高中物理教学中物理模型的构建与应用

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1、高中物理教学中物理模型的构建与应用高中物理教学中物理模型的构建与应用一、前言　　物理是高中教学当中非常重要的一门学科，但其抽象的知识原理也让许多学生觉得比较难懂难学，甚至厌恶物理学习。因此在高中物理教学中应用物理模型辅助教学，能帮助学生理解物理问题，同时能够更直观的解决物理问题，继而提高学生学习物理的兴趣。　　二、物理模型的含义和构建原则　　（一）含义简介　　构建物理模型指的是在物理学当中把问题做简化，继而构建起来能够解决实际问题的一种比较有效的方式，也可以称作是物理学的思想方法。我们可以将其归纳为：把生活和自

2、然界当中存在的问题做提炼之后把问题抽象成一种物理模型，以实物或画图形式直观的表达认识对象的特征，然后解出答案并验证其是否合理，将构建的物理模型所得到的结果来解释现实中存在的问题并对这一物理知识进行应用就是物理建模。　　（二）构建原则　　构建物理模型能够具体的反映出具体事物其物理上的本质，然后抽取出其原型当中存在的主要物理特征，再使用科学知识以及物理试验数据作为模型构建的支撑。所以，我们在高中物理教学当中构建和应用物理模型就一定要坚持科学合理这一基本原则，绝不能随意构建。总的来说，我们在构建物理模型时必须遵循的原

3、则包括下面几点：　　第一，模型要能够反映出研究对象其本质上的特征。质点力学中建立的第一个、也是最简单的物理模型是质点。如果一个物体自身的线度与它的运动范围的线度相比微不足道，或者在所研究的问题中允许忽略物体各部分运动状态的差异，这样的物体可按质点模型处理，否则就要按其实际形状讨论。同时构建电场和磁场等相关的物理模型时也需要遵循这一原则，只有这样我们才能确保在教学当中能够通过物理模型的构建来让学生可以深入理解相关概念和原理并真实的反映出事物的原型。　　第二，构建模型时要以实验作为依据。构建物理模型绝不可以随意进行

4、，其构建的基础是科学知识以及物理实践。因此构建物理模型时一定要以实验为依据，所有的修改和适用范围等都一定要坚持这一基本原则。例如牛顿第一定律是牛顿在伽利略和笛卡儿等人的实验和论证的基础上进一步总结和科学推论而得出的。　　三、高中物理教学中构建物理模型的意义和具体应用　　（一）意义　　1.帮助学生理解物理含义和原理。在高中物理教学当中构建和应用物理模型，要科学分析和归纳物理现象，通过抓取物理现象的本质要素，去除次要因素从而构建出物理模型。同时还要通过物理量来量化，让物理概念之间存在的联系上升为物理规律。在构建物理

5、模型这一过程中让学生参与到其中，这不但能够让学生获取知识，同时也让他们对科学构建研究问题的方法有了更深层次的认识，提高教学效果。　　2.提高学生的创造性思维水平。构建物理模型的过程实际上就是一个创造过程，通过对问题的观察和研究分析之后，通过思维来创造一个理想化的模型。所以教师在课堂当中引导学生构建物理模型不但能够让学生加深对知识的理解和巩固，同时还可以激发学生的创新能力和学习积极性。　　（二）具体应用　　1.在实验教学当中构建和应用物理模型不仅能够让学生更直观的理解物理学知识，同时还能够培养学生构建物理模型的能

6、力。由于在现实中空气的摩擦或者接触面的摩擦总是存在的，故大多数的物理学实验都是在模拟与之相关的物理场景或过程，通过抓取物理现象的本质要素，去除次要因素从而构建出物理模型。由此可见在实验教学当中构建和应用物理模型是有其优越性的。　　比如我们在教学章节单摆当中，教师希望学生能够更好的研究单摆的运动，就可以通过让学生尝试构建相关的物理模型来加深理解。老师可以把学生分成多个小组，让其探讨分析物理模型的构建方式，通过探讨之后可以将分析结果归纳为以下几点：　　首先，假设在一定的场合和条件下，认定小球的摆角小于5°时

7、，其振动周期与小球的质量、大小是无关的；其次，准备一组两个悬线一样但质量不等的小球；一组两个质量相等但悬线不一样的小球；一组两个悬线一样且质量相等的小球；第三，进行实验，让第一组与第二组的摆角大于5°，第三组的摆角则小于5°，然后观察情况；第四，学生将观察到的现象做下记录并找出规律，并使用相关理论进行分析，把现象问题抽象化；最后，让学生抓住模型构建的主要因素，然后分小组讨论和单摆运动类似的现象，同时做比较和实验。　　2.解答问题时应用物理模型的构建。高中物理知识的原理都比较抽象和简单，但是不少学

8、生在学习完原理之后却很难将其应用到解题当中。因此，在学生积累了一定的知识之后，老师通过教授典型的习题来提高学生物理模型构建的能力。　　比如我们可以通过以下实例来构建物理模型，帮助学生解题。已知在水平光滑桌面上放上两个物体A、B，mA=1kg，mB=2kg，两个物体之间使用不能伸长的细线连着，细线的质量不计，两物体分别受到水平向左的拉力F1=10N以本文由.L.收集整理及水平向右的拉力F