浅谈物理模型的科学思维方法价值20190801(共50张PPT)

高三物理总复习物理中的科学思维方法和解题中的策略、方法与技巧（转载）一、物理中的科学思维方法对同一个物理问题，采用不同的方法来解决，其繁简程度可能会有很大的区别。

如果遵循一定的科学思维方法，掌握正确的研究物理问题的思路，则会收到事半功倍的效果。

下面就通过对一些典型问题的分析，介绍物理模型法、对称法、等效法、逆向法和极端思维法等常用的基本科学思维方法。

1、物理模型法物理模型是一种理想化的物理形态，是物理知识的一种直观表现。

模型思维法是对研究对象加以简化和纯化，突出主要因素、忽略次要因素，从而来研究、处理物理问题的一种思维方法。

从本质上讲，分析和解决物理问题的过程，就是构建物理模型的过程，我们平时所说的解题时应“明确物理过程”、“在头脑中建立一幅清晰的物理图景”，其实就是指构建物理模型。

物理模型一般可分为两大类，即实物模型和过程模型。

实物模型大致上有：质点、单摆、理想气体、点电荷、电阻、匀强电场、匀强磁场等等；过程模型大致上有：匀速直线运动、匀加速直线运动、竖直上抛运动、平抛运动、圆周运动、简谐振动、等温过程、等容过程、等压过程、电磁感应现象等等。

在实际运用中，过程模型使用更多。

*例1：如图所示，竖直放置的平行金属板，两板间距为0.1米，极板间电势差为103伏，一个质量为0.2克、带电量为10－7库的小球用0.01米长的绝缘线悬挂于O点。

现将小球拉到与绝缘线呈水平位置的A点后放开，小球运动到O点正下方的B点时线突然断开，以后小球恰能通过B点正下方的C点。

求BC间的距离。

（g＝10米/秒2）解析：带电小球从A点开始作圆周运动到B点，用动能定理可得它过B点时的水平速度v，即：mgL－qUL/d＝mv2/2，线断后，它在水平方向作匀减速运动，可得运动时间t，即：t＝2v/a＝2vdm/qu，同时，它在竖直方向作自由落体运动，可的：H BC＝gt2/2＝g(2vdm)2/2(qU)2，代入数据，即得H BC＝0.08米。

浅谈物理模型建构思维能力的培养【摘要】物理教学围绕客观存在的物理知识与人类的抽象认知特点展开，将具象化的物理现象加工为理论，促使学生掌握获取科学知识的基本技能。

要提升初中物理教学质量，必须加强对学生思维的训练，使其正确认识、应用物理知识。

物理模型构建从物理教学本身的科学性与综合性入手，依靠多元化模型框架帮助学生认知物理知识。

培养学生的物理模型建构思维，应该从直观认知、理论探索、抽象思考等多角度入手，认知、理解、探究，为物理教学的高效实施提供新的支持。

【关键词】初中物理；模型建构思维；培养模型建构思维不仅包括建立物理模型的基本能力，还包含物理认知、物理辨析等多方面的内容，在初中物理教学活动中，具备出色的模型建构思维的学生的信息搜集能力、逻辑分析能力、抽象建模能力都较为出色。

从初中物理教学的宏观视角来看，物理建模是一个应用物理知识、转化抽象概念的学习过程，可以引导学生物理素养的进一步发展，能从基础建模与概念分析等多元视角引导学生展开物理学习活动，提升学生的物理学习效率。

一、初中物理模型建构思维的核心概念论述模型建构思维的概念并不复杂，其属于一种结合客观存在的物理知识引导学生建构物理模型的思维意识，鼓励学生结合既有的物理模型解答相关学习问题，尝试完成从抽象到具象的思维转换，直观认知物理知识。

在进行模型建构思维培养工作的过程中，要重视模型建构思维与其他思维意识之间的关系，建立完善的物理思维培养体系。

第一，模型建构思维是学生基于已经掌握的物理知识建立物理模型的一种思维意识，其受到学生信息储备与学习经验的直接影响。

培养学生的模型建构思维，必须强调学生物理信息搜集能力、信息应用能力的综合应用，教师应建立更为完善的物理教学指导模式，带动学生物理技能的进一步发展。

第二，模型建构思维强调学生对基础物理知识的认知、应用，在物理课堂上，教师要重视学生分析信息、建构模型等关键技能的培养，将教学活动转化为系统完善的教学指导体系，带动学生物理思维的进一步发展。

浅谈高中物理学习中的模型思维作者：周水明来源：《西部论丛》2018年第10期摘要：探讨物理模型在解题中的应用，物理模型培养学生思维能力的途径，旨在达到利用物理模型培养学生思维能力的教学目的。

关键词：高中物理模型解题能力培养钱学森指出：“模型就是通过对问题现象的分解，利用我们考究得来的机理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所创造出来的一幅图画……”在高中物理学习中，如果模型思维运用得当，解题就会像是看一幅图画一样，简洁而形象。

下面先以牛顿第二定律学习中的“瘤体模型”为例，简单谈谈物理模型在解题时的作用。

1.根据物理情景和物理过程，建立简单、明确的物理模型例1.如图，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。

A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为0.5μ。

最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。

现对A施加一水平拉力F，则A.当FB.当F=2.5μmg时，A的加速度为μg/3C.当F>3μmg时，A相对B滑动D.无论F为何值，B的加速度不会超过0.5μg这道题在没建立“瘤体模型”的学生眼中，可能很难，而在掌握“瘤体模型”的学生看来，是一道送分题。

