李良

摘 要：本文評(píng)析了初中物理教學(xué)中的物理模型實(shí)例，列舉了物理模型在新課標(biāo)引導(dǎo)下的應(yīng)用案例。作者希望憑借自身多年的初中物理教學(xué)經(jīng)歷和感悟，為教育同行提供一定的參考.

關(guān)鍵詞：物理;模型教學(xué);實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G633.7????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???? 文章編號(hào)：1992-7711（2018）20-038-1

模型法，是指學(xué)習(xí)者和研究者通過對(duì)原事物模型的構(gòu)建過程的探索，來掌握事物的形態(tài)、特征，加深學(xué)習(xí)者對(duì)事物的理解，然后把已有的模型遷移到其他知識(shí)中去應(yīng)用，從而起到舉一反三、觸類旁通的效果。在初中物理教學(xué)過程中，教師要善于發(fā)揮和使用物理模型的作用，提高教學(xué)的有效性。筆者下面將傳統(tǒng)物理教學(xué)“物理模型”實(shí)例和新課標(biāo)引導(dǎo)下的“物理模型”應(yīng)用案例做一個(gè)評(píng)析。

一、初中物理教學(xué)中有關(guān)物理模型的實(shí)例評(píng)析

1.把研究對(duì)象本身理想化的模型。

真空、光滑平面、原子模型、光線、點(diǎn)光源、磁感應(yīng)線、電流表、理想電壓表等都是初中階段出現(xiàn)的模型，它們被統(tǒng)稱為概念模型或?qū)ο竽Ｐ?，可用來代替代表研究?duì)象的、由具體物質(zhì)組成的實(shí)體系統(tǒng)，亦可視為在某種條件下實(shí)際物體的抽象或近似，在“力學(xué)”中比較常見的有輕質(zhì)滑輪、滑輪組、輕質(zhì)彈簧、輕質(zhì)杠桿、輕質(zhì)繩子等。抽象、近似也就是一種理想化的狀態(tài)，而理想化具體到物理教學(xué)中也就是要將次要因素忽略掉，而抓住主要因素，如在生活中并不存在光滑平面，再光滑也是有摩擦存在的。而在物理研究或做物理習(xí)題時(shí)，光滑平面我們默認(rèn)其無摩擦力，我們默認(rèn)輕質(zhì)滑輪、滑輪組、輕質(zhì)彈簧、輕質(zhì)杠桿、輕質(zhì)繩子等的質(zhì)量為零，忽略不計(jì)其質(zhì)量和摩擦力。

在初中階段，默認(rèn)電壓表和電流表的內(nèi)阻分別為無窮大和零，也即是置于一種理想化的環(huán)境中研究對(duì)象。

模型是抽象的實(shí)際問題，模型是有使用范圍和條件的，在利用模型解決物理問題的過程中，模型的使用條件學(xué)生必須弄清楚，并結(jié)合實(shí)際來運(yùn)用。例如對(duì)于一列運(yùn)行的火車，我們需要依據(jù)質(zhì)點(diǎn)的概念并結(jié)合其實(shí)際的運(yùn)動(dòng)情況來判斷能夠?qū)⑵淇醋髻|(zhì)點(diǎn)與否，對(duì)于火車過橋所需時(shí)間這類問題的研究，相對(duì)橋長而言，通常是不能忽略火車的長度的，因此，此時(shí)不能以質(zhì)點(diǎn)來看待火車;而對(duì)于火車從一個(gè)站點(diǎn)到另一個(gè)站點(diǎn)所需時(shí)間這類問題的研究，相對(duì)于兩個(gè)站點(diǎn)之間的距離而言，通常是可以忽略火車的長度的，所以，此時(shí)可以以質(zhì)點(diǎn)來看待火車。

2.把具體過程理想化的模型。

初中階段學(xué)習(xí)到的伽利略斜面實(shí)驗(yàn)，屬于理想實(shí)驗(yàn)，其是牛頓第一定律的基礎(chǔ)。

理想化實(shí)驗(yàn)仍然是在實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，不是主觀臆想，不會(huì)脫離實(shí)際，根據(jù)邏輯法則將客觀現(xiàn)象與過程之間所存在的邏輯聯(lián)系揭示出來，并獲得相應(yīng)的結(jié)論。

物理過程的發(fā)生總脫離不了一定的條件，設(shè)置理想化的條件能將主要的物理現(xiàn)象和過程突出，此即過程模型法的內(nèi)涵。同屬于過程模型的還有運(yùn)動(dòng)學(xué)中的勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、簡諧運(yùn)動(dòng)以及自由落體運(yùn)動(dòng)等。

