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物理学研究的对象涵盖了自然界中各种基本运动形态、物质的结构以及相互作用，然而由于自然界中物质种类繁多、运动错综复杂、相互作用情况也各不相同，所以全面的考虑每种因素和每种情况将会导致物理问题的研究和解决寸步难行.所以我们提倡根据物理事物的本质和规律将研究对象的本质的、主要的属性抽离出来，撇开个别的、非本质的属性，并和同类物理事物中本质的、主要的属性联合起来，建立起轮廓清晰、本质鲜明、易于研究的物理模型.
1物理模型及其分类
物理模型就是根据研究物理问题要解决对象的形态、大小、运动以及结构等基本特征，撇开次要因素根据物理问题的主要因素建立起来的抽象的、理想化的实体、概念以及过程.物理模型来源于实际但是又和实际有所区别，因为它主要是对实体状态、过程、结构等主要特征的展示，目的是为了方便人们的研究，比如物理课程中经常提到的光滑水平面、匀速运动等在实际中通常很难遇到.如果研究对象受其他力的作用和摩擦力相比较大，那么在近似的计算中，摩擦力是可以忽略不计的，这实际上就是把接触面假设成了光滑的，而这一光滑水平面就是理想化的物理模型.
物理中涉及到的问题都有相应的物理模型，比如匀速直线运动模型、质点模型、电荷模型、光源模型、原子结构模型等，因而关于模型的分类根据不同标准，分类方法不同，比如有学者认为应该按照对象模型、条件模型以及过程模型来分，但是也有学者认为应分为实体模型、系统模型以及过程模型等.本文则根据中学物理要解决的两个主要问题，即学习和研究的对象以及学习和研究对象遵循的规律将物理模型分为对象模型和过程模型两大类.对象模型根据是指根据研究对象的主要的、本质的特征建立起来的新形象，是对研究对象主要特点的抽象与概括的结果.对象模型在物理研究中随处可见，比如质点、弹簧振子、单摆、理想流体、光源、电力线等，人们根据研究对象的物理特性，借助理性化图形来模拟，最常见的如光线用带箭头的线段代表.过程模型是在研究对象的复杂物理过程中，抓住能够解释物质本质的过程，比如质点运动中的自由落体、匀变速直线运动等，热学中有等温变化、等压变化以及等容变化等对物理过程的模型，这是在对象模型基础上进行的更高层次的物理问题的解决.
2高中物理课堂教学中模型教学存在的问题
探讨高中物理课堂教学中模型教学的应用必须从当前建模中存在的问题入手，以便结合实际情况为更好的应用提供方向.
2.1表象干扰，导致认知障碍
在模型教学中不完善的表现是教学无法顺利进行的重要难题，比如误差，动态平衡、自由落体、光线等相关表现，都在学生心理中已经存在并有了相对应的词汇，但是从严格的物理学角度来看，这些表现都存在不清晰甚至错误的成分.比如，运动和力的关系，生活中我们常见的由力引起的运动状态变化都是在一瞬间或较短的时间完成的，而在计算中学生无法对过程中各个中间状态的不间断序列连接，因而对应的心理表现中不能对这些关键细节作“放大”.再比如施力运动，学生一般会从亲身体验中感受力的作用，因而在他们的内心深处施力物体应是相对运动着的物体，而静物间的施力表象不鲜明.在涉及到表象贫乏，较高层次的规律，比如分子和原子、光子、波粒二象性等，学生更是无从下手，这些都是生活中很难遇到的刺激，即使有也没有做出过深刻和全面的感知，因而对于这些缺乏元表象的概念来说，学生往往会借助类似的表象加以理解，比如以实验中看到的铁屑分布图来理解磁场，而这种借用虽然降低了难度，但是明显会隐伏相应的错误.
2.2程序化思维训练缺乏，思维方法出现障碍
物理模型学习中除了建立物理模型过程学习外，还应涵盖应用物理模型解决问题的过程，而这两者对于学生来说都是难点.如前所述，学生原有心理认知基础知识上建立起的模型本身就有偏差和缺陷，造成不健全的心理认知体现.而教材中出现的物理模型一般没有模型思维的展示过程，使得学生建立物理模型时也会缺乏相应的思维训练.在模型的应用上，学生大部分都是利用简化后的模型解决问题，这种思维上的简单移植或代公式运算，称不上真正的思维训练，因而当前高中物理中普遍存在认为物理模型的所谓应用就是代入数学公式运算而已，逐渐淡化了模型的思维训练，造成思维上的障碍.
2.3学生抽象思维能力有待提高
长期的应试教育下，学生大都按照教师划定的模型来处理问题，自由想象的空间没有训练和提高，部分学生甚至完全凭直觉判断问题结果，虽然有想象成分，但是不能依靠合理的想象，即在严密的逻辑思维下的推断和猜测，那么难以完全掌握模型应用.对于高中生来说，学习物理尤其是在建模和利用模型进行理想实验时，需要更多的想象.物理中的很多选择题，需要通过外推法进行判别，因而学生可能需要想象某一物体质量达到无穷大、无穷小直至接近零等，也有的是把物体搬到无穷远，以及如果将力加到无穷大时，会呈现出怎样的物理情景，很多学生都难以想象出来，或者出现想象错误，在过程模型和状态模型上这种表现尤其突出.此外，部分学生抽象思维能力难以提高的一个重要原因是，对于物理模型的概念、应用条件模糊不清，不能根据缜密的思维循序渐进的进行合理化想象，高中物理中的物理定律、规律非常多，而部分定律之间仅存在很微妙的差别，也有的定律使用条件非常严格，学生如果不能完全明白就难以有目的展开抽象思考.
