理想物理模型在高中物理教学中的基础作用和意义 刘晓春 (甘肃省舟曲县第一中学) 摘要 物理学为了使人们逐步认识和掌握物理学的重要基本规律，用理想化的模型来代替现实的、复杂的物理研究对象，即所谓理想物理模型。它是物理学研究方法和逻辑思维的结晶，是研究物理规律的重要基石，是贯穿整个高中阶段物理教学的重要组成部分。 关键词 研究对象 理想物理模型 高中物理教学 科学研究中一个重要的方法就是在研究事物时往往忽略事物的次要因素，抓住事物的主要因素，从而得到事物的结果、性质或规律；同样，在物理研究中，为了便于研究，人们在观察、实验时也会忽略研究对象和物理过程中的次要因素，只抓住主要因素，从而掌握研究对象的基本性质和重要的物理规律。物理学是研究物质最普遍、最基本的运动形式的自然科学。而一切自然现象都不是孤立的。事物之间这种复杂的相互联系，一方面体现了事物之间联系的规律性，同时也存在着许多偶然性，这就使得我们的研究变得复杂。例如，在研究物体的机械运动时，实际的运动往往非常复杂，不可能有简单的直线运动、匀速运动、圆周运动。为了使研究变得可能和简单，我们常常忽略一些次要因素，把问题理想化，如引入匀速直线运动、匀速加速直线运动、匀速圆周运动、简谐运动等理想化的运动。
即首先建立理想化的物理模型，然后在一定的条件下用它来处理一定的实际问题。这种把物理研究对象形式化、纯化的方法是一种理想化的方法，理想化的研究对象就是物理学中的理想化物理模型。理想化的物理模型是学习物理知识的重要手段和方法，在高中物理的知识结构和学习中始终起着十分重要的作用。在高中物理教学过程中，如何引导学生正确、有效地建立物理模型及其科学方法，掌握其思维方法，直接关系到高中物理教学和学生学习的成败。1理想物理模型的种类(1)仿真模型。物理概念、物理规律往往形式抽象，内容具体，对于这样的研究对象，我们可以用仿真形式来描述。例如电磁学中的电力线、磁感应线、等势面等物理模型。这些实际上并不存在的线或面，并不是凭空创造出来的，而是通过建立科学的模型，用这些模拟的线或面，把这些看不见、摸不着、难以理解的客观物体、物质和规律具体化、形象化，使人们能够以直观的方式认识和把握研究对象的本质和规律，并借助这样的直观模型，方便地研究抽象的内在客观物理规律。中学教师的物理教学和学生对这部分抽象的物理知识和电磁学规律的学习和掌握，都是建立在这些理想的物理模型的基础之上的，否则，就难以想象教学和学习应该如何进行。
（2）物理模型。在特定情况下，忽略物理研究对象的一些次要因素的理想化模型。例如：光滑表面、粒子、弹簧振子、单摆、原子核结构模型、杠杆、薄透镜、理想气体、点电荷、变压器、理想电流表、理想电压表等。这些模型忽略了研究体系强加给研究对象的一些次要因素的影响，为便于学习者和研究者掌握研究对象的一些基本规律和性质，建立了物理模型。（3）过程模型。这种模型一般用于分析物理事件的过程。在实际的物理过程中，当对物理过程忽略一些次要因素时，往往可以抽象为理想化的变化过程。例如热力学中的气体的等温变化、等压变化、等容变化；动力学中的弹性碰撞、简谐运动、匀速直线运动、抛射运动、自由落体运动；电学中的恒定电流、恒幅振动等，都是物理过程和物理状态的理想化。此类模型忽略了物体在运动过程中一些次要因素的影响，可以突出物体运动过程的主要方面和规律，使学习者和研究者更容易掌握物体运动的主要规律。（4）实验模型。在实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，进一步按照逻辑推理的规律对过程进行分析推理，找出其规律。例如伽利略的理想实验为牛顿第一运动定律的产生奠定了基础。（5）数学模型。
