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

    【論文摘 要】本文首先分析了物理模型在物理學及其發展中的重要性,然后結合初中物理教育和教學的特點分析了物理模型在初中物理教育教學中的重要意義,接下來本文又把初中物理模型按不同類型逐一分析,最后給出了方法論意義。

    模型在我們日常生活、工程技術和科學研究中經常見到,對我們的生產生活有很大幫助。物理學研究具有復雜性。怎樣發現復雜多變的客觀現象背后的基本規律呢?又如何簡單的表達它們呢?人們有幸在漫長地實踐活動中找到一些有效的方法,其中一個就是:在具體情況下忽略研究對象或過程的次要因素,抓住其本質特征,把復雜的研究對象或現象簡化為較為理想化的模型,從而發現和表達物理規律。

    既然物理模型是物理學研究的重要方法和手段,物理教育和教學中對物理模型的講述和講授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以簡化客觀對象,合理簡化客觀對象的過程就是建立物理模型的過程。根據簡化過程和角度的不同,將物理模型分為以下五類:物理對象模型、物理條件模型、物理過程模型、理想化實驗和數學模型。【1】下面我們逐個加以說明。

    (一)物理對象模型——直接將具體研究對象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。這種模型應用最為廣泛,在初中物理教材中有許多很好的例子。例如:質點、薄透鏡、光線、彈簧振子、理想電流表、理想電壓表、理想電源和分子模型。作為例子,我們詳細分析質點。質點,就是忽略運動物體的大小和形狀而把它看成的一個有質量的幾何點。其條件是在所研究的問題中,實際物體的大小和形狀對本問題的研究的影響小到可以忽略。這樣以來,很多類型的運動的描述就得到化簡。比如所有做直線運動的物體都可以看成質點。因為作直線運動的物體的每一個部分每時每刻都做同樣的運動,所以就可以忽略其大小和形狀,而只找這個物體上的一個點作為概括,當然這個點的質量等于物體本身的質量。這樣,直線運動物體的運動軌跡就是一條直線,很容易想象、理解和刻畫。很多具體例子都可以這么做,例如以最大速度行駛在筆直鐵軌上的火車,沿著航空路線飛行的客機,從比薩斜塔上下落的鐵球,等等。

    (二)物理條件模型——忽略研究對象所處條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、輕質桿、輕質滑輪、輕繩、輕質球、絕熱容器、勻強電場和勻強磁場等。我們以輕質桿為例加以分析。比如簡單機械里的杠桿,在初中階段問題往往歸結到力矩的平衡上來。即:動力×動力臂=阻力×阻力臂。動力和阻力都包括桿以外的物體對杠桿的作用力,還包括桿本身的重力。而桿重力的力臂在桿上的每一點都不同,這樣除了桿的形狀是幾何規則的少數例子以外的絕大部分杠桿問題在初中階段就沒法解決。而輕質桿的引入正好解決了這一問題。輕質桿是忽略了自身重力的彈性桿。當外界物體對杠桿的力矩遠遠大于桿自身重力的力矩或者桿自身重力的力矩相互抵消時,就可以把桿當成輕質桿,杠桿受到的力矩只有外力矩,這樣所有杠桿平衡問題都可以迎刃而解。

    (三)物理過程模型——忽略物理過程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有:勻速直線運動、穩恒電流等。這些物理模型都是把物理過程中的某個物理量的微小變化忽略掉,把這個物理量看成是恒定的。因為這些量的變化量與物理量本身相比太小了,以至于可以略去不計。這樣不用考慮過程中物理量的復雜變化情況而只考慮恒定過程,分析問題就容易多了。