3高中物理课堂教学中模型教学的改进策略
3.1引导学生树立正确的模型意识
在实际教学中只有强化学生的模型意识，才能帮助学生领会物理问题的研究方法，为熟练的建立和运用模型解决实际物理问题打下基础.首先教师帮助学生弄清楚模型的内涵，例如模型是学习一个新模型时要清楚的知道它所针对的现象，研究的问题，突出的主要因素以及忽略的次要因素以期将这些全部发掘出来，为学生建模打下基础.其次应注意同一物体由于环境、研究方法、研究重点的不同，可能会出现两种或两种以上的物理模型，有些模型甚至会互相矛盾，这主要是由于模型的特征是根据物体所处具体状态所决定的.比如在学习地球绕太阳公转时，可以把地球抽象为一个质点，因为在不涉及地球自转导致的各部分运动差别的情况下，地球的形状及大小都属于次要因素.但是研究地球自转时，地球自身形状都会对运动形态造成一定影响，此时就不能再将地球抽象为质点来对待，可以抽象为一个刚性球体.质点和刚性球体同是作为地球的一个抽象模型，是存在差别的，而它们的差别正是因为研究对象所处的情况不同，对物体运动研究的重点不同.再次，应明确和模型相关的规律和定理.物理模型是规律和定理成立的依据，纵观物理学发展史，物理定理和规律都是根据物理模型进行不断的试验和总结而建立起来的，因而应用物理模型时必须考虑到其是否和相关规律和定理相符合.比如牛顿运动定律可以在质点中运用，但是研究对象如果不能作为质点来对待，就不能直接运用这一定律，再如电荷模型和库仑定律、电磁理论，理想气体和分子运动论等.最后，应培养学生选用模型的意识.在物理学问题的讨论或计算中，看似没有涉及到模型问题，事实上在自觉或不自觉中已经使用了模型.比如热学中只要遇到气体一般都当做理想气体对待，这种对模型的自觉选用对于学生分析问题和解决问题有重要意义.因而教师应积极引导学生根据实际问题，选用相应的模型，以培养学生良好的模型意识.当然，为了帮助学生有序、清楚的掌握住学过的各种模型，教师还可以对各种模型概念、应用对象等制成一个表格，方便学生对比记忆.
1物理模型及其分类
物理模型就是根据研究物理问题要解决对象的形态、大小、运动以及结构等基本特征，撇开次要因素根据物理问题的主要因素建立起来的抽象的、理想化的实体、概念以及过程.物理模型来源于实际但是又和实际有所区别，因为它主要是对实体状态、过程、结构等主要特征的展示，目的是为了方便人们的研究，比如物理课程中经常提到的光滑水平面、匀速运动等在实际中通常很难遇到.如果研究对象受其他力的作用和摩擦力相比较大，那么在近似的计算中，摩擦力是可以忽略不计的，这实际上就是把接触面假设成了光滑的，而这一光滑水平面就是理想化的物理模型.
物理中涉及到的问题都有相应的物理模型，比如匀速直线运动模型、质点模型、电荷模型、光源模型、原子结构模型等，因而关于模型的分类根据不同标准，分类方法不同，比如有学者认为应该按照对象模型、条件模型以及过程模型来分，但是也有学者认为应分为实体模型、系统模型以及过程模型等.本文则根据中学物理要解决的两个主要问题，即学习和研究的对象以及学习和研究对象遵循的规律将物理模型分为对象模型和过程模型两大类.对象模型根据是指根据研究对象的主要的、本质的特征建立起来的新形象，是对研究对象主要特点的抽象与概括的结果.对象模型在物理研究中随处可见，比如质点、弹簧振子、单摆、理想流体、光源、电力线等，人们根据研究对象的物理特性，借助理性化图形来模拟，最常见的如光线用带箭头的线段代表.过程模型是在研究对象的复杂物理过程中，抓住能够解释物质本质的过程，比如质点运动中的自由落体、匀变速直线运动等，热学中有等温变化、等压变化以及等容变化等对物理过程的模型，这是在对象模型基础上进行的更高层次的物理问题的解决.
2高中物理课堂教学中模型教学存在的问题
探讨高中物理课堂教学中模型教学的应用必须从当前建模中存在的问题入手，以便结合实际情况为更好的应用提供方向.
