摘要：物理模型構建是物理學發展的一個重要方向。 高中物理模型雖然與科學研究中的物理模型不同，但思維過程的本質是一樣的。 本文主要介紹高中物理模型的構建、構建模型的教學策略以及使用模型時應注意的問題。
關鍵詞：物理模型； 模型構建； 教學策略
物理學是研究自然現象和事物的科學，事物之間存在著復雜的聯系初中物理理想化模型，這就使得研究變得復雜。 這就需要我們對其進行科學抽象，建立能夠反映物理對象本質的體系。 理想的屬性模型。 任何物理模型都代表了對一個運動的本質描述，它不僅標志著對運動理解的深度，也標志著對運動的概括能力。 從這個意義上說，物理模型代表了一種物理思維。
1.高中物理模型的構建
物理模型的構建與科學研究中的物理模型的構建既相關又不同。 首先，兩個建設主體的知識背景不同。 前者是只有中學知識的學生，后者是擁有豐富的物理、天文、數學等知識的物理學家； 其次，兩者的建設要求不同。 前者是根據高中物理課程標準的要求設計的，后者是根據科學研究的要求設計的； 再次，兩者建設目標不同，前者是為了讓學生更好地理解物理基礎知識和基本定律，后者是為了更好地理解物理基礎知識和物理定律。 深刻理解物理事件的本質。 但從根本上來說，兩者的思維過程是相同的。 他們通過探索初中物理理想化模型，運用歸納、演繹、類比等思維方法，對現有的物理知識進行假設和模擬，對復雜的事物進行簡化和抽象，構造出能夠反映系統原型物理性質的模型，進而獲得信息。通過對模型的研究來建立原型，為理論的形成奠定基礎。 1.物理概念模型的構建。 物理概念不僅是基礎物理知識的重要組成部分，也是制定物理定律、建立物理公式、完善物理理論的基礎和前提。 物理概念是人類智慧的結晶，體現了很高的智力價值。 它們是培養學生思維品質、提高能力的好材料。 對抽象或復雜的物理概念建立模型，可以幫助學生理解物理事物的本質，如“電場強度”概念模型的構建：通過觀察和分析，可以看出，相同的測試電荷在不同的介質中存在不同的性質。場源電荷形成的電場 0 位置所受電場力的大小和方向不同。
該電場力是作用在相同測試電荷上的相同電場。 因此，場源電荷周圍不同位置的電場具有不同的強度和方向。 因此，有必要引入物理量來描述這個性質——電場強度。 (1)電場強度方向相同。 檢查電場中不同點的電荷所施加的電場力的方向不同。 因此，場強不僅有大小，而且有方向，是一個矢量。 用試驗電荷上電場力的方向來表征場強的方向更為合適。 但電場中同一點的正、負測試電荷所受的電場力方向相反。 如何定義場強的方向？ 回顧初中時對磁場方向的定義，小磁針AT和S極的受力方向也是相反的，所以人為規定小磁針#極的受力方向是磁場的方向。 這是人們的習慣。 對于電場強度方向的定義也是如此，規定對帶正電的試驗電荷施加的電場力的方向就是場強的方向。 (2)電場強度的大小。 根據庫侖定律，場源電荷0形成的電場中某一點所受到的電場力是恒定的。 不同位置所受到的電場力大小不同，但都與點電荷9的電荷量成正比（分析數據表略）。 從數據分析中不難得出結論：放置在電場中某一點的測試電荷所受到的電場力與測試電荷所攜帶的電荷量之比是一定的。 該比率在電場的不同點處是不同的。 該比值僅與場源電荷0和電場有關。 與職位有關，但與審判費用有關？ 無論如何，該比率是該點的電場強度。 2.物理原理和定律模型的構建。 物理原理和規律主要包括物理事物的特征、成因、發展變化及其相互聯系等。 該模型可以讓學生對物理現象、運動和規律有更深入的理解，例如構建力與運動關系的模型。
實驗一：取三個相同的鋼球，分別用錫箔紙和棉膠帶包裹其中兩個，在斜坡左側相同高度處靜態釋放，觀察三個小球到達斜坡上的最高點右邊。 現象： ⑴三個小球到達右側最高點時，高度低于釋放時的高度； ⑵ 普通鋼球接近釋放時的高度，醫用棉膠帶包裹的鋼球最低。 學生猜測：球與軌道之間存在摩擦力，且大小不同。 學生體驗：感受三個鋼球表面的粗糙度。 普通鋼球最光滑，用棉膠帶包裹的鋼球最粗糙。 探索結果：三個鋼球被釋放后，總是試圖達到最初釋放時的高度，但由于摩擦阻力的存在，它們始終沒有達到釋放時的高度。 摩擦阻力越小，鋼球越接近釋放時的高度。 探索實驗2：將普通鋼球從左側相同高度靜態釋放，減小右側斜面與水平面的夾角。 