浅谈初中科学中的模型教学

第一篇：浅谈初中科学中的模型教学

浅谈初中科学中的模型教学

暨阳初中 边鸿飞

摘要：模型在科学发展史中有着极其重要的地位和作用。初中科学教材中实施模型教学的实践活动很多，如何挖掘模型教学的重要作用，对科学教学有着重要意义。本文通过对教材中各种模型的分类解析，重点阐述了各类模型在教学中的作用及模型教学中的注意事项等几方面内容。

关键词：模型教学、模型类型、模型教学作用

模型在科学研究中具有独特的作用和地位，它在初中科学课程中也有着重要的教育意义。本人在教学实践中发现，初中科学教学中模型较多，但部分老师常常忽略模型教学的独特作用，无视模型教学的实践活动。本文紧扣教材中的典型例子来挖掘模型教学的重要作用，希望能给科学老师一点启发。

一、模型和模型教学

“模型”一词,在西文中源于拉丁文的modulus,意思是尺度、样本、标准。百度词条指出：“模型是所研究的系统、过程、事物或概念的一种表达形式，也可指根据实验、图样放大或缩小而制作的样品。模型可以取各种不同的形式，不存在统一的分类原则。”钱学森给模型下了这样的定义:“模型就是通过对问题现象的分解,利用我们考虑得来的原理,吸收一切主要的因素,略去一切不主要的因素,所创造出来的一幅图画„„”

本人以为初中科学中的模型是为了便于着手分析与研究，采用“简化”的方法,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,得出的一种能反映原物本质特性的理想物质(过程)或结构。本文中把建立模型和利用模型的教学过程简称模型教学。

二、初中科学中常见的模型类型及其教学作用

模型教学在初中科学教材中随处可见，通过模型教学可以将抽象的概念形象化、具体化，降低学生的理解梯度，教师比着模型讲解概念“言之有物”，学生看着模型理解概念“心中有像”。模型是科学思想的产物，是培养科学思维并从事科学研究的一种方法。现就初中科学中常见的模型类型及其教学作用归纳如下：

1、建立对象模型，理解对象实质。

初中科学中的模型大都是以理想化模型为对象建立起来的。建立对象模型实际上是撇开与当前研究无关的因素以对当前研究影响很小的次要因素，抓住主要因素，认清对象的本质，利用理想化的对象模型解决实际问题的过程。建立和正确使用对象模型有利于将复杂问题简单化、明了化，使抽象的科学问题更直观、具体、形象、鲜明，突出了事物间的主要矛盾，理解对象的实质。

例如：对物体进行受力分析时，当不用考虑物体受力的转动效果，我们就可以忽视物体形状的影响，把物体建立成只考虑质量的点或者长方体这样的对象模型，可以使作图和受力分析过程大大简化，突出问题的关键。

例如：在学磁场时，由于磁场摸不着、看不见，学生无从感知什么是“磁场”，为了便于学生感知，我们就用碎铁屑的规则排列把磁场显示出来，让学生用眼观察，学生就能接受“磁体周围存在磁场”这一科学事实。学生把看到的碎铁屑的排列情况用笔画出来，这样磁场的模型——磁感应线就被学生不知不觉画出来了，通过对象模型的建立实现了无形到有形的转变，突破教学难点，然后引导学生分析：不同磁体周围磁感应线形状，磁场的方向，磁场的强弱等磁场的各种性质。整个推理过程根据学生的思维发展规律，从感知出发，通过分析，撇开对象的具体特点，抽象出它所包含的本质东西，不但降低了学生理解梯度，还锻炼了学生的思维能力。

2、认清条件模型，突出主要矛盾。

条件模型就是舍去条件中的次要因素，抓住条件中的主要因素，将已知的主要条件模型化，为问题的讨论和求解起到搭桥铺路、化难为易的作用。条件模型的建立，能使我们研究的问题得到很大的简化。建立正确使用条件模型可以使学生对科学本质的理解更加细致深入，对科学问题的分析更加清晰明了。

例如：为了使问题简单化我们把物体的运动看做匀速直线运动时，就默认物体受平衡力的作用，这就是一个理想化的条件模型，理想的条件就是受平衡力作用。如小球在光滑的水平面运动时，我们就可以建立无水平摩擦力的条件模型。

例如：在酒精和水的混合实验中我们发现溶液的总体积变小了，通过这个实验我们得出结论：分子间有空隙。由于看不到微观的分子结构和溶解过程，学生对此还是不能很好理解。课本为此特意设计了一个模型：黄豆和芝麻混合实验。在这个模型中我们忽视了分子之间的相互作用力，理想化的条件处理，突出了分子的大小和分子间的空隙对研究问题的重要性，条件模型的形象直观实现了教学难点的突破。

3、构造过程模型，建立逼真图景。

过程模型就是将科学过程模型化，将一些复杂的过程经过分解、简化、抽象为简单的、易于理解的过程。过程模型的建立，不但可以使问题得到简化，还可以加深学生对有关概念、规律的理解，有利于培养学生思维的灵活性。

例如：板块的活动属于地球内部运动，它的过程是缓慢的，所蕴藏的能量是巨大的，我们无法直接观察到板块的运动过程。鉴于此教材中便设置了“板块张裂实验”，用两块板模拟

了两个板块，上面贴着的白纸模拟了地壳，当两人用力向两边拉扯“板块”直至纸断裂时，一条大“裂谷”就呈现在学生面前，并让学生体会了板块运动能量瞬间释放的威力。这个模型很好地演绎了板块张裂引起地壳变动的过程和导致的结果。

