初中物理模型法范文

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第1篇

物理学所分析的、研究的实际问题往往很复杂，为了便于着手分析与研究，物理学中常常采用“简化”的方法，对实际问题进行科学抽象的处理，用一种能反映原物本质特性的理想物质（过程）或暇想结构，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”。

每一个物理过程的处理，物理模型的建立，都离不开对物理问题的分析。教学中，通过对物理模型的设计思想及分析思路的教学，能培养学生对较复杂的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维的方法去处理物理问题的能力，有助于学生思维品质的提高，有助于培养学生的创新思维。这是培养创新能力的主渠道。

建模过程中，要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，在教学中要注意建模过程的教学。如在连通器的教学中，可以让学生观察茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器等，设计表格：

引导学生分析、比较这些物体间的差异和共同点，找出它们的共性：上端开口、下部相连通，进一步抽象建立起连通器的物理模型。在研究简单机械时，可以举出多种生活中的工具或器械，如撬杠，核桃钳，镊子，启瓶器等，让学生使用这些工具体会分析比较它们在使用过程中的共同特点，就不难发现它们都具有共同的特征：1.坚硬，使用不变形，是一根硬棒；2.在力的作用下能绕着固定点转动；3.在长短、粗细、弯直等形状上没有一定要求。这样就抽象出“杠杆”这一物理模型。

使用物理模型解决问题时可以起到很多作用：

1.可使物理教学简单化

很多实际问题是复杂的很难研究的，如能将其转化成物理模型可使物理教学简单化，如做力的示意图时就找到力的作用点，沿力的方向画一条带箭头的线段来表示这个力，力的示意图就是典型的模型。分析物体受力时，可根据问题的需要忽略物体的形状和大小，把物体看做一个有质量的点，把这个点作为物体所受的所有力的作用点，从中较为方便地得出物体受力情况。

2.可以使教学形象直观

有些物理问题现象过程非常抽象，运用物理模型法可将问题变得直观形象。在研究磁场时为了描述磁体周围的磁场强弱和磁场特点我们就用磁感线这一模型来描述磁场，通过磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

3.使具体问题普遍化

第2篇

关键词：模型构建教学法；含义；种类；运用

中图分类号：G427 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2012）13-026-1

教授物理的方法很多，如实验法、模型法、推理法、分析法、假设法、图象法、数学法等。在此，本文着重进行模型法在初中物理教学中的运用的探讨，并举出几个有代表性的例子。

一、模型构建的含义及模型构建教学法

1．模型构建的含义

模型构建也称建模，即为了对某一事物作出理解而对该事物做出的一种抽象的、无歧义的书面描述。模型构建包含了两个方面的内容，一方是模型本身，另一方面是构建模型的过程［1］。

模型主要分为逻辑模型和物理模型两大类。模型可以是实物，即按原物的一定比例做出来的与原物特征一致的样品。如车模、船模等；模型也可以是抽象的，即当某一事物无法用实物加以说明时，就用语言表达的方式描述出事物的特征，以便在脑海里对其有个印象，从而达到认识事物的目的。比如为了表示磁场和电场而引入的磁力线、电感线等。无论是物理模型还是逻辑模型都必须经过一个从无到有的建立过程。

2．模型构建教学法

模型构建教学法就是运用建立模型的方式，让学生的思维和意识上建立起对要理解的知识点的模型，从而使得某一概念或事物能被学生所接受的教学方法。在给学生讲解有关概念之前，让其的思想意识当中先建立起相关的印象对教学是有推动作用的。此法是物理教学中的常用方法，它对形成物理概念以及对物理规律的形成有着重要的作用［2］。

二、模型的种类及说明

模型分为物理对象模型、物理过程模型、理想化实验模型、模拟式模型、数学模型。

物理对象模型：有些实际存在的事物在特定的条件下不容易被人们所接受，那么往往可以把它抽象地认识为理想的研究对象，这个研究对象就是物理对象模型。质点就是物理对象模型之一，它是研究直线运动物体运动轨迹的。物理对象模型还有：薄透镜、光线、弹簧振子、理想电流表、理想电压表、理想电源和分子模型等。