現象：鋼球接近釋放時的高度，移動的時間和距離會越來越長。 推論：繼續減小右斜面與水平面的夾角，直至右斜面水平，然后松開鋼球。 鋼球將繼續運動，永不停止。 學生認識到，在沒有力的作用下，物體將保持其原始運動狀態。 在這樣的探究過程中，提出問題、猜想與假設、分析與論證等要素非常突出，實驗的作用也非常明顯。 3.物理知識系統模型的構建。 物理事物的各個要素是相互聯系、相互作用、相互制約的，特別是復雜的物理事物。 影響因素有很多。 知識系統模型就是對這些影響因素進行分類總結，找到它們之間的相互聯系，從而快速有效地組織和分析，形成綜合的物理知識體系。
如靜電場屬性模型的構建（如圖1所示）。 實驗電場中某一點的電場力與電荷 a 的比率。 圖1 靜電場屬性模型的構建形成了牢固的“知識鏈”，有利于凸顯知識的遞進關系。 知識之間的聯系越緊密，就越容易為教學提供更清晰的知識線索，保證學生的學習循序漸進。 高中物理的理想模型能夠將一些復雜的物理過程分解、簡化、抽象為簡單、易于理解的物理過程。 構建物理模型時必須遵循以下原則： （1）相似性：在允許的近似范圍內準確地反映物理的客觀性質； （2）抽象：在充分認識對象的前提下，能夠概括出更深層次的理性表達； ⑶可控性：物理模型所代表的物理場景必須能夠在受控下運行和模擬。 讓學生對物理知識有更透徹的理解，有利于培養和提高學生的科學思維能力，使學生受益于前人的科學思維，激發他們學習的主動性和創造性，提高物理教學的有效性。 。
2.高中物理模型構建的教學策略
在高中物理模型構建教學中，應根據具體教學內容、學生條件和教學資源合理分配。 1、樹立正確的觀念，掌握基本物理和定律。 概念、原理和定律是物理學習的基礎，也是構建物理模型的基礎。 2、熟練的思維方法。 在學習物理知識的過程中，經常會用到歸納、演繹、類比等思維方法。 如果學生不熟練這些思維方法，就會嚴重影響學生對物理知識的學習、理解和應用，從而影響物理模型的構建。 因此，對這些思維方法的訓練和指導是必要的。 3、實施一定數量的物理模型搭建活動。 模式的教育意義需要通過“建構”來實現。 在模型構建活動中，常常需要進行觀察或實驗，進行歸納和演繹，利用已有的知識進行假設、模擬，將復雜的事物簡單化，抽象出其本質屬性，將頭腦中的抽象概念具體化。 。 體現、想象和實踐。 通過親身參與這樣的活動，學生可以在探索和思考中體驗模型構建的方法，并獲得成功的喜悅。 只有這樣，他們才能將模型方法內化為認知圖式，提高認知水平。 可以說，模型方法的本質體現在構建模型的探索和發現。 如果沒有親身經歷這種困惑和發現，很難理解模型方法的精髓和關鍵。
3、使用模型時應注意的問題
高中物理模型教學應注意以下幾個方面： 1、物理模型有一定的適用條件。 在現實世界中，有很多東西非常接近這個“理想模型”。 在某些場合、某些條件下，作為一種近似，可以將實際事物視為“理想模型”，但也必須具體問題具體分析。 。 例如，在研究地球繞太陽運動時，可以將地球上所有點相對于太陽的運動視為相同，即可以忽略地球的形狀和大小，從而得到地球可以看作是一個“粒子”，但是在研究地球自轉時，地球上每個點的自轉半徑是不同的。 地球的形狀和大小不容忽視，不能將地球視為一個“粒子”。 2、物理模型不斷完善和發展。 同一事物在不同階段可以用不同的模型來描述，但其模型總是從初級到高級不斷發展和完善。 例如，代表性的原子模型有湯姆森的“棗子蛋糕”原子模型、盧瑟福的“核結構”模型、玻爾的“軌道量子化”原子模型等。 另一個例子是研究固體比熱時的三維諧振器。 在中學物理教學中，由于學生知識和能力的限制，對于某些物理圖片僅使用比較低級的模型。 例如，在研究氣體的性質時，使用理想氣體模型，而在一般物理學中，使用范氏氣體模型。 3、理論聯系實際。 建立物理模型的目的是為了更好地理解物理事物，所以物理模型必須應用到現實生活中。 例如，建立了擺的理想化模型并理解了擺的周期公式后，我們就可以解決一系列與擺類似的問題：小球在垂直光滑圓弧軌道上以小幅度滾動的周期問題。 ; 垂直加速系統中小球擺動的周期性問題； 小球在光滑斜坡上擺動的周期性問題； 木塊漂浮在水面上、上下移動的周期性問題等。
