人們發(fā)現(xiàn)，社會在科技的影響下正在加速變化，一個人已經(jīng)不可能終生享受在學(xué)校獲得的知識了。 社會加速變革的現(xiàn)實(shí)促使教育工作者思考科學(xué)方法和科學(xué)知識誰的價(jià)值更深刻，而結(jié)論往往傾向于前者。 許多科學(xué)家和教育工作者反思科學(xué)教育中重知識、輕方法的問題。 有學(xué)者直言：“我們要趕緊轉(zhuǎn)變教育觀念，現(xiàn)在所教授的內(nèi)容80%-90%應(yīng)該集中在科學(xué)方法、教育方法、學(xué)習(xí)方法、推理方法、收集信息的方法、方法等方面。”從事實(shí)中得出結(jié)論的能力，以及分析和綜合事實(shí)的能力。” 1 在物理研究中，理想化方法被廣泛使用。 縱觀物理學(xué)數(shù)百年的發(fā)展史，很多定律都是借助理想化的方法被揭示出來的。 經(jīng)典物理學(xué)和現(xiàn)代物理學(xué)都表明理想化方法是不可或缺的。 劉大春在《科學(xué)哲學(xué)導(dǎo)論》中指出，理想化方法在科學(xué)中的應(yīng)用主要包括理想模型的建立和理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。 周長中還在《科學(xué)研究方法》中闡述了模型作為科學(xué)研究的重要方法之一。 物理模型在物理學(xué)的出現(xiàn)和發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。 物理學(xué)的發(fā)展可以說是伴隨著建立物理模型以及用新的物理模型替代舊的或不完善的物理模型的過程。 法國著名物理學(xué)家拉普拉斯說：“普遍規(guī)律表現(xiàn)在具體現(xiàn)象中，而特殊情況往往夾雜著許多外部因素，只有最巧妙的思維才能將它們分開并發(fā)現(xiàn)它們。” 法律。
拉普拉斯的這段話說明，人類在認(rèn)識自然、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程中，首先要學(xué)會區(qū)分現(xiàn)象的主因和次要因素，掌握了本質(zhì)和共同特征，才能發(fā)現(xiàn)規(guī)律。這實(shí)際上指出了在物理教學(xué)中，科學(xué)方法的教育也離不開物理模型，探討物理模型在中學(xué)物理教學(xué)中的作用已成為自然和必然。物理模型培養(yǎng)學(xué)生思維能力以及如何利用物理模型實(shí)現(xiàn)中學(xué)物理教學(xué)改革的突破等問題章節(jié)物理模型概述1.1物理模型西班牙語“模型”一詞源于拉丁文，意思是尺寸《辭海》對“模型”一詞的定義是：“在比例、生態(tài)或者其他特征上與實(shí)際物體相似的物體，以實(shí)際物體為基礎(chǔ)，進(jìn)行設(shè)計(jì)或者構(gòu)思。 用于展覽、觀賞、繪畫、攝影、實(shí)驗(yàn)或觀察等。 2.”錢學(xué)森還提出：“模型是對問題現(xiàn)象進(jìn)行分解，運(yùn)用我們所研究的機(jī)理，吸收了所有主要因素而產(chǎn)生的畫面。 ..它是一種可視化的自然現(xiàn)象”；“同一個自然現(xiàn)象，如果我們關(guān)注其本質(zhì)的一個方面并創(chuàng)建一個模型，那么在另一個問題上我們也可以創(chuàng)建另一個完全不同的模型，因?yàn)槲覀冴P(guān)注其本質(zhì)的另一個方面。 這兩種模型看似矛盾，但這種矛盾是通過現(xiàn)象本身的綜合性統(tǒng)一起來的。 3.“模型已作為當(dāng)代科學(xué)研究中使用非常廣泛的科學(xué)方法。
