初中物理中的模型法

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初中物理中的模型法范文第1篇

    【论文摘 要】本文首先分析了物理模型在物理学及其发展中的重要性,然后结合初中物理教育和教学的特点分析了物理模型在初中物理教育教学中的重要意义,接下来本文又把初中物理模型按不同类型逐一分析,最后给出了方法论意义。

    模型在我们日常生活、工程技术和科学研究中经常见到,对我们的生产生活有很大帮助。物理学研究具有复杂性。怎样发现复杂多变的客观现象背后的基本规律呢?又如何简单的表达它们呢?人们有幸在漫长地实践活动中找到一些有效的方法,其中一个就是:在具体情况下忽略研究对象或过程的次要因素,抓住其本质特征,把复杂的研究对象或现象简化为较为理想化的模型,从而发现和表达物理规律。

    既然物理模型是物理学研究的重要方法和手段,物理教育和教学中对物理模型的讲述和讲授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以简化客观对象,合理简化客观对象的过程就是建立物理模型的过程。根据简化过程和角度的不同,将物理模型分为以下五类:物理对象模型、物理条件模型、物理过程模型、理想化实验和数学模型。【1】下面我们逐个加以说明。

    (一)物理对象模型——直接将具体研究对象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。这种模型应用最为广泛,在初中物理教材中有许多很好的例子。例如:质点、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。作为例子,我们详细分析质点。质点,就是忽略运动物体的大小和形状而把它看成的一个有质量的几何点。其条件是在所研究的问题中,实际物体的大小和形状对本问题的研究的影响小到可以忽略。这样以来,很多类型的运动的描述就得到化简。比如所有做直线运动的物体都可以看成质点。因为作直线运动的物体的每一个部分每时每刻都做同样的运动,所以就可以忽略其大小和形状,而只找这个物体上的一个点作为概括,当然这个点的质量等于物体本身的质量。这样,直线运动物体的运动轨迹就是一条直线,很容易想象、理解和刻画。很多具体例子都可以这么做,例如以最大速度行驶在笔直铁轨上的火车,沿着航空路线飞行的客机,从比萨斜塔上下落的铁球,等等。

    (二)物理条件模型——忽略研究对象所处条件的某些次要因素而形成的物理模型。在初中物理中有:光滑面、轻质杆、轻质滑轮、轻绳、轻质球、绝热容器、匀强电场和匀强磁场等。我们以轻质杆为例加以分析。比如简单机械里的杠杆,在初中阶段问题往往归结到力矩的平衡上来。即:动力×动力臂=阻力×阻力臂。动力和阻力都包括杆以外的物体对杠杆的作用力,还包括杆本身的重力。而杆重力的力臂在杆上的每一点都不同,这样除了杆的形状是几何规则的少数例子以外的绝大部分杠杆问题在初中阶段就没法解决。而轻质杆的引入正好解决了这一问题。轻质杆是忽略了自身重力的弹性杆。当外界物体对杠杆的力矩远远大于杆自身重力的力矩或者杆自身重力的力矩相互抵消时,就可以把杆当成轻质杆,杠杆受到的力矩只有外力矩,这样所有杠杆平衡问题都可以迎刃而解。

    (三)物理过程模型——忽略物理过程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有:匀速直线运动、稳恒电流等。这些物理模型都是把物理过程中的某个物理量的微小变化忽略掉,把这个物理量看成是恒定的。因为这些量的变化量与物理量本身相比太小了,以至于可以略去不计。这样不用考虑过程中物理量的复杂变化情况而只考虑恒定过程,分析问题就容易多了。

    (四)理想化实验——在大量实验研究的基础上,经过逻辑推理,忽略次要因素,抓住主要特征,得到在理想条件下的物理现象和规律的科学研究方法就是理想实验。理想化方法是物理科学研究和物理学习中最基本、应用最广泛的方法【2】。初中物理中就有一个非常着名的理想化实验:伽利略斜面实验。伽利略的斜面实验有许多,现在举其中的一个例子,同样的小球从同种材料同样高度的斜面上滑下来,在摩擦力依次减小的水平面上沿直线运动的路程依次增大。伽利略由此推知:小球在没有摩擦的水平面上永远做匀速直线运动(在理想条件下的物理现象)。牛顿又在此基础上建立了牛顿第一定律。无需多论,也足以见得理想实验的强大力量。

