浅谈模型与模仿在初中物理学习中的应用

            大岗实验学校  沈朝阳

关键词：物理模型 模仿应用 初中物理学习 学习方法

择要：本文分析了物理模型在初中物理学习中的重要性，物理模型的建立以及模仿在初中物理学习和解题中的应用，对学生学习初中物理提供了一种重要的学习思考方法。

物理学研究的问题一般具有复杂性，在复杂多变的现象面前，我们如何找到背后的基本的一般的规律呢？怎样简单易懂的表达它们呢？在历史漫长的实践中，人们找到一些方法，如模型法就是其中之一。模型法：在具体情况下忽略研究对象和过程的次要因素抓住其本性特征，把复杂的问题简单化，从而发现和表达物理规律。模型法是物理学研究的重要方法和手段，那么在物理学习中我们应注意模型的建立与应用，在应用时要学会模仿已知事例及规律。某个事例的处理方法，也可作为我们处理问题的小模型。所谓模仿就是复制，是观察者与示范者在行为上的匹配。如果我们会一种模型的建立就可以模仿建立的方法来建立其他类似的物理模型。只要已知条件的类似，我们就可以复制类似的处理方法，匹配上类似的模型。初中具体的模型大致有以下几种：物理对象模型，物理条件模型，物理过程模型，理想实验模型，数学模型。下面针对五种模型在学习和应用时如何模仿的。

一：物理对象模型的模仿

物理对象模型就是直接将具体研究对象的某些次要因素忽略掉而建立的模型。初中物理中如：光线，薄透镜，分子结构等。这里有个共同的特点就是我们处理的对象本身复杂，就要直接将研究对象的某些次要因素忽略掉而建立的模型，如只要会建立光线的模型，那么其他的通过模仿建立模型就不难了。在几何光学中，不把光看做电磁波，而看作为光能量传播方向的几何线，这种几何线称为光线。表示光的传播方向的直线称为光线，光线是一种几何的抽象。在实际当中不可能得到一条光线。模仿这种处理方法研究分子结构：分子结构，或称分子立体结构、分子形状、分子几何，建立在光谱学数据之上，用以描述分子中原子的三维排列方式。分子结构在很大程度上影响了化学物质的反应性、极性、相态、颜色、磁性和生物活性。 分子结构涉及原子在空间中的位置，与键结的化学键种类有关，包括键长、键角以及相邻三个键之间的二面角。对初中生来说比较复杂，那么我们就说分子是由原子构成（除了氢以外），各种原子都有相似的结构，不考虑其化学键等因素，就将复杂问题简单化，建立好对象模型，这是一种重要的学习方法。

二：物理条件模型的模仿

物理条件模型就是忽略研究对象所处条件的某些次要因素而形成的模型。在初中物理中有：光滑面，轻质杆，轻质滑轮，轻绳等。如轻质杆模型的建立：简单机械里的杠杆，在初中阶段问题往往是力矩平衡来解决。即杠杆的平衡条件的应用。动力和阻力不仅包括杆以外的物体对杆的作用力，还包括杆自身的重力。而杆的重力的力臂在杆上的每一点都不同，这样除了杆的形状规则质量分布均匀的少数特例以外，绝大部分杠杆问题就没法解决。而轻质杠杆的引入正好解决了这一问题。轻质杠杆忽略了杆自身的重力，当外界物体对杠杆的力矩远远大于自重的力矩时，就可以把杆当成轻质杠杆，这样所有的问题就迎刃而解。模仿轻质杠杆的引入，光滑面，轻质滑轮，轻绳等模型就可以建立，将复杂问题简单化，同时也找到了这类问题的处理办法。也就是说模型不要单个去学习记忆，要找到模型间的共性，掌握一种模型我们可以了解和找到其他类似的模型并掌握它们，这里模仿的重要性就得到了充分体现。

三：物理过程模型的模仿

物理过程模型就是忽略物理过程中的某些次要因素建立的物理模型。初中物理中如：灯丝电阻在实际功率不等于额定功率时电阻，往往在处理问题时不考虑电阻的变化。再如匀速直线运动等这些模型都是把物理过程中的微小变化忽略掉，把这个物理量看成是恒定的。因为这些物理量的微小变化与其本身相比较太小了，可以忽略不计，这样不考虑过程中物理量的复杂变化而只考虑恒定过程，问题就简单了。模仿物理过程模型的建立我们在处理一些实际问题时也可以忽略一些过程中物理量的微小变化使复杂的过程简单化模型化，那么物理的学习和应用就简单多了。

四：理想实验模型的模仿

理想实验模型就是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，得到在理想条件下物理规律的一种科学的研究方法。初中阶段最著名的理想实验模型就是伽利略斜面实验。真空不能传播声音实验等也是理想实验模型。以伽利略斜面实验为例：同样的小球同种材料从同样高度的斜面滑下，在摩擦力依次减小的水平面上沿直线运动，则运动的路程依次增大。由此推理：小球在没有摩擦力的水平面上将匀速直线运动。模仿这个模型在处理真空传声等问题时，都可以用这种理想推理的方法解决，物理知识的理解和记忆就不再是那么枯燥无味了。

五：数学模型的模仿

数学模型就是由数字，字母或其他数学符号组成的，用来描述现实对象数量规律的数学公式，图形或算法。我们学的一些定量关系公式，都属于这个模型，当然也有图象如电场线磁感应线模型的建立。以磁感应线为例：磁感应线是形象描述磁感应强度空间分布的几何线，是一种数学符号。而磁场本身的性质对这些几何线做了规定磁感应线间不能相交，这样使它们成为形象简练且准确描述磁场的数学符号。模仿数学模型的建立我们在处理如声音传播里速度路程时间问题时，我们可以画简图，用数学符号把物理过程展现出来，找出数学等量关系求解问题。

物理模型在物理的学习和应用中起到举足轻重的作用，因此在学习和应用中就要重视对物理模型建立和记忆，重视模型的建立方法，增强应用物理模型的意识，注重这方法面能力的培养，让我们在学习中体会到成功建立和应用模型的快乐！使我们的学习达到事倍功半的效果，让我们在快乐中学习，快乐中应用！

参考文献：1物理模型论文：浅谈物理模型

          2论文：模仿：心理学的研究述评