浅谈高中物理建模思维与培养

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1、浅谈高中物理建模思维与培养于克坚山东省垦利县第二中学257500教师在教学过程中，在重视学生获取知识的同时，更要重视从科学宝库中汲取思维营养，加强科学思维方法的训练，而物理模型在实际问题和物理问题间起到了桥梁作用。物理模型是一个广义的概念，如物质、长度、时间、空间等基木概念和各类物体及物体所处的状态，还有状态变化的过程等等，都可称为物理模型，因为它们都是以各自相应的现实原型（实体）作为背景而抽象概括出来的。实际上中学牛.在解决每一个物理问题的过程，就是正确选用物理模型、建立物理模型的过程。物理建模思维方法是解决实际问题的重要途径和方法。一、理论依

2、据1.物理模型及物理建模思维。物理模型是指物理学所分析研宄的实际问题往往很复杂，为了便于着手分析与研究，物理学中常常用“简化”的方法，对实际问题进行科学抽象的处理，用一种反映原物木质特性的理想物质（过程）或假想结构，去描述实际的事物（过程｝。这种理想物质（过程＞或假想结构称之为物理模型。所谓物理建模思维就是将我们所研究的物理对象或物理过程通过抽象、理想化、简化和类比等方法形成物理模型，来研究和学习物理，分析、处理和解决物理问题的思维方法。2.建模的类型（1）建立对象物理模型。即把物理问题的研宄对象模型化。（2）建立过程物理模型。即把研究的物理现象

3、的实际运动过程进行近似处理，排除其在实际运动过程中的一些次要因素的干扰，使之成为理想的典型过程。（3）建立条件物理模型。即排除物体所处外部条件的次要因素，突出主要方面。二、物理建模思维在中学物理教学中的作用1.物理建模思维是物理教学的基础。(1)使物理教学简单化。很多实际问题是复杂的，很难研究的，如能将其转化并建立物理模型，将使问题简单化。如研究物体运动时，当物体平动i对研究的问题不影响时，可以不考虑物体的形状和大小，把物体看做一个点，可以大大简化问题的复杂性。(2)使教学形象、直观。有些物理问题、现象、过程非常抽象，运用物理建模思维建立起物理模

4、型，将使问题变得直观、形象。如在研究光的现象吋，用光线来形象地表示光，在研宄磁场吋用磁感线来描述磁场。(3)使具体问题普遍化。如在推导液体压强公式吋，建立起液柱模型，只需推导出液柱对其底部的压强，便知此深度处液体向各个方向的压强。液柱的高度即为液体深度，其结论有普遍性。1.物理建模思维是学生思维的支柱之一。学生在学4过程中，如不能有效地建立物理模型，问题将变得很难处理，对物理现象和过程认识模糊，这也是许多中学生感到物理难学、难懂的原因之一。相反，建立了物理模型，学生有了思维的基础和依据，在此基础上，便于学生发挥抽象思维、形象思维、发散思维和创新思

5、维。2.高考、竞赛的导向。近年来的高考题、竞赛题出现了不少物理建模能力题，借以考查学生的物理建模思维能力，因此物理模型的识别、构建和迁移就成了命题的热点。可见物理建模思维的重要性及命题者对这一思维形式的重视。3.有助于提高学生分析和解决问题的能力。学生学到的知识应该是系统的、有机的整体，这样才便于学生去应用，解决实际问题，而建模思维方法在知识的衔接、融合、迁移过程中起着不可替代的作用。如果学生熟练掌握了建模思维,当他遇到实际问题吋，就会根据提供的信息，将其转化为物理问题，构建物理模型，并进行逻辑推理。三、物理教学中学生物理建模思维能力的培养1.注

6、重建模过程的教学，提高建模思维能力。教师应在概念、规律教学中让学生了解建立物理模型思维的方法，注重建模过程的教学，提高学生的建模思维能力。物理模型是在观察、实验和已冇知识经验的基础上建立起来的，在物理教学中，教师要切实加强物理观察，有0的、有计划地引导学生观察tl常生活中的物理现象和过程，为建模提供可靠基础。在物理建模过程中，教师应充分利用抽象思维和比较思维，区分主要因素、次要因素和无关因素，抓住本质的东西加以概括，建立物理模型。2.在实验教学中，培养学生的物理建模思维能力。先做有关实验，使学生在脑海里留下一个直观的、具体的、形象的物理模型，教师

7、在此基础上作抽象引导，形成一种思维轮廓，变成奋思维特征的物理模型，然后再利用学生思维中己建立起来的物理模型去解决问题。很多物理实验在进行实验的推理和解释吋，都需要借助物理模型来完成。3.在AI题教学中，培养学生物理建模思维能力。学生在解题过程中往往存在一些问题，读不懂题或做题过程思维混乱，这在很大程度上是由于学生解题4惯差、建模能力差造成的。在解题过程中快速准确地建立起与题0相符合的物理模型是至关重要的。学生要掌握物理建模思维方法，必须在实际应用中才能慢慢领会和掌握。每一个物理过程的处理、物理模型的建立都离不开物理问题的分析。教师在题教学中通过对

8、物理模型的设计思路及分析研究总结，能培养学生对较复杂物理问题进行具体分析，区分主要因素和次要因素，抓住问题的本质特征，正确运用科学抽象思