第一篇：在物理教學中建構物理模型
類別：教學設計 題目：在物理教學中建構物理模型
學校：溧陽市平橋初級中學 姓名：譚成峰 電話：*** 在物理教學中建構物理模型
摘要：中學物理教材中有許多物理知識比較抽象，學生往往不易理解和接受，并會因此而失去學習的信心。但如果借助“物理建模思想構建”教學，采用模型構建思想的方法，突出物理情景問題的主要部分，疏通思路，幫助學生建立起清晰的物理情景，使物理問題簡單化，這樣不僅起到增強學生學習的自信心的作用，同時還潛意識地培養(yǎng)了學生的創(chuàng)造性的能力，提高教學質(zhì)量。關鍵詞：建構 物理模型 理想化
根據(jù)新課程標準要求，中學物理要體現(xiàn)“從生活走進物理，從物理走向生活”的新理念。所以在教學中能否將實際問題與頭腦中已有物理模型建立聯(lián)系，將實際問題轉換為物理問題是關鍵。物理模型在實際問題與物理問題間起到了橋梁的作用，本文將從物理模型的概念、重要作用，以及教學中如何指導學生建構物理模型等方面談下自己的看法。
一、認識物理教學中的物理模型法
物理學是一門研究物質(zhì)最普遍、最基本的運動形式的自然科學。而所有的自然現(xiàn)象都不是孤立的。這種事物之間復雜的相互聯(lián)系，一方面反映了必然聯(lián)系的規(guī)律性，同時又存在著許多偶然性，使我們的研究產(chǎn)生了復雜性。因此，許多比較復雜的問題需要我們引入能夠描述其要點的輔助量或建立理想化模型，幫助研究與解決問題，這就是模型法。建構理想化模型是物理學研究中常用的方法。
物理模型是理論知識的一種初級形式，就是將我們研究的物理對象或物理過程、情境通過抽象、理想化、簡化、和類比等方法，進行“去次取主”、“化繁為簡”的處理，把反應研究對象的本質(zhì)特征抽象出來，構成一個概念或實物的體系，就形成物理模型。物理模型既源于實踐,而又高于實踐，在我們的生活、生產(chǎn)、科技領域中帶有普遍的共性特征，具有一定的抽象概括性。物理模型的構建是一種重要的 科學思維方法，通過對物理現(xiàn)象或過程，從而尋找出反映物理現(xiàn)象或物理過程的內(nèi)在本質(zhì)及內(nèi)在規(guī)律達到認識問題的目的。
二、物理模型在初中物理教學中的作用
在物理學習中，有的學生經(jīng)常拿到物理題目無從下手，造成這種情況的原因是多方面的，但其中一個重要原因，就是這部分學生基礎不牢，沒有掌握好一些基本的物理模型。物理是一門培養(yǎng)思維的學科，它特別強調(diào)一個“悟”字，思考的越多，感悟的越多，屬于自己的東西也就越多。因此，我們在平時解題中千萬不能貪多求快，要能概括出題目所屬的物理模型，這樣做不僅能達到舉一反三的目的，久而久之，物理建摸的本領也會得到很大的提升。而一旦具有了自主建模的本領很多看似復雜的題目就會迎刃而解。因此，在物理學習中建立合理的模型會給我們的學習帶來事半功倍的效果。
例如：有些物理問題、現(xiàn)象或過程非常抽象，難以理解，運用模型思維建立起模型，將使問題變得直觀形象。如在研究光現(xiàn)象時，用光線形象表示光的傳播路徑：即沿光的傳播路線畫一條直線，并在直線上畫上箭頭表示光的傳播方向。而實際上我們在觀察太陽、電燈??光源所發(fā)出的光時，是看不見帶箭頭的直線的。引入“光線”這一模型，只是為了研究光現(xiàn)象方便，如果不用光路圖就很難學習光現(xiàn)象的知識。同樣，用力的示意圖表示力的三要素。物體間力的作用是看不見，摸不著的，為了更好地研究物體受力，并發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，我們用一根帶箭頭的線段來表示力。研究肉眼觀察不到的原子結構時，建立原子核式結構模型。在研究磁場時用磁感線描述磁場等等。這些模型的建立，使很多物理現(xiàn)象變得很直觀，更易于我們接受。
同樣，在物理教學中，很多問題也是很復雜的，很難研究的。如能將其轉化成物理模型將使問題變得簡單化。如：對物體進行受力分析時，可以不考慮物體的形狀和大小，可以把物體看成一個質(zhì)點，物體受到的力都作用在一點上。同樣，生活中很少有一個物體真正的做勻速直線運動，在我們研究運動問題的時候，在某種條件下，我們就可以認為物體做的是勻速直線運動。
三、如何在中學物理教學中構建及應用物理模型 縱觀物理學發(fā)展史，許多重大的發(fā)現(xiàn)與結論，都是由于科學家們經(jīng)過大膽的猜想構思，創(chuàng)建出科學的理想化的物理模型，并通過實驗檢驗或實踐驗證，模型與事實基礎很好吻合前提下獲得的。如： 伽里略讓小球從彎曲的斜槽上自由下落，當斜槽充分光滑時，小球可沿另端斜槽上升到初始高度，如果另端斜槽末端越接近水平，小球為達到初始高度,將運動很遠。如果末端完全水平，小球將一直運動下去，永不停止。正因為伽里略構建了光滑這一理想化的模型，才有慣性定律的重大發(fā)現(xiàn)。
同樣，在我們?nèi)粘５慕虒W過程中發(fā)現(xiàn)，有心的同學熟練掌握了這些物理模型，就可將一些看似復雜的物理情景化解為簡單模型的組合，靈活簡便地解出難題，可謂熟能生巧。而沒留心的同學只會根據(jù)最基本的概念規(guī)律去推證，結果費時費力，即使得出了結果，心中對那些物理情景仍不是很清楚，不能留下深刻的印象，更談不上觸類旁通，溫故知新。所以在日常教學中，要指導學生會運用物理模型分析和解答實際的物理問題，在解決問題中培養(yǎng)與訓練學生的物理模型，其基本步驟為：
（1）通過審題，攝取題目有效信息.如：物理現(xiàn)象、物理事實、物理情景、物理狀態(tài)、物理過程等.（2）在尋找與已有信息（某種知識、方法、模型）的相似、相近或聯(lián)系，通過類比聯(lián)想或抽象概括，或邏輯推理等，建立起新的物理模型，將新情景問題“難題”轉化為常規(guī)命題.（3）選擇相關的物理規(guī)律求解.我們平常碰到的一些物理習題，就是依據(jù)一定的物理規(guī)律、物理模型精心構思設計而成的。只要找到事物間的聯(lián)系，就可迅速找到解決問題的途徑。
例題：（2009年荊州市中考試題）電路中有一個滑動變阻器，現(xiàn)測得其兩端電壓為9V，移動滑片后，測得其兩端電壓變化了6V，如果通過滑動變阻器的電流變化了1.5A，則()A．移動滑片前滑動變阻器接人電路的阻值是4Ω B．移動滑片后滑動變阻器接人電路的阻值是4Ω C．移動滑片后滑動變阻器兩端的電壓一定為3V D．移動滑片后滑動變阻器兩端的電壓可能為15V 分析：本題沒有給出電路圖，電路中的元件和連接方式都不清楚，不知從何下手，下面我們就從模型建構的角度入手：
