模型建立對(duì)初中物理教學(xué)的意義

邰如浪

摘 要：通常，每每說(shuō)到物理模型的建立和應(yīng)用，人們可能感到那是高中物理甚至是大學(xué)物理的問(wèn)題，其實(shí)，物理學(xué)科的學(xué)習(xí)，不論哪一個(gè)學(xué)段，都離不開(kāi)物理模型。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；模型建立；物理思維

我在日常教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，很多的物理問(wèn)題在初中階段會(huì)廣受爭(zhēng)論，甚至質(zhì)疑。比如，在學(xué)習(xí)《功》的時(shí)候，有學(xué)生就提出：“提著水桶水平直線運(yùn)動(dòng)，我們不需要對(duì)它做功，那為什么我拎幾次水就滿(mǎn)頭大汗？折騰幾次肚子就餓了？看來(lái)還是要消耗能量的呀！”再比如，在學(xué)習(xí)力學(xué)的時(shí)候，我們經(jīng)常說(shuō)：“一根繩子牽引物體，忽略繩子長(zhǎng)度的變化。”而我們?cè)趯W(xué)習(xí)彈力的時(shí)候，又說(shuō)彈性形變的物體之間會(huì)產(chǎn)生彈力。學(xué)生會(huì)問(wèn)，繩子到底會(huì)不會(huì)產(chǎn)生形變？

之所以出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題，其原因很多，但很重要的一個(gè)原因就是：目前很多一線教師對(duì)物理模型的認(rèn)識(shí)不夠深入，對(duì)模型的滲透教學(xué)不夠重視，教學(xué)中只關(guān)注到對(duì)學(xué)生物理知識(shí)的傳授，而忽視了對(duì)學(xué)生物理思維的培養(yǎng)。

怎么構(gòu)建物理模型呢？物理對(duì)象模型化是在物理教學(xué)的過(guò)程中完成的。建立物理模型，主要是讓研究者抓住事物的本質(zhì)去解決問(wèn)題，對(duì)復(fù)雜的事物簡(jiǎn)化，進(jìn)行高度的抽象化后，建立起來(lái)的物理模型。

比如，我們討論水面上的“倒影”時(shí)，要用光的鏡面反射理論來(lái)解釋?zhuān)@時(shí)候就要把水面看作平整的，無(wú)任何波瀾的理想水面，完全不能考慮地球的表面曲率；我們?cè)诮鉀Q“甲乙兩地相距s千米，速度為v的車(chē)多長(zhǎng)時(shí)間可以到達(dá)”的問(wèn)題時(shí)，就需要把車(chē)看作一個(gè)沒(méi)有大小的一個(gè)點(diǎn)——“質(zhì)點(diǎn)”來(lái)考慮；我們?cè)谘芯侩妼W(xué)問(wèn)題的時(shí)候，就要把導(dǎo)線看作沒(méi)有阻值的理想導(dǎo)體。凡這樣處理以后，我們的研究對(duì)象在我們的腦海中就變得清晰、明了，復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化了，使得具體的問(wèn)題更容易被我們駕馭。

中學(xué)物理里頭有很多模型性的提示，比如，光滑的表面（絕對(duì)沒(méi)有摩擦）；輕質(zhì)杠桿（有足夠硬度而無(wú)重量）；質(zhì)量分布均勻的小球（無(wú)空腔，無(wú)裂隙，分子甚至原子都均勻分布）；阻值一定的導(dǎo)體（阻值不隨溫度的改變而改變）；勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)強(qiáng)度均勻）。另外，物理學(xué)中還有一些模型化處理含有隱性的取向，例如電壓一定的電源（電源內(nèi)阻為零）；電流表（無(wú)內(nèi)阻）；電壓表（內(nèi)阻無(wú)限大）；擴(kuò)散（不考慮分子鍵的作用）；透鏡的入射光線（近軸光線）；人眼（明視距離都相同）等等。

回到我們開(kāi)頭講的例子，人提著水桶水平直線運(yùn)動(dòng)為什么不做功？那是因?yàn)槲覀冃枰讶梭w看作一個(gè)有一定剛性的“架子”，跟地面間沒(méi)有摩擦，這樣的“架子”上掛一個(gè)水桶，水平勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)然不需要對(duì)它做功啦。

無(wú)論什么學(xué)科，模型的建立，都具有重要的意義，希望教師在平時(shí)的教學(xué)實(shí)踐之中，不僅要傳授科學(xué)知識(shí)，還要培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，教給學(xué)生對(duì)具體研究對(duì)象的模型化處理，學(xué)生學(xué)會(huì)從個(gè)別到一般的抽象概括過(guò)程，有豐富的模型，就掌握了打開(kāi)自然科學(xué)大門(mén)的鑰匙。

因此，物理學(xué)習(xí)中分析和解決問(wèn)題的科學(xué)思維方法，遠(yuǎn)比具體的物理知識(shí)重要得多。即所謂“授人以魚(yú)，不如授之以漁”的道理，良好的、科學(xué)的學(xué)習(xí)方法將會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生長(zhǎng)足的影響，甚至是終身皆受益。當(dāng)然，這也是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持的潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的工作，絕非一蹴而就能夠完成的。

編輯 韓 曉