浅谈模型构建教学法在初中物理教学中的运用

作者：庄荣荣

来源：《中学课程辅导高考版·教师版》2012年第13期

        摘 要：模型法是教授物理的一种有效方法。本文阐述了模型构建的含义及模型构建教学法的相关理念，对模型的种类等作出说明，并在此基础上结合相关案例，探讨了模型构建教学法在初中物理教学中的运用。

        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］

        ［1］许飞飞.浅谈物理模型在教学中的重要性［J］.中学生数理化：学研版,2011(10).