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摘 要:物理理想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;是按照物理学科研究的特定目的,用物质形式或思维形式对原型客体本质关系的再现。
关键词:物理理想模型;物理模型教学
任何事物都不可能独立存在,不可能一成不变,一切事物都在不断的变化之中发展。面对复杂多变的自然界,人们在研究问题时,总是遵循从简到繁,先易后难,循序渐进,逐次深入的方法论原则。根据这条原则,人们在处理复杂的问题时,总是试图把复杂的问题分解成若干个比较简单的问题逐个击破。或者把复杂的问题转成比较简单的问题。同样,在研究物理学科的问题时也不例外。
物理学既是一门自然学科,也是一门实验学科。很多物理规律、定律、定理都是通过大量的实验归纳、总结、概括得到的,还有些是通过理论推导,再用实验来验证得到的。但由于实验条件的限制,要想通过实验来验证理论上的推论,的确是一件难事。在中学阶段,这一现象尤其明显,因为中学实验器材、实验条件,中学生的知识、实验水平在某种程度上都有限,那么要想让中学生理解与接受物理概念、规律,最好的办法就是培养他们建立物理理想化模型的能力,将复杂的问题简单化。
对实际问题进行科学抽象的处理,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,这种理想物质(过程)或假想结构称之为物理模型。
理想化模型就是为便于对实际物理问题进行研究而建立的高度抽象的理想客体;是人们通过科学思维对物理世界中的原物的抽象描述;是按照物理学科研究的特定目的,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和研究,去获取关于原型客体的知识及其在自然界中的运动变化规律。它是物理科学研究的常用方法。
一、利用理想化模型定义物理量
物理理想化模型是一种理想状态下的模型,换句话也就是说这种模型在实际生活中是不存在的,“理想”总是与“现实”有差距的。但我们建立物理理想化模型的条件是抓住问题的主要矛盾,略去次要矛盾,掌握事物的客观规律。
比如我们在高一所引入的质点模型就是一个典型的例子。质点就是在物体的形状、大小对研究问题影响不大时,可以把该物体看成一个有质量的点。也就是说,物体的形状、大小是次要矛盾,对研究问题没太大的影响,可以忽略。同一物体,在不同的问题当中分析方法也有所不同,如在研究地球的公转时,地球可以看成一个质点,而在研究地球的自转时,地球就不能当成质点了。这是运用理想化模型定义物理概念,与此类似的还有匀速直线运动,即在相等的时间内通过的位移都相等。换句话也就是说,任意时刻物体的速度大小方向都相等的运动。这种运动现实生活中是无法见到的,但为了“简化”物理过程,可以利用理想化模型来实现。
二、利用物理化模型描述物理过程
要解决物理问题,分析物理过程是关键。但我们研究的物理问题一般与生活联系很密切,比如火车从甲地到已地需要多少时间?
学生在碰到一个全新的物理问题时不能及时顿悟,一般都靠直觉。由于直觉思维无严格逻辑依据,没有固定的推理过程,是突发的,因此,不少人往往很难做到,然而现代思维科学认为:直觉思维作为一种心理现象,必有其自身的规律,以物理学科中的物理直觉思维的产生为例,当主体在遇到某一物理问题时,就往往要运用形象直感敏锐地分析、比较综合,迅速找出与之相联系的知识组块,由知识组块对问题作出迅速、整体的判断,得到解决问题的途径与方法。所以物理模型的建立就显得尤为重要。
将物理一般问题转化为典型物理问题或理想模型后,通过观察、想象、联想、类比、等效等方法,通过平时的多次训练,提高了学生深入洞察物理本质和对物理问题的感悟力和敏感性,就会形成一种创造性技能。
对于某些物理估算题,如果仅依赖于原题所述情景来估算时就不容易,有时甚至无法估算,若能针对题述情景,再重新创设一个全新的情景,使原题隐含的物理现象、物理过程清晰地展现出来,再根据创设的新情景去寻找有关物理量的关系,这样往往使原题的难点立即得到化解。
