所謂“建?！本褪墙⒛Ｐ?，即為了更好地認識、理解事物而對具體事物做出的一種抽象處理，或是對事物所做出的一種無歧義的書面描述。而“物理建模”就是人們?yōu)榱搜芯孔匀唤绺魑矬w的運動規(guī)律、相互作用及其變化時對實際問題進行科學抽象的處理，用一種反映物理問題本質(zhì)特征的理想物質(zhì)、過程、結(jié)構(gòu)、相互作用，去描述實際的事物、過程、結(jié)構(gòu)與相互作用。“建?！奔仁且环N思維過程，也是一種思維方法，其實質(zhì)就是將隱藏在復雜的物理情景中的研究對象或物理過程進行簡化、抽象、類比、提煉。因此，“建?！钡哪康木褪歉灿诰唧w的物理情景并將其呈現(xiàn)出來，從而達到初步分析、處理和解決實際生活中的物理問題，以利于社會的可持續(xù)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展教育。下面結(jié)合本人長期的高中物理教學實踐，談談如何引領(lǐng)學生培養(yǎng)“物理建模”思維。

一、真實的物體用抽象化方法建構(gòu)模型

所謂真實的物體就是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷膶嶋H物體，當我們要分析這些物體的結(jié)構(gòu)、運動規(guī)律或相互作用時，常常將它們的具體形狀、體積、大小等次要因素忽略而抽象成一種理想化模型，用以分析這些物體的結(jié)構(gòu)、運動規(guī)律及相互作用。如運動學中的物體常被抽象成質(zhì)點；力學中在分析物體的受力時常被抽象成小球、矩形體、輕繩與輕桿等；熱學中將實際氣體視為理想氣體；在電學中將帶電體視為點電荷，將導線視為超導體；光學中將光束視為光線等等。

二、物體的運動用標準化運動建構(gòu)模型

高中物理新課程標準所要求考生熟悉并掌握的物體運動，通常是勻速直線運動、勻變速直線運動、拋體運動、圓周運動、簡諧運動與波動。我們在此將它稱為運動的“元”運動。實際物體的運動往往包含這些“元”運動的一種或幾種。因此在研究實際物體的運動問題時，常將物體的實際運動拆分成以上幾種“元”運動，再利用自己所掌握的“元”運動知識解決實際問題。如帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)運動，可拆分為勻加速直線運動和拋體運動規(guī)律；帶電粒子在電磁場中的運動，常被拆分為勻速或勻變速直線運動、拋體運動及圓周運動等等。

三、復雜的問題建構(gòu)簡單化模型

所謂復雜問題，就是在課堂教學過程中，所遇到的一種探索語境中提出的沒有預設(shè)答案的問題。該問題的內(nèi)容要求學生歸納，問題的答案要求學生做出更深的解釋，或做出進一步的澄清，或提供更多的依據(jù)；并且作為一系列問題的一部分，逐步建立認識層次更高、更復雜模式及抽象理論的問題。

所謂復雜問題的簡單化，就是將一個復雜的問題轉(zhuǎn)化成若干個學生熟悉的具體例子、場景或物體，以便學生能回憶并運用與相關(guān)的知識，解決復雜問題的每一個小問題，從而使復雜問題得到解答的過程，如新課程標準所研究的行星運動的問題。希臘人為了解釋行星的逆行，提出了一個理論。這個理論認為每個行星都沿本輪運動，本輪的圓心又繞地球做均輪運動。而這個本輪與均輪還不能十分準確地解釋行星的運動，于是又引入“偏心點”和“偏心等距點”等復雜的概念。但所有這些運動的描述均不符合科學家所追求的簡潔性原則，于是將行星運動簡化成橢圓運動，并進一步簡化成勻速圓周運動處理。