    (四)理想化實驗——在大量實驗研究的基礎上,經過邏輯推理,忽略次要因素,抓住主要特征,得到在理想條件下的物理現象和規律的科學研究方法就是理想實驗。理想化方法是物理科學研究和物理學習中最基本、應用最廣泛的方法【2】。初中物理中就有一個非常著名的理想化實驗:伽利略斜面實驗。伽利略的斜面實驗有許多,現在舉其中的一個例子,同樣的小球從同種材料同樣高度的斜面上滑下來,在摩擦力依次減小的水平面上沿直線運動的路程依次增大。伽利略由此推知:小球在沒有摩擦的水平面上永遠做勻速直線運動(在理想條件下的物理現象)。牛頓又在此基礎上建立了牛頓第一定律。無需多論,也足以見得理想實驗的強大力量。

    (五)數學模型——由數字、字母或其它數學符號組成的、描述現實對象數量規律的數學公式、圖形或算法。【3】初中物理中的數學模型主要有磁感線和電場線。磁感線(電場線)是形象的描述磁感應強度(電場強度)空間分布的幾何線,是一種數學符號。而磁場和電場本身的性質對這些幾何線做了一些規定,例如空間各點的電場強度是唯一的規定了電場線不相交。這樣就使它們成為形象、簡練而準確的描述磁場和電場的數學符號。

    物理模型在初中物理教育與教學中起到舉足輕重的作用,因此,在教學中我們就要重視對物理模型概念和具體模型(例如上文分析的模型)的講述,重視對建立物理模型方法的講授,重視對學生建立和應用物理模型意識的增強,重視對學生建立和應用物理模型能力的培養,讓學生體驗到成功建立和應用物理模型解決實際問題的快樂。

    參考文獻

    【1】劉玉勝,物理模型在教學中的運用,東平縣實驗中學。

初中物理中的模型法范文第2篇

關鍵詞：初中物理；模型；直觀；規律

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）13-047-01

初中物理學科已經顯示出它的抽象性，學生接受起來未免有些吃力，教師可以化抽象為直觀，發動學生，制作模型，利用模型的形象直觀的特點，破解物理難題，開啟智慧之門。一方面有利于培養并提高學生的動手動腦能力，一方面鍛煉學生的思維能力。

模型在我們日常生活、工程技術和科學研究中也是很常見的，對我們的生產生活有很大幫助。物理學研究具有復雜性。怎樣發現復雜多變的客觀現象背后的基本規律呢？又如何簡單的表達它們呢？人們有幸在漫長地實踐活動中找到一些有效的方法，其中一個就是：在具體情況下忽略研究對象或過程的次要因素，抓住其本質特征，把復雜的研究對象或現象簡化為較為理想化的模型，從而發現和表達物理規律。

既然物理模型是物理學研究的重要方法和手段，物理教育和教學中對物理模型的講述和講授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以簡化客觀對象，合理簡化客觀對象的過程就是建立物理模型的過程。根據簡化過程和角度的不同，將物理模型分為以下五類：物理對象模型、物理條件模型、物理過程模型、理想化實驗和數學模型。下面我們逐個加以說明。

（1）物理對象模型――直接將具體研究對象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。這種模型應用最為廣泛，在初中物理教材中有許多很好的例子。例如：質點、薄透鏡、光線、彈簧振子、理想電流表、理想電壓表、理想電源和分子模型。作為例子，我們詳細分析質點。質點，就是忽略運動物體的大小和形狀而把它看成的一個有質量的幾何點。其條件是在所研究的問題中，實際物體的大小和形狀對本問題的研究的影響小到可以忽略。這樣以來，很多類型的運動的描述就得到化簡。比如所有做直線運動的物體都可以看成質點。因為作直線運動的物體的每一個部分每時每刻都做同樣的運動，所以就可以忽略其大小和形狀，而只找這個物體上的一個點作為概括，當然這個點的質量等于物體本身的質量。這樣，直線運動物體的運動軌跡就是一條直線，很容易想象、理解和刻畫。很多具體例子都可以這么做，例如以最大速度行駛在筆直鐵軌上的火車，沿著航空路線飛行的客機，從比薩斜塔上下落的鐵球，等等。

