摘要：物理模型构建是物理学发展的一个重要方向。 高中物理模型虽然与科学研究中的物理模型不同，但思维过程的本质是一样的。 本文主要介绍高中物理模型的构建、构建模型的教学策略以及使用模型时应注意的问题。
关键词：物理模型； 模型构建； 教学策略
物理学是研究自然现象和事物的科学，事物之间存在着复杂的联系初中物理理想化模型，这就使得研究变得复杂。 这就需要我们对其进行科学抽象，建立能够反映物理对象本质的体系。 理想的属性模型。 任何物理模型都代表了对一个运动的本质描述，它不仅标志着对运动理解的深度，也标志着对运动的概括能力。 从这个意义上说，物理模型代表了一种物理思维。
1.高中物理模型的构建
物理模型的构建与科学研究中的物理模型的构建既相关又不同。 首先，两个建设主体的知识背景不同。 前者是只有中学知识的学生，后者是拥有丰富的物理、天文、数学等知识的物理学家； 其次，两者的建设要求不同。 前者是根据高中物理课程标准的要求设计的，后者是根据科学研究的要求设计的； 再次，两者建设目标不同，前者是为了让学生更好地理解物理基础知识和基本定律，后者是为了更好地理解物理基础知识和物理定律。 深刻理解物理事件的本质。 但从根本上来说，两者的思维过程是相同的。 他们通过探索初中物理理想化模型，运用归纳、演绎、类比等思维方法，对现有的物理知识进行假设和模拟，对复杂的事物进行简化和抽象，构造出能够反映系统原型物理性质的模型，进而获得信息。通过对模型的研究来建立原型，为理论的形成奠定基础。 1.物理概念模型的构建。 物理概念不仅是基础物理知识的重要组成部分，也是制定物理定律、建立物理公式、完善物理理论的基础和前提。 物理概念是人类智慧的结晶，体现了很高的智力价值。 它们是培养学生思维品质、提高能力的好材料。 对抽象或复杂的物理概念建立模型，可以帮助学生理解物理事物的本质，如“电场强度”概念模型的构建：通过观察和分析，可以看出，相同的测试电荷在不同的介质中存在不同的性质。场源电荷形成的电场 0 位置所受电场力的大小和方向不同。
该电场力是作用在相同测试电荷上的相同电场。 因此，场源电荷周围不同位置的电场具有不同的强度和方向。 因此，有必要引入物理量来描述这个性质——电场强度。 (1)电场强度方向相同。 检查电场中不同点的电荷所施加的电场力的方向不同。 因此，场强不仅有大小，而且有方向，是一个矢量。 用试验电荷上电场力的方向来表征场强的方向更为合适。 但电场中同一点的正、负测试电荷所受的电场力方向相反。 如何定义场强的方向？ 回顾初中时对磁场方向的定义，小磁针AT和S极的受力方向也是相反的，所以人为规定小磁针#极的受力方向是磁场的方向。 这是人们的习惯。 对于电场强度方向的定义也是如此，规定对带正电的试验电荷施加的电场力的方向就是场强的方向。 (2)电场强度的大小。 根据库仑定律，场源电荷0形成的电场中某一点所受到的电场力是恒定的。 不同位置所受到的电场力大小不同，但都与点电荷9的电荷量成正比（分析数据表略）。 从数据分析中不难得出结论：放置在电场中某一点的测试电荷所受到的电场力与测试电荷所携带的电荷量之比是一定的。 该比率在电场的不同点处是不同的。 该比值仅与场源电荷0和电场有关。 与职位有关，但与审判费用有关？ 无论如何，该比率是该点的电场强度。 2.物理原理和定律模型的构建。 物理原理和规律主要包括物理事物的特征、成因、发展变化及其相互联系等。 该模型可以让学生对物理现象、运动和规律有更深入的理解，例如构建力与运动关系的模型。
实验一：取三个相同的钢球，分别用锡箔纸和棉胶带包裹其中两个，在斜坡左侧相同高度处静态释放，观察三个小球到达斜坡上的最高点右边。 现象： ⑴三个小球到达右侧最高点时，高度低于释放时的高度； ⑵ 普通钢球接近释放时的高度，医用棉胶带包裹的钢球最低。 学生猜测：球与轨道之间存在摩擦力，且大小不同。 学生体验：感受三个钢球表面的粗糙度。 普通钢球最光滑，用棉胶带包裹的钢球最粗糙。 探索结果：三个钢球被释放后，总是试图达到最初释放时的高度，但由于摩擦阻力的存在，它们始终没有达到释放时的高度。 摩擦阻力越小，钢球越接近释放时的高度。 探索实验2：将普通钢球从左侧相同高度静态释放，减小右侧斜面与水平面的夹角。 