从原理上讲，客观世界的一切规律都可以在数学中找到答案。我们在建立物理模型的同时，也在不断地建立表达物理状态和物理过程规律的数学模型。当然，由于理想化的物理模型是对客观实体的近似，描述理想化物理模型的数学模型也只能是对客观实体的近似定量描述。例如高中物理理想化模型，在研究外力一定时加速度与质量关系的实验中，认为小车受到的拉力等于钩重的重力。实际上，小车受到的拉力并不完全等于钩重的总重力，只有当钩重的总质量远小于小车和重物的总质量时，才能近似地认为钩重的总重力就是小车受到的拉力。这是我们为了简化计算而采用的数学模型。 2 理想物理模型的作用（1）培养学生正确的科学思维方法：在中学物理教学中培养学生正确的思维方法是提高其物理思维能力的基础。刚开始学习物理的学生往往只注重知识的学习，并不关心自己的思维方法是否正确。但在整个中学物理学习中，不同阶段物理学习的思维方法有不同的要求和特点，这些特点和规律的掌握直接影响着学生物理思维的发展和学习的效果。因此，引导学生建立和运用正确的思维方法至关重要。在物理教学过程中，建立、分析理想物理模型的过程就是培养和确立科学思维方法的过程，可以使学生运用物理思维方法正确透彻地理解物理概念、物理规律，掌握和理解物理运动的过程。
（2）物理理解困难：中学物理教材中有很多物理知识比较抽象，学生理解和掌握起来比较困难。理想物理模型是科学抽象方法的一种形式，是基于客观实体进行科学抽象的产物，反映了对象的主要特征。通过理想物理模型的教学，突出问题的主要因素，简化次要因素，有助于学生确立明确的物理研究对象，畅通思维通道，简化物理问题，降低教学难度，便于学生理解和掌握物理研究对象的本质特征和规律。例如，粒子、理想气体、点电荷、点光源等。学生在理解这些概念时，很难抓住它们的本质，而建立概念模型是一种有效的思维方式。 （3）形成科学预见：由于在理想模型的抽象过程中，大量次要因素被扬弃，突出事物的主要特征，因而容易发挥逻辑思维能力，使研究成果超越现有条件，指导研究方向，形成科学预见，获得重要的物理规律。例如，为了研究水平抛射运动规律，我们先把问题简化为以下两个过程：第一，如果质点在水平方向不受外力作用，它将沿此方向作匀速直线运动；第二，如果质点只在垂直方向受重力作用，则预期它将作自由落体运动。这样就简化了曲线问题，从而找到了它的运动规律。3 理想物理模型在教学中的意义由于客观事物的质是多种多样的，它们的物理性质和运动规律往往很复杂，不可能一下子就完全认识和掌握它们的规律。因此，在中学物理教学中用理想化的物理模型代替现实的物体，可以使事物的性质和规律具有相对简单、简洁的形式，以便学生容易理解和掌握它们的概念、运动规律和本质特征。
建立理想的物理模型也是一种科学的研究方法和思维方法，它的运用有利于提高学生的思维品质。建立和正确运用物理模型，可以提高学生理解和接受新知识的能力，也有助于学生掌握物理学的研究方法，可以使学生对物理学的本质的理解更加细致深入，对物理问题的分析更加清晰明了。因此，物理模型在物理教学中，无论从物理思维方法还是物理研究方法上，都有着重要的价值和意义。4 结语（转192页）206教研园2009年第10期《电气工程》教学方法改革分析陈彦涛陆春华（安阳工学院）摘要《电气工程》是高等工科院校为非电类专业开设的专业基础课，本文探讨了传统教学方法中的一些弊端贝语网校，针对电气工程内容多、课时少的特点，提出了从理论教学到实践教学的一系列改革意见和建议。关键词：电气工程 教学方法改革 电气工程是非电类专业的技术基础课，其主要任务是为学生学习专业知识、从事工程技术工作打下坚实的电气工程技术理论基础，培养学生必备的基本技能。电气工程具有理论与实践结合紧密、设计性知识面广、学时少等特点，一些传统的教学方法和教学内容已不能满足其教学要求。本文将从理论教学和实践教学两个方面探讨电气工程专业教学方法的改革。
