物理模型思维法在高中物理教学中的应用研究

摘 要： 物理模型思维法对于学生思维能力的培养及学习方法的改进具有重要作用。本文就模型思维法在高中物理教学中的具体应用进行了分析，以期对促进高中物理教学质量的提高有所启示。

关键词： 物理模型 思维方法 高中物理教学

在高中物理教学中大多学生都存在能够听懂教师所讲的内容，但应用到实际题目的解答中便会觉得较困难的问题。其中一个重要原因便是学生受自身思维能力的限制。因此，基于学生存在的定式思维问题、迁移能力欠缺和缺乏想象力、感性认识贫乏等问题，教师在教学中应注重学生思维的锻炼。物理模型思维法的应用对于学生良好物理思维的培养具有较大的作用，本文就其在高中物理教学中的应用进行了分析。

1.通过研究对象物理模型的建立提高学生的感性认识

在物理知识的学习中，根据不同的划分依据可将物理模型划分为不同的类型。其中研究对象模型包括物理知识当中的质点、单摆、光线、点电荷、磁感线和均匀流体等。在解决该类问题的过程中，因为其所具有的抽象性，在具体的问题解决过程中，应找出主要的问题，并将次要问题适当忽略，进而给出能够对原物质特性进行反映的过程或理想物质的假象结构。而物理学的基本规律和基本概念等均为物理模型方面的描述，同时物理习题的设计也通常结合相应的模型进行。为此，在解决相应物理问题时便把具体的问题抽象成为理想模型，进而结合相应的物理规律得出结果的过程。

例如，垂直固定在水平桌面上的等距螺旋线圈，其长度为L，总高度为h，并将铁丝小球穿在线圈上的体小球从静止运动开始，进而无摩擦自由滑下，求出小球从最高点到桌面所用的时间[1]。在该物理问题中，尽管有物理情境方面的设置，但因为其弹簧并不是弹簧振子的模型，在建立小球从等距螺旋中无摩擦滑下的情境模型时，学生的思维会显得较混乱，不能结合已知的物理模型进行解答。此时，教师可让学生尝试应用“无限分割法”进行解答，让学生将螺旋线分割为多个长度相等的小段，并将每一小段的曲线想象为由直线构成的微型斜面，进而将整个螺旋作为若干斜面的组合体，进而可将等距的螺旋线圈作为光滑的斜面模型进行思考。最终结合运动学公式和第二牛顿定理就可将其解答出，具体模型如图1所示。

2.强化学生对基本模型的认识，提高其思维能力

在物理课程教学中，教师应引导学生认识物理学习过程中经常遇到的各类基本物理模型，并让学生明晰解决物理问题的适用范围和相应的条件，进而将隐性的模型挖掘出来，展现给学生，结合相应的解释促使学生形成清晰的认识。而在高中物理教学中的大多模型均是隐性的，因此，教师可结合语言解释的应用帮助学生建立起相应的模型。但对于某些约定成俗的隐语，应尽量将其转化为能够让学生感知的模型，对于容易混淆的模型应进行相应的比较。

例如，在复习教学中，教师应对轻杆、轻绳和轻弹簧当中的力学进行基本模型的整理，进而形成相应的概念性模型。细绳指的是不计质量的柔性体，较容易发生弯曲，仅能够从长度方向进行相应的拉伸操作，并且长度延伸的尺度极不明显。因此，在力学当中一般可将其作为不可拉伸的非弹性体，其对物体仅能够产生拉力作用。所以细绳中的拉力均相等，力的大小可出现瞬间改变。而比较常见的弹簧为一类不计质量的弹性体，存在明显的压缩或是拉伸形变，对物体既存在拉力还具有推力，但弹簧的弹力并不会出现突发性的改变；轻杆为一类不计质量的刚体。因为杆具有拉伸和压缩变形的特性，所以存在推力或拉力[2]。结合该类语言性的分析，可较好地锻炼学生思维，并建立相应的物理模型。

3.应用类比迁移法建立相应的物理模型

物理教学中的大多模型均是通过熟悉的模型转换而来的，部分新模型的建立采用的是旧模型的思维方法，而部分模型是对已学模型的延伸和拓展。如自由落体运动和匀速运动，匀速运动为自由落体运动的特殊形式。所以在进行新模型的应用时，可将旧模型作为理论的基础和思维的基础。如在进行磁场相应内容的学习时，可将其同电场概念相结合，因为磁场当中的磁极和电场电荷存在相互作用力，对于学生思维体系的形成具有较大的帮助。所以，在建立相应的物理规律和概念的模型时，教师应结合学生生活中的常见场景，以及所学的规律和知识进行类比迁移或是比较，结合不同思维方法的应用，提高学生分析问题的能力[3]。

在高中物理教学中，结合物理模型思维方法的应用，可有效锻炼学生分析问题和解决问题的能力，有效促进学生传统学习思维的转变。因此，教师应注重物理教学中各类物理模型的建立及相应思维方法的应用，提高教学质量。

参考文献：

[1]赵松年.对高中物理解题思维方法的探究与运用[J].教育教学论坛，2013，3（37）：72-73.

[2]储成节，郭长江，冯杰，翁崇涛.例谈物理解题中的科学思维方法――等效思维的运用[J].物理教师，2014，8（2）：91-92.

[3]顾建新.高中物理“理论教学”与“实验教学”的互动与能动[J].中学物理（高中版），2012，8（3）：671-672.