高中物理解題的模型構(gòu)建

舒耀輝+葉志雄

摘 要： 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)方式逐漸發(fā)生改變，教學(xué)逐漸由知識教學(xué)變?yōu)榧夹g(shù)教學(xué)，主要是培養(yǎng)實(shí)用型的人才。在現(xiàn)代物理解題中應(yīng)用模型解構(gòu)，降低物理知識的難度，有效實(shí)現(xiàn)知識的實(shí)踐化，能夠?qū)⑽锢碇R與模型實(shí)踐結(jié)合起來，提高物理學(xué)習(xí)質(zhì)量。模型構(gòu)建的用途之一就是力學(xué)的相關(guān)知識，通過輕繩、輕桿和輕彈簧的理想化模型的構(gòu)建，解決力學(xué)問題。

關(guān)鍵詞： 高中物理 模型構(gòu)建 力學(xué)

現(xiàn)代教育不僅是教授學(xué)生知識，更將教授的內(nèi)容與生活相連，滿足社會對人才的需求，高中物理也是如此，教學(xué)知識的實(shí)踐性增強(qiáng)，就高中物理教學(xué)現(xiàn)狀觀察，教學(xué)的實(shí)踐性不斷增強(qiáng)，主要表現(xiàn)在物理題解的模型構(gòu)建上，通過構(gòu)建模型，將理論化的知識應(yīng)用在具體的實(shí)踐過程中，利用立體化的物理模型，降低物理知識的難度，將抽象化的知識形象化，在學(xué)生的腦海中構(gòu)建知識模型，強(qiáng)化物理學(xué)習(xí)效果。高中物理力學(xué)知識教學(xué)中，構(gòu)建模型是最常見的解題方法，尤其是在輕繩、輕彈簧的力學(xué)分析上，將抽象化的“力”通過模型形象化，將力的相互作用表現(xiàn)出來。

一、模型構(gòu)建的原則

高中物理知識模型構(gòu)建的主要是將抽象的物理知識形象化，降低抽象理論的理解難度。模型構(gòu)建是受學(xué)生想象力限制的，現(xiàn)代教育要求發(fā)散學(xué)生的思維，使學(xué)生能夠在模型構(gòu)建的過程中，不斷強(qiáng)化空間想象力和邏輯思維能力，同時要注意構(gòu)建模型并不是毫無原則的，模型的構(gòu)建要遵循以下幾個原則：

首先，模型的構(gòu)建要突出主要問題。物理模型構(gòu)建的主要目的是實(shí)現(xiàn)物理解題，在構(gòu)建模型時，要注意將最基本的知識簡化為模型，能夠通過構(gòu)建的模型將要解決的問題表現(xiàn)出來。在構(gòu)建模型時，注意區(qū)分干擾因素，盡可能依照關(guān)鍵詞進(jìn)行構(gòu)建，減少不必要詞語的干擾，盡量簡化模型，簡化物理問題。

其次，模型的構(gòu)建是客觀存在的。物理知識的嚴(yán)謹(jǐn)性很強(qiáng)，在模型的構(gòu)件上，應(yīng)該將模型與知識相關(guān)聯(lián)依附于問題本身，不能使構(gòu)建的模型脫離實(shí)際問題；在構(gòu)建模型時，切忌主觀臆測，憑借主觀判斷進(jìn)行模型構(gòu)建，這種做法導(dǎo)致模型無法發(fā)揮本身的解構(gòu)作用，最終造成模型構(gòu)建不準(zhǔn)確。

最后，模型構(gòu)建遵循科學(xué)原則。模型本身的構(gòu)建過程就是科學(xué)實(shí)踐的過程，在模型的構(gòu)建上，要注意不違背科學(xué)原則，不能夠追求降低知識難度，忽視客觀理論。

二、輕繩模型

構(gòu)建“輕繩”模型首先要了解力學(xué)的相關(guān)知識，對于相關(guān)假設(shè)進(jìn)行模型構(gòu)建和分析，物理力學(xué)知識的相關(guān)假設(shè)有：力量傳遞介質(zhì)的自身質(zhì)量忽略不計的前提下，彈力或拉力方向與輕繩或輕彈簧平行；輕繩不會受自身拉力影響，不會出現(xiàn)彈力變化、長度變化的情況，一般都是在可控范圍內(nèi)，隨意改變輕繩的自身的拉力、彈力。

關(guān)于輕繩的結(jié)點(diǎn)問題，若無結(jié)點(diǎn)，那么拉力在同根繩任何位置上恒等；若有結(jié)點(diǎn)，則將輕繩看做兩條獨(dú)立的繩，拉力的大小則要看實(shí)際數(shù)據(jù)。

1.輕繩無結(jié)點(diǎn)，拉力恒等。

模型如圖1所示：

2.輕繩有結(jié)點(diǎn)，拉力不相等。

在輕繩上，掛上一個滑輪，滑輪的結(jié)為“死結(jié)”，一根輕繩變?yōu)楠?dú)立的兩根，繩子的拉力一般不相等。

3.物體速度沿輕繩方向，速度分量相等。

輕繩的長度不變，兩邊物體運(yùn)動速度相等。這一特征經(jīng)常作為考題出現(xiàn)，具體圖示如圖3所示：汽車勻速行駛，判斷物體A的運(yùn)動情況。

三、輕彈簧模型

四、結(jié)語

在進(jìn)行物理知識的模型建設(shè)時，要按照模型建設(shè)的原則進(jìn)行，能夠在簡化理論知識的前提下，構(gòu)建理想模型。教師在建設(shè)模型時，要將物理題中的干擾項排除，找出實(shí)際求解的問題，設(shè)計統(tǒng)一的模型答題，提高物理教學(xué)的水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]羊丹丹.高中物理教學(xué)的模型構(gòu)建——以“輕繩、輕彈簧的力學(xué)分析”的研究為例[J].江蘇教育，2015，46：48-49.

[2]畢海濤.談輕繩、輕桿和輕彈簧三種理想模型[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（高三版），2013，09：27-29.

指導(dǎo)教師：葉志雄