建構模型的指導思想——為了解釋一些物理現(xiàn)象，我們需要提出種種假說或假設。我們在解釋本題電壓電流變化時，不妨也提出一些假設，通過分析、推理去判斷假設是否正確，這也是我們通常所講的假設法。
本題模型建構的詳細過程：
1定性。即確定電路各元件及其連接關系。電路中一般有電源，導線和開關，由題目知道該電路中還有一個滑動變阻器；移動滑片后，測得滑動變阻器兩端電壓發(fā)生變化，說明該電路中還有一個電阻與其串聯(lián)（假設是并聯(lián)，則滑動變阻器兩端電壓將保持不變）。此時形成電路初步模型如右圖1，這個電路的原型是用變阻器控制燈泡亮度的電路圖。由此可見，學生分析解答的過程，就是識別和還原，開發(fā)和利用原有物理模型的過程。在分析物理問題時，需要有根據(jù)的抽象，剔粗取精、去偽存真。
2定量。即運用電路公式和規(guī)律確定各物理量的大小。這里有兩種移動滑片的情況：
一是向左移動滑片，電阻變小，滑動變阻器兩端的電壓將減小6V，為3V。通過滑動變阻器的電流增大了1.5A，所以此時電流應大于1.5A，由歐姆定律，移動滑片后滑動變阻器接人電路的阻值R應小于2Ω?？梢约僭OR＝1Ω，由歐姆定律求出I＝3A，進一步可知移動滑片前的電流為1.5A，再結合串聯(lián)電路中各部分電壓之和等于總電壓，可以得到下列兩個式子，由上兩式可以求出R0＝4Ω，U（電源）＝15V。移動滑片前后滑動變阻器兩端電壓、電阻以及通過的電流大小如圖2所示。
二是向右移動滑片，電阻變大，滑動變阻器兩端的電壓將增大6V，為15V。通過滑動變阻器的電流減小了1.5A，所以此前電流應大于1.5A，由歐姆定律，移動滑片前滑動變阻器接人電路的阻值R應小于6Ω?？梢约僭OR＝3Ω，由歐姆定律求出I＝3A，進一步可知移動滑片后的電流為1.5A，再結合串聯(lián)電路中各部分電壓之和等于總電壓，可以得到下列兩個式子，由上兩式可以求出R0＝4Ω，U（電源）＝21V。移動滑片前后滑動變阻器兩端電壓、電阻以及通過的電流大小如圖3所示。
由上可知，移動滑片前后滑動變阻器接人電路的阻值都不是4Ω，故A、B錯；移動滑片后滑動變阻器兩端的電壓可能為15V，也可能為3V，故選D。
總之，由于客觀事物具有多樣性，人們不可能一下把它們認識清楚，而采用理想化的客體，即建立正確的物理模型來代替實在的客體，就可以使事物的規(guī)律具有比較簡單的形式，便于教師引導學生去認識和掌握它們，使學生對物理本質(zhì)的理解更加細致深入，對解決物理問 題的分析更加清晰明了，所以，物理模型在中學物理教學中有其不可替代的作用和重要的價值。
參考文獻：
1、禹雙青，物理模型方法學習策略探討，湖南師范大學：教育，2005年
2、喬際平等著.《物理學科教育學》.北京：首都師范大學出版社，2000.1
3、呂明德：學習建構主義理論 培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力 中學物理教學探討2001/5
4、史獻計，物理模型建構的心理過程分析，《物理教師》，2005年第4期
第二篇：物理教學中的模型教具
物理教學中的模型教具
在日常的物理教學中會遇到很多的困惑。無意間發(fā)現(xiàn)了這篇論文，分享給大家，也許他會給像我一樣有困惑的朋友們有點啟發(fā)，有點幫助。
模型在我們?nèi)粘Ｉ睢⒐こ碳夹g和科學研究中經(jīng)常見到,對我們的生產(chǎn)生活有很大幫助。物理學研究具有復雜性。怎樣發(fā)現(xiàn)復雜多變的客觀現(xiàn)象背后的基本規(guī)律呢?又如何簡單的表達它們呢?人們有幸在漫長地實踐活動中找到一些有效的方法,其中一個就是:在具體情況下忽略研究對象或過程的次要因素,抓住其本質(zhì)特征,把復雜的研究對象或現(xiàn)象簡化為較為理想化的模型,從而發(fā)現(xiàn)和表達物理規(guī)律。
既然物理模型是物理學研究的重要方法和手段,物理教育和教學中對物理模型的講述和講授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以簡化客觀對象,合理簡化客觀對象的過程就是建立物理模型的過程。根據(jù)簡化過程和角度的不同,將物理模型分為以下五類:物理對象模型、物理條件模型、物理過程模型、理想化實驗和數(shù)學模型。下面我們逐個加以說明。
(一)物理對象模型——直接將具體研究對象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。這種模型應用最為廣泛,在初中物理教材中有許多很好的例子。例如:質(zhì)點、薄透鏡、光線、彈簧振子、理想電流表、理想電壓表、理想電源和分子模型。作為例子,我們詳細分析質(zhì)點。質(zhì)點,就是忽略運動物體的大小和形狀而把它看成的一個有質(zhì)量的幾何點。其條件是在所研究的問題中,實際物體的大小和形狀對本問題的研究的影響小到可以忽略。這樣以來,很多類型的運動的描述就得到化簡。比如所有做直線運動的物體都可以看成質(zhì)點。因為作直線運動的物體的每一個部分每時每刻都做同樣的運動,所以就可以忽略其大小和形狀,而只找這個物體上的一個點作為概括,當然這個點的質(zhì)量等于物體本身的質(zhì)量。這樣,直線運動物體的運動軌跡就是一條直線,很容易想象、理解和刻畫。很多具體例子都可以這么做,例如以最大速度行駛在筆直鐵軌上的火車,沿著航空路線飛行的客機,從比薩斜塔上下落的鐵球,等等。
(二)物理條件模型——忽略研究對象所處條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、輕質(zhì)桿、輕質(zhì)滑輪、輕繩、輕質(zhì)球、絕熱容器、勻強電場和勻強磁場等。我們以輕質(zhì)桿為例加以分析。比如簡單機械里的杠桿,在初中階段問題往往歸結到力矩的平衡上來。即:動力×動力臂=阻力×阻力臂。動力和阻力都包括桿以外的物體對杠桿的作用力,還包括桿本身的重力。而桿重力的力臂在桿上的每一點都不同,這樣除了桿的形狀是幾何規(guī)則的少數(shù)例子以外的絕大部分杠桿問題在初中階段就沒法解決。而輕質(zhì)桿的引入正好解決了這一問題。輕質(zhì)桿是忽略了自身重力的彈性桿。當外界物體對杠桿的力矩遠遠大于桿自身重力的力矩或者桿自身重力的力矩相互抵消時,就可以把桿當成輕質(zhì)桿,杠桿受到的力矩只有外力矩,這樣所有杠桿平衡問題都可以迎刃而解。