3.將圖象當(dāng)模型。

在物理教學(xué)中還賦予了數(shù)學(xué)教學(xué)中涉及到的二維坐標(biāo)圖新的意義，即一軸、二線、三斜率、四面積、五截距、六交點(diǎn)。有些可用來表示路程、時(shí)間，還可以用位移來代替面積等。

在運(yùn)動(dòng)學(xué)教學(xué)中，對(duì)運(yùn)動(dòng)快慢的比較以及運(yùn)動(dòng)種類的分類等常會(huì)用到v-t、s-t等圖像。

在電磁學(xué)教學(xué)中，比較磁場強(qiáng)弱、方向時(shí)常會(huì)用到磁感線分布圖。

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為研究某些規(guī)律，也可采用做圖像的方法：如利用m-v圖像對(duì)物質(zhì)的體積與質(zhì)量之間的關(guān)系，也即物質(zhì)的密度進(jìn)行研究;可利用I-R、I-U圖像來研究電流、電阻和電壓之間的關(guān)系;可利用G-m圖像對(duì)物質(zhì)質(zhì)量和重力之間的關(guān)系進(jìn)行研究。

物理習(xí)題中也充滿了圖像：如電學(xué)中的I-U、P-U、P-I、P-R圖像，浮力教學(xué)中的F拉-h、F浮-h、F浮-t圖像等。我們可以借助圖像的模型將不同物理量間的關(guān)系找出來，包括不變關(guān)系、正比關(guān)系、反比關(guān)系等。

二、新課程標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)下物理模型教學(xué)的應(yīng)用實(shí)例

1.直觀性模型的建立。

直觀性模型，是指先仔細(xì)觀察，提出結(jié)構(gòu)模型的猜想，并為證實(shí)猜想尋找證據(jù)，最終將物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)搞清楚。如在磁體的磁場的研究過程中，“磁感線”的模型概念被引入其中，在帶電體的電場的研究過程中;在研究帶電體的電場時(shí)，“電場線”的模型概念被引入其中;在光的傳播路徑的研究過程中，“光線”的模型概念被引入其中;在“液體壓強(qiáng)”推導(dǎo)公式的研究過程中，“液柱模型”被引入其中;在對(duì)“連通器”部分的研究過程中，“液片模型”被引入其中。

2.建立概括性模型。

通過概括東西的本質(zhì)，能將物理概括性模型建立起來，如電學(xué)中涉及到的電路圖，其從本質(zhì)上講就是一個(gè)概括性的實(shí)物模型。

概括性模型也出現(xiàn)在解決電學(xué)中比較復(fù)雜的電路問題時(shí)所借助的等效電路圖。在對(duì)串聯(lián)、并聯(lián)電路的電壓、電流、電阻之間的關(guān)系進(jìn)行探究的過程中，我們會(huì)將導(dǎo)線電阻視為0，以此將它們之間的關(guān)系得出。

3.建立圖表式數(shù)學(xué)模型。

物理的學(xué)習(xí)可以借助數(shù)學(xué)模型來研究很多物理問題，為使學(xué)生能夠正確的建立物理模型，教師要做到以下三點(diǎn)：

第一，培養(yǎng)學(xué)生以物理概念與規(guī)律為依據(jù)對(duì)問題進(jìn)行分析的習(xí)慣。在日常教學(xué)中，教師要努力引導(dǎo)學(xué)生，使他們能夠根據(jù)給出的條件、描述的現(xiàn)象確定問題的性質(zhì);此外，還要依據(jù)現(xiàn)象的特征將因果關(guān)系找出來，從而將創(chuàng)建物理模型的基礎(chǔ)打牢。

第二，物理模型的建構(gòu)離不開理想化的方法，將主要矛盾抓住，近似地處理問題，這是理想化方法的本質(zhì)。所以，要引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成比較取舍的思維習(xí)慣，以此來分析問題。

第三，典型物理模型所蘊(yùn)含的本質(zhì)特征要使學(xué)生掌握牢固，將典型模型不斷積累起來，并能做到應(yīng)用靈活。

教師在日常物理教學(xué)時(shí)，應(yīng)努力引導(dǎo)學(xué)生使用物理模型方法的習(xí)慣，一旦固化成為學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，那么其它的學(xué)習(xí)方法能力也會(huì)水到渠成地獲得，學(xué)習(xí)也更有樂趣，教師最樂于見到地局面正是如此。