| 标题 | 物理模型与中学物理教学 |
| 范文 | 张燕南 摘要：模型可谓是十分常见，为人们的日常生活、学习、工作带来了很大的便利，物理学科在研究上具有复杂性的特征，初中学生很难从复杂多变的表面现象发现其中蕴含的深刻规律，而使用物理模型可以更好地表达出深奥的物理规律。分析了物理模型在初中物理中的重要作用 关键词：物理模型;初中物理;重要作用 中图分类号：G4? 文献标识码：A? 文章编号：（2020）-41-370 物理模型对于初中物理来说是重要的表达手段和研究方法，在讲授物理规律时，物理模型是必不可少的存在，使用物理模型时，通常会忽略掉次要因素，因此说使用物理模型可以简化客观对象。 一、物理模型 何为物理模型。从广义角度来说，物理学中涉及的各种物理概念都是物理模型，诸如长度、时间以及物质，均可作为物理模型;同时，物理中的所有研究对象，其状态及状态的变化过程也是物理模型，例如：水从气态变成液态再变成固态的过程，这些就是物理模型。从狭义角度来说，反映物理问题的特定现象、理想化实体、理想化状态、理想化过程、理想化结构等等，同样是物理模型。 二、核心素养背景下初中物理教学模型构建 物理学是研究物理现象及其变化规律的科学，构建物理模型是研究物理学的一种方法;在物理教育和教学中对物理模型的讲述和讲授也是必不可少的。研究任何物理现象，都应分清主要因素和次要因素，而构建物理模型其思想核心就是要忽略次要因素以简化客观对象，并在合理简化客观对象的过程中构建起物理模型。本人根据物理研究过程简化的角度及研究的对象和方法的不同，将物理模型建构分为以下五类：整体模型、理想模型、忽略模型、数字化模型、替代模型。这五种模型的建构往往能使得学生透过现象看本质般理解物理知识，不失为培养学生物理核心素养的有效切入点。 （一）整体模型构建 整体模型构建就是要将具体研究对象中的次要因素忽略掉后把研究对象当作一个整体的一种物理模型构建。比如在研究一物体运动轨迹时把物体当成一个质点，在研究薄透镜光路时，把在透镜内部折射的过程忽略成只完成一次折射，把一束光线简化成一条光线来研究，把重力的作用集中在物体的重心上，这样就把在所研究的问题中，实际物体的大小和形状对研究本问题的影响小到可以忽略。在应用杠杆平衡条件解决实际问题时，当重力作为阻力时，不需要把物体所受的阻力的作用点始终放在重心上。整体模型构建可以培养学生的空间想象能力、对整体的直觉思维能力、构建思维能力，这些能力也能很好地激发学生的创造性、开拓性思维能力，对于培养学生的物理核心素养可发挥出极为重要的作用。 （二）理想模型构建 理想模型构建就是把只有在理想状态下才能发生的物理现象，经过大胆的猜想构思，在大量实验和实践的基础上通过推理得出来的一种物理构建模型。这是一种科学的理想化的物理模型，得出的原理或定律虽然是推理得出来的，但其也是必须通过实验检验或实践验证的。初中物理《牛顿第一定律》的得出就有一个著名的理想实验：伽利略理想实验。伽利略讓小球从弯曲的斜槽上自由下落，当斜槽充分光滑时，小球可沿另一端斜槽上升到初始高度，然后慢慢减小另一端斜槽的倾斜度直至斜槽末端接近水平，发现小球为达到初始高度，将运动得越来越远。在探究真空不能传声的实验中也构建了一个抽气钟罩理想模型：在钟罩内放入音乐芯片，然后慢慢抽出钟罩内的空气来构建真空模型，最后通过听音乐芯片发出的声音越来越小，最后几乎听不到来得出结论。理想模型构建能充分发挥学生的逻辑推理能力、空间想象能力、抽象思维和发散思维能力。由此来看，我们不难看出理想模型的构建有助于学生整体物理核心素养的培养与发展。 （三）忽略模型构建 忽略模型构建就是忽略研究对象所处条件或物理过程中的某些次要因素而形成的一种物理模型构建。在探究杠杆平衡条件时使用轻质杠杆，这样就可以忽略杠杆重力对平衡的影响;在分析斜面坡度越小，越省力时，假设了一个光滑斜面，这样就可以不用考虑摩擦对功的影响，使总功等于有用功即FL=GH，从而分析得出结论;在分析提升物体重力对滑轮组机械效率的影响中，不考虑摩擦和绳子重时η=GhGh+G动h 忽略模型构建把物理过程和条件中的次要因素或微小变化忽略后，就可以不用考虑物理量的复杂变化情况，化繁为简，这样不仅取得降低教学难度增强学生学习自信心的作用，同时还潜意识地培养了学生的创新能力。通过忽略模型的构建培养学生物理核心素养及其能力的可行性得到了充分证明。 （四）数字化模型构建 数字化模型构建就是由数字、字母或其他数学符号组成的，通过数学量化、数学公式或图像图形等形式来描述物理现象或物理量大小的一种物理模型构建。在研究带电体、磁体周围空间存在的电场和磁场时，设想出电场线、磁场线的模型，并用铁粉显示了磁棒周围的磁力线分布形状，从而建立了场的概念，而且还通过线的方向、线的疏密程度更加形象、简练而准确的描述出它们的方向和大小;在研究电学电路时，为了便于研究电路组成的整体性及其内在的联系，将每个实物（如：电源、用电器、开关和导线）抽象、简化为一个符号，然后把这些符号连接起来，构成一个能够充分准确地反映电荷实际流动情况的电路图，这就是电路。电路图实际就是一个画在纸上的实物模型，但在解决许多实际问题时就可以很方便的在图上研究，然后再拿到实践中去检验和完善。在运动学中，可以用图像来研究速度、路程、时间的关系;在电学中，可以借助图像反映电压、电流、电阻的变化关系;在热学中，可以利用图像研究物质温度与时间的变化关系等，这样利用图像描述物理量之间的关系，会让物理量之间更加直观、更具整体性。数字化模型构建通过数字、字母或图像来使物理量或物理现象的理解分析更加直观，通俗易懂，这样不仅可以培养学生良好的创新能力和实践能力，还可以有效提高学生的物理学习及研究能力。由上述分析中我们不难看出，数字化模型构建可以显著地提升学生自主探究获得物理知识的能力，对于学生日后实现可持续性的物理学习有着极其重要的意义，大大推动了初中物理核心素养教学目标落实的进度。 结束语 物理模型对于初中物理教学来说非常重要，通过使用各种类型的物理模型可以简化物理现象中的复杂因素，使学生更加清晰地掌握物理规律，从而获得更好的学习效果。 参考文献 [1]吕佳辛.初中物理教学中基于概念图的思维训练研究[D].辽宁师范大学，2020. [2]王秋旭.基于可视化知识元件的初中物理电学问题可读生成和求解研究[D].四川师范大学，2020. |
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