(三)物理過程模型——忽略物理過程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有:勻速直線運動、穩(wěn)恒電流等。這些物理模型都是把物理過程中的某個物理量的微小變化忽略掉,把這個物理量看成是恒定的。因為這些量的變化量與物理量本身相比太小了,以至于可以略去不計。這樣不用考慮過程中物理量的復雜變化情況而只考慮恒定過程,分析問題就容易多了。
(四)理想化實驗——在大量實驗研究的基礎上,經(jīng)過邏輯推理,忽略次要因素,抓住主要特征,得到在理想條件下的物理現(xiàn)象和規(guī)律的科學研究方法就是理想實驗。理想化方法是物理科學研究和物理學習中最基本、應用最廣泛的方法。初中物理中就有一個非常著名的理想化實驗:伽利略斜面實驗。伽利略的斜面實驗有許多,現(xiàn)在舉其中的一個例子,同樣的小球從同種材料同樣高度的斜面上滑下來,在摩擦力依次減小的水平面上沿直線運動的路程依次增大。伽利略由此推知:小球在沒有摩擦的水平面上永遠做勻速直線運動(在理想條件下的物理現(xiàn)象)。牛頓又在此基礎上建立了牛頓第一定律。無需多論,也足以見得理想實驗的強大力量。
(五)數(shù)學模型——由數(shù)字、字母或其它數(shù)學符號組成的、描述現(xiàn)實對象數(shù)量規(guī)律的數(shù)學公式、圖形或算法。初中物理中的數(shù)學模型主要有磁感線和電場線。磁感線(電場線)是形象的描述磁感應強度(電場強度)空間分布的幾何線,是一種數(shù)學符號。而磁場和電場本身的性質(zhì)對這些幾何線做了一些規(guī)定,例如空間各點的電場強度是唯一的規(guī)定了電場線不相交。這樣就使它們成為形象、簡練而準確的描述磁場和電場的數(shù)學符號。
物理模型在初中物理教育與教學中起到舉足輕重的作用,因此,在教學中我們就要重視對物理模型概念和具體模型(例如上文分析的模型)的講述,重視對建立物理模型方法的講授,重視對學生建立和應用物理模型意識的增強,重視對學生建立和應用物理模型能力的培養(yǎng),讓學生體驗到成功建立和應用物理模型解決實際問題的快樂。
第三篇：物理模型在中學物理教學中的作用
密 級
公 開
本科生畢業(yè)（學位）論文
淺談物理模型在中學物理教學中的應用
張俊(2008061204)
指導教師姓名： 劉曉春 職
稱： 講師
單
位： 物理與電子科學系 專 業(yè) 名
稱： 物理學 論文提交日期：
論文答辯日期：
學位授予單位： 黔南民族師范學院
答辯委員會主席: 論 文 評 閱 人:
****年**月**日
目錄
中文摘要···················································································································1 ABSTRACT···········································································································1 0引言·······································································································································1 1 物理模型的概念、分類和特征······························································1
1.1物理模型的概念·····························································································1
1.2物理模型的分類··························································································2 1.3物理模型的特征·························································································2 2物理模型的作用·······························································································3 3物理模型在中學物理教學中的意義····················································4 4結語·····································································································································4 5參考文獻···············································································································4
淺談物理模型在中學物理教學中的作用
張俊
（2008061204）
（黔南民族師范學院2008級（2）班 貴州 都勻 558000）
摘要：為了使人們逐漸掌握和理解物理學的重要和基本規(guī)律，物理學中用理想化模型代替實在，復雜的物理研究對象。即所謂的理想物理模型。它是物理學研究方法和邏輯思維的結晶，是研究物理規(guī)律的重要基石，也是貫穿于整個中學階段物理教學內(nèi)容的重要組成部分
關鍵字：物理規(guī)律；理想物理模型；研究對象；中學物理教學
Showing physical model in high school physics teaching in the
role
Zhang jun(Qiannan Normal College for Nationalities level 2008(2)class student id 2008061204)Abstract: in order to make people gradually grasp of physics and understand the important and the basic rule, physics model with idealistic instead of really, complex physical research object.The so-called ideal physical model.It is physics research methods and the logic of crystallization, is the cornerstone of physical laws, and throughout the middle school physics teaching is an important part of content
