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1、建立物理模型提高学习效益【摘要】建立物理模型，对某些物理问题进行分析，是科学研究的一种重要方法，也是我们在教学中常用的一种方法。尤其对于学生而言，掌握了构建物理模型的思想，问题就解决了一大半，许多物理问题都是由某一“母型”变式而来。因此，学会找模型，构建模型是非常必要的，那么怎样构建物理模型呢？ 【关键词】构建；模型；科学；原则一、物理模型在教学中的应用建立物理模型，对某些物理问题进行分析，是科学研究的一种重要方法，也是我们在教学中常用的一种方法。尤其对于学生而言，掌握了构建物理模型的思想，问题就解决了一大半，许多物理问题都是由某一“母型”变式而来。因此，学会找模型，构建模型是非常必要的，那么
2、怎样构建物理模型呢？二、建立物理模型的原则（一）物理模型的建立，必须服从教学和学习的目的物理模型是根据已知的物理现象建立的，是对研究对象简洁的、仿真性的表述。在教学过程中应用的物理模型，能对学生的感官产生强烈的刺激作用，能使大脑皮层产生兴奋。因此，在教学过程中应用物理模型，必须服从教学目的，且要善于引导学生的思维，使之不偏离方向。例如，为了形象地反映电场这个概念，我们可用验电羽建立电场模型。当验电羽在电场中成有规则排列时，学生的兴趣是十分高的，但提高学生的学习兴趣不是我们的主要教学目的。因此，我们还必须引导学生深入观测、分析，沿验电羽电场线电场的认识方向，掌握有关电场的概念。（二）物理模型的建
3、立，必须有助于理论的形成多数的学生，在了解物理现象的基础上，比较注意认识事物之间的因果关系和本质联系，他们的注意已转向物理现象的内在规律。因此，我们建立的物理模型，不能停留在“帮助学生认识物理现象”的基础上，而应引导学生根据对模型的分析，去寻找或发现有关规律，从而形成正确的理论。（三）物理模型的建立，必须有正确的论据有些物理模型，是为了抓住研究对象的重要因素，忽略次要因素，以便准确而简明地得出较普遍的结论；有些物理模型，则带有模拟性的描述。不论我们建立的是何种模型，所依据的理论必须是正确的。例如，我们建立理想变压器模型去研究有关变压器的一些规律，能使学生容易理解变压器的变压原理，但有一问题却使
4、学生感到困惑，即理想变压器的副线圈空载（即I=0）时，原线圈中的电流I多大？若按理想变压器的P=P分析，则I也为零；既然原线圈中的电流为零，又如何使副线圈产生感生电动势，而保证UU=nn呢？理想变压器是建立在忽略内部能量损耗这一次要因素的基础上，三、建立物理模型的方法与手段（一）建立物理模型，可采用从个别到一般的认识方法人对客观世界的认识，是由表及里、由个别到一般的过程。我们在教学中建立物理模型，必须合符这一规律。例如，在高中物理中，学生对速度的改变V、动量的改变P等矢量的认识有一定困难。为了减小学生接受知识的难度，我们先建立在同一直线上的矢量减法模型。如某物体原来的速度为V，后来的速度为V，
5、则速度的改变V=V-V，我们可引导学生这样建立模型：将表示V、V的有向线段的始端共点，则从V的箭端指向V的箭端的有向线段表示了V，再引导学生发现：当V1和V2不在一直线上时，上述法则仍然成立。这样，就可以轻易地建立起矢量三角形模型。（二）建立物理模型，可采用举一反三的方法斜面模型是中学物理中最常见也是最基本最重要的一类问题，首先它由静止在斜面上的物体分解重力作用效果而来，即将重力分解为沿斜面下滑的力和物体压斜面的力，凡是涉及斜面的题目，均离不开这两个分力的作用效果，设斜面光滑物体沿斜面加速下滑时有：mgsin=ma，上滑时有：-mgsin=ma；斜面粗糙时，下滑有：mgsin-mgcos=ma
6、。上滑有：-mgsin-mgcos=ma，以上这几种情况都是最基本的，只要准确掌握重力的作用效果，分清楚动力和阻力，无论斜面是变形为倾斜的传送带问题，还是在电磁场中，这类问题都可解决。（三）建立物理模型，可抓准物理实质遇到陌生问题时，将陌生转化为熟悉，因此，我们在建立物理模型时，可选用熟悉的例子。例如，某年高考上海物理试题第17题：“人的心脏每跳一次大约输送810m的血液，正常人血压（可看作心脏压送血液的压强）的平均值为1.510Pa，心跳约每分钟70次。据此估测心脏工作平均功率为W。”我们可把心脏每一次跳动所输送的血液简化成一个圆柱体模型（设这园柱体的横截面积为S，长为L，则体积为V=SL）
7、，输送的位移为这圆柱体的长L，所用的时间为T，则：功率=1.4（W）。可见，用适当变形法建模，可使问题简化，便于理解。（四）采用等效法建立物理模型，从而使问题更简化我们都知道，做功和热传递在改变物体内能方面是等效的。实际上，等效的问题在不少的物理过程或现象中也存在的，如果我们采用等效法去建立物理模型，将会使问题更加简化。如将天体间的运动等效为圆周运动模型，以及功能关系里面的子弹打木块模型等。当然，建立物理模型的方法是很多的，我们在教学过程中，应根据知识特点和学生特点作出适当的选择。另外，在教学中，如果我们采用多媒体教学手段去建立物理模型，将会使模型更形象化、生动化，更能帮助学生进行深刻的理解，
8、更好地达到我们的教学目的。总之，在物理教学和学习中应用好物理模型，能将知识难点简化，便于学生接受，同时，能启发学生的思维，提高学生的能力，这是我们在物理教学中实施素质教育的必要手段！附：中学阶段一些常见物理模型1.“质心”模型：质心（多种体育运动），集中典型运动规律，力能角度；2.“绳、弹簧、杆”三种模型，三者的异同点，直线与圆周运动中的动力学问题和功能问题；3.“挂件”模型：平衡问题.死结与活结（结点与光滑挂钩）问题，采用正交分解法，图解法，三角形法则和极值法；4.“追碰”模型：运动规律.碰撞规律.临界问题.数学法（函数极值法.图像法等）和物理方法（参照物变换法.守恒法）等。5.“皮带”模型：摩擦力.牛顿运动定律.功能及摩擦生热等问题；6.“斜面”模型：运动规律，三大定律，数理问题；7.“平抛”模型：运动的合成与分解，牛顿运动定律，动能定理（类平抛运动）；8.“行星”模型：向心力（各种力），相关物理量，功能问题，数理问题（圆心、半径、临界问题）；9.“全过程”模型：匀变速运动的整体性，保守力与耗散力，动量守恒定律，动能定理，全过程整体法。
