摘 要：為了使研究變得可能和簡化，我們常采取先忽略某些次要因素，把問題理想化的方法，就是先建立物理模型，然后在一定條件下，用于處理實際問題。物理模型是在抓住主要因素忽略次要因素的基礎上建立起來的，它能具體、形象、生動、深刻地反映事物和現(xiàn)象的本質和主流。

關鍵詞：物理模型；物理教學；注意事項

一、物理模型在高中物理教學中的意義

高中物理是在初中物理基礎上研究物質的最普遍、最基本運動規(guī)律的一門自然科學。而所有的自然現(xiàn)象都不是孤立的。這種事物之間復雜的相互聯(lián)系，一方面反映了必然聯(lián)系的規(guī)律性，同時又存在著許多偶然性，使我們的研究產生了復雜性。例如：在研究物體的機械運動時，實際的運動往往非常復雜，不可能有單純的直線運動、勻速運動與圓周運動。為了使研究變?yōu)榭赡芎秃喕覀兂２扇∠群雎阅承┐我蛩?，把問題理想化的方法，如引入勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動和簡諧運動等理想化的運動。這就是先建立物理模型，然后在一定條件下，用于處理這些實際問題。物理模型是在抓住主要因素忽略次要因素的基礎上建立起來的，它能具體、形象、生動、深刻地反映事物和現(xiàn)象的本質和主流。

二、物理模型在教學中的作用

建立和正確使用物理模型可以提高學生理解和接受新知識的能力。例如：我們在運動學中建立了“質點”模型，學生對這一模型有了充分的認識和足夠的理解，為以后學習質點的運動、萬有引力定律、物體的平動和轉動，以及電學中的“點電荷”模型、光學中的“點光源”模型等奠定了良好的基礎，使學生學習這些新知識時容易理解和接受。

建立和正確使用物理模型有利于學生將復雜問題簡單化、明了化，使抽象的物理問題更直觀、具體、形象、鮮明，突出事物間的主要矛盾。例如：“電場線”“磁感應線”等模型的建立，為學生形象地理解電場、磁場等概念、性質等奠定了良好的基礎。

建立和正確使用物理模型對學生的思維發(fā)展、解題能力的提高起著重要的作用?？梢园褟碗s隱含的問題化繁為簡、化難為易，取得事半功倍的效果。

三、高中物理教學中常見的物理模型

物理模型是物理思想的產物，是科學地進行物理思維并從事物理研究的一種方法。高中物理中常見的物理模型，可歸納如下：

1.物理對象模型化

在處理一些物理問題時，可以把物理中的某些客觀實體進行模型化的處理，從而達到簡化問題，突出重點的目的。如質點，舍去物體的形狀、大小、轉動等性能，突出它所處的位置和質量的特性，用一有質量的點描繪，這是對實際物體的簡化。物體本身的大小在所研究的問題中可以忽略，也能當作質點處理。類似質點的客觀實體還有剛體、點電荷、薄透鏡、彈簧振子、單擺、理想氣體、理想電流表、理想電壓表等。

2.物體所處物理情景的條件模型化

在處理有些問題時，需要把物體所處物理情景的條件模型化，從而達到突出重點、簡化運算的目的。例如：當研究帶電粒子在電場中運動時，因粒子所受的重力遠小于電場力，可以舍去重力的作用，使問題得到簡化；力學中的光滑平面不考慮摩擦的影響；熱學中的絕熱容器、電學中的勻強電場、勻強磁場等，都是把物體所處物理情境的條件理想化了。

3.物理狀態(tài)和物理過程的模型化

在處理有些問題時，需要把物理狀態(tài)和物理過程模型化，從而達到突出重點、簡化運算的目的。例如：力學中的自由落體運動、勻速直線運動、簡諧運動、彈性碰撞；熱學中的等溫變化、等容變化、等壓變化等都是物理過程和物理狀態(tài)的模型化。

4.理想化實驗

在實驗的基礎上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，根據邏輯推理法則，對過程進一步分析、推理，找出其規(guī)律，如伽利略的理想實驗為牛頓第一定律的產生奠定了基礎。