Key word: physical laws ideal； physical model； research object； middle school physics teaching
0 引言
物理模型是物理規(guī)律和理論賴以建立的基礎，在中學物理中，學生所學習的每一條物理原理、定理或定律都與一定的物理模型相聯(lián)系。解決每個物理問題的過程，都選用物理模型。熟練使用模型方法是學生應該具備的基本物理素質(zhì)。在中學物理教學中如何引導學生對物理模型及其科學方法的正確有效建立及其思維方法的掌握，直接關系到中午物理教學及學生學習的成敗。中學生的感性思維要大于理性思維，由于邏輯思維沒有得到充分發(fā)展，處于對未知的事物的好奇心，但他們更依賴于視覺得到的東西，而不是用邏輯思維去分析，對于那些陌生而深奧的知識和規(guī)律他們心存恐懼[1]，例如物理上的許多未知的物理量、定律和規(guī)律。這時候就需要用一些常見的或是容易想象的模型替代。即建立物理模型：舍棄次要因素，抓住主要因素，從而突出客觀事物的本質(zhì)特征。感覺是人腦對直
接作用于感覺器官的客觀事物的個別屬性，人的認識活動是從感覺開始的，通過感覺不僅能夠了解客觀事物的各種屬性，而且也能夠知道身體內(nèi)部的狀況和變化，感覺是意識和心理活動的重要依據(jù)，是意識對外部世界的直觀反映，也是人腦于外部世界的直接聯(lián)系，割斷了這種聯(lián)系，大腦就無法反映客觀存在，意識也就無從產(chǎn)生，感覺是客觀內(nèi)容和主觀形式的統(tǒng)一。[2]這就是物理模型存在的意義 物理模型的概念、分類和特征 1.1物理模型的概念
在物理學研究中，為了便于研究，人們在觀察和實驗時，會忽略研究對象和物理過程中的次要因素而只抓住主要因素，從而掌握研究對象的基本性質(zhì)和重要物理規(guī)律。在科學研究中，一種重要的方法就是在研究事物時經(jīng)常忽略事物的次要因素而抓住事物的主要因素，從而得出事物的結果，性質(zhì)或規(guī)律。同樣物理學是一門研究物質(zhì)最普遍，最基本的運動形式的自然科學，而所有的自然現(xiàn)象都不是孤立的。這種事物之間復雜的相互聯(lián)系，一方面反映了事物聯(lián)系的的規(guī)律性，同時又存在許多偶然性，使我們的研究產(chǎn)生了復雜性。這種把物理研究對象形式化，純粹化的方法是一種理想化的方法，理想化的研究對象就是物理學中的理想化物理模型。理想化物理模型是學習物理知識的還重要方法和手段，在中學物理知識構架和學習中始終起著非常重要的作用。所謂的物理模型：即建立在分析現(xiàn)象與機理認識基礎上的模型。1.2物理模型的分類
物理模型分為三類：物質(zhì)模型、狀態(tài)模型、過程模型。（1）物質(zhì)模型。物質(zhì)可分為實體物質(zhì)和場物質(zhì)。
實體物質(zhì)模型有力學中的質(zhì)點、輕質(zhì)彈簧、彈性小球等；電磁學中的點電荷、平行板電容器、密繞螺線管等；氣體性質(zhì)中的理想氣體；光學中的薄透鏡、均勻介質(zhì)等。
場物質(zhì)模型有如勻強電場、勻強磁場等都是空間場物質(zhì)的模型。
（2）狀態(tài)模型。研究流體力學時，流體的穩(wěn)恒流動（狀態(tài)）；研究理想氣體時，氣體的平衡態(tài)；研究原子物理時，原子所處的基態(tài)和激發(fā)態(tài)等都屬于狀態(tài)模型。（3）過程模型。在研究質(zhì)點運動時，如勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動、平拋運動、簡諧運動等；在研究理想氣體狀態(tài)變化時，如等溫變化、等壓變化、等容變化、絕熱變化等；還有一些物理量的均勻變化的過程，如某勻強磁場的磁感應強度均勻減小、均勻增加等；非均勻變化的過程，如汽車突然停止都屬于理想的過程模型。
模型是對實際問題的抽象，每一個模型的建立都有一定的條件和使用范圍學生在學習和應用模型解決問題時，要弄清模型的使用條件，要根據(jù)實際情況加以
運用。比如一列火車的運行，能否看成質(zhì)點，就要根據(jù)質(zhì)點的概念和要研究的火車運動情況而定，在研究火車過橋所需時間時，火車的長度相對于橋長來說，一般不能忽略，所以不能看成質(zhì)點；在研究火車從北京到上海所需的時間時，火車的長度遠遠小于北京到上海的距離，可忽略不記，因此火車就可以看成為質(zhì)點。1.3物理模型的特征
（1）科學性。模型方法是一種抓主要矛盾的方法。抓做影響問題的主要因素，突出研究對象本質(zhì)特性，忽略次要特性，是一種合理的近似，所以，具有科學性；以理想氣體分子微光模型為例，理想氣體即分子本身的線度與氣體分子間的平均距離相比可以忽略不計：除碰撞的瞬間外，分子之間以及分子與容器器壁之間都無相互作用。
（2）抽象性。抽象是建立物理模型的基本思維方法。許多物理模型特別是理想物理模型都是抽象的產(chǎn)物，理想模型是科學抽象與概括的結果，在物理學中到處可見，如質(zhì)點、理想氣體、點電荷，線電流等。例如：質(zhì)點模型是用一個沒有大小，形狀，只有質(zhì)量的幾何點來代替實物。
（3）假定性。由于物理事物的復雜性，某些物理事物的本質(zhì)、組成、結構、規(guī)律等比較隱蔽，在搞不清楚時候，人們在研究觀察時會先提出假說，建立物理模型。例如哥白尼關于天體運行的太陽系模型、盧瑟福關于原子的核式結構模型、關于原子核的殼層模型等。當然，物理假說的正確性要用物理實驗來檢驗，并不斷完善和修正。
（4）形象性。建立物理模型的過程既利用了抽象思維的方法，也利用了形象類比等形象思維的方法，是抽象思維和形象思維共同作用的過程，因而也具有形象性。物理學家鄧錫銘1987年提出的以光流體模型處理光束傳輸問題的方法，就借助了物理直覺形象，他把光想象為一種流體，由于光流體模型的建立，使得光束傳輸?shù)膸缀喂鈱W特性和波動光學特性結合了起來，既直觀，有形象，而且因具有嚴密的物理學理論基礎而不失其周密性和細致化。