1 理论教学 当前电气工程理论教学的主要弊端有：一是重教轻学，教师只注重理论推导，忽视与实际的联系，这种“填鸭式”教学不能激发学生的学习积极性，导致教学效果不佳。二是教师对新知识点的引入不够，在引入新知识点时，教师没有强调知识点与前几门课程、后续课程的联系，容易导致学生积极性不高或对后续知识理解不够。三是很多教师在解决电气工程专业“内容多、课时相对少”的矛盾时显得有些不知所措。对于学生来说，课堂教学是获取知识最直接的途径，如何提高课堂教学质量，提高教学效率，教师的教学方法至关重要。首先，不能进行“填鸭式”教学，要注重师生之间的交流与沟通，教师不能只顾着按照自己的备课讲。课堂上应通过学生的表现，积极地通过提问等方式与学生进行交流，调动学生的学习积极性。电气工程专业是一门与实际生活密切相关的课程，通过结合生活中一些常见事例进行提问，让学生通过思考获得知识。另外，在讲授一个知识点或分析方法之后，应适时地给出一些练习，教学与实践相结合，可以充分调动学生的学习积极性，及时巩固知识。随着电工电子技术的不断发展，电气工程专业教学内容也应不断填充新的内容，跟上时代的步伐，以弥补课本知识的不足。
教师在教学过程中要引入新的知识点，并将新的知识点与上一门、下一门课程结合起来，以增强学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性。要做到这一点，就要求教师不断学习，拓展自己的知识领域，紧跟最新的知识前沿，自己对新的知识点要有透彻的理解高中物理理想化模型，才能把新知识点产生的背景、目的和实际应用等讲清楚，讲给学生听。电气工程本身涉及的知识面很广，除了电路理论、正弦交流电路、磁路、变压器等电气知识外，还有模拟电路、数字电路等电子知识，再加上一些为了跟上时代发展而引入的可编程控制器等新知识。面对如此多的知识点，传统的“黑板+粉笔”模式显然已经不再适合，因此在电气工程教学中引入计算机辅助教学是十分必要的。利用多媒体教学，一方面可以节省时间，另一方面可以传授更多的知识。另一方面，多媒体课件利用图形、声音、动画等效果，使教学内容形象生动，学生更容易理解。例如，在讲解三极管电流放大的工作原理时，通过动画演示，使原本难以解释的载流子运动变得容易得多。另外，由于电气工程专业是非电专业的技术基础课，而非电专业又较多，不同的非电专业又有不同的知识结构，课堂理论教学要遵循为专业服务的原则，以专业应用为目的，教学内容要精挑细选。
教学内容既要注意与各学科基础知识的衔接，又要兼顾与后续课程的衔接，根据不同专业安排课程内容，采取灵活组合的方式，以满足不同专业、不同学时、各个层次学生对课程深度和广度的要求。 2 实践教学 电气工程专业是一门与实践紧密结合的课程，因此实践教学环节也尤为重要。过去实验课往往被看作是理论教学的附属品、理论教学的验证。在做实验前，老师把实验用到的理论知识再一次讲解给学生听，然后学生按照实验指南中的实验步骤，循序渐进，一步步完成实验。如果得到的数据或现象与理论课的结论一致，学生就会愉快地接受，认为实验成功了。这种实验对学生来说完全是被动的，对学生创新能力和实际动手能力的培养基本起不到什么作用。由于学生在做实验的过程中很少考虑实验方案的设计，也很少按照实验指南中的步骤去发现问题，所以不存在解决问题的问题。学生对这样的实验兴趣不大，重视程度不够。实验课作为电气工程专业的重要组成部分，不仅仅是为了理解和验证理论知识，更重要的是培养和提高学生的动手能力和应用能力，引导学生独立思考问题、发现问题、解决问题，从而提高学生的创新意识。为此，在实践教学中提出以下改革建议：①增加学生对实验课的关注度。比如，增加实验课成绩在期末成绩中的比重。同时，实验成绩的考核不仅仅是根据实验报告，更重要的是根据学生的实际行动。