（2）物理條件模型――忽略研究對象所處條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、輕質桿、輕質滑輪、輕繩、輕質球、絕熱容器、勻強電場和勻強磁場等。我們以輕質桿為例加以分析。比如簡單機械里的杠桿，在初中階段問題往往歸結到力矩的平衡上來。即：動力×動力臂=阻力×阻力臂。動力和阻力都包括桿以外的物體對杠桿的作用力，還包括桿本身的重力。而桿重力的力臂在桿上的每一點都不同，這樣除了桿的形狀是幾何規則的少數例子以外的絕大部分杠桿問題在初中階段就沒法解決。而輕質桿的引入正好解決了這一問題。輕質桿是忽略了自身重力的彈性桿。當外界物體對杠桿的力矩遠遠大于桿自身重力的力矩或者桿自身重力的力矩相互抵消時，就可以把桿當成輕質桿，杠桿受到的力矩只有外力矩，這樣所有杠桿平衡問題都可以迎刃而解。

（3）物理過程模型――忽略物理過程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有：勻速直線運動、穩恒電流等。這些物理模型都是把物理過程中的某個物理量的微小變化忽略掉，把這個物理量看成是恒定的。因為這些量的變化量與物理量本身相比太小了，以至于可以略去不計。這樣不用考慮過程中物理量的復雜變化情況而只考慮恒定過程，分析問題就容易多了。

（4）理想化實驗――在大量實驗研究的基礎上，經過邏輯推理，忽略次要因素，抓住主要特征，得到在理想條件下的物理現象和規律的科學研究方法就是理想實驗。理想化方法是物理科學研究和物理學習中最基本、應用最廣泛的方法。初中物理中就有一個非常著名的理想化實驗：伽利略斜面實驗。伽利略的斜面實驗有許多，現在舉其中的一個例子，同樣的小球從同種材料同樣高度的斜面上滑下來，在摩擦力依次減小的水平面上沿直線運動的路程依次增大。伽利略由此推知：小球在沒有摩擦的水平面上永遠做勻速直線運動（在理想條件下的物理現象）。牛頓又在此基礎上建立了牛頓第一定律。無需多論，也足以見得理想實驗的強大力量。

初中物理中的模型法范文第3篇

關鍵字：對比 物理模型 學習習慣

學生普遍認為高一物理難學，原因就是學生能力與高中物理教學要求的差距大。由于高一物理是高中物理學習的基礎，因此高中物理教師必須認真研究教材和學生，掌握初、高中物理教學的差別，把握初、高中物理教學的銜接，才能提高高中物理教學質量，才能讓學生完成由初中到高中的過渡，進入高中的物理良性學習。

一、高中與初中物理教學的對比

初中物理教學是以觀察、實驗為基礎，使學生了解力學、熱學、聲學、光學、電學和原子物理學的初步知識以及實際應用；高中物理教學則是采用觀察實驗、抽象思維和數學方法相結合，對物理現象進行模型抽象和數學化描述，要求通過抽象概括、想象假說、邏輯推理來揭示物理現象的本質和變化規律。初中物理教學以直觀教學為主，在學生的思維活動中呈現的是一個個具體的物理形象和現象，所以初中學生物理知識的獲得是建立在形象思維的基礎之上；而高中較多地是在抽象的基礎上進行概括，在學生的思維活動中呈現的是經過抽象概括的物理模型。

初中物理內容少，問題簡單，講解例題和練習多，課后學生只要背背概念、公式，考試就很容易了。而高中物理內容多而且難度大，各部分知識相互聯系，有的學生仍采用初中的那一套方法對待高中的物理學習，結果是學了一大堆公式，雖然背得很熟，但一用起來就不知從何下手，學生感到物理深奧難懂，從而心理上造成對物理的恐懼。高中物理對學生運用數學知識分析解決物理問題的能力提出了較高要求，在教學內容上更多地涉及到數學知識，物理規律的數學表達式明顯加多加深。