（5）局限性。物理模型是在一定條件下正確反映了研究對象的本質(zhì)特性，因此一切物理模型都具有一定的適用范圍和限制，不能過分夸大。不然會產(chǎn)生錯誤。例如：用氣體的彈性剛體模型解釋粘滯系數(shù)與溫度的關系時與實際產(chǎn)生偏差等。2物理模型的作用
中學物理模型教學包括物理概念、規(guī)律和習題解析等方面的應用。我們通過對物理模型的教學時學生能夠：建立模型、概括總結、觸類旁通；利用等效法化簡為繁；從個別到一般的認識方法。物理模型的作用主要有以下三個方面：（1）使復雜問題簡單化。等效的問題在不少的物理過程或現(xiàn)象中也是存在的，如做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能方面是等效的。如果我們在應用物理模型時采用等效法去建立物理模型，將會使問題大大的簡化[3]。物理學研究對象是十分復
雜的客觀世界，其起作用的因素很多，需要把復雜問題簡單化，便于人們理解和掌握，而模型方法恰好體現(xiàn)：抓主要矛盾，突出問題的本質(zhì)，可以使研究工作大為簡化。例如，在研究物體的機械運動時，實際上的運動往往非常復雜，不可能有單純的直線運動，勻速運動，圓周運動。為了使研究變?yōu)榭赡芎秃喕覀兿群雎阅承┐我蛩?，把問題理想化的方法，如引入勻速直線運動，勻變速直線運動，勻速圓周運動和簡諧運動等理想化的運動，以便于學生更好的理解，由淺入深逐步掌握物理知識。這就是先建立理想化的物理模型，然后在一定條件下，用于處理某些實際問題。最后達到教學目的。
（2）逐步逼近實際。應用模型方法研究物理問題，能使問題的本質(zhì)突出，關系明朗，有利于問題的解決。但我們也要看到次要因素雖然對研究對象影響不大，但是還是有影響，所以忽略次要因素得到的結論必然是近似的，與實際有一定差距。弄清楚主要因素后，在考慮次要因素，這樣做一級近似就逐漸逼近實際。而建立物理模型為研究實際事物（原型）提供一個比較的標準，從而開辟了研究實際事物的特征和變化規(guī)律的途徑。例如我們在研究機械能守恒時，我們經(jīng)常會用到“光滑”這個字眼，其實在現(xiàn)實中光滑是不存在的，但是我們可以通過這種假設的理想狀態(tài)來研究整個過程，這樣得出的實驗數(shù)據(jù)再與理論想比較。最后再推廣到實際中，這樣就可以更好的理解誤差的來源，也方便學生理解機械能守恒的由來，可以加強記憶。
（3）做出科學預言。作為對物理事物簡化描述的物理模型，不僅能夠解釋物理現(xiàn)象和實驗定律，而且常能做出科學預言。例如在熱機效率的研究中，人們實際熱機的效率總是小于可逆卡諾熱機的效率，這就啟發(fā)人們在設計熱機時，盡可能接近于卡諾熱機，以提高熱機效率。在固體理論的研究中，常常以沒有“缺陷”的理想晶體作為研究對象。當時從應用量子力學對理論晶體進行計算的結果。發(fā)現(xiàn)理想晶體的強度竟然比普通金屬材料大一千倍，物理學家認為，理想晶體的強度竟然比實際晶體大一千倍，那么常見的金屬材料強度之所以減弱，就是由于有許多“缺陷”，加入能減少材料中的這些缺陷，那就能提高金屬材料的強度，從而大大減少金屬，實踐證明，物理學家的預言是正確的。
在中學物理教學中，物理模型可以培養(yǎng)學生正確的科學思維方法，中學物理教學中培養(yǎng)學生正確的思維方法是提高物理思維能力的基礎，初學物理的學生往往只注意知識的學習，并不關心思維方法是否正確，而在整個中學的物理學習中，不同階段的物理學習思維方法有不同的要求和特點，對此特點和規(guī)律的掌握直接影響學習物理思維的發(fā)展和學習效果，因此引導學生建立和運用正確的思維方法至關重要，在物理教學過程中物理模型的建立和分析過程就是科學的思維方法培養(yǎng)和建立過程，由此能使學生運用物理思維方式正確透徹理解物理概念，物理規(guī)律和掌握、理解物理運動的過程[4]。
同樣，物理模型還可以便于學生理解物理學中的難點，中學物理教材中有很多物理知識比較抽象難懂，學生不容易理解和掌握，我來模型就是科學抽象方法的一種形式，它是以客觀實在為原型經(jīng)過科學抽象的產(chǎn)物，是客體主要特性的反映，通過物理模型的教學，突出問題的主要因素，忽略次要因素，幫助學生建立清晰起的物理研究對象，達到疏通思維道理，使物理問題化繁為簡，化難為易，起到降低教學難度的作用，易于學生理解和掌握物理研究對象的本質(zhì)特性及其規(guī)律，如質(zhì)點、理想氣體、點電荷，點電源等等。學生在理解這些概念時，很難把握其實質(zhì)，而建立概念模型是一種有效的思維方式。3物理模型在中學物理教學中的意義
教師在教學中必須認識研究教材、吃透教材，將各章節(jié)知識系統(tǒng)化 [5] 在此基礎上形成物理模型。在以物理模型作為教學的切入點。二學生通過物理模型的應用可以使抽象、復雜的物理問題形象化、具體化。便于物理知識應用于實際，便于學生對知識的學習。同時物理模型的建立過程對學生認識和處理問題有著重要指導和現(xiàn)實意義
由于客觀事物具有質(zhì)的多樣性，它們的物理性質(zhì)和運動規(guī)律往往是很復雜的，不可能一下子把它們的規(guī)律全面認識和掌握清楚，因而在中學物理教學中長采用物理模型來代替實在的客觀物體，可以使物體的性質(zhì)和規(guī)律具有比較簡單簡明的形式，從而便于學生認識和掌握它們的概念、運動規(guī)律及其本質(zhì)特征。建立物理模型也是一種科學的研究方法和思維方式，它的運用有助于學生思維品質(zhì)的提高。建立和正確使用物理模型可以提高學生理解和接受新知識的能力，同時也有助于學生掌握物理學的研究方法，可使學生對物理本質(zhì)的理解更加細致深入，對物理問題的分析更加清晰明了，所以，物理模型在物理教學中有著重要的物理思維方法、物理研究方法等方面的價值意義。4結語
物理模型在物理學研究和教學中有著非常重要的作用，它是學生學習物理知識的基石。同時，物理模型也貫穿于整個中學物理教材的個部分的內(nèi)容中，學生對于一些重要物理知識、規(guī)律的掌握、理解及其思維能力的培養(yǎng)都建立在對物理模型的掌握和理解之上，所以，中學物理教學過程中的各個階段都要特別注意對學生物理模型的建立、理解、掌握的基本思路、基本方法的培養(yǎng)和訓練。只有讓學生在潛移默化之中培養(yǎng)了這種思維才能讓他們的物理素質(zhì)能夠得到最大的發(fā)展，這也正符合我們素質(zhì)教育的要求。