    (五)数学模型——由数字、字母或其它数学符号组成的、描述现实对象数量规律的数学公式、图形或算法。【3】初中物理中的数学模型主要有磁感线和电场线。磁感线(电场线)是形象的描述磁感应强度(电场强度)空间分布的几何线,是一种数学符号。而磁场和电场本身的性质对这些几何线做了一些规定,例如空间各点的电场强度是唯一的规定了电场线不相交。这样就使它们成为形象、简练而准确的描述磁场和电场的数学符号。

    物理模型在初中物理教育与教学中起到举足轻重的作用,因此,在教学中我们就要重视对物理模型概念和具体模型(例如上文分析的模型)的讲述,重视对建立物理模型方法的讲授,重视对学生建立和应用物理模型意识的增强,重视对学生建立和应用物理模型能力的培养,让学生体验到成功建立和应用物理模型解决实际问题的快乐。

    参考文献

    【1】刘玉胜,物理模型在教学中的运用,东平县实验中学。

初中物理中的模型法范文第2篇

关键词：初中物理；模型；直观；规律

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2013）13-047-01

初中物理学科已经显示出它的抽象性，学生接受起来未免有些吃力，教师可以化抽象为直观，发动学生，制作模型，利用模型的形象直观的特点，破解物理难题，开启智慧之门。一方面有利于培养并提高学生的动手动脑能力，一方面锻炼学生的思维能力。

模型在我们日常生活、工程技术和科学研究中也是很常见的，对我们的生产生活有很大帮助。物理学研究具有复杂性。怎样发现复杂多变的客观现象背后的基本规律呢？又如何简单的表达它们呢？人们有幸在漫长地实践活动中找到一些有效的方法，其中一个就是：在具体情况下忽略研究对象或过程的次要因素，抓住其本质特征，把复杂的研究对象或现象简化为较为理想化的模型，从而发现和表达物理规律。

既然物理模型是物理学研究的重要方法和手段，物理教育和教学中对物理模型的讲述和讲授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以简化客观对象，合理简化客观对象的过程就是建立物理模型的过程。根据简化过程和角度的不同，将物理模型分为以下五类：物理对象模型、物理条件模型、物理过程模型、理想化实验和数学模型。下面我们逐个加以说明。

（1）物理对象模型――直接将具体研究对象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。这种模型应用最为广泛，在初中物理教材中有许多很好的例子。例如：质点、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。作为例子，我们详细分析质点。质点，就是忽略运动物体的大小和形状而把它看成的一个有质量的几何点。其条件是在所研究的问题中，实际物体的大小和形状对本问题的研究的影响小到可以忽略。这样以来，很多类型的运动的描述就得到化简。比如所有做直线运动的物体都可以看成质点。因为作直线运动的物体的每一个部分每时每刻都做同样的运动，所以就可以忽略其大小和形状，而只找这个物体上的一个点作为概括，当然这个点的质量等于物体本身的质量。这样，直线运动物体的运动轨迹就是一条直线，很容易想象、理解和刻画。很多具体例子都可以这么做，例如以最大速度行驶在笔直铁轨上的火车，沿着航空路线飞行的客机，从比萨斜塔上下落的铁球，等等。

（2）物理条件模型――忽略研究对象所处条件的某些次要因素而形成的物理模型。在初中物理中有：光滑面、轻质杆、轻质滑轮、轻绳、轻质球、绝热容器、匀强电场和匀强磁场等。我们以轻质杆为例加以分析。比如简单机械里的杠杆，在初中阶段问题往往归结到力矩的平衡上来。即：动力×动力臂=阻力×阻力臂。动力和阻力都包括杆以外的物体对杠杆的作用力，还包括杆本身的重力。而杆重力的力臂在杆上的每一点都不同，这样除了杆的形状是几何规则的少数例子以外的绝大部分杠杆问题在初中阶段就没法解决。而轻质杆的引入正好解决了这一问题。轻质杆是忽略了自身重力的弹性杆。当外界物体对杠杆的力矩远远大于杆自身重力的力矩或者杆自身重力的力矩相互抵消时，就可以把杆当成轻质杆，杠杆受到的力矩只有外力矩，这样所有杠杆平衡问题都可以迎刃而解。

（3）物理过程模型――忽略物理过程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有：匀速直线运动、稳恒电流等。这些物理模型都是把物理过程中的某个物理量的微小变化忽略掉，把这个物理量看成是恒定的。因为这些量的变化量与物理量本身相比太小了，以至于可以略去不计。这样不用考虑过程中物理量的复杂变化情况而只考虑恒定过程，分析问题就容易多了。