所谓“瘤体模型”，是指当分析对象有多个，且它们的运动状况一致，如上题中，当A、B运动状况一致时，A就相当于B身上长出的一颗肿瘤，如影随形，故称之为“瘤体模型”。

其解题套路是两句口诀：“知内求外，先整（求a）后隔；知外（求a）求内，先隔后整。

”由于外力F未知，须从内部入手，即应先隔离受力清晰的物体B分析，求出AB刚好相对滑动时，B的加速度a，再用整体法就可以分析出AB相对滑动时F的大小，剩余的问题也迎刃而解了。

物理模型是依据一定的物理规律为学生提供解决问题的办法。

学生掌握好物理模型，在见到问题时马上就有了清晰的思路，在理综考试中，效果显而易见。

2.把模型提炼、简化，变成解题套路一个模型要成为一种套路，还须对模型简化处理。

如“瘤体模型”，其最简化的套路为“a隔=a整”，即在判断物体属于瘤体后，隔离法求一次加速度，再整体法求一次加速度，联立即可求解。

浅谈“物理模型”思维能力的培养与训练中学物理教材中无论哪一部分的内容都是以物理模型为基础向学生传达物理知识的。

物理模型是中学物理知识的载体，通过对其进行分析与讲解，是学生获得物理知识的一种基本方法，更是培养学生创造思维能力的重要途径。

一、物理模型的类型1、对象物理模型即把物理问题的研究对象模型化。

如物理教材中提到的：“质点”、“点电荷”、“单摆”、“点光源”等都属于这类模型。

2、过程物理模型即把研究的物理对象的实际运动过程进行近似处理，排除其在实际运动过程中的一些次要因素的干扰，使之成为理想的典型过程。

如物理教材中提到的，“匀速直线运动”、“等温”过程、“简谐振动”、两物体的弹性碰撞过程等都属于这一类型。

3、条件物理模型即排除物体所处外部条件的次要因素，突出主要方面。

如中学学过的“接触面光滑”、“绝热”等。

二、模型思维能力的培养与训练1、让学生了解正确物理模型是怎样建立及有何意义物理学所分析、研究实际问题往往很复杂，有众多的因素，为了便于着手分析与研究，物理学往往采用一种“简化”的方法，对实际问题进行科学抽象化处理，保留主要因素，略去次要因素，得出一种能反映原物本质特性的理想物质（过程）或假想结构，此种理想物质（过程）或假想结构就称之为物理模型。

因此，物理模型是人们通过科学思维对物理世界中的原物的抽象描述；是按照物理学研究的特定目的，用物质形式或思维形式对原型客体本质关系的再现。

人们通过对物理模型的认识与研究，去获得关于原型客体的知识及其在自然界中的运动变化规律，它是一种物理科学研究的常用方法。

2、在教学中运用形象化的物理模型，帮助学生理解和掌握知识，发展物理模型思维。

物理模型有助于将物理学中大量抽象的逻辑思维辅之以生动的形象思维，物理模型给物理的教与学所带来的好处是不言而喻的。

例如电场线对电场的描述；原子核式结构对α粒子散对现象的解释；光子模型对光的粒子性的理解。

在具体教学中可通过下述方法帮助学生建立物理模型：第一，实验引导。

物理模型思维方法的认识、理解和运用罗兆华（遂昌中学，浙江丽水323300 ）进入二十一世纪，新课程改革更加关注学生的发展，课程目标注重提高全体学生的科学素养，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生。

而“模型”的思维方法是物理学研究的基本方法，也是学生解决实际问题的重要途径，是中学生学习物理课程必须要涉及和掌握的重要方法。

中学生解决物理问题的过程，就是正确选用物理模型，运用物理模型的过程。

所以，教师在高中物理教学中，一定要重视物理模型思维方法的教学，提高学生建立物理模型、运用物理模型的能力。

本文结合自己的教学实践，谈谈如何在教学中培养学生运用模型解决问题的能力，与同行们交流。

1 认识物理模型思维方法是物理学的基本方法《普通高中物理课程标准（实验）》要求：通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。

课程标准把物理模型提高到了与物理实验、数学工具同样的高度，充分肯定了物理模型思维方法在物理学发展中的重要地位。

物理模型的思维方法是物理学研究的基本方法。

自然界中物质的运动是复杂的，受许多因素的影响，为了更好地抓住事物的本质，需要把复杂、具体的事物用简单、抽象的模型来代替，以突出主要矛盾，舍去次要矛盾，使具体问题抽象化、复杂问题简单化而易于研究。

如果不分主次，把所有的因素都考虑在内，就难以进行研究，找出其规律。

比如，研究地面附近小球由静止下落的运动。

小球下落时，影响小球下落的因素很多——首先是重力，根据万有引力定律221 r mGmF ，它随高度的变化而变化；其次是空气阻力，它与小球的形状、大小和下落速度有关，也将不断地变化；其它还有风速、地球自转等的影响，都综合考虑，就会使研究变得十分困难，而实际上也没有必要。

因为在事物的发展过程中，有许多的矛盾存在，但其中必有一种是主要的矛盾，由于它的存在和发展，规定或影响着其它矛盾的存在和发展。