總之，在教學過程中應用好物理模型，能將難點知識簡化，便于學生接受，同時能啟發(fā)學生思維，提高學生的理解能力，是我們在進行素質(zhì)教育的重要一環(huán)。但是在應用物理模型應該注意[6]:(1)模型是在一定條件下適用的，現(xiàn)實世界中，有很多事物與這種“理想模型”十分接近，在一定場合，一定條件下，作為
一種近似，可以把實際事物當做“理想模型”來處理。但是也要具體情況具體分析。例如在研究地球繞太陽公轉時，由于地球與太陽的平均距離相對于地球自身大得多，即地球的形狀、大小對研究過程可以忽略不計，這樣可以把地球當作質(zhì)點來處理。但是在研究地球自轉時，地球各點轉動半徑不同，地球的形狀、大小不能忽略，此時就不能把地球當做質(zhì)點來處理。（2）物理模型是不斷完善發(fā)展的。隨著社會不斷進步，人類對事物本質(zhì)的認識也是不斷深入和提高的，物理模型也相應的由初級向高級發(fā)展并不斷完善。例如原子模型的痛楚就是不斷完善的過程。
參考文獻
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第四篇：建構主義理論在物理教學設計中的應用
建構主義理論在物理教學設計中的應用
建構主義理論是當今國際教育界影響較大并正在逐步深入發(fā)展的一種新的教育理論，它對我們深入教育改革，進行學科教育研究和開展物理教學設計等都有重要的借鑒和啟示作用。這里，筆者將結合物理教學設計，和大家共同探討學習。
一、建構主義教育理論和它的教學觀
關于“建構”，從熟悉論的角度來看，就是指“把已經(jīng)存在的凌亂的、無序的東西，有規(guī)律的組建起來”。建構主義理論的核心觀點是：“人對知識的獲取不是被動的接受，而是由認知主體主動建構的”。
建構主義的教學觀與傳統(tǒng)的教學觀的區(qū)別，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 學生如何獲得知識，要明確這一點，首先需要了解建構主義是如何看待知識的。建構主義認為，知識是對現(xiàn)實世界可能正確的解釋和假設，而不是絕對正確的反映，不論是課本還是教師都不能以“權威”的身份，強迫學生接受這些知識。因此，相對于“知識是被動接受的”、是“作為權威的教師灌輸給學生的”等傳統(tǒng)教學的觀念，建構主義認為：“知識是認知主體——學生主動建構的”，即“學習不再簡單地是信息由外而內(nèi)的輸入，而是通過信息與學習者原有知識經(jīng)驗的雙向的交互作用實現(xiàn)的”。因而，從建構主義的教學觀來看，教師預備傳遞多少信息量給學生并不是最重要的，不是教師輸出的信息量越多，學生吸收的也就越多。建構主義教學的目標是學生自身知識的建構，強調(diào)的是教師如何通過啟發(fā)、誘導等多
種方式協(xié)助學生積極主動完成上述知識的建構。因此，對于學生是如何獲取知識的，建構主義理論與傳統(tǒng)教學思想給出了兩種不同的策略及思路。
在教學的中心這一問題上，建構主義教育理論也有所突破，相對于“教師是教學的中心”的傳統(tǒng)教學觀，建構主義強調(diào)“以學生為中心”，學生是學習過程的主人。建構主義認為，教學的設計，包括教學方法的選定、教學過程的安排、教學媒體的選擇與使用等都要從學生的角度出發(fā)，必須以學生的感受和經(jīng)驗為基礎，以學生的思考和理解為前提來加以實施，以達到學生知識建構的目的。相比而言，在傳統(tǒng)的教學觀中，學生退居其次，教師及教材處于教學的中心位置上，這里需要注重的是，在建構主義教學觀中，教師的作用并不是可有可無的。相反，在啟發(fā)、誘導、促進、監(jiān)控學生的學習等方面，建構主義則對教師提出了更高的要求，使教師的主導作用進一步明確，教師的任務更為艱巨。不難看出，建構主義的這一觀點與當前我國推進素質(zhì)教育中提出的“學生是學習的主人，教師是學習的組織者和引導者”的觀點是不謀而合的。
在學習的具體過程中，建構主義理論認為知識的建構受到時空和環(huán)境的影響，不同的時空和環(huán)境下學生所建構的知識是不同的。因此，建構主義反對傳統(tǒng)將知識簡單化和教條、僵化的做法，反對要求學生死記一些條文和規(guī)則，強調(diào)通過習慣于情景化和具體化，使學生理解和知識。結合當前我國考試改革的綜合化、情景化以及聯(lián)系生產(chǎn)、生活、社會實際等趨勢可以看出，知識的情景化和具體化恰也是二者的契合點。
二、建構主義教育理論引入物理教學設計的實施策略
用建構主義教育理論指導物理教學設計，教師首先要樹立建構主義的教學觀，并在具體的物理教學過程中通過教師作用的充分發(fā)揮，引導、幫助學生建構知識，將這種教學觀落到實處。具體說來，將建構主義理論引入物理教學設計要注重把握好以下幾個方面的問題：
1、設置認知沖突，引導學生建構認知模式
根據(jù)建構主義理論，學生的學習是在原有經(jīng)驗的基礎上，通過他們不斷地與新信息進行交流和思維“撞擊”，在彼此的相互作用中，逐漸生長出新知識，即在學生的頭腦中建構出新的認知模式。在這一過程中，學生原有經(jīng)驗的激發(fā)以及與新知識的交互作用是建構認知模式的關鍵。因此，教師首先要對學生的學習基礎和相關經(jīng)驗盡可能多地了解，對他們的感受多多加以體會，有針對性地激發(fā)出教學必需的知識、經(jīng)驗與感受來，這是用建構主義的教學觀搞好物理教學設計的、基點。在此基礎上，教師要在教學設計中進而明確應如何重組學生的認知結構，以有利于學生對新知識的建構。
設置認知沖突，讓學生在前后矛盾及知與不知的強烈沖突中由“無疑”而“生疑”，由“有疑”而“釋疑”是建構知識的“順應”過程，是學生進行知識建構的重要方式，因而也是實施物理教學設計的重點。在物理教學過程中，教師要對此精心預備，巧妙設計，以求達到最好的教學效果。例如，在“大氣壓強”一課中，教師可這樣進行教學設計：首先讓學生去拉動抽成真空的馬德堡半球。當幾個學生用了很大的勁兒也不能將球拉開時，新的情景與舊的經(jīng)驗產(chǎn)生了矛盾，學生迷惑了，認知沖突產(chǎn)生了。此
時，教師可一步步引導學生探索產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。在這種處于真實物理情境的思考與討論過程中，學生便會在教師的點撥、誘導下逐步進行大氣壓強的存在及其產(chǎn)生原因的知識建構。
2、進行優(yōu)化整理，幫助學生完善認知模式