（4）理想化实验――在大量实验研究的基础上，经过逻辑推理，忽略次要因素，抓住主要特征，得到在理想条件下的物理现象和规律的科学研究方法就是理想实验。理想化方法是物理科学研究和物理学习中最基本、应用最广泛的方法。初中物理中就有一个非常着名的理想化实验：伽利略斜面实验。伽利略的斜面实验有许多，现在举其中的一个例子，同样的小球从同种材料同样高度的斜面上滑下来，在摩擦力依次减小的水平面上沿直线运动的路程依次增大。伽利略由此推知：小球在没有摩擦的水平面上永远做匀速直线运动（在理想条件下的物理现象）。牛顿又在此基础上建立了牛顿第一定律。无需多论，也足以见得理想实验的强大力量。

初中物理中的模型法范文第3篇

关键字：对比 物理模型 学习习惯

学生普遍认为高一物理难学，原因就是学生能力与高中物理教学要求的差距大。由于高一物理是高中物理学习的基础，因此高中物理教师必须认真研究教材和学生，掌握初、高中物理教学的差别，把握初、高中物理教学的衔接，才能提高高中物理教学质量，才能让学生完成由初中到高中的过渡，进入高中的物理良性学习。

一、高中与初中物理教学的对比

初中物理教学是以观察、实验为基础，使学生了解力学、热学、声学、光学、电学和原子物理学的初步知识以及实际应用；高中物理教学则是采用观察实验、抽象思维和数学方法相结合，对物理现象进行模型抽象和数学化描述，要求通过抽象概括、想象假说、逻辑推理来揭示物理现象的本质和变化规律。初中物理教学以直观教学为主，在学生的思维活动中呈现的是一个个具体的物理形象和现象，所以初中学生物理知识的获得是建立在形象思维的基础之上；而高中较多地是在抽象的基础上进行概括，在学生的思维活动中呈现的是经过抽象概括的物理模型。

初中物理内容少，问题简单，讲解例题和练习多，课后学生只要背背概念、公式，考试就很容易了。而高中物理内容多而且难度大，各部分知识相互联系，有的学生仍采用初中的那一套方法对待高中的物理学习，结果是学了一大堆公式，虽然背得很熟，但一用起来就不知从何下手，学生感到物理深奥难懂，从而心理上造成对物理的恐惧。高中物理对学生运用数学知识分析解决物理问题的能力提出了较高要求，在教学内容上更多地涉及到数学知识，物理规律的数学表达式明显加多加深。

二、如何搞好初、高中物理教学的衔接

1．重视教材与教法研究

高中物理教师不单是研究高中的物理教材，还要研究初中物理教材，了解初中物理教学方法和教材结构，知道初中学生学过哪些知识，掌握到什么水平以及获取这些知识的途径，在此基础上根据高中物理教材和学生状况分析、研究高中教学难点，设置合理的教学层次，实施适当的教学方法，降低“阶差”，保护学生物理学习的积极性，使学生树立起学好物理的信心。

2．坚持循序渐进原则

高中物理教学大纲指出，教学中应注意循序渐进，知识要逐步扩展和加深，能力要逐步提高。高中教学应以初中知识为教学的出发点逐步扩展和加深，教材的呈现要难易适当，要根据学生知识的逐渐积累和能力的不断提高，让教学内容在不同阶段重复出现，逐渐扩大范围和增加难度。

3．透析物理概念和规律

使学生掌握完整的基础知识，培养学生物理思维能力，能力是在获得和运用知识的过程中逐步培养起来的。首先要加强基本概念和基本规律的教学，要重视概念和规律的建立过程，让学生知道它们的由来；其次弄清每一个概念的内涵和外延及来龙去脉，要使学生在掌握物理规律的表达形式的同时，明确公式中各物理量的意义和单位、规律的适用条件及注意事项。

4．物理模型的建立

高中物理教学中常用的研究方法是确定研究对象，对研究对象进行简化建立物理模型，在一定范围内研究物理模型，分析总结得出规律，讨论规律的适用范围及条件。建立物理模型是培养抽象思维能力、建立形象思维的重要途径，要通过对物理概念和规律建立过程的讲解，使学生领会这种研究物理问题的方法，通过规律的应用培养学生建立和应用物理模型的能力，以实现知识的迁移。

5．学习习惯的培养

教育家叶圣陶先生指出：“教育的本旨原来如此，养成能力，养成习惯。”培养学生良好的学习习惯是教育的一个重要目的，也是培养学生能力、实现教学目标的重要保证。如何培养良好的学习习惯，首先是要培养学生独立思考的习惯，独立思考是学好知识的前提，学生经过独立思考，就能很好地消化所学知识，才能真正想清其中的道理，从而更好地掌握它。其次培养学生自学能力，使其具有终身学习的能力。阅读是提高自学能力的重要途径，阅读是对学生进行智育的重要手段，阅读物理教材不能一扫而过，而应潜心研读，边读边思考，挖掘提炼，对重要内容反复推敲，对重要概念和规律要在理解的基础上熟练记忆，养成遇到问题能够独立思考以及通过阅读教材、查阅有关书籍和资料的习惯。