物理模型是形成物理概念和建立物理定律的基礎(chǔ)。 物理理論只有在相應(yīng)的物理模型中才能得到嚴(yán)格、準(zhǔn)確的體現(xiàn)。 物理模型是物理理論與物理客觀世界之間必要的中間環(huán)節(jié)。 物理客觀現(xiàn)實(shí)只是近似地反映在相應(yīng)的物理模型中。 物理模型一般有廣義解釋和狹義解釋。 廣義上講，物理學(xué)中的各種基本概念，如物質(zhì)、長度、時間、空間等，都可以稱為物理模型，因?yàn)樗鼈兌际且云鋵?yīng)的現(xiàn)實(shí)原型（實(shí)體）為背景的抽象概念。 基本物理概念。 即物理學(xué)中涉及到的一切概念、各種類型的物體、物體的狀態(tài)以及狀態(tài)變化的過程等都可以稱為物理模型，因?yàn)樗鼈円彩菑默F(xiàn)實(shí)客觀的現(xiàn)象、狀態(tài)和狀態(tài)中抽象和概括出來的。流程。 從。 狹義上講，只有那些反映具體物理現(xiàn)象和物理問題的理想化實(shí)體、理想化狀態(tài)、理想化過程、理想化結(jié)構(gòu)等才稱為物理模型。 如禮2辭海（精簡版）。 呂海：上海詞典出版社，1980．1320 3 錢學(xué)森論科學(xué)技術(shù)[J]． 科學(xué)通報(bào)，1957（4）。 99 物理學(xué)中的粒子、剛體、彈性體、法向體、勻速直線運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動等； 熱科學(xué)中的理想氣體、等溫、等壓、等容、絕熱過程等； 光學(xué)中的點(diǎn)光源、薄透鏡等鏡面反射、光的線性傳播等； 電力中的點(diǎn)電荷、純電感、純電容電路等； 原子物理學(xué)中的盧瑟福原子模型、玻爾原子模型等。
本研究主要針對狹義物理模型在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行研究。 1.2 物理模型是物理學(xué)中重要的研究方法。 隨著經(jīng)典物理學(xué)的建立，物理模型也應(yīng)運(yùn)而生。 被稱為“現(xiàn)代科學(xué)之父”的伽利略采用了物理過程模型——球在理想斜面和理想平面上運(yùn)動的過程，揭示了“運(yùn)動的物體一旦沒有力的作用，就可以永遠(yuǎn)保持其速度”。在上面”。 這一基本原理（慣性原理）為力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 縱觀物理學(xué)數(shù)百年的發(fā)展史，許多定律都是借助物理模型揭示出來的。 經(jīng)典物理學(xué)和現(xiàn)代物理學(xué)都表明，利用物理模型的研究方法是不可或缺的。 1665年，年僅23歲的牛頓開始了將天上物體運(yùn)動與地面上物體運(yùn)動統(tǒng)一起來的研究工作，對萬有引力定律有了成熟的思考。 然而，當(dāng)他利用萬有引力公式來研究地球與月球之間的引力相互作用時，計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)了較大誤差。 其原因固然與當(dāng)時測量地球半徑的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確有關(guān)，但主要是由于難以計(jì)算地球各部分對月球各部分的引力總和。 這個問題使牛頓在二十年之內(nèi)都無法發(fā)表他的萬有引力定律研究成果。 直到1685年，牛頓才用數(shù)學(xué)方法證明，當(dāng)一個球吸引其外部的物體時，就好像所有的質(zhì)量都集中在它的中心。 這樣，在物理模型中將地球、月球等天體視為粒子就會簡單很多。
他應(yīng)用了這個方法，用皮卡德更準(zhǔn)確地重新測量了地球的半徑，然后計(jì)算出了一個二十年來沒有解決的老問題。 結(jié)果表明，月球的向心加速度與地面物體的重力加速度之比恰好等于地球半徑的平方與月球到地心距離的平方之比。 ，從而將萬有引力定律推廣到天體。 物理學(xué)的發(fā)展可以說是一個不斷建立、應(yīng)用和修正物理模型的過程。 例如，在原子結(jié)構(gòu)的研究中，物理學(xué)家根據(jù)自己的實(shí)踐和觀點(diǎn)，從不同的角度提出了各種模型。 首先是東京大學(xué)長岡半太郎教授提出“土星模型”，隨后倫納德的“中性粒子模型”、里茨的“磁原子模型”、湯姆森的“正電子球模型”、尼·柯松的“量子模型”、盧瑟福的“有核模型” （或行星模型），玻爾的“穩(wěn)態(tài)躍遷原子模型”，隨后被許多人修正，直到“量子模型”的建立”。