徐 清

(江蘇省宜興市徐舍中學，江蘇宜興 214241)

物理情景和物理模型在高中物理教學中的應用分析

徐 清

(江蘇省宜興市徐舍中學，江蘇宜興 214241)

在高中物理教學中，物理教師結合物理知識，通過積極構建物理情景以及物理模型，提升高中學生學習物理的興趣，進而提高學生物理學習效率。本文主要分析了物理情景以及物理模型的具體運用策略。

物理情景；物理模型；高中物理；教學；應用分析

引 言

教師在物理教學中可以積極地通過物理情景以及物理模型構建的方式幫助學生更好地掌握物理知識，同時調(diào)動學生對物理學習的積極性。本文主要結合物理實踐教學，分析教師在物理情景以及物理模型構建中的策略，從而幫助學生有效提升物理成績。

一、簡述物理情景以及物理模型的基本含義

物理情景主要是物理知識在生活中的實際應用。由于學生掌握的物理知識較為有限，對生活中所包含的物理知識沒有充分地挖掘出來，因此，物理教師在物理教學中，可以把物理情景應用在課堂中，一方面幫助學生從熟悉的情景中掌握知識，另一方面也豐富了物理課堂的興趣性。物理情景教學要求把學生生活與物理知識結合在一起，然后通過分析生活中的物理現(xiàn)象，使得高中學生可以通過生活現(xiàn)象挖掘出事物本質(zhì)[1]，進而了解與掌握物理知識、規(guī)律。而物理模型主要是把物理知識的抽象內(nèi)容通過簡單、具體的方式傳授給學生。例如物理中常用的模型有：質(zhì)點模型、斜面模型、追碰模型、行星模型、單擺模型、電路變化模型、對稱模型、能級模型以及小球模型等。物理情景與物理模型之間具有密切聯(lián)系，前者是后者得以建立的基礎與前提。教師在物理教學中可以創(chuàng)設情景，引導學生通過物理思維掌握情境中所包含的物理知識，通過進一步對這些物理知識的分析與整理，有效地建立物理模型。由此可知，教師通過物理情景以及物理模型構建的方式，把學生在物理學習中的主動性調(diào)動起來，從情景觀察中掌握物理知識，同時把物理中的抽象知識進行具體化以及簡單化處理，有利于高中學生理解與記憶物理知識[2]，進而提升高中學生的分析能力以及抽象思維能力。

二、分析物理情景以及物理模型運用于高中物理中的具體策略

1. 分析物理情景運用

物理知識中涉及需要的實驗內(nèi)容，教師在情景構建中可以結合物理實驗有效地創(chuàng)設情景，幫學生在動手完成實驗的過程中能夠體驗物理情景中所包含的知識，從而提升學生對物理知識的掌握能力。通過實驗的方式創(chuàng)設情景在高中物理中較為常用，這能夠有效地激發(fā)高中學生對物理學習的興趣。

例如“探究力和加速度、質(zhì)量之間關系”的實驗中，其中需要學生掌握的知識是了解物體在運動中快慢變化情況[3]，即力和加速度之間的關系，同時也和物體質(zhì)量有關。在這個實驗中，教師可以先用多媒體展示四組不同的物體運動情況，先讓學生猜猜哪個物體運動的速度最快，并說明原因。然后教師再組織學生進行實驗操作，讓學生自己通過觀察四個不同的物體分別在不同情況下的物體運動情況。在第一組實驗中，教師可讓學生觀察質(zhì)量一樣的物體而所受到的力不同，此時物體的加速度將如何變化。通過實驗可知，當運動物體的質(zhì)量一致時，加速度與力之間形成正比關系。在第二組實驗中，學生可以對運動物體受到的力控制一致，觀察物體在運動中的狀態(tài)。然后教師可以讓學生自主操作第三組、第四組實驗，并讓學生把自己所觀察的實驗現(xiàn)象記錄下來，然后進行分析。教師先通過實驗現(xiàn)象展示，然后引導學生進行實驗，最后讓學生自己操作實驗，一步步讓學生體會物體運動的情況，增加學生對這節(jié)內(nèi)容的印象，進而提升學生對物理知識學習的興趣。