通過建構，學生形成了新的認知模式。但一次建構的認知模式以及學生原有的一些認知模式往往是粗糙的、膚淺的或者是片面的，需要進一步加以加工和不斷完善。對認知模式進行優(yōu)化整理，就是要求教師在物理教學過程中明確：怎樣理順知識的邏輯結構，使知識之間的聯(lián)系更為緊密；怎樣設置引人入勝的教學情境，使抽象的模式具體化、形象化、情景化；怎樣促進學生的交流與溝通，使學生在不同思維的評判和反思中，看到一個問題的多個層面和不同角度，從而使其對知識的理解和應用更為深刻和全面，最終達到使學生的認知結構更為豐富和鞏固的目的。從認知結構的角度來看，這是建構知識的“同化”過程，是學生進行知識建構的又一重要方式，也是物理教學設計的重點。在知識的建構中，“同化”與“順應”是相輔相成的。物理教學中，在精心設計學生認知“順應”過程的同時，巧妙地安排學生進行認知的“同化”過程，往往會收到環(huán)環(huán)相扣、事半功倍的教學效果。例如，在“大氣壓強”的教學中，給學生建構了大氣壓強的實驗原理又是什么呢？通過逐步深入地對這些問題進行誘導思維，那么學生關于大氣壓強存在的認知模式就會趨于完善和鞏固了。
3、啟發(fā)思維、引導探究，使學生真正成為學習的主人
要實現(xiàn)學生認知中的“順應”與“同化”過程，使其真正成為學習的主人和知識建構的主體，教師的啟發(fā)與引導很重要。因此，在物理教學設計的過程中，教師要切實以學生的知識建構為著眼點，積極進行一系列的啟發(fā)思維和引導探究活動。在學生剛接觸新問題、新知識時，由于自身經(jīng)驗與知識的限制，必然會碰到一些困難。在教學設計中，教師要明確：什么時候，學生會不得其要領，應怎樣通過啟發(fā)、誘導的方式，一步步引導學生自己解決問題；什么時候，學生能比較順利地解決問題、建構知識，應怎樣放手讓他們自己去探究、研究；什么時候，學生的思維會走向死胡同，應如何及時發(fā)現(xiàn)并給予指引；什么時候，學生之間會存在不同的觀點與見解，如何高屋建瓴地進行歸納和概括等。在建構主義教學中，交流與討論是教師實現(xiàn)這種啟發(fā)與引導作用的一種重要方式。教學設計中，教師既要對師生討論、小組討論、學生自由發(fā)言等交流、討論的形式了然于胸，又要對于如何借助這些教學方法、手段實現(xiàn)教師的啟發(fā)、引導作用設計得當。更重要的是，教師要充分樹立平等、合作與溝通的意識，既要尊重、理解學生，同時也要引導學生間的相互理解與尊重。只有師生之間、生生之間真正做到了平等合作的交流與溝通，學生作為學習的主人以及建構知識的主體的地位才能真正落實。例如，進行“大氣壓強”的教學設計中，在做完托里拆利實驗后，可安排學生進行討論：是什么東西支持著玻璃管內(nèi)的水銀柱不掉下來？在學生的眾說紛紜中，可因勢利導地液體壓強與大氣壓強聯(lián)系起來。當學生沿著這個思路進行探索研究時，教師就要放手讓學生自己找出兩者間的關系，并及時總結概括，以利于學生更好地進行深入一步的知識建構。
總之，建構主義在物理教學設計應用中尚有更廣闊的領域等著我們?nèi)ラ_拓，去研究，以促進教學相長，提高學生素質(zhì)。
第五篇：高中物理教學論文 物理教學中應重視物理模型建構能力培養(yǎng)
物理教學中應重視物理模型建構能力培養(yǎng)
內(nèi)容提要：近幾年物理高考題中，部分考試題型的物理情景設計是中學物理教學中常見模型，但更多的考試題型是創(chuàng)設了新的物理情景。這些新情景題型源于生產(chǎn)生活實際素材，源于實驗所取得數(shù)據(jù)。學生遇到這類題型，往往不知道如何著手，不懂得從什么方向思考問題，不知道如何運用物理概念和規(guī)律。究其原因是學生缺乏把物理問題轉化為物理模型建構的能力。本文針對這個問題闡述了物理模型建構的意義，學習物理模型時歸納成基本物理模型方陣以及物理模型建構與應用，具有一定的學術價值和實際意義。關鍵詞：物理模型 基本物理模型 物理模型建構、物理模型應用
一、物理模型建構的意義
物理學研究的對象遍及整個物質(zhì)世界，大至天體，小至基本粒子，無奇不有，無處不在。面對物質(zhì)紛繁復雜、形形色色的運動，如果不采取突出主要矛盾，忽略次要矛盾的辯證方法，人們很難擺脫浩如煙海、紛亂繁雜的物理現(xiàn)象的糾纏，理不清道不明物理概念和物理規(guī)律，物理理論的大廈將無法建成。物理學大廈是建立在無數(shù)物理模型建構的基礎上，經(jīng)無數(shù)科學家不懈努力建立起來的。中學生學習物理的過程就是在各自的心中利用物理模型重建物理大廈的過程。
學生在學習過程中更重要的是掌握物理學研究的方法，而物理學的研究方法之一就是把物體、物體的運動理想化、抽象化，建立起相應的物理模型。如：忽略物體的具體形狀、大小，把物體看作具有質(zhì)量的幾何點的質(zhì)點和物體在自由下落時忽略空氣等阻力，認為物體只受重力的自由落體運動。
學生在分析和解答物理過程中，就是識別和還原，開發(fā)和利用物理模型的過程。在研究和解決物理問題時，不懂得通過科學的抽象，剔粗取精、去偽存真，就不能建立正確的物理模型；不清楚物理模型的相對性和適應條件，不會識別形異而質(zhì)同或形同而質(zhì)異的問題，就不能識別和還原物理模型；在解決復雜問題時，不會將復雜的問題等效若干簡單問題，就不能開發(fā)和利用物理模型。如果不會識別和還原、開發(fā)和利用物理模型，在遇到新情景的問題時將寸步難行。
把物理知識應用到實踐中，就是理論和實際相結合，在頭腦中進行物理模型建構或直接做成實物模型的過程。如果人們在應用知識解決實際問題時，缺乏解決問題的方案轉化為模型的能力，那人們一身中所學知識是將毫無意義的。
二、學習最基本的物理模型構成基本模型方陣
中學物理中最基本的物理模型一般分為三類：概念模型，數(shù)學模型和理論模型。
概念模型一般是把物質(zhì)、物質(zhì)運動或為了描述物質(zhì)運動進行抽象化的結果，如質(zhì)點、自由落體、單擺、圓錐擺、彈簧振子、點電荷、理想氣體、理想流體、電場線、光線??。學習這類模型時，要注意學會并掌握抓住主要矛盾，忽略次要矛盾的辯證思維方法；注意概念模型的質(zhì)是什么，究竟忽略什么次要因素（如自由落體的質(zhì)是初速度為零，只受重力，忽略一切阻力的運動）；注意概念模型的相對性和適應條件；注意比較易混淆不同概念模型間的質(zhì)的區(qū)別（單擺和圓錐擺的運動平面一個是在豎直平面內(nèi)運動，另一個是水平面內(nèi)運動；單擺是把重力沿切線方向分解而圓錐擺是把重力沿水平方向分解）。數(shù)學模型一般是反映物質(zhì)的某種屬性、物質(zhì)運動的過程的規(guī)律?？陀^世界的一切規(guī)律原則上 1 都可以在數(shù)學中找到他們的規(guī)律。物理學在建造物理模型的同時，也在不斷的建造表現(xiàn)物理狀態(tài)及物理過程規(guī)律的數(shù)學模型（如表達物理概念和物理規(guī)律的數(shù)學公式、、等）。學習數(shù)學模型是應特別注意數(shù)學公式的物理意義和適應范圍。