物理过程模型：将一些复杂的物理过程经过分解、简化，忽视次要因素，考虑主要因素，忽略个性、考虑共性，抽象为简单的、使之成为易于理解的过程，即物理过程模型。常见的物理过程模型有匀速直线运动、变速直线运动、自由落体运动等。

理想化实验模型：在进行物理实验的时候，依据逻辑推理抓主要因素，忽略次要因素，对实验过程进一步分析、推理、找出其规律的模型称为理想化实验模型。理想化实验模型便于看清事物的本质，从而能将事物本身揭示得更为透彻。伽利略著名的自由落体运动实验就是理想化的实验模型。

模拟式模型：有些物理概念在形式和规律上是抽象的，在内容上则是具体的。这部分概念可以用与之相似的事物模拟出来，即模拟式模型。模拟式模型通常是一种假设的模型，模拟式模型能使一些看见不见、摸不着的事物变得形象、具体化。比如为了研究磁场和电场而引入的磁力线和电感线。

数学模型：物理虽然研究的是事物变化的客观规律，但也能通过数学的形式表达出来。物理学通常是采用客观、抽象与概括的方法去研究客观事物的，数学模型则将所研究对象的属性及规律公式化，而使得其成为定量，达到便于理解的目的。如压强、功率等的公式就是用数学的方法建立的模型。

三、模型构建教学法在初中物理教学中的运用

模型构建教学法的引入为在学生的意识中预先建立起对所涉及概念的雏形提供了帮助，为教学的顺利进行提供了支撑。构建的模型亦同样可以分为物理和逻辑两大类。物理模型常见的如各种实验，逻辑模型则不能用实验来表达，而需要用建模的方式在学生的脑海中建立起印象，再逐步加以说明。以下笔者就来举例阐述模型构建教学法在物理教学中的运用。

例如可以用物理过程模型来向学生说明什么是参照物。参照物是为了研究物体的运动或静止而引入的比对物体。比如火车启动后，窗外的树不断地向后退，并且在火车到站的这段时间内窗外的树都是如此，那么这时一个物理过程模型就建立起来了。随着这个过程的进行，我们可以通过窗外的树向后退从而判断出火车是在运动的，因此树也就成了参照物。同样，当树停止后退时，我们便能判断出火车也停了。

又如要研究光的特性，而引入了光线，光线本身是不存在的，它只是为了方便对光的各种现象加以阐释而虚拟出来的，是逻辑意义上的。光线属于物理对象模型，当要向学生讲解光的传播方向时，先要将光以光线的形式表达出来，并告诉学生把光线看作是光本身，而不要看作是一条实际意义上的线，然后通过言语表述与课堂视频或是挂图或是板书相结合的形式来标示出光线的方向，从而让学生理解光是沿直线传播的。最后还要特别强调一句只有在均匀的介质中光才是沿直线传播的，而在非均匀介质中，光的传播方向就不是直线了，是可变的，如反射和折射现象就是光在非均匀介质中传播而造成的现象。

四、模型构建教学法注意事项

模型构建教学法主要是用来为学生事先没有建立起来的印象或是一时还难以形成的意识而做的说明，但它也不是在任何情况下都适用的，有的物理概念除了抽象以外，还要配合其他的方式才能让学生理解，比如实验法，推理、分析法等。模型构建教学法拓展了学生的思维，也给老师教学的顺利进行提供了帮助。

［参考文献］

第3篇

关键词：初中物理；模型；直观；规律

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2013）13-047-01

初中物理学科已经显示出它的抽象性，学生接受起来未免有些吃力，教师可以化抽象为直观，发动学生，制作模型，利用模型的形象直观的特点，破解物理难题，开启智慧之门。一方面有利于培养并提高学生的动手动脑能力，一方面锻炼学生的思维能力。