預(yù)計(jì)隨著物理學(xué)的發(fā)展，新的原子結(jié)構(gòu)模型也可能出現(xiàn)。1.3物理模型的類型物理模型的分類方法有很多種，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類方法，喬吉平、劉嘉敏在《物理創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)》一書中，根據(jù)物理模型的不同，將物理模型分為三類。分析處理物理問題時的物理思維，即實(shí)體物理模型（研究對象）、狀態(tài)物理模型（研究對象的狀態(tài)）和過程物理模型（研究對象狀態(tài)的變化）。
我覺得這種劃分比較原始，思路也比較清晰。 有些分類看起來不合理，比如對象模型、條件模型、過程模型等，因?yàn)樗形锢砟Ｐ投夹枰硐牖拍芙ⅲ伎梢哉f是條件模型。 1.實(shí)體物理模型主要討論研究對象是什么，分為三種類型：（1）物質(zhì)模型。 該模型以客觀實(shí)體為基礎(chǔ)，是根據(jù)所討論的物理問題的性質(zhì)和需要對客觀實(shí)體進(jìn)行的理想化。 它的原型是一個實(shí)際的物體，它的任務(wù)是反映事物的外觀、要素和屬性，并確定研究對象是什么。 例如，在研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)時，由于地球與太陽的距離遠(yuǎn)大于地球的半徑初中物理模型法，所以我們忽略地球的大小和形狀，將地球抽象為一個粒子，即一個實(shí)體模型。 又如理想氣體模型、理想流體模型、點(diǎn)電荷、點(diǎn)光源等，都是相應(yīng)研究對象的實(shí)體模型。 (2)系統(tǒng)模型。 在物理學(xué)中，系統(tǒng)通常指相互作用的對象的整體。 其基本特征是將原型視為一個普遍聯(lián)系、相互作用的有機(jī)整體，將對單一實(shí)體的研究變成具有眾多因素的整體。 例如，在研究碰撞問題時，涉及碰撞的兩個或多個對象被隔離為一個系統(tǒng)。 當(dāng)忽略外力（或總外力為零）時，碰撞系統(tǒng)的動量守恒。 又如“機(jī)械系統(tǒng)”、“守恒力系統(tǒng)”、“熱力學(xué)系統(tǒng)”等，都是抽象為研究對象的系統(tǒng)模型。
系統(tǒng)模型使我們能夠研究某些對象之間的相互作用，同時忽略其他對象對它們的影響。 物理學(xué)中的定理、定律等都是建立在系統(tǒng)物理模型的基礎(chǔ)上的。 (3)結(jié)構(gòu)模型。 在研究復(fù)雜的物理問題時，涉及多種因素。 雖然要素是系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，但最終支配這些要素、決定系統(tǒng)特性的卻是系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。 例如，盧瑟福原子模型就是一個結(jié)構(gòu)模型。 在原子模型的建立上，J.湯姆森提出的“面包里的葡萄干”模型與盧瑟福的“行星模型”在原子的組成（帶正電的粒子和帶負(fù)電的電子）方面沒有太大區(qū)別。 ）。 它們之間結(jié)構(gòu)的不同處理構(gòu)成了兩種完全不同的模型。 另一個例子是安培分子電流模型。 他認(rèn)為構(gòu)成物質(zhì)的最小單位（磁性分子）是環(huán)電流。 如果這些分子以定向方式排列，材料就會在宏觀上表現(xiàn)出磁性。 這個結(jié)構(gòu)模型成功地解釋了物質(zhì)的磁性。 2. 陳述物理模型。 在物理學(xué)中，不僅要有實(shí)體模型初中物理模型法，還必須有能夠定量表達(dá)實(shí)體模型運(yùn)動變化的狀態(tài)模型。 中學(xué)物理中，狀態(tài)變量包括算術(shù)量（如體積V、質(zhì)量M、動能EK）； 產(chǎn)生量（如溫度T、勢能E）； 幾何量（如力F、速度V、加速度a）等。狀態(tài)通常由一組幾個狀態(tài)變量來表示。如在運(yùn)動學(xué)中
