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第1篇

物理學所分析的、研究的實際問題往往很復雜，為了便于著手分析與研究，物理學中常常采用“簡化”的方法，對實際問題進行科學抽象的處理，用一種能反映原物本質特性的理想物質（過程）或暇想結構，去描述實際的事物（過程）。這種理想物質（過程）或假想結構稱之為“物理模型”。

每一個物理過程的處理，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，能培養學生對較復雜的物理問題進行具體分析，區分主要因素和次要因素，抓住問題的本質特征，正確運用科學抽象思維的方法去處理物理問題的能力，有助于學生思維品質的提高，有助于培養學生的創新思維。這是培養創新能力的主渠道。

建模過程中，要充分利用抽象思維和比較思維，區分主要因素、次要因素和無關因素，抓住本質的東西加以概括，建立物理模型，在教學中要注意建模過程的教學。如在連通器的教學中，可以讓學生觀察茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器等，設計表格：

引導學生分析、比較這些物體間的差異和共同點，找出它們的共性：上端開口、下部相連通，進一步抽象建立起連通器的物理模型。在研究簡單機械時，可以舉出多種生活中的工具或器械，如撬杠，核桃鉗，鑷子，啟瓶器等，讓學生使用這些工具體會分析比較它們在使用過程中的共同特點，就不難發現它們都具有共同的特征：1.堅硬，使用不變形，是一根硬棒；2.在力的作用下能繞著固定點轉動；3.在長短、粗細、彎直等形狀上沒有一定要求。這樣就抽象出“杠桿”這一物理模型。

使用物理模型解決問題時可以起到很多作用：

1.可使物理教學簡單化

很多實際問題是復雜的很難研究的，如能將其轉化成物理模型可使物理教學簡單化，如做力的示意圖時就找到力的作用點，沿力的方向畫一條帶箭頭的線段來表示這個力，力的示意圖就是典型的模型。分析物體受力時，可根據問題的需要忽略物體的形狀和大小，把物體看做一個有質量的點，把這個點作為物體所受的所有力的作用點，從中較為方便地得出物體受力情況。

2.可以使教學形象直觀

有些物理問題現象過程非常抽象，運用物理模型法可將問題變得直觀形象。在研究磁場時為了描述磁體周圍的磁場強弱和磁場特點我們就用磁感線這一模型來描述磁場，通過磁感線的疏密程度表示磁場的強弱。

3.使具體問題普遍化

第2篇

關鍵詞：模型構建教學法；含義；種類；運用

中圖分類號：G427 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2012）13-026-1

教授物理的方法很多，如實驗法、模型法、推理法、分析法、假設法、圖象法、數學法等。在此，本文著重進行模型法在初中物理教學中的運用的探討，并舉出幾個有代表性的例子。

一、模型構建的含義及模型構建教學法

1．模型構建的含義

模型構建也稱建模，即為了對某一事物作出理解而對該事物做出的一種抽象的、無歧義的書面描述。模型構建包含了兩個方面的內容，一方是模型本身，另一方面是構建模型的過程［1］。

模型主要分為邏輯模型和物理模型兩大類。模型可以是實物，即按原物的一定比例做出來的與原物特征一致的樣品。如車模、船模等；模型也可以是抽象的，即當某一事物無法用實物加以說明時，就用語言表達的方式描述出事物的特征，以便在腦海里對其有個印象，從而達到認識事物的目的。比如為了表示磁場和電場而引入的磁力線、電感線等。無論是物理模型還是邏輯模型都必須經過一個從無到有的建立過程。

2．模型構建教學法

模型構建教學法就是運用建立模型的方式，讓學生的思維和意識上建立起對要理解的知識點的模型，從而使得某一概念或事物能被學生所接受的教學方法。在給學生講解有關概念之前，讓其的思想意識當中先建立起相關的印象對教學是有推動作用的。此法是物理教學中的常用方法，它對形成物理概念以及對物理規律的形成有著重要的作用［2］。