作者简介:
马保山(1979年~)男,汉族,甘肃庆阳人,本科学历,教育学学士学位,毕业于石河子大学师范学院,物理学专业,现就职与新疆沙湾县第一中学。
关键词:物理理想模型;物理模型教学
任何事物都不可能独立存在,不可能一成不变,一切事物都在不断的变化之中发展。面对复杂多变的自然界,人们在研究问题时,总是遵循从简到繁,先易后难,循序渐进,逐次深入的方法论原则。根据这条原则,人们在处理复杂的问题时,总是试图把复杂的问题分解成若干个比较简单的问题逐个击破。或者把复杂的问题转成比较简单的问题。同样,在研究物理学科的问题时也不例外。
物理学既是一门自然学科,也是一门实验学科。很多物理规律、定律、定理都是通过大量的实验归纳、总结、概括得到的,还有些是通过理论推导,再用实验来验证得到的。但由于实验条件的限制,要想通过实验来验证理论上的推论,的确是一件难事。在中学阶段,这一现象尤其明显,因为中学实验器材、实验条件,中学生的知识、实验水平在某种程度上都有限,那么要想让中学生理解与接受物理概念、规律,最好的办法就是培养他们建立物理理想化模型的能力,将复杂的问题简单化。
对实际问题进行科学抽象的处理,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,这种理想物质(过程)或假想结构称之为物理模型。
理想化模型就是为便于对实际物理问题进行研究而建立的高度抽象的理想客体;是人们通过科学思维对物理世界中的原物的抽象描述;是按照物理学科研究的特定目的,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和研究,去获取关于原型客体的知识及其在自然界中的运动变化规律。它是物理科学研究的常用方法。
一、利用理想化模型定义物理量
物理理想化模型是一种理想状态下的模型,换句话也就是说这种模型在实际生活中是不存在的,“理想”总是与“现实”有差距的。但我们建立物理理想化模型的条件是抓住问题的主要矛盾,略去次要矛盾,掌握事物的客观规律。
比如我们在高一所引入的质点模型就是一个典型的例子。质点就是在物体的形状、大小对研究问题影响不大时,可以把该物体看成一个有质量的点。也就是说,物体的形状、大小是次要矛盾,对研究问题没太大的影响,可以忽略。同一物体,在不同的问题当中分析方法也有所不同,如在研究地球的公转时,地球可以看成一个质点,而在研究地球的自转时,地球就不能当成质点了。这是运用理想化模型定义物理概念,与此类似的还有匀速直线运动,即在相等的时间内通过的位移都相等。换句话也就是说,任意时刻物体的速度大小方向都相等的运动。这种运动现实生活中是无法见到的,但为了“简化”物理过程,可以利用理想化模型来实现。
二、利用物理化模型描述物理过程
要解决物理问题,分析物理过程是关键。但我们研究的物理问题一般与生活联系很密切,比如火车从甲地到已地需要多少时间?
学生在碰到一个全新的物理问题时不能及时顿悟,一般都靠直觉。由于直觉思维无严格逻辑依据,没有固定的推理过程,是突发的,因此,不少人往往很难做到,然而现代思维科学认为:直觉思维作为一种心理现象,必有其自身的规律,以物理学科中的物理直觉思维的产生为例,当主体在遇到某一物理问题时,就往往要运用形象直感敏锐地分析、比较综合,迅速找出与之相联系的知识组块,由知识组块对问题作出迅速、整体的判断,得到解决问题的途径与方法。所以物理模型的建立就显得尤为重要。
将物理一般问题转化为典型物理问题或理想模型后,通过观察、想象、联想、类比、等效等方法,通过平时的多次训练,提高了学生深入洞察物理本质和对物理问题的感悟力和敏感性,就会形成一种创造性技能。
对于某些物理估算题,如果仅依赖于原题所述情景来估算时就不容易,有时甚至无法估算,若能针对题述情景,再重新创设一个全新的情景,使原题隐含的物理现象、物理过程清晰地展现出来,再根据创设的新情景去寻找有关物理量的关系,这样往往使原题的难点立即得到化解。
作者简介:
马保山(1979年~)男,汉族,甘肃庆阳人,本科学历,教育学学士学位,毕业于石河子大学师范学院,物理学专业,现就职与新疆沙湾县第一中学。