2. 分析物理模型應用

物理中較常用到的模型主要有三大類。

第一類屬于對象模型，教師在物理教學中具體運用時強調(diào)的是保留物理主要內(nèi)容，舍棄次要內(nèi)容，然后建立物理模型展示現(xiàn)象中的核心點，提升學生對物理知識學習與掌握的能力。這類型的模型主要包括質(zhì)點、電場線、點電荷以及磁感線等。

第二類屬于條件模型，主要是通過分析研究對象的外部條件，以最理想的狀態(tài)積極構建模型，因此，這種模型實際應用的范圍較小，一般用于光滑斜面研究中物體運動。

第三類則屬于過程模型，主要是通過研究物理的現(xiàn)象與本質(zhì)，然后從一個物理現(xiàn)象挖掘物理本質(zhì)。這種類型主要包括的內(nèi)容有自由落體、簡諧運動等。

例如物理中的理想模型構建，教師在講授關于“宇宙天體運行”這一內(nèi)容時，可以通過理想模型的方式開展教學。如地球繞太陽運動時，由于太陽平均半徑(14960萬千米左右)遠比地球的半徑(6370千米左右)大，而地球上各個不同點之間在地球中運動都相同，即地球形狀與大小就可以忽視，而把它視為一個“質(zhì)點”進行處理。但是在研究地球的自傳中，由于地球各個點具有不同的半徑，此時就不能將地球的大小、形狀忽略不計，不能把地球視為“質(zhì)點”進行處理。再如斜面模型中，教師在教學中需要學生掌握物體與斜面之間的壓力情況，當壓力是零的條件下，斜面固定與物體所產(chǎn)生的傾角以及摩擦力的因素就決定了物體下滑的速度，此時u=tgθ，物體處在下滑或者靜止狀態(tài)，這時物體所受到的力又是不同的。因此，在實際計算中，需要根據(jù)具體題目進行詳細分析。又如過程模型中把理想狀態(tài)下的物體運動進行抽象之后，就成為了物理過程，如自由落體、勻速運動、簡諧運動、平拋運動等。因此，在處理這些問題時，需要抓住主要因素而主動放棄次要因素，把一些復雜化的對象或者是過程通過隱含條件而轉化為理想模型，進而成功解答物理問題。

三、利用物理情景和物理模型解題案例

題目：火車A向前行駛時的速度為V1，而司機發(fā)現(xiàn)其前方距A甲處一輛火車B正以較慢的速度V2進行同向勻速運動，于是司機立即剎車，火車進行勻減速運動，此時如果要防止兩輛火車相撞，那么加速度a需要滿足的條件是什么？

結 語

物理教師需要根據(jù)物理知識而設計物理情景，結合物理模型而有效地幫助學生掌握物理知識，這是物理教學中的核心點。因此，在物理教學中，教師需要明確物理情景以及物理模型的重要性，從而在物理課堂中更好地展示物理情景給學生，充分地挖掘物理情景中所包含的知識，進而能夠廣泛應用在物理模型中解決物理問題，從而提升學生物理學習的有效性。

[1] 向敏龍.在習題教學中如何豐富、完善學生的物理模型意識[J].中學物理：高中版，2015,33(5):42-43.

[2] 張彥.關于高中物理天體運動的物理情境及模型的研究[J].讀與寫,2016，13(3):241.

[3] 許桂清.從一份調(diào)查反思高中生對科學研究思想與方法的認識——以高中物理天體運動內(nèi)容為例[J].物理教學探討,2016,34(4):70-73.77.

徐清，1981年生，男，江蘇宜興人，現(xiàn)任宜興市徐舍中學高中物理教師，宜興市三優(yōu)化賽課二等獎獲得者，中學一級教師。