二、模型的種類及說明

模型分為物理對象模型、物理過程模型、理想化實驗模型、模擬式模型、數學模型。

物理對象模型：有些實際存在的事物在特定的條件下不容易被人們所接受，那么往往可以把它抽象地認識為理想的研究對象，這個研究對象就是物理對象模型。質點就是物理對象模型之一，它是研究直線運動物體運動軌跡的。物理對象模型還有：薄透鏡、光線、彈簧振子、理想電流表、理想電壓表、理想電源和分子模型等。

物理過程模型：將一些復雜的物理過程經過分解、簡化，忽視次要因素，考慮主要因素，忽略個性、考慮共性，抽象為簡單的、使之成為易于理解的過程，即物理過程模型。常見的物理過程模型有勻速直線運動、變速直線運動、自由落體運動等。

理想化實驗模型：在進行物理實驗的時候，依據邏輯推理抓主要因素，忽略次要因素，對實驗過程進一步分析、推理、找出其規律的模型稱為理想化實驗模型。理想化實驗模型便于看清事物的本質，從而能將事物本身揭示得更為透徹。伽利略著名的自由落體運動實驗就是理想化的實驗模型。

模擬式模型：有些物理概念在形式和規律上是抽象的，在內容上則是具體的。這部分概念可以用與之相似的事物模擬出來，即模擬式模型。模擬式模型通常是一種假設的模型，模擬式模型能使一些看見不見、摸不著的事物變得形象、具體化。比如為了研究磁場和電場而引入的磁力線和電感線。

數學模型：物理雖然研究的是事物變化的客觀規律，但也能通過數學的形式表達出來。物理學通常是采用客觀、抽象與概括的方法去研究客觀事物的，數學模型則將所研究對象的屬性及規律公式化，而使得其成為定量，達到便于理解的目的。如壓強、功率等的公式就是用數學的方法建立的模型。

三、模型構建教學法在初中物理教學中的運用

模型構建教學法的引入為在學生的意識中預先建立起對所涉及概念的雛形提供了幫助，為教學的順利進行提供了支撐。構建的模型亦同樣可以分為物理和邏輯兩大類。物理模型常見的如各種實驗，邏輯模型則不能用實驗來表達，而需要用建模的方式在學生的腦海中建立起印象，再逐步加以說明。以下筆者就來舉例闡述模型構建教學法在物理教學中的運用。

例如可以用物理過程模型來向學生說明什么是參照物。參照物是為了研究物體的運動或靜止而引入的比對物體。比如火車啟動后，窗外的樹不斷地向后退，并且在火車到站的這段時間內窗外的樹都是如此，那么這時一個物理過程模型就建立起來了。隨著這個過程的進行，我們可以通過窗外的樹向后退從而判斷出火車是在運動的，因此樹也就成了參照物。同樣，當樹停止后退時，我們便能判斷出火車也停了。

又如要研究光的特性，而引入了光線，光線本身是不存在的，它只是為了方便對光的各種現象加以闡釋而虛擬出來的，是邏輯意義上的。光線屬于物理對象模型，當要向學生講解光的傳播方向時，先要將光以光線的形式表達出來，并告訴學生把光線看作是光本身，而不要看作是一條實際意義上的線，然后通過言語表述與課堂視頻或是掛圖或是板書相結合的形式來標示出光線的方向，從而讓學生理解光是沿直線傳播的。最后還要特別強調一句只有在均勻的介質中光才是沿直線傳播的，而在非均勻介質中，光的傳播方向就不是直線了，是可變的，如反射和折射現象就是光在非均勻介質中傳播而造成的現象。

四、模型構建教學法注意事項

模型構建教學法主要是用來為學生事先沒有建立起來的印象或是一時還難以形成的意識而做的說明，但它也不是在任何情況下都適用的，有的物理概念除了抽象以外，還要配合其他的方式才能讓學生理解，比如實驗法，推理、分析法等。模型構建教學法拓展了學生的思維，也給老師教學的順利進行提供了幫助。

［參考文獻］

第3篇

關鍵詞：初中物理；模型；直觀；規律

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）13-047-01

初中物理學科已經顯示出它的抽象性，學生接受起來未免有些吃力，教師可以化抽象為直觀，發動學生，制作模型，利用模型的形象直觀的特點，破解物理難題，開啟智慧之門。一方面有利于培養并提高學生的動手動腦能力，一方面鍛煉學生的思維能力。