为了提高学生的阅读兴趣与效果，教师可以根据教材重点设计思考题，使学生有目的地带着问题去读书，设计些对重点的、关键性的内容能激起思维矛盾的思考题，引起学生的思维兴趣和思维活动，同时还可以充分利用现代信息技术,利用电脑动画再现物理情景。同时强调科学记忆，反对死记硬背，现在学生不重视知识的记忆和理解，或是什么都不记，或是死记硬背。准确的记忆是正确应用的基础，理解是物理记忆的关键，对比联系是记忆的有效方法，将所学知识与该知识应用的条件结合起来，形成条件化记忆才能有效地用来创造性地解决问题。

初中物理中的模型法范文第4篇

一、控制变量法

就是某一物理问题受多个因素的影响时，通过控制其中某个因素不变，只让其中一个因素改变，看它对物理问题的影响，从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。

例如，我们常见的弦乐器可以发出不同音调，那么弦乐器发音的音调与哪些因素有关呢?弦乐器的音调高低可能与弦的粗细、长短、弦的材料及弦的松紧等因素有关，我们先控制弦的长短、材料和松紧相同，让弦的粗细不同，比较粗细对音调的影响，然后使弦的粗细、材料和松紧相同，研究弦的长短对音调的影响，以此类推，逐步进行研究，最后进行分析从而得出正确的结论。

初中物理中利用控制变量法进行研究的问题很多，如，研究影响力的作用效果的因素；研究滑动摩檫力与哪些因素有关；研究液体内部的压强的影响因素；研究影响液体蒸发快慢的因素；研究物体吸热与哪些因素有关；研究影响电阻大小的因素；研究电流与电压、电阻的关系；研究影响电流热效应的因素；探究影响电流做功的因素；研究动能(势能)大小的影响因素；探究物体质量与体积的关系；探究压力作用效果等。

二、建立模型法

实际生活中的事物是错综复杂的，在用物理的规律对实际中的事物进行研究时，我们需要对它们进行必要的简化，忽略次要因素，以突出主要矛盾，以便于解决问题，用这种理想化的方法对实际中的事物进行简化，便可得到一系列的物理模型，这种方法可以帮助人们透过现象，从本质认识和处理问题。

例如，生活中简单机械有很多，它们的形状、用途、结构各异，要分别研究它们是难于实现的，初中物理中的杠杆就是简单机械的模型，有了这个模型，再去研究简单机械，就简单多了。

在初中物理中，通过建立模型，简化研究难度的内容很多，如，原子的核式模型；电路图；力的示意图；电动机和发电机模型；用水泵和水轮机使水管中水不停流动，其中水泵就是电池的模型，水压就是电压的模型；滑动变阻器就是生活中各种变阻器的模型等。

三、转换法

物理中有一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量来间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。

如，苹果落地证明重力存在；马得堡半球实验可证明大气压的存在；影的形成、小孔成像可以说明光的直线传播；奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场；用细铁屑可以很清楚地显示磁场的分布；指南针证明地磁场的存在；扩散现象证明分子做无规则运动；铅块实验证明分子间引力的存在；运动或被举高的物体能对别的物体做功可证明它具有能，用铁球撞击木块，根据木块移动的距离可以知道铁球动能的大小，利用电磁铁吸引大头针的多少而知道电磁铁的磁性强弱等。

四、类比法

实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理，它是根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维方法，物理中的类比方法可以帮助理解较复杂的实验和较难的物理知识。

如，原子结构的模型中，原子核可以类比于太阳，核外电子类比于行星，它们在空间结构和运动方式上都是相似的、利用水流类比电流、利用水压类比电压、照相机类比人的眼睛、电能使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能无法自动转化为电能类比能量的转化和转移具有方向性、利用水波类比电磁波、利用永久磁体的磁场分布情况类比通电螺线管周围的磁场分布等。

五、比较法

许多物理现象和物理规律具有相似之处，但又有本质的区别，我们要认识它们有一定的难度，但我们如果通过深入观察、思考和分析，找出研究对象的相同点和不同点，就能很好的区别它们，这也是认识事物的一种基本方法。