理論模型是在物理學的研究和發(fā)展過程中，發(fā)現(xiàn)一些物理現(xiàn)象與現(xiàn)有的物理學客觀規(guī)律不相符，為了解釋這些現(xiàn)象，人們提出的種種假說或假設（安培說、原子核式結構模型、玻爾氫原子理論、夸克模型等）。學習理論模型是應特別注意學習建構理論模型的指導思想——探知未知世界的種種假設，這種假設的正確與否還要靠實踐去檢驗。學習理論模型的意義在于，我們在解決新情景下的物理問題時，不妨也提出一些假設，通過分析、推理去判斷假設是否正確，這就是我們通常所講的假設法。
在物理教學中，進行物理模型建構的同時，應注意引導學生對物理模型進行歸納小結，建立起物理模型的方陣系統(tǒng)。
三、物理模型建構與應用
物理模型的應用一般可以分為三種類型的應用：一類是應用物理模型能直接解決的簡單物理問題；二類是在新的物理情景中，通過簡單類比或等效找到與已有的物理模型相匹配的物理問題；三類是學生沒有經(jīng)驗過的完全陌生的物理問題，很難通過簡單類比形成時空圖像直接找到物理模型，而要通過人的思維加工后才能形成時空圖像的物理問題。一類問題的是為了學生解決記憶和鞏固已經(jīng)學過的物理模型。二類問題是為了培養(yǎng)學生應用物理模型的一般能力。三類問題才是為了培養(yǎng)學生開發(fā)物理模型的創(chuàng)新能力。下面主要談談第二類問題和第三類問題。
1、物理模型在新情景問題中的應用
中學物理問題與物理模型有著密切關系，它們一般都是根據(jù)物理模型構思、設計出來的。在解題時如果能從新的物理情景中發(fā)現(xiàn)物理問題的特點和本質(zhì)，通過抽象、類比和等效的方法，將陌生的問題回歸到與之對應的熟悉的物理模型上去，則會對解題起到事倍功半之效。
[例1]如圖1所示，擺長為，質(zhì)量為m的單擺懸掛在A點，在距離A點處的正下方B點固定一顆小釘。現(xiàn)將單擺擺球向右拉離平衡位置偏角小于50，然后無初速的釋放，不計空氣阻力，g=10m/s，求單擺由C運動到D所用的時間。
[分析與解]物理問題的情景并不是一個簡單的單擺模型，學生不會想到單擺做簡諧運動時的周期公式，思維受阻。但如果抓住了題中單擺擺球向右拉離平衡位置偏角小于50的特點時，就會使學生很容易想到單擺做簡諧運動時的周期公式，并想象圖1中類似為右邊是擺長為的單擺，左邊是擺長為的單擺，不難求得單擺由C運動到D所用的時間 2。
[例2]邊長為 L的正方形導線框水平放置在均勻分布、方向豎直向上、磁感應強度的大小按B=B0sinωt規(guī)律變化的磁場中，如圖2所示，問線圈中產(chǎn)生的感應電動式的最大值是多大？
[分析與解]若用法拉第電磁感應定律直接求解本題，將要用到高等數(shù)學知識，中學生將“無能為力”。但若抓住“磁感應強度的大小按B=B0sinωt規(guī)律變化”是產(chǎn)生感應電動勢的根本原因，就很容易用等效的觀點聯(lián)想到如圖3所示的情景：邊長為 L的正方形導線框在感應強度為B0的勻強磁場中繞軸00/由圖示位置開始以角速度ω勻速轉動，顯然這兩種情況中通過線框的磁通量都是的規(guī)律變化，這樣我們就把圖2的問題回歸到我們熟悉的交流電模型上來，很容易求得感應電動時的最大值為εm=B0ωL2。
[例3]如圖4所示，一根輕彈簧豎直的立在水平地面上，下端固定于地面。在彈簧的正上方有一個物塊，物塊由某高處自由落體到彈簧上端0，將彈簧壓縮，彈簧被壓縮x0時，物塊的速度變?yōu)榱?。從物塊與彈簧接觸開始，物塊的加速度隨下降的位移x變化的圖象(如圖5所示)可能是
[分析與解]本題若直接對物體在0/位置進行受力分析，由牛頓第二定律求加速度a，很難判斷加速度是a=g、a>g、a
2、物理模型的開發(fā)應用
物理模型的開發(fā)是指解答物理問題中，問題給出的現(xiàn)象、狀態(tài)、過程及條件并不顯而易見，也沒有現(xiàn)成的常規(guī)的物理模型可直接應用，必須通過細心比較、分析、判斷等思維后才能構 3 建新的物理模型。
[例4]如圖6，用長為L的鐵絲繞成一個總高度為h的等距螺旋線圈，將它豎直的固定在水平桌面上。穿在鐵絲上的小球可沿此螺旋線從靜止開始無摩擦的自由滑下。求小球從最高點滑到桌面所用的時間？
[分析與解]題中的物理情景雖有彈簧但不是彈簧振子模型。小球沿等距螺旋線無摩擦地盤旋而下的情景設計使學生的思維茫然，無法找到熟悉的已知物理模型。如果我們借助數(shù)學的“無限分割法”將螺旋線分割成若干相等長度的小段，每小段的曲線都可以看成直線構成一個微型斜面，如是整個螺旋線就可以等效成若干斜面的組合，從而等距螺旋線圈等效為一個“斜面模型”如圖7。由斜面模型及牛頓第二定律、運動學公式得到小球從最高點滑到桌面所用的時間。
[例5](如圖8）在無限大的金屬板的上方距板d處有一電量為Q正電荷，求金屬板表面P點附近的場強的大小（QP垂直于板面）。[分析與解]這是一個按常規(guī)的求解思路很難解決的題，P點的場強應為電荷Q與板上感應負電荷在該處產(chǎn)生的場強的疊加，而學生不會計算板上的感應負電荷在P附近產(chǎn)生的場強，也找不到相應的物理模型與之匹配，如果開發(fā)一個類似平面鏡成像的“鏡面對稱”的模型，4 即設想在金屬板得下方與正電荷Q的位置對稱點存在一個負電荷，如圖9所示，則P點附近的場強等效為一對正電荷和負電荷所產(chǎn)生的場強的疊加，問題就迎刃而解。由點電荷的場強公式和場的疊加原理得:。
以上數(shù)例中，前三例是課本上已充分分析、討論過的已知模型，后二例是習題教學中建立起來的經(jīng)驗模型，這兩類模型在解題中都有很多應用。在解題時，要充分利用已知模型，將相關的知識，方法、經(jīng)驗聯(lián)系起來，在頭腦中形成一個便于存儲、利于提取的靈活系統(tǒng)。在中學物理教學中培養(yǎng)學生物理模型建構的能力是教育和教學的重要目標之一，也是培養(yǎng)和發(fā)展學生創(chuàng)新能力的基礎。因此，在課堂教學中教師應注意開展物理模型建構過程的教學，引導學生觀察物理現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)物理問題，嘗試物理模型建構，利用物理模型解決實際問題，健全學生解決物理問題的能力。
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