2.1表象干扰，导致认知障碍
在模型教学中不完善的表现是教学无法顺利进行的重要难题，比如误差，动态平衡、自由落体、光线等相关表现，都在学生心理中已经存在并有了相对应的词汇，但是从严格的物理学角度来看，这些表现都存在不清晰甚至错误的成分.比如，运动和力的关系，生活中我们常见的由力引起的运动状态变化都是在一瞬间或较短的时间完成的，而在计算中学生无法对过程中各个中间状态的不间断序列连接，因而对应的心理表现中不能对这些关键细节作“放大”.再比如施力运动，学生一般会从亲身体验中感受力的作用，因而在他们的内心深处施力物体应是相对运动着的物体，而静物间的施力表象不鲜明.在涉及到表象贫乏，较高层次的规律，比如分子和原子、光子、波粒二象性等，学生更是无从下手，这些都是生活中很难遇到的刺激，即使有也没有做出过深刻和全面的感知，因而对于这些缺乏元表象的概念来说，学生往往会借助类似的表象加以理解，比如以实验中看到的铁屑分布图来理解磁场，而这种借用虽然降低了难度，但是明显会隐伏相应的错误.
2.2程序化思维训练缺乏，思维方法出现障碍
物理模型学习中除了建立物理模型过程学习外，还应涵盖应用物理模型解决问题的过程，而这两者对于学生来说都是难点.如前所述，学生原有心理认知基础知识上建立起的模型本身就有偏差和缺陷，造成不健全的心理认知体现.而教材中出现的物理模型一般没有模型思维的展示过程，使得学生建立物理模型时也会缺乏相应的思维训练.在模型的应用上，学生大部分都是利用简化后的模型解决问题，这种思维上的简单移植或代公式运算，称不上真正的思维训练，因而当前高中物理中普遍存在认为物理模型的所谓应用就是代入数学公式运算而已，逐渐淡化了模型的思维训练，造成思维上的障碍.
2.3学生抽象思维能力有待提高
长期的应试教育下，学生大都按照教师划定的模型来处理问题，自由想象的空间没有训练和提高，部分学生甚至完全凭直觉判断问题结果，虽然有想象成分，但是不能依靠合理的想象，即在严密的逻辑思维下的推断和猜测，那么难以完全掌握模型应用.对于高中生来说，学习物理尤其是在建模和利用模型进行理想实验时，需要更多的想象.物理中的很多选择题，需要通过外推法进行判别，因而学生可能需要想象某一物体质量达到无穷大、无穷小直至接近零等，也有的是把物体搬到无穷远，以及如果将力加到无穷大时，会呈现出怎样的物理情景，很多学生都难以想象出来，或者出现想象错误，在过程模型和状态模型上这种表现尤其突出.此外，部分学生抽象思维能力难以提高的一个重要原因是，对于物理模型的概念、应用条件模糊不清，不能根据缜密的思维循序渐进的进行合理化想象，高中物理中的物理定律、规律非常多，而部分定律之间仅存在很微妙的差别，也有的定律使用条件非常严格，学生如果不能完全明白就难以有目的展开抽象思考.
3高中物理课堂教学中模型教学的改进策略
3.1引导学生树立正确的模型意识
在实际教学中只有强化学生的模型意识，才能帮助学生领会物理问题的研究方法，为熟练的建立和运用模型解决实际物理问题打下基础.首先教师帮助学生弄清楚模型的内涵，例如模型是学习一个新模型时要清楚的知道它所针对的现象，研究的问题，突出的主要因素以及忽略的次要因素以期将这些全部发掘出来，为学生建模打下基础.其次应注意同一物体由于环境、研究方法、研究重点的不同，可能会出现两种或两种以上的物理模型，有些模型甚至会互相矛盾，这主要是由于模型的特征是根据物体所处具体状态所决定的.比如在学习地球绕太阳公转时，可以把地球抽象为一个质点，因为在不涉及地球自转导致的各部分运动差别的情况下，地球的形状及大小都属于次要因素.但是研究地球自转时，地球自身形状都会对运动形态造成一定影响，此时就不能再将地球抽象为质点来对待，可以抽象为一个刚性球体.质点和刚性球体同是作为地球的一个抽象模型，是存在差别的，而它们的差别正是因为研究对象所处的情况不同，对物体运动研究的重点不同.再次，应明确和模型相关的规律和定理.物理模型是规律和定理成立的依据，纵观物理学发展史，物理定理和规律都是根据物理模型进行不断的试验和总结而建立起来的，因而应用物理模型时必须考虑到其是否和相关规律和定理相符合.比如牛顿运动定律可以在质点中运用，但是研究对象如果不能作为质点来对待，就不能直接运用这一定律，再如电荷模型和库仑定律、电磁理论，理想气体和分子运动论等.最后，应培养学生选用模型的意识.在物理学问题的讨论或计算中，看似没有涉及到模型问题，事实上在自觉或不自觉中已经使用了模型.比如热学中只要遇到气体一般都当做理想气体对待，这种对模型的自觉选用对于学生分析问题和解决问题有重要意义.因而教师应积极引导学生根据实际问题，选用相应的模型，以培养学生良好的模型意识.当然，为了帮助学生有序、清楚的掌握住学过的各种模型，教师还可以对各种模型概念、应用对象等制成一个表格，方便学生对比记忆.