馮浩

摘 要：物理模型是高中生理解某些物理知識或解決某些物理問題中不可或缺的一種輔助思維工具，同樣有利于深化學生對物理知識的理解，提高學生解題能力。本文基于高中物理教學，重點就如何構建與運用物理模型進行了深入探討。

關鍵詞：高中物理;物理模型;構建策略

物理知識具有很強的抽象性，只靠物理理論知識教學是無法從根本上提升高中生的解題能力，也會限制學生物理抽象思維的發(fā)展，影響他們的物理解題能力。而如果可以強化物理模型構建，那么可以幫助學生更好地排除物理現(xiàn)象或問題中的非本質(zhì)干擾因素，簡化物理問題，降低學生理解物理知識或解決物理問題的難度，提高他們的物理解題能力。因此，如何有效構建高中物理模型是當下值得深入探討的一個重要課題。

1.明確模型構建流程，奠定物理模型構建基礎

為了順利地構建高中物理模型，教師需要先將物理模型構建的基本流程教授給學生，避免他們盲目構建物理模型而影響模型構建的質(zhì)量與效率。在構建物理模型過程中，相應的構建流程及要點主要包括如下幾個環(huán)節(jié)：首先，教師要引導學生認真地審題。通過引導學生仔細地分析物理問題或物理現(xiàn)象，了解整個物理過程的情況，從中挖掘出物理問題或情境中包含的物理規(guī)律等相關物理知識點以及影響物理問題求解的關鍵因素。其次，教師要引導學生以物理知識為鏈接，引導他們靈活地運用所學的物理概念、計算公式、定理和規(guī)律等相關物理知識，綜合分析物理過程，期間通過仔細地考慮問題，對可能涉及到的物理情境進行綜合考慮。最后，要綜合上述分析的結果，將物理問題求解中涉及到的抽象物理情境最終轉化成對應的物理模型，之后結合相關的物理規(guī)律和計算公式等知識來對問題進行求解。

例：圖1所示的一部分光滑圓弧對應的圓心角和圓半徑分別為α（小于10°）和R（圓弧的長度<<R），現(xiàn)有某可以看作質(zhì)點的小球A從左側圓弧自由下滑，同時在圓弧中心部位處有一個和A球相同類型的球B自由落下，試求球A和球B哪個先到達圓弧底部？

解析：B球的運動可以理解成自由落體運動，基于題干的信息，利用自由運動的求解公式，可以得到，但是A球運動在曲線弧上面的運動發(fā)生的是變速曲線運動。針對該運動，教師可以引導學生仔細地分析題干信息，由于圓弧長小于半徑R，光滑弧面，α<10°，所以可以將A球運動近似地當成單擺物理模型，其中擺長=圓弧半徑r。如此一來，在構建單擺物理模型的基礎上，教師可以引導學生利用單擺周期公式求解出A球運動到底部的時間，這樣就可以使學生便捷地求出該道題的正確答案為：。

2.明確模型構建方法，提高物理模型構建效率

物理模型構建的本質(zhì)就是將所要研究的某一物理問題或某一對象以類比、理想化或抽象化等處理方式，將其概括成某一類具體的物理模型，以物理模型來反映物理問題，這樣可以起到化繁為簡，降低學生解決物理問題難度的作用。歸結起來，在引導學生開展物理模型構建的過程中，為了提升他們構建物理模型的效率，教師可以將常用的模型構建方法傳授給學生，具體包括如下幾類：

（1）抽象法。抽象法是構建物理模型中比較常用的一種方法，主要是基于所研究物理問題或事物的本質(zhì)特征和屬性來構建物理模型，以此深化學生對物理問題本質(zhì)的理解。在應用抽象法的時候，可以相應地抽取一個或多個實物客體，或者抽取多個同類物理客體中的共有或共同屬性。例如，針對某一物體，在外部作用下產(chǎn)生形狀變形的基礎上，取消外部作用力后其形狀如果可以恢復原狀，那么針對該例子可知這類事物的共有屬性就是“彈性”，這樣通過抽取這一共同屬性就可以相應地構建“彈性體”物理模型。

（2）理想法。同抽象法類似，理想法也是構建物理模型中比較重要的一種方法，其中可以對所處物理條件進行理想化處理，如條件模型就是基于理想化法構建的模型，如光滑、粗糙等條件模型。此外，還可以對物理實驗進行理想化處理，如理想化處理實驗器材或?qū)嶒灄l件等。例如，伽利略斜面實驗中就假想物體處于運動狀態(tài)的同時，沒有受到摩擦力以及其他外部作用的條件下會一直保持運動狀態(tài)。還可以對物理研究對象的物質(zhì)形態(tài)進行理想化處理，如質(zhì)點模型和彈簧模型等等。

（3）其他。除了上述幾種模型構建方法外，還可以通過靈活地運用拼湊法、歸納法、近似法以及等效替換法等方法來構建物理模型，這些都是模型構建中比較常用的方法，尤其是要注重結合具體的物理實際情況來進行構建，這是確保整體模型構建質(zhì)量的重要保障。

在應用恰當物理模型構建方法，明確物理模型構建流程的基礎上，教師還需要注意引導學生明確物理模型構建中的一些注意事項。比如，高中生需要準確地掌握相關的物理規(guī)律，這是正確構建物理模型的前提;需要確保模型簡化處理和抽象化處理的準確性，如要明確簡化條件，避免出現(xiàn)模型簡化條件與模型不匹配問題;要增強模型使用的整體匹配度，確保更好地利用模型構建解決物理問題。

綜上所述，模型構建是輔助學生解決物理問題或解釋某些物理現(xiàn)象的一個重要學習模型。為了在高中物理教學中順利地構建物理模型，教師需要先將抽象法、理想法等常用物理模型構建方法傳授給學生，使他們明確物理模型構建的基礎流程，然后再結合具體物理問題進行深入分析，以此來提升物理模型構建的質(zhì)量與效率，力求充分發(fā)揮物理模型在提升高中生物理解題能力等方面的積極作用。