模型在我们日常生活、工程技术和科学研究中也是很常见的，对我们的生产生活有很大帮助。物理学研究具有复杂性。怎样发现复杂多变的客观现象背后的基本规律呢？又如何简单的表达它们呢？人们有幸在漫长地实践活动中找到一些有效的方法，其中一个就是：在具体情况下忽略研究对象或过程的次要因素，抓住其本质特征，把复杂的研究对象或现象简化为较为理想化的模型，从而发现和表达物理规律。

既然物理模型是物理学研究的重要方法和手段，物理教育和教学中对物理模型的讲述和讲授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以简化客观对象，合理简化客观对象的过程就是建立物理模型的过程。根据简化过程和角度的不同，将物理模型分为以下五类：物理对象模型、物理条件模型、物理过程模型、理想化实验和数学模型。下面我们逐个加以说明。

（1）物理对象模型――直接将具体研究对象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。这种模型应用最为广泛，在初中物理教材中有许多很好的例子。例如：质点、薄透镜、光线、弹簧振子、理想电流表、理想电压表、理想电源和分子模型。作为例子，我们详细分析质点。质点，就是忽略运动物体的大小和形状而把它看成的一个有质量的几何点。其条件是在所研究的问题中，实际物体的大小和形状对本问题的研究的影响小到可以忽略。这样以来，很多类型的运动的描述就得到化简。比如所有做直线运动的物体都可以看成质点。因为作直线运动的物体的每一个部分每时每刻都做同样的运动，所以就可以忽略其大小和形状，而只找这个物体上的一个点作为概括，当然这个点的质量等于物体本身的质量。这样，直线运动物体的运动轨迹就是一条直线，很容易想象、理解和刻画。很多具体例子都可以这么做，例如以最大速度行驶在笔直铁轨上的火车，沿着航空路线飞行的客机，从比萨斜塔上下落的铁球，等等。

（2）物理条件模型――忽略研究对象所处条件的某些次要因素而形成的物理模型。在初中物理中有：光滑面、轻质杆、轻质滑轮、轻绳、轻质球、绝热容器、匀强电场和匀强磁场等。我们以轻质杆为例加以分析。比如简单机械里的杠杆，在初中阶段问题往往归结到力矩的平衡上来。即：动力×动力臂=阻力×阻力臂。动力和阻力都包括杆以外的物体对杠杆的作用力，还包括杆本身的重力。而杆重力的力臂在杆上的每一点都不同，这样除了杆的形状是几何规则的少数例子以外的绝大部分杠杆问题在初中阶段就没法解决。而轻质杆的引入正好解决了这一问题。轻质杆是忽略了自身重力的弹性杆。当外界物体对杠杆的力矩远远大于杆自身重力的力矩或者杆自身重力的力矩相互抵消时，就可以把杆当成轻质杆，杠杆受到的力矩只有外力矩，这样所有杠杆平衡问题都可以迎刃而解。

（3）物理过程模型――忽略物理过程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有：匀速直线运动、稳恒电流等。这些物理模型都是把物理过程中的某个物理量的微小变化忽略掉，把这个物理量看成是恒定的。因为这些量的变化量与物理量本身相比太小了，以至于可以略去不计。这样不用考虑过程中物理量的复杂变化情况而只考虑恒定过程，分析问题就容易多了。

（4）理想化实验――在大量实验研究的基础上，经过逻辑推理，忽略次要因素，抓住主要特征，得到在理想条件下的物理现象和规律的科学研究方法就是理想实验。理想化方法是物理科学研究和物理学习中最基本、应用最广泛的方法。初中物理中就有一个非常着名的理想化实验：伽利略斜面实验。伽利略的斜面实验有许多，现在举其中的一个例子，同样的小球从同种材料同样高度的斜面上滑下来，在摩擦力依次减小的水平面上沿直线运动的路程依次增大。伽利略由此推知：小球在没有摩擦的水平面上永远做匀速直线运动（在理想条件下的物理现象）。牛顿又在此基础上建立了牛顿第一定律。无需多论，也足以见得理想实验的强大力量。