二、如何搞好初、高中物理教學的銜接

1．重視教材與教法研究

高中物理教師不單是研究高中的物理教材，還要研究初中物理教材，了解初中物理教學方法和教材結構，知道初中學生學過哪些知識，掌握到什么水平以及獲取這些知識的途徑，在此基礎上根據高中物理教材和學生狀況分析、研究高中教學難點，設置合理的教學層次，實施適當的教學方法，降低“階差”，保護學生物理學習的積極性，使學生樹立起學好物理的信心。

2．堅持循序漸進原則

高中物理教學大綱指出，教學中應注意循序漸進，知識要逐步擴展和加深，能力要逐步提高。高中教學應以初中知識為教學的出發點逐步擴展和加深，教材的呈現要難易適當，要根據學生知識的逐漸積累和能力的不斷提高，讓教學內容在不同階段重復出現，逐漸擴大范圍和增加難度。

3．透析物理概念和規律

使學生掌握完整的基礎知識，培養學生物理思維能力，能力是在獲得和運用知識的過程中逐步培養起來的。首先要加強基本概念和基本規律的教學，要重視概念和規律的建立過程，讓學生知道它們的由來；其次弄清每一個概念的內涵和外延及來龍去脈，要使學生在掌握物理規律的表達形式的同時，明確公式中各物理量的意義和單位、規律的適用條件及注意事項。

4．物理模型的建立

高中物理教學中常用的研究方法是確定研究對象，對研究對象進行簡化建立物理模型，在一定范圍內研究物理模型，分析總結得出規律，討論規律的適用范圍及條件。建立物理模型是培養抽象思維能力、建立形象思維的重要途徑，要通過對物理概念和規律建立過程的講解，使學生領會這種研究物理問題的方法，通過規律的應用培養學生建立和應用物理模型的能力，以實現知識的遷移。

5．學習習慣的培養

教育家葉圣陶先生指出：“教育的本旨原來如此，養成能力，養成習慣。”培養學生良好的學習習慣是教育的一個重要目的，也是培養學生能力、實現教學目標的重要保證。如何培養良好的學習習慣，首先是要培養學生獨立思考的習慣，獨立思考是學好知識的前提，學生經過獨立思考，就能很好地消化所學知識，才能真正想清其中的道理，從而更好地掌握它。其次培養學生自學能力，使其具有終身學習的能力。閱讀是提高自學能力的重要途徑，閱讀是對學生進行智育的重要手段，閱讀物理教材不能一掃而過，而應潛心研讀，邊讀邊思考，挖掘提煉，對重要內容反復推敲，對重要概念和規律要在理解的基礎上熟練記憶，養成遇到問題能夠獨立思考以及通過閱讀教材、查閱有關書籍和資料的習慣。

為了提高學生的閱讀興趣與效果，教師可以根據教材重點設計思考題，使學生有目的地帶著問題去讀書，設計些對重點的、關鍵性的內容能激起思維矛盾的思考題，引起學生的思維興趣和思維活動，同時還可以充分利用現代信息技術,利用電腦動畫再現物理情景。同時強調科學記憶，反對死記硬背，現在學生不重視知識的記憶和理解，或是什么都不記，或是死記硬背。準確的記憶是正確應用的基礎，理解是物理記憶的關鍵，對比聯系是記憶的有效方法，將所學知識與該知識應用的條件結合起來，形成條件化記憶才能有效地用來創造性地解決問題。

初中物理中的模型法范文第4篇

一、控制變量法

就是某一物理問題受多個因素的影響時，通過控制其中某個因素不變，只讓其中一個因素改變，看它對物理問題的影響，從而轉化為多個單一因素影響某一物理量的問題的研究方法。

例如，我們常見的弦樂器可以發出不同音調，那么弦樂器發音的音調與哪些因素有關呢?弦樂器的音調高低可能與弦的粗細、長短、弦的材料及弦的松緊等因素有關，我們先控制弦的長短、材料和松緊相同，讓弦的粗細不同，比較粗細對音調的影響，然后使弦的粗細、材料和松緊相同，研究弦的長短對音調的影響，以此類推，逐步進行研究，最后進行分析從而得出正確的結論。

