物理模型在教学中的运用

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1、物理模型在教学中的运用朱红琴甘肃省临洸县文峰中学730500摘要：物理学是一门研究物质最普遍、最基木的运动形式的自然学科，而采用理想化的客体（即物理模型）来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于人们去认识和掌握它们。木文论述了常见的几种物理模型及物理模型在教学中的作用、运用和注意点，使我们对物理木质的理解更细致深入，对物理问题的分析更清晰明了。关键词：物理模型作用运用注意点自然界中的各种事物之间都相互联系着，一方面反映了必然联系的规律性，同时又存在着许多偶然性，从而使我们的研究具有复杂性。例如，在研究实际物体的运动时，为

2、了使研究的问题变得简单化，我们常采用把问题理想化的方法，如引入匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动和简谐运动等理想化的运动，这就是建立物理模型的过程。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、深刻地反映事物的木质。一、物理模型在教学中的作用建立和正确使用物理模型可以提高学牛理解和接受新知识的能力。建立和正确使用物理模型有利于学牛将复杂问题简单化，使抽象的物理问题更直观、具体、形象，突出事物间的主要矛盾。建立和正确使用物理模型对学牛的思维发展、解题能力的提高起着重要的作用，运用它可以把复杂隐含的问题化繁为简、

3、化难为易，起到事半功倍的作用。二、中学物理中常见的物理模型1•物理对象模型化。物理中的某些客观实体，如质点，忽略了物体的形状、大小、运动等性能，突出了它所处的位置和质量特性，用一有质量的点来描述，这是对实际物体的简化。物体木身的大小在所研究的问题中可以忽略，也能当作质点来处理。类似质点的客观实体还有刚体、点电荷、弹簧振子、单摆等等。2•物体所处的条件模型化。当研究带电粒子在电场中运动时，因粒子所受的重力远小于电场力，可以忽略重力的作用，使问题简单化。力学中的光滑面、电磁学中的匀强电场和匀强磁场等等，都是把物体所处的条件理想化了。3•物理状态和物

4、理过程的模型化。例如，力学中的自由落体运动、匀速直线运动、简谐运动、弹性碰撞，电学中的恒定电流，热学中的等温变化、等容变化、等压变化等等，都是物理过程和物理状态的模型化。4.理想化实验。在实验的基础上，要抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，根据逻辑推理法，对过程进一步分析、推理，找出其规律。例如，伽利略的理想实验为牛顿第一定律的产生奠定了基础。5.物理中的数学模型。我们在建造物理模型的同时，也在不断地建造表现物理状态和过程规律的数学模型。例如，在研究外力一定时加速度和质量的关系实验中，有学生认为小车受到的拉力等于砂和砂桶的重力，其实，小车受到的拉力不正

5、好等于砂和砂桶的总重力，只有砂和砂桶的总质量远小于小车和磁码的总质量时，才可近似地取砂和砂桶的总重力为小车所受的拉力，这是我们采取简化计算的一种数学模型。三、物理模型在教学中的运用1•建立模型概念，理解概念实质。物理模型大都是以理想化模型为对象建立起来的。建立概念模型实际上忽略了次要因素，而是抓住主要因素，利用理想化的概念模型解决实际问题。2•认清条件模型，突出主要矛盾。条件模型就是将已知的物理条件模型化，忽略条件中的次要因素，抓住条件中的主要因素，为问题的讨论和求解起到化难为易的作用。例如，我们在研究两个物体碰撞吋，因作用吋间很短，忽略了摩擦

6、等阻力，认为系统的总动量保持不变。可见条件模型的建立，能使我们研究的问题简单化。3.构造过程模型，建立物理图景。过程模型就是将物理过程模型化，将一些复杂的物理过程经过分解、简化转化为简单的、易于理解的物理过程。例如，为了研究平抛物体的运动规律，我们将问题分解为两个过程：第一，质点在水平方向上做匀速直线运动；第二，质点在竖直方向上做自由落体运动。可见，过程模型的建立，不但可以使问题得到简化，还可以加深学生对概念、规律的理解,有利于提高学生的思维能力。4.转换物理模型，深入理解模型。通过对理想化模型的研究，可以准确地了解事物的性质和规律。例如，建立

7、起“单摆”这一理想化模型后，可以解决类似于单摆的一系列问题：在竖直的光滑圆弧轨道内作小幅度滚动的小球的周期问题，在竖直的加速系统内摆动的小球的周期问题，在光滑斜面上摆动的小球的周期问题……总之，由于客观事物具有多样性，它们的运动规律具有复杂性，不可能一下子把它们认识清楚，而建立正确的物理模型可使我们对事物本质的理解更加深入,对物理问题的分析更加清晰。所以，物理模型在教学领域有着重要的价值。参考文献⑴阎金铎《物理思维论》•广西教育出版社。⑵张民生《中学物理教育学》•上海教育岀版社。[3]朱慕菊《走进新课程一一与课程实施者对话》•北京师范大学岀版社

8、。⑷周小山《教师教学究竟靠什麽一一谈新课程的教学观》•北京犬学出版社。