四、陌生的問題用類比化方法建構(gòu)模型

所謂陌生的問題，就是事先不知道，沒有聽說或沒有看見過的，生疏的問題。陌生問題的類比化就是每當我們遇上很陌生的問題時，就應思考該問題的運動規(guī)律或相互作用是否與我們熟悉的運動規(guī)律或相互作用相同或相似。從而找到解決問題的思路與方法，如在探究物體在容器中做彈性碰撞的平拋運動規(guī)律時，發(fā)現(xiàn)與光的反射規(guī)律相同。在探究兩點電荷間的相互作用規(guī)律時，發(fā)現(xiàn)它們的相互作用規(guī)律與萬有引力相似等等。

五、原始的問題用提煉化方法建構(gòu)模型

原始問題是指主要來自真實生活情境，且對現(xiàn)象的描述是原始的和趣味的，能引發(fā)思考與探索，但沒有設(shè)定的已知條件和唯一答案，從而使問題的解決具有發(fā)散性和不可預測性。原始問題的抽象化是指將自然界及社會生活、生產(chǎn)中客觀存在、能夠反映科學概念、規(guī)律本質(zhì)且未被加工的典型科學現(xiàn)象和事實經(jīng)過人為提煉、簡化、分解的過程。這種解決問題的思維能力越來越引起教育家的高度重視，并在歷年的高考及高校自主招生命題中呈現(xiàn)。如原始問題：一些人認為嬰幼兒由成人抱著坐在汽車里是很安全的，現(xiàn)在請你估計一下，一次發(fā)生在很短時間的撞車中，需要多大的力才能抱住嬰幼兒？這類問題由于缺少已知條件而使學生感到困難重重。但如把該問題提煉成：嬰幼兒由成人抱著坐在汽車里也是很不安全的。請計算：一次發(fā)生在0.1s的撞車中，若撞車前車速為60Km/h，那么你需要多大的力才能抱住10Kg的嬰幼兒時，絕大多數(shù)學生就迎刃而解了。

六、開放的問題用適度化方法建構(gòu)模型

開放性問題，簡言之就是信息不完備、目標不確定或解題策略不唯一的問題，也可以理解成答案不確定、不唯一的問題?？梢?，開放性問題留給學生更多的思維方向和想象空間。這里的開放主要體現(xiàn)在問題結(jié)構(gòu)開放、問題解決結(jié)果開放、解決問題時的思路開放及涉及的知識或方法對解題的開放。因此將開放的問題適度化就是要求學生根據(jù)自己的實際情況，運用自己最熟悉的知識與方法去解決問題。例如：1789年，英國物理學家首先估算出了地球的質(zhì)量。根據(jù)你學過的知識，能否估算一下地球的質(zhì)量為多少？

此題目的目標是求地球的質(zhì)量，但沒有給出相關(guān)信息。需解題者根據(jù)自己的實際補充相應條件后給予解答。所選擇方案有：如依M=■πr3ρ時，需補充地球的密度與半徑；如依m(xù)g≈G■解答時，需要補充地球的半徑與重力加速度；如依月球繞地球運動時規(guī)律G■=m■解題時，需補充月球的周期與月地間距；當然也可以利用同步衛(wèi)星運動規(guī)律解題。此問題的起點是開放的，解答策略也是開放的，而解答者可以根據(jù)自己的實際情況而適度縮小解題思路。

總之，本人僅從實際物體抽象化、運動過程標準化、復雜問題簡單化、陌生問題類比化、原始問題提煉化、開放問題適度化等角度介紹如何培養(yǎng)學生的“物理建?！彼季S的相關(guān)方法。但是，鑒于科學活動的復雜性和多樣性，以上的“物理建?！彼季S方法仍存在一定的局限性，還需要學生結(jié)合實際，不斷總結(jié)與探索，本著從特殊到一般或一般到特殊的思維方法去領(lǐng)悟、創(chuàng)新。

參考文獻：

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［4］中華人民共和國教育部.高中物理課程標準（實驗）.北京師范大學出版社.

（作者單位 深圳華僑城中學）