初中物理中利用控制變量法進行研究的問題很多，如，研究影響力的作用效果的因素；研究滑動摩檫力與哪些因素有關；研究液體內部的壓強的影響因素；研究影響液體蒸發快慢的因素；研究物體吸熱與哪些因素有關；研究影響電阻大小的因素；研究電流與電壓、電阻的關系；研究影響電流熱效應的因素；探究影響電流做功的因素；研究動能(勢能)大小的影響因素；探究物體質量與體積的關系；探究壓力作用效果等。

二、建立模型法

實際生活中的事物是錯綜復雜的，在用物理的規律對實際中的事物進行研究時，我們需要對它們進行必要的簡化，忽略次要因素，以突出主要矛盾，以便于解決問題，用這種理想化的方法對實際中的事物進行簡化，便可得到一系列的物理模型，這種方法可以幫助人們透過現象，從本質認識和處理問題。

例如，生活中簡單機械有很多，它們的形狀、用途、結構各異，要分別研究它們是難于實現的，初中物理中的杠桿就是簡單機械的模型，有了這個模型，再去研究簡單機械，就簡單多了。

在初中物理中，通過建立模型，簡化研究難度的內容很多，如，原子的核式模型；電路圖；力的示意圖；電動機和發電機模型；用水泵和水輪機使水管中水不停流動，其中水泵就是電池的模型，水壓就是電壓的模型；滑動變阻器就是生活中各種變阻器的模型等。

三、轉換法

物理中有一些看不見、摸不著的現象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現象去認識，或用易測量的物理量來間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法。

如，蘋果落地證明重力存在；馬得堡半球實驗可證明大氣壓的存在；影的形成、小孔成像可以說明光的直線傳播；奧斯特實驗可證明電流周圍存在著磁場；用細鐵屑可以很清楚地顯示磁場的分布；指南針證明地磁場的存在；擴散現象證明分子做無規則運動；鉛塊實驗證明分子間引力的存在；運動或被舉高的物體能對別的物體做功可證明它具有能，用鐵球撞擊木塊，根據木塊移動的距離可以知道鐵球動能的大小，利用電磁鐵吸引大頭針的多少而知道電磁鐵的磁性強弱等。

四、類比法

實際上是一種從特殊到特殊或從一般到一般的推理，它是根據兩個(或兩類)對象之間在某些方面的相同或相似而推出它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維方法，物理中的類比方法可以幫助理解較復雜的實驗和較難的物理知識。

如，原子結構的模型中，原子核可以類比于太陽，核外電子類比于行星，它們在空間結構和運動方式上都是相似的、利用水流類比電流、利用水壓類比電壓、照相機類比人的眼睛、電能使電燈發光，同時產生內能散失在空氣中，但這些內能無法自動轉化為電能類比能量的轉化和轉移具有方向性、利用水波類比電磁波、利用永久磁體的磁場分布情況類比通電螺線管周圍的磁場分布等。

五、比較法

許多物理現象和物理規律具有相似之處，但又有本質的區別，我們要認識它們有一定的難度，但我們如果通過深入觀察、思考和分析，找出研究對象的相同點和不同點，就能很好的區別它們，這也是認識事物的一種基本方法。

初中物理中的模型法范文第5篇

【關鍵詞】高中物理;銜接點;知識

高中物理與初中物理屬于兩個不同的層次，學生在學習高中物理知識的過程中，難免會出現一些不適應的感覺。其實，從初中物理到高中物理的學習過程，是一種思維上的轉變，只要抓住物理思維模式上的變化，就可以很好的消化課堂上的物理知識。所以，教師作為課堂上的主體，對學生進行物理思維模式上的訓練，可以有效的幫助學生更好的掌握高中物理知識。從實際教學情況來看，物理思維模式上的有效轉換，可以更好將初中物理知識與高中物理知識進行有效的銜接。

