浅谈对高中物理模型的理解

浅谈对高中物理模型的理解

摘要：物理学是一门研究物质结构和运动规律的学科。人们面对种类繁多的物质世界，对于物体错综复杂的运动情况和相互之间的作用，人们渴望找到事物的本质规律，进而去深入的认识事物，运用事物的规律为我们的生活服务。在千变万化中找到恒定的规律，将物理情景用简单语言描述或简化模型模拟。人们对研究对象所作的这种简化的描述或模拟，就是物理模型。经过长时间和教学了研究我就高中物理教学中物理模型的运用谈谈自己的理解。

关键词：物理模型创新能力

物理在探索物体运动和自然界规律的奥秘中起着领头羊作用，这使物理蒙上一层神秘之纱，学生感觉物理深不可测、晦涩难懂，使高中物理的教学工作产生了阻碍。高中传统教学模式背景培养出来的人才虽然理论知识牢固，但应用到实际生产生活中显得力不从心。物理模型是在抓住主要因素，忽略次要因素的基础上建立起来的，它能具体形象、生动、深刻地反映事物的本质，物理模型在物理学研究和物理教学中是不可或缺的。物理模型是使抽象物体具体化的桥梁，搭建物理模型能使复杂问题简单化、具体化。

一、我对高中“物理模型”的认识。面对复杂多变的自然界，人们在研究时，总是遵循从简到繁，先易后难，循序渐进，逐次深入的原则。根据这条原则，人们在处理复杂的问题是总化繁就简，从生活走向物理，再用物理知识来解决生活问题。基于这样的一个思维过程，人们就建立了“物理模型”。物理学中就是采用这种模型对实际问题进行处理，用一种能反映物体本质特性的理想过程或假想结构，去描述实际的事物过程。这种理想过程或假想结构称之为“物理模型”。“物理模型”的建立是一个创造性过程，对物理模型的认识和理解也是一个创造性的过程，一个培养创新能力的过程。所以，引导学生真正认识和理解甚至建立“物理模型”，是培养学生创造性思维和创新能力的最佳途径。

二、物理模型的特点

1、物理模型是抽象性和形象性的统一。物理模型的建立是舍弃次要因素，把握主要因素，化复杂为简单，完成由现象到本质、由具体到抽象的过程，而模型的本身又具有直观形象的特点。

2、物理模型是科学性和假定性的辩证统一。物理模型不仅再现了过去已经感知过的直观形象，而且要以先前获得的科学知识为依据，经过判断、推理等一系列逻辑上的严格论证，所以，具有深刻的理论基础，即具有一定的科学性。理想模型来源于现实，又高于现实，是抽象思维的结果。所以又具有一定的假定性，只有经过实验证实了以后才被认可，才有可能发展为理论。

三、正确模型的建立是物理学习能力的重要体现

物理学所研究的各种问题,在实际上都涉及许多因素。而模型则是在抓住主要因素.忽略次要因素的基础上建立起来的。例如“质点”这一模型.在物体的宏观平动运动中。描述运动的物理量位移、速度、加速度等对同一物体来说其上各点都相同。这就告诉人们，在这些问题的研究中,运动物体的大小和形状是可不考虑的。因而可将运动物体质点化，即用质点模型来取代真实运动的物体进行分析研究。在研究万有引力定律时，因为物体之间的距离比物体本身的大小大得很多，因而一般无需区分物体上不同点的差异,这时物体也可以视为“质点”，在地球表面有些物体的下落运动,往往被看做是“自由落体运动”,而这一运动形态的模型重要的是-“自由”二字，初始状态要自由，即是初速度为零,下落全过程要自由,即只在恒定的重力的作用下下落。这一模型自然是忽略了例如空气阻力,重力随高度的变比等因素。

四、物理模型的强大作用

可以使问题大为简化，从而较为方便地得出物体运动的基本规律。可以对模型讨论的结果稍加修正，即可用于实际事物的分析和研究。

还可以利用“物理模型”教学培养学生的创新意识。物理模型的建立很具创新性，教师应该在平时的教学过程中把建立物理模型的这种创新的思路通过启发式地诉之于学生，这样对学生创新意识的培养才是有益的。对于每一个物理情景的分析、物理模型的建立，都离不开对物理问题的分析。教学中，通过对物理模型的设计思想及分析思路的教学，能培养学生对较复杂的物理问题进行具体分析，区分主要因素和次要因素，抓住问题的本质特征，正确运用科学抽象思维的方法去处理物理问题的能力，有助于培养学生的创新思维。这是培养创新能力的主渠道。

在“物理模型”的建立和分析教学过程中，要摸清学生各种错误的思维方法，及时纠正。例如，学生受了思维定势的影响，生怕自己的想法不合题意，将题意理解错误，不理解物理学中采用的理想化的思维方法，以为理想化不精确，脱离实际，有时对教师导出的某公式所采用的近似方法表示不可理解，在实验中追求百分之自的精确度。如学习天体运动的规律时将天体运动的椭圆轨道简化成理想的圆轨道，这样我们解决问题时就简化了很多，可能方便的找到运动的基本规律。这里就要及时指出物理模型的特点和功能，使学生明确物理模型的科学性，明确物理模型的条件性。

总之，在物理教学中，老师要引导学生去大胆的进行设想，大胆的将物理情景理想化、简单化，老师要善于帮助学生建立物理模型，并使学生学会利用物理模型解决实际问题。只有这样，物理学才不再枯燥难学，而物理学丰富的内涵和独特的思维方法在物理模型的建立与应用的过程中必将被学生所理解与应用，可以大大提高物理教学的效率和效果。