物理模型构建在教学中的重要性探讨

潘　琳

（铜仁职业技术学院，贵州铜仁　554300）



物理模型构建在教学中的重要性探讨

潘琳

（铜仁职业技术学院，贵州铜仁554300）

摘要：物理是研究自然界物质的基本结构、基本运动形式及相互规律的学科。现在物理试题已结合生产实践活动，学生在解决这类题目时需要把一个复杂的实际问题转化为物理过程，即物理模型的构建。物理模型能使复杂问题得到简化处理，还可利用模型训练学生发散的逻辑思维、帮助学生建立正确的求解思路。可见，教学过程中物理模型构建的重要性。

关键词：物理模型；抽象模型；逻辑思维

1　物理模型的分类

物理模型大致可以分为两类，一类是实物模型，另一类是抽象模型或者仿真模型。

实物模型的构建是根据实物的相似性理论制造的，按原来比例放大或缩小的模型，如原子模型、飞机模型、建筑模型、水利系统实验模型、船舶模型等。实物模型的作用主要有：第一种是作为艺术品或者展览品，实现其艺术价值或者具有参观作用，像建筑模型、汽车模型和船舶模型等。第二种是通过等比例缩小制造的模型，方便人们了解其构造并有助于研究，如水利系统实验模型等。第三种是放大型的模型，通过对微观事物的放大，使人能够观察分析肉眼看不到的事物，常常用于科学研究方面，如原子模型等。

抽象物理模型则与之不同，模型是在物理学现象及规律的研究或学习过程中，对自然界中一个特定对象，针对一个特定目标，根据物体所特有的本质和内在规律，做一些必要性的简化和假设，并使用适当的描述性工具，得到一个基于物理学知识的图景。即物理模型就是为人们提供了一种解决物理问题的方法和方向，利用人的抽象思维来实现学习者有目的地解决问题的方式。

2　物理模型能使复杂问题得到简化处理

在解决实际物理问题的过程中，建立物理模型能够帮助学生形成清晰的思路，强化对问题的理解。然而，事物之间的复杂性和多样性决定了研究只能从事物的主要特征入手。这就需要学生通过科学抽象的方法，抓住事物的主要因素，忽略事物的次要因素，根据研究系统中研究对象的形状、大小、运动过程、状态、结构等特点，将抽象的物理问题转化成简单理想化的模型，再运用相关物理知识点解题。在物理学知识的研究中，许多物理规律和基本理论的建立都是通过建立物理模型间接得到的。所以，建立物理模型不仅能够使物理问题得到简化处理，而且也是物理规律和物理理论赖以建立的基础。对研究系统进行抽象，实现将物理模型的研究结果直接应用到实物客体中去，使学生在解决问题的过程中达到事半功倍的效果。

3　利用模型训练学生发散的逻辑思维

学生在使用物理模型解决实际问题的过程中，每一个模型的建立，都离不开对实体的抽象处理，物理模型的建立有助于学生把许多抽象的知识点展现出来，从而给学生的学习带来极大的效益。物理模型的意义在于可以简化描述物理客体，它不仅能够解释物理现象和实验规律，而且还可以为科学家们的研究做出科学的预言，为他们指明研究方向。例如，英国著名物理学家卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，而提出原子结构的“行星运动模型”，即原子核式模型。这是对原子内部结构的“模型构建”，这一模型的提出，将抽象的原子内部结构清晰呈现出来。这个模型不仅为科学事业作出了贡献，也为教师在教学过程中对学生的教育提供了示例，展现此模型可以提高学生对这一问题的理解能力，这种方法能够使学生的思维更加开阔，长此以往，能帮助培养学生发散的逻辑思维。

4　帮助学生建立正确的求解思路

对题目中某个对象主要条件和过程进行抽象和理想化，并建立物理模型，可以帮助学生解释一些与实验现象相符合的理论结果。从而解释实验规律和物理现象，建立正确的解题思路，培养学生的创新精神。例如，在研究电场时，为了能够清楚地阐述电场的大小，便引出了电场线，我们知道电场线是不存在的，它只是为了更好地描述电场的存在而假想出来的线。物理学规定：在电场中画出一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点切线方向一致，把这些曲线叫做电场线。在电场中，如果各点的场强大小和方向都相同，就把这样的电场叫做匀强电场。在匀强电场中的电场线间距相等且相互平行的直线。电场线疏密程度表示电场的强弱，切线方向表示该点场强的方向；电场线总是始于正电荷或无穷远处，终于负电荷或无穷远处。电场线既不闭合也不相交，它与等势面处处垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面。在此例中，清楚地将一个抽象问题展现出来，有助于学生理解掌握新知识。建立物理模型，能使学生明确物理过程，便于抓住问题的本质特征，挖掘出隐含条件，可以启发学生发挥自己的想象，一定程度上培养学生的创新精神。

5　物理模型的建立与应用要求

为了应对未来新课程的不断改革，教师应该时刻注意积累教学经验和改善教学方法，要注重对学生构建和应用物理模型解题能力的培养，这样才能更好地培养学生的综合素质和创新精神。建立物理模型时，必须找准事实依据，抓住主要因素，将题目中隐含的条件还原出来，最终得出答案。教师需要积极引导学生，加强对其建模能力的培养以及建模意识的渗透，从而发展学生探索问题的兴趣，为学生营造一个轻松立体的课堂生活。

当然，应用物理模型解题也不是万能之法，这也恰恰是它的不足之处。虽然构建物理模型能够使问题变得简单，但具有一定的局限性，必须在一定的条件下才能适用。因此，为了使物理模型能够的到更好的应用，物理模型的构建还需要进一步探讨。

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

作者简介：潘琳，女，大学本科，副教授，主要研究方向：理论物理。

收稿日期：2015-12-25

中图分类号：G712

文献标识码：A

文章编号：2095-980X（2016）01-0143-02