现象：钢球接近释放时的高度，移动的时间和距离会越来越长。 推论：继续减小右斜面与水平面的夹角，直至右斜面水平，然后松开钢球。 钢球将继续运动，永不停止。 学生认识到，在没有力的作用下，物体将保持其原始运动状态。 在这样的探究过程中，提出问题、猜想与假设、分析与论证等要素非常突出，实验的作用也非常明显。 3.物理知识系统模型的构建。 物理事物的各个要素是相互联系、相互作用、相互制约的，特别是复杂的物理事物。 影响因素有很多。 知识系统模型就是对这些影响因素进行分类总结，找到它们之间的相互联系，从而快速有效地组织和分析，形成综合的物理知识体系。
如静电场属性模型的构建（如图1所示）。 实验电场中某一点的电场力与电荷 a 的比率。 图1 静电场属性模型的构建形成了牢固的“知识链”，有利于凸显知识的递进关系。 知识之间的联系越紧密，就越容易为教学提供更清晰的知识线索，保证学生的学习循序渐进。 高中物理的理想模型能够将一些复杂的物理过程分解、简化、抽象为简单、易于理解的物理过程。 构建物理模型时必须遵循以下原则： （1）相似性：在允许的近似范围内准确地反映物理的客观性质； （2）抽象：在充分认识对象的前提下，能够概括出更深层次的理性表达； ⑶可控性：物理模型所代表的物理场景必须能够在受控下运行和模拟。 让学生对物理知识有更透彻的理解，有利于培养和提高学生的科学思维能力，使学生受益于前人的科学思维，激发他们学习的主动性和创造性，提高物理教学的有效性。 。
2.高中物理模型构建的教学策略
在高中物理模型构建教学中，应根据具体教学内容、学生条件和教学资源合理分配。 1、树立正确的观念，掌握基本物理和定律。 概念、原理和定律是物理学习的基础，也是构建物理模型的基础。 2、熟练的思维方法。 在学习物理知识的过程中，经常会用到归纳、演绎、类比等思维方法。 如果学生不熟练这些思维方法，就会严重影响学生对物理知识的学习、理解和应用，从而影响物理模型的构建。 因此，对这些思维方法的训练和指导是必要的。 3、实施一定数量的物理模型搭建活动。 模式的教育意义需要通过“建构”来实现。 在模型构建活动中，常常需要进行观察或实验，进行归纳和演绎，利用已有的知识进行假设、模拟，将复杂的事物简单化，抽象出其本质属性，将头脑中的抽象概念具体化。 。 体现、想象和实践。 通过亲身参与这样的活动，学生可以在探索和思考中体验模型构建的方法，并获得成功的喜悦。 只有这样，他们才能将模型方法内化为认知图式，提高认知水平。 可以说，模型方法的本质体现在构建模型的探索和发现。 如果没有亲身经历这种困惑和发现，很难理解模型方法的精髓和关键。
3、使用模型时应注意的问题
高中物理模型教学应注意以下几个方面： 1、物理模型有一定的适用条件。 在现实世界中，有很多东西非常接近这个“理想模型”。 在某些场合、某些条件下，作为一种近似，可以将实际事物视为“理想模型”，但也必须具体问题具体分析。 。 例如，在研究地球绕太阳运动时，可以将地球上所有点相对于太阳的运动视为相同，即可以忽略地球的形状和大小，从而得到地球可以看作是一个“粒子”，但是在研究地球自转时，地球上每个点的自转半径是不同的。 地球的形状和大小不容忽视，不能将地球视为一个“粒子”。 2、物理模型不断完善和发展。 同一事物在不同阶段可以用不同的模型来描述，但其模型总是从初级到高级不断发展和完善。 例如，代表性的原子模型有汤姆森的“枣子蛋糕”原子模型、卢瑟福的“核结构”模型、玻尔的“轨道量子化”原子模型等。 另一个例子是研究固体比热时的三维谐振器。 在中学物理教学中，由于学生知识和能力的限制，对于某些物理图片仅使用比较低级的模型。 例如，在研究气体的性质时，使用理想气体模型，而在一般物理学中，使用范氏气体模型。 3、理论联系实际。 建立物理模型的目的是为了更好地理解物理事物，所以物理模型必须应用到现实生活中。 例如，建立了摆的理想化模型并理解了摆的周期公式后，我们就可以解决一系列与摆类似的问题：小球在垂直光滑圆弧轨道上以小幅度滚动的周期问题。 ; 垂直加速系统中小球摆动的周期性问题； 小球在光滑斜坡上摆动的周期性问题； 木块漂浮在水面上、上下移动的周期性问题等。