四、如何使物理模型在高中物理教學中運用

1.建立模型概念，理解概念實質

概念是客觀事物的本質在人腦中的反映，客觀事物的本質屬性是抽象、理性的。要想使客觀事物在人腦中有深刻的反映，必須將它與人腦中已有的事物聯(lián)系起來，使之形象化、具體化。物理模型大都是以理想化模型為對象建立起來的，建立概念模型實際上是撇開與當前考察無關的因素以及對當前考察影響很小的次要因素，抓住主要因素，認清事物的本質，利用理想化的概念模型解決實際問題，如質點、剛體、理想氣體、點電荷等。學生在理解這些概念時，很難把握其實質，而建立概念模型則是一種有效的思維方式。

2.認清條件模型，突出主要矛盾

條件模型就是將已知的物理條件模型化，舍去條件中的次要因素，抓住條件中的主要因素，為問題的討論和求解起到搭橋鋪路、化難為易的作用。例如：我們在研究兩個物體碰撞時，因作用時間很短，忽略了摩擦等阻力，認為系統(tǒng)的總動量保持不變。條件模型的建立，能使我們研究的問題得到簡化。

3.構造過程模型，建立物理圖景

過程模型就是將物理過程模型化，將一些復雜的物理過程經過分解、簡化、抽象為簡單、易于理解的物理過程。例如：為了研究平拋物體的運動規(guī)律，我們先將問題簡化為下列兩個過程：第一，質點在水平方向不受外力，做勻速直線運動；第二，質點在豎直方向僅受重力作用，做自由落體運動。可見，過程模型的建立，不但可以使問題得到簡化，還可以加深學生對有關概念、規(guī)律的理解，有利于培養(yǎng)學生思維的靈活性。

4.轉換物理模型，深入理解模型

通過對理想化模型的研究，可以完全避開各種因素的干擾，在思維中直接與研究對象的本質接觸，能既快又準確地了解事物的性質和規(guī)律。例如：建立起“單擺”這一理想化模型后，理解了單擺的周期公式，可以解決類似于單擺的一系列問題，在豎直的光滑圓弧軌道內作小幅度滾動的小球的周期問題，在豎直的加速系統(tǒng)內擺動的小球的周期問題，在光滑斜面上擺動的小球的周期問題。

五、高中物理教學使用模型的注意事項

模型是在一定條件下適用的。建立物理模型，可使問題的處理大為簡化而又不會發(fā)生大的偏差?，F(xiàn)實世界中，有許多事物與這種“理想模型”十分接近，在一定場合、一定條件下，作為一種近似，可以把實際事物當作“理想模型”來處理，但也要具體問題具體分析。例如：在研究地球繞太陽公轉運動的時候，由于地球與太陽的平均距離(約14960萬千米)比地球半徑(約6370千米)大得多，地球上各點相對于太陽的運動可以看作是相同的，即地球的形狀、大小可以忽略不計，這樣就可以把地球當作一個“質點”來處理。但在研究地球自轉時，地球上各點的轉動半徑不同，地球的形狀、大小不可以忽略，不能把地球當作一個“質點”來處理。

還要強調一點，在“物理模型”的建立和分析的教學過程中，要摸清學生各種錯誤的思維方法，及時予以糾正。例如：學生受了絕對化的片面思維方法的影響，不理解物理學中采用的理想化的思維方法，以為理想化不精確，脫離實際，有時對教師導出的某公式所采用的近似方法表示不可理解，在實驗中追求百分之百的精確度。這里我們就要及時指出物理模型的特點和功能，使學生明確物理模型的科學性，明確物理模型的條件性，及時糾正這類學生的思維方法。

總之，物理模型是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性的很好素材，充分科學地用足用活物理模型，給學生營造一個寬松的充分體現(xiàn)以“學生為主”的課堂氛圍，就一定能培養(yǎng)出一代具有創(chuàng)新能力的人才。

參考文獻：

[1]李琴.物理模型教學對高中生創(chuàng)新性思維能力培養(yǎng)的問題研究[D].上海：華中師范大學，2009.

[2]戴志鵬.淺談初高中物理教學的銜接[J].考試(教研)，2011（5）.

[3]黃衛(wèi).新視域下高中物理有效性教學探析[J].中學教學參考，2011（8）.

[4]王慶申.淺談如何讓學生適應高中物理學習[J].教育教學論壇，2011（12）.