高中物理教学中建模思想的应用探析

高中物理教学中建模思想的应用探析

夏斌

夏斌江西省武宁县第一中学332300

摘要：随着时代的进步和社会经济的发展，我国教育体制改革在逐步地深入，传统的教学模式在实践过程中，逐渐暴露出来了一系列的弊端，制约到课堂教学质量和教学效率的提高；针对这种情况，就需要革新教学方法和手段，提高教学质量。本文简要分析了高中物理教学中建模思想的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词：高中物理建模思想应用

建模思想指的是我们在对客观存在的问题进行研究时，需要将主要因素找出来，将那些次要因素给舍弃掉，进而将事物的本质给呈现出来，通过模型的构建，可以促使实际问题得到有效的解决和处理。物理学主要是对物理现象和变化规律进行研究，在物理科学研究过程中，往往会应用到物理建模的方法，结合自己的知识结构，构建相关的物理模型，解释客观世界，并且做出合理的预测。有著名的教育家曾经表示，科学其实就是建模，而学习科学，就需要对建模进行学习。

一、建模思想在高中物理教学中的分类应用

一是建模思想在概念教学中的应用。从实质上来讲，编写物理教材的过程，其实就需要对概念模型不停地构建，建模思想可以在很多的物理概念中体现出来，如理想气体、电场线、磁感线等。这些因素都是主要的，在建模的时候，需要将次要因素给忽略掉。本文以电场线为例，分析了在概念教学中如何应用建模思想。

在教学过程中，需要做一些相关试验，如轻小物体可以被带电体所吸引、有相互作用存在于电荷之间等。通过这两个小实验，学生们就可以清楚地了解到，必然有某种物质存在于带电体之后，但是我们却看不到摸不着这种物质，却是客观存在的。因为无法看见或者摸着，那么描述起来就存在着较大的难度。然后进行深入的分析和研究，对学生进行引导，为了将其特性描述出来，可以构建一些有方向的曲线，在强弱和方向方面，可以通过曲线的疏密和切线来表示，那么完成了这个过程，其实就构建了电场线模型。虽然客观存在着电场，人们却看不到摸不着，虽然不存在电场线，但是通过构建，却可以将电场的特性给反映出来，这种建模思想的应用就是化虚为实，可以从学生更好地了解相关知识，提高教学质量和教学效率。

二是建模思想在规律教学中的应用。通常情况下，可以从教材规律教学来涵盖高中物理规律教学，其中，在具体的教学过程中，往往对前者的逻辑推导十分重视。本文以二级规律的教学为例，阐述如何在高中物理规律教学中应用建模思想。首先提出问题，外电路上的电功率就被我们称之为电源的输出功率，要想获得电源的输出功率，只需要用总电流乘以路端电压即可。其次是模型条件：我们假设E、r、R分别为电源总动势、电源内阻和负载，问题是要想获得最大的电路输出功率，需要R为多大。然后建模过程：我们在建模的过程中，将能量转化和守恒定律给充分应用了进来，电源输出功率和电源内耗功率的和就是电源把其他形式的能转化为电能的总功率。也就是EI=P+I2r。通过整理，我们可以了解到，rI2-EI+P=0；解答本方程，就可以将I求出来。如果要想I有实数解，那么就需要保证E2不小于4rP，将其带入到I的方程式中，就可以得出I的解。

二、模型的构建在物理教学中的作用

一是将事物的主要矛盾给凸显出来。通过构建相关的模型，可以简化那些比较复杂的问题，直观具体地描述那些抽象问题，将事物的主要矛盾给凸显出来。比如，上文我们提到的，将建模思想应用到高中物理概念教学中，通过构建电场线和磁感线，就可以提高教学质量和教学效率，促使学生更好地掌握知识。

二是促使学生对新知识更好的理解和接受。比如我们在对曲线运动进行学习时，通过匀速圆周运动模型的构建工作，学生通过观察，充分地认识和理解了这个模型，那么就可以更加容易学习以后的相关知识，如天体运动、带电粒子在磁场中的运动等等，提高教学质量和教学效率。

三是帮助学生树立科学的世界观。在高中物理教学中，促使学生不断地练习物理建模，那么学生就可以了解到物理学史上在不断的改进物理模型，培养学生树立科学的世界观。

四是促使学生的科学素质得到提高。通过上文的叙述分析我们可以了解，物理建模指的是结合客观存在来构建相关的模型，来对研究对象的本质和规律进行有效的揭示。比如，笔者就将简化法应用到了天体运动的研究中，用匀速圆周运动模型来简化天体的实际椭圆运动，这样学生就可以对那些复杂的天体运动问题进行有效的处理。

三、结语

通过上文的叙述分析我们可以得知，随着时代的发展，传统的物理教学模式在实践过程中逐渐显露出来了一系列的弊端，那么就需要结合课程改革的需要，进行不断的创新和完善；通过实践研究表明，将建模思想应用到高中物理教学中具有很大的优势；在具体的应用过程中，需要结合具体情况，在日常教学工作中，有效地渗透和应用，提高教学效率和教学质量。

参考文献

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[2]张洪燕浅析高中物理教学中物理模型的有效性及学生建模能力的培养[J].教育教学论坛，2012，2，（15），43-46。

[3]郭华初浅谈高中物理教学中建模思想的构建[J].中学物理，2013，2，（9），43-46。