模型在我們日常生活、工程技術和科學研究中也是很常見的，對我們的生產生活有很大幫助。物理學研究具有復雜性。怎樣發現復雜多變的客觀現象背后的基本規律呢？又如何簡單的表達它們呢？人們有幸在漫長地實踐活動中找到一些有效的方法，其中一個就是：在具體情況下忽略研究對象或過程的次要因素，抓住其本質特征，把復雜的研究對象或現象簡化為較為理想化的模型，從而發現和表達物理規律。

既然物理模型是物理學研究的重要方法和手段，物理教育和教學中對物理模型的講述和講授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以簡化客觀對象，合理簡化客觀對象的過程就是建立物理模型的過程。根據簡化過程和角度的不同，將物理模型分為以下五類：物理對象模型、物理條件模型、物理過程模型、理想化實驗和數學模型。下面我們逐個加以說明。

（1）物理對象模型――直接將具體研究對象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。這種模型應用最為廣泛，在初中物理教材中有許多很好的例子。例如：質點、薄透鏡、光線、彈簧振子、理想電流表、理想電壓表、理想電源和分子模型。作為例子，我們詳細分析質點。質點，就是忽略運動物體的大小和形狀而把它看成的一個有質量的幾何點。其條件是在所研究的問題中，實際物體的大小和形狀對本問題的研究的影響小到可以忽略。這樣以來，很多類型的運動的描述就得到化簡。比如所有做直線運動的物體都可以看成質點。因為作直線運動的物體的每一個部分每時每刻都做同樣的運動，所以就可以忽略其大小和形狀，而只找這個物體上的一個點作為概括，當然這個點的質量等于物體本身的質量。這樣，直線運動物體的運動軌跡就是一條直線，很容易想象、理解和刻畫。很多具體例子都可以這么做，例如以最大速度行駛在筆直鐵軌上的火車，沿著航空路線飛行的客機，從比薩斜塔上下落的鐵球，等等。

（2）物理條件模型――忽略研究對象所處條件的某些次要因素而形成的物理模型。在初中物理中有：光滑面、輕質桿、輕質滑輪、輕繩、輕質球、絕熱容器、勻強電場和勻強磁場等。我們以輕質桿為例加以分析。比如簡單機械里的杠桿，在初中階段問題往往歸結到力矩的平衡上來。即：動力×動力臂=阻力×阻力臂。動力和阻力都包括桿以外的物體對杠桿的作用力，還包括桿本身的重力。而桿重力的力臂在桿上的每一點都不同，這樣除了桿的形狀是幾何規則的少數例子以外的絕大部分杠桿問題在初中階段就沒法解決。而輕質桿的引入正好解決了這一問題。輕質桿是忽略了自身重力的彈性桿。當外界物體對杠桿的力矩遠遠大于桿自身重力的力矩或者桿自身重力的力矩相互抵消時，就可以把桿當成輕質桿，杠桿受到的力矩只有外力矩，這樣所有杠桿平衡問題都可以迎刃而解。

（3）物理過程模型――忽略物理過程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有：勻速直線運動、穩恒電流等。這些物理模型都是把物理過程中的某個物理量的微小變化忽略掉，把這個物理量看成是恒定的。因為這些量的變化量與物理量本身相比太小了，以至于可以略去不計。這樣不用考慮過程中物理量的復雜變化情況而只考慮恒定過程，分析問題就容易多了。

（4）理想化實驗――在大量實驗研究的基礎上，經過邏輯推理，忽略次要因素，抓住主要特征，得到在理想條件下的物理現象和規律的科學研究方法就是理想實驗。理想化方法是物理科學研究和物理學習中最基本、應用最廣泛的方法。初中物理中就有一個非常著名的理想化實驗：伽利略斜面實驗。伽利略的斜面實驗有許多，現在舉其中的一個例子，同樣的小球從同種材料同樣高度的斜面上滑下來，在摩擦力依次減小的水平面上沿直線運動的路程依次增大。伽利略由此推知：小球在沒有摩擦的水平面上永遠做勻速直線運動（在理想條件下的物理現象）。牛頓又在此基礎上建立了牛頓第一定律。無需多論，也足以見得理想實驗的強大力量。