初中物理中的模型法范文第5篇

【关键词】高中物理;衔接点;知识

高中物理与初中物理属于两个不同的层次，学生在学习高中物理知识的过程中，难免会出现一些不适应的感觉。其实，从初中物理到高中物理的学习过程，是一种思维上的转变，只要抓住物理思维模式上的变化，就可以很好的消化课堂上的物理知识。所以，教师作为课堂上的主体，对学生进行物理思维模式上的训练，可以有效的帮助学生更好的掌握高中物理知识。从实际教学情况来看，物理思维模式上的有效转换，可以更好将初中物理知识与高中物理知识进行有效的衔接。

一、高中物理课堂现状

很多学生抱怨高中物理课程难度较大，已经成为目前高中物理课堂上的一种普遍声音。在高中物理课堂上，很多从初中刚刚进入高中的学生，面对新的物理课程，表现出了不适应的感觉，认为高中物理知识与初中物理知识是两回事，因此，对高中物理课堂产生了抵触情绪。而教师作为课堂上的主体，在对学生进行物理知识的传递时，将大部分精力都放在了学生如何能够快速掌握物理知识上，而忽视了对学生如何能够快速掌握物理知识的方式方法的教导。因此，对那些从初中刚刚步入高中的学生来说，教师较为传统的教学方法，没有将学生过去所学习的物理知识与高中物理知识进行有效的衔接[1]，导致同学们不能很好的掌握课堂上的知识点。

二、a生初、高中物理知识不能进行有效衔接的原因

1.新旧知识没有同化

用初中知识来攻克高中的新知识，是促进初、高中物理知识能够同化的重要途径。但是，目前很多教师在物理课堂上，没有将新旧知识进行同化，而使学生误认为新旧知识之间没有一点关系。因此，导致学生在学习的方向上出现了意识上的问题，使学生掌握高中物理知识出现了阻碍。

2.实验教学不够充分

实验教学的有效运用，对衔接初、高中物理知识来讲，能够起到很好的辅作用。因为物理是一门以实验为基础的科学，一旦离开实验的教学方式，必定会使学生出现理解上的偏差。但是，在目前的教学中，教师对实验教学的运用较少，只是将一些带有实验性质的教学内容，以口述的方式表达给学生。这样不仅会破坏课堂的完整性，同时也不能激发学生的学习兴趣，使课堂氛围枯燥，导致学生很难融入到教师的教学当中。

3.缺少模型教学

模型教学可以更加直观的将一些物理定律呈现在学生面前，使学生能够清晰的认识到物理规律，对衔接学生的初、高中物理思维来说，起到了关键性作用。但是，在目前的教学环境内，对物理模型的运用依然不够，或者说对模型的运用不够细致化[2]。使学生的物理思维依然停留在初中阶段，没有将思维进行有效的转化。

三、初、高中物理知识能够衔接的建议及对策

1.注重新旧知识的同化

例如，教师在讲解弹力的概念时，初中的物理课程已经涉及了弹力的延长与外力关系。因此，教师应该运用学生对初中物理知识的概念，进行高中知识的讲解，从弹力的延长与外力关系中分析弹力产生的原因和弹力方向。将初中物理知识与高中物理知识进行衔接式教学，会让学生对弹力的概念有一个更清晰的认识，也会促进学生对弹力概念的有效掌握。

2.加强实验教学

在实验教学的过程中，教师应该以学生的角色进入实验过程中，以学生的思维提出实验过程中遇到的问题，思学生之所思，想学生之所想。与学生一起面对实验问题，并根据实验，寻找初中阶段物理教学中拥有相同实验特性的例子，帮助学生回忆初中物理的知识点，进行延伸性教学，将实验结果与初中实验特例进行衔接，让学生更好的理解实验过程，从而加强学生对高中物理的认识，产生联想性思维。

3.加强物理模型教学

例如，在讲解月球围绕地球运转时，通过物理模型进行教学，可以更加直观的将月地之间的距离、运动轨道等信息呈现在学生面前，并根据这些简单的信息，引申出匀速直线运动、自由落体运动等知识点，从而可以将学生的初、高中物理思维进行有效的衔接[3]。对学生学习物理知识来讲，模型具有非常重要的实际意义。

四、结论

寻找初、高中物理知识的衔接点，对学生学习物理知识具有非常重要的作用。因此，想要达成这一教学目的，教师应该转变教学观念，在课堂中运用现代教学手段，转化学生的学习思维，提高学生对物理知识的兴趣，加强学生对物理知识的理解，从而帮助学生更好的学习物理。

参考文献：

[1]龚林泉.初高中衔接实践探索和初步思考[J].教育科学论坛，2015，07：65-67.