在教学中如何使学生建立物理模型

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1、物理模型的重要作用，在教学中如何使学生建立物理模型。钱学森说：”模型就是通过对问题现象的分解，利用我们考虑得来的原理吸收一切主要的因素，略去一切不主要的因素，所创造出来的一副图画……雹具体说来：屮学物理物理学学习的内容是：研究对象是理想化的模型；对象经历的过程是理想化的；对象所在的环境也是理想化的。考虑到学生的特点和物理学科的特点物理的教学过程和学生的学习过程都要经过两个必由的思维过程：直觉到逻辑和形彖到抽彖。所以我的看法是，无论建立什么样的教学过程模型都要解决好“直觉到逻辑”和“形象到抽象”的这两个问题。为了帮助学生建立物理模型，教学过程往往会经历以下三步①繁-＞简：规律

2、教学要讲清科学家是如何由繁到简得到物理规律的；②简T繁：习题教学中耍让学生明了，教师在编制习题时是如何将模型对应的规律加上一系列的条件，形成一个个物理问题的；③繁-简：通过一些的教学方式，学生要明了如何对物理问题做分析找出问题背后的物理模型和模型对应的特定条件的。同时这个教学过程必定要把形象思维的各种操作行为放在第一位的。把画图、动作、操作步骤与方法也作为一种物理学的必不可少的内容来教。简言在形彖思维的平台上教模型、条件、算法。教学过程：热力学第一定律和能量守恒定律具有相同的实质，表征的是能量转移或转化过程中总量不变。既然能量只是在不停地转移或转化，而不会消失，我们为什么还

3、在而临能源危机，还在不停地呼吁节约能源呢？我们今天來探讨一下这个问题一一一、某些热学过程的方向性根据初中学过的物理常识，我们知道热传导会在两个冇温差的物体间产生，会自发的从高温物休传至低温物休，那么，热传导会不会从低温物体传至高温物体呢？不会。我们把这种现象称之为——1•热传导的方向性在看另一个事实：扩散既然是分子无规则运动引起，那么，原来A容器中的气体分子扩散到B容器后，在自发的分离回到初始状态在现实中还从來没有发牛•过，这是不可能的，这说明__2.扩散现象有方向性事实三：冇初速度的物体，在水平面上运动，总要停下来，因为摩擦生热，机械能转化成了内能；但是，由于内能的增最一

4、部分转移到物体和地面，另一部分转移到了空中（通常称之为耗散），我们要把这部分内能收集起來，然后通过某种机器或装置让它转化成物体重新运动的机械能，这可能吗？答案必然是否定的。甚至人们述尝试过，即便能够把这部分内能完全收集（不散失），要使它完全转化成机械能，也是绝对不可能的。所以，我们说，涉及到热现象的一一3.能量转化有方向性怎样表征这种热学过程的方向性呢？一一二、热力学第二定律在介绍热力学第二定律之前，先介绍相关概念一一热机：将内能转化成机械能的装置。它们的主要工作原理都是利用高温高压的气体或蒸汽膨胀做功。如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机和喷气发动机等。内能的来源有燃料燃烧

5、所放出的内能、地热以及原了能（转化）、太阳能（转化）等。热机的组成必须具备三个组成部分。其一是发热器，它是使燃料所释放出的能量转变为工作物质（简称工质）内能的装宣;其二是工作部分，它是使工质消耗内能来做机械功的装置；其三是冷凝器，这部分是容纳工作部分排出的废工质的装置。热机工作时，工质从发热器得到的热量，只有一部分转变为机械功，其余部分都传给了冷凝:器。由于内能往机械能的转化不会H发的进行，所以热机事实上人为造就的、一种逆自然过程的能量转化装置。科学家们对热机的工作进行了定最的研究，令工质从发热器得到的热最为Qi，最后被冷凝器带走的热量为Q2（最终耗散到大气、循环水中），转

6、变成机械功的只是W=Qi-Q2o可不可以不设置冷凝器（不带走Q2），令Qi=W呢（物理语言叫热机的效率口==100%）?科学家们经过了种种努力，发现这是不可能的。也就是说：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来作功，而不引起其它变化。这就是热力学第二定律。对热机的定量研究事实映射出这样的信息:要将口发的热学过程人为地逆转，虽然是可能的,但必须付出代价（也就是所谓的''其它变化"一一手段的代价、能量的代价）。所以，我们也可以把热学过程的方向性就看成是是热力学第二定律的的一种体现。于是,热力学第二定律的一种更朴实的表述是：不可能使热量从低温物体传至高温物体，而引起其它变化。我们

7、通常把这种表述方式称为克劳修斯表述。与Z对应的，先前的一种表述被称为开尔文表述。毫无疑问，这是为了纪念这两位科学家在该领域研究的突出贡献与成就。关于克劳修斯表述，我们可以通过这样一个事实理解：通过人为的努力，电冰箱和空调实现了热量从低温物体往高温物体的传递，但是，我们付出了手段方而的代价：购置冰箱的经济代价、能虽方面的代价（持续地缴纳电费），甚至付出了环境方Ifli的代价一一定虽研究表明,冰箱释放给环境的热最必然要多于从冷藏室吸收热最一一和空调一样，它能使环境升温，是—•种''损人利己〃的发明（这就是所谓的其它变化