一、高中物理課堂現狀

很多學生抱怨高中物理課程難度較大，已經成為目前高中物理課堂上的一種普遍聲音。在高中物理課堂上，很多從初中剛剛進入高中的學生，面對新的物理課程，表現出了不適應的感覺，認為高中物理知識與初中物理知識是兩回事，因此，對高中物理課堂產生了抵觸情緒。而教師作為課堂上的主體，在對學生進行物理知識的傳遞時，將大部分精力都放在了學生如何能夠快速掌握物理知識上，而忽視了對學生如何能夠快速掌握物理知識的方式方法的教導。因此，對那些從初中剛剛步入高中的學生來說，教師較為傳統的教學方法，沒有將學生過去所學習的物理知識與高中物理知識進行有效的銜接[1]，導致同學們不能很好的掌握課堂上的知識點。

二、a生初、高中物理知識不能進行有效銜接的原因

1.新舊知識沒有同化

用初中知識來攻克高中的新知識，是促進初、高中物理知識能夠同化的重要途徑。但是，目前很多教師在物理課堂上，沒有將新舊知識進行同化，而使學生誤認為新舊知識之間沒有一點關系。因此，導致學生在學習的方向上出現了意識上的問題，使學生掌握高中物理知識出現了阻礙。

2.實驗教學不夠充分

實驗教學的有效運用，對銜接初、高中物理知識來講，能夠起到很好的輔作用。因為物理是一門以實驗為基礎的科學，一旦離開實驗的教學方式，必定會使學生出現理解上的偏差。但是，在目前的教學中，教師對實驗教學的運用較少，只是將一些帶有實驗性質的教學內容，以口述的方式表達給學生。這樣不僅會破壞課堂的完整性，同時也不能激發學生的學習興趣，使課堂氛圍枯燥，導致學生很難融入到教師的教學當中。

3.缺少模型教學

模型教學可以更加直觀的將一些物理定律呈現在學生面前，使學生能夠清晰的認識到物理規律，對銜接學生的初、高中物理思維來說，起到了關鍵性作用。但是，在目前的教學環境內，對物理模型的運用依然不夠，或者說對模型的運用不夠細致化[2]。使學生的物理思維依然停留在初中階段，沒有將思維進行有效的轉化。

三、初、高中物理知識能夠銜接的建議及對策

1.注重新舊知識的同化

例如，教師在講解彈力的概念時，初中的物理課程已經涉及了彈力的延長與外力關系。因此，教師應該運用學生對初中物理知識的概念，進行高中知識的講解，從彈力的延長與外力關系中分析彈力產生的原因和彈力方向。將初中物理知識與高中物理知識進行銜接式教學，會讓學生對彈力的概念有一個更清晰的認識，也會促進學生對彈力概念的有效掌握。

2.加強實驗教學

在實驗教學的過程中，教師應該以學生的角色進入實驗過程中，以學生的思維提出實驗過程中遇到的問題，思學生之所思，想學生之所想。與學生一起面對實驗問題，并根據實驗，尋找初中階段物理教學中擁有相同實驗特性的例子，幫助學生回憶初中物理的知識點，進行延伸性教學，將實驗結果與初中實驗特例進行銜接，讓學生更好的理解實驗過程，從而加強學生對高中物理的認識，產生聯想性思維。

3.加強物理模型教學

例如，在講解月球圍繞地球運轉時，通過物理模型進行教學，可以更加直觀的將月地之間的距離、運動軌道等信息呈現在學生面前，并根據這些簡單的信息，引申出勻速直線運動、自由落體運動等知識點，從而可以將學生的初、高中物理思維進行有效的銜接[3]。對學生學習物理知識來講，模型具有非常重要的實際意義。

四、結論

尋找初、高中物理知識的銜接點，對學生學習物理知識具有非常重要的作用。因此，想要達成這一教學目的，教師應該轉變教學觀念，在課堂中運用現代教學手段，轉化學生的學習思維，提高學生對物理知識的興趣，加強學生對物理知識的理解，從而幫助學生更好的學習物理。

參考文獻：

[1]龔林泉.初高中銜接實踐探索和初步思考[J].教育科學論壇，2015，07：65-67.