例如：宇宙无边，星系离我们很遥远，那么如何研究宇宙膨胀和星系运动呢？教材安排了星系运动模型，用气球模拟宇宙，在气球上画上一些小圆点来模拟星系。往气球中打气，然后观察气球在胀大过程中各个小圆点间距离的变化。观察者很容易看到，随着“宇宙”的不断膨胀，“星系”的距离变得越来越大。由此可知星系间的距离变得越来越大是宇宙大爆炸理论的有力证据之一。模型材料和建立步骤虽然很简单，但是很能说明问题。

4、体验理想化实验模型，培养科学素养。

理想化实验模型即在实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，根据逻辑法则，对过程进一步分析、推理，找出其规律。理想化实验在科学的发展史上有着极其重要的地位和作用，通过理想化实验的体会和研究有利于培养学生的科学精神和素质。

例如：在学习牛顿第一定律时，我们发现一个静止的物体，如果不受力的作用，将保持静止的状态。那么运动的物体，如果不受到外力的作用，是不是会立即停止运动呢？这个问题难以直接通过实验作出回答，因为我们很难为运动的物体创造一个“不受到力的作用”的实验条件。我们采用的方法是：实验加推测。课本安排了伽利略的理想斜面实验模型，我们发现水平面越光滑，小车运动时受到的阻力越小，通过的距离越远，运动时间越长，速度减小得越慢。推测：假如小车在运动中不受到任何阻力，那么小车就将保持这个速度一直运动下去。课本又通过有关历史资料告诉我们：通过伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家们的共同努力，终于得出了“牛顿第一定律”，这一教学过程使学生的科学精神和素质都得到了提升。

5、初探数学模型，享受数学带来的奥秘。

“客观世界有一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式。”在建造模型的同时，也在不断地建造表现物质状态及变化过程规律的数学模型。当然，由于模型是客观实体的一种近似，以模型为描述对象的数学模型，也只能是客观实体的近似的定量描述。

例如：使用电流表的时候我们不考虑它的电阻对实验的影响，使用电压表时我们不考虑通过电压表的电流对实验的影响，使用电池的时候不考虑电池内阻对实验的影响，在此基础上的电学计算和研究就是我们采取简化计算的一种数学模型。

三、使用模型应注意的几个问题

1、模型不是孤立的可以相互转换。

模型分类没有统一的原则，本文中所涉及的五个模型，也并非孤立分开毫无关系，恰恰

相反它们常常是互相牵制的，内在的统一于所研究的问题中。例如，伽利略的理想斜面实验模型揭示了惯性定律的本质，在这个实验中，“光滑的、无摩擦力的斜面”就是条件模型：“光滑的小球”就是对象模型：“小球在平面上的速度保持不变”就是状态模型：“小球沿平面永远以恒速运动”就是过程模型。

2、模型是在一定条件下适用的。

现实世界中，有许多事物与 “理想模型”十分接近，在一定场合、一定条件下，作为一种近似，可以把实际事物看作“理想模型”来处理，但也要具体问题具体分析。要将模型置于与原型相似的条件下进行实验，要清楚模型与原型上存在的异同，唯独如此我们才能在教学过程中更好地应用模型，获得更好的效果。例如，在研究地球绕太阳公转运动的时候，由于地球与太阳的平均距离（约14960万千米）比地球半径（约6370千米）大的多，此时我们可以把地球看作一个“点”来处理，但在研究地球自转时，地球上各点的转动半径不同，地球的形状、大小不可以忽略，不能把地球当作一个“点”而应该当做一个”球”来处理。

3、模型是在不断完善发展的。

随着科技的不断进步，人类对事物的本质认识也是不断深入和提高，模型也相应地由初级向高级发展并不断完善。例如：原子模型的提出就是一个不断完善的过程。起初人们认为原子是不可分的，直到1897年汤姆生通过阴极射线实验发现电子，揭开了原子结构的序幕，汤姆生认为：原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里，这就是汤姆生的“枣糕式”原子模型。卢瑟福进行了α粒子散射实验以后，他认为：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在空间绕核旋转，这就是卢瑟福的“原子核式结构”模型，此模型可以解释α粒子散射，还可以估算出原子核的大小，但与经典电磁理论产生了两个矛盾。玻尔为解释上述矛盾，提出了原子的“轨道量子化”模型„。

总之，由于客观事物具有多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的，不可能一下子把它们认识清楚。而采用理想化的客体即模型来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于人们去认识和掌握它们。模型在初中科学教学领域有着重要的价值，希望此文能给科学老师一点启发。参考文献

1、潘宝平，张富国。生物新课程与学科素质培养，中国纺织出版社，2002

2、王跃光，范丹红。中学生物学研究性学习的分类及指导，生物学通报，2004，39

3、赵君武，范中和。物理理想模型的教学策略，陕西师范大学学报，2000，5

4、吕明德。学习建构主义理论，培养学生创新能力，中学物理教学探讨，2001，5

第二篇：初中科学教学中常用思想方法浅析

初中科学教学中常用思想方法浅析

在科学教学中应用的科学方法有很多，常见的有观察法、实验法、比较法、类比法、等效法、转换法、控制变量法、模型法、科学推理法，但是探究这些思想方法过程中，没有一味地进行单独方法的考察，都是在考察过程中对科学方法进行综合的考察与分析，所以需要学生进行充分的理解与了解，详细把握知识的难易度与综合考察能力，提升学生的知识与技能的综合应用能力，比如在研究欧姆定律的过程中，与研究电阻与各因素关系的过程中，我们同时用到了几种方法：比如观察法、归纳法与控制变量法等几种方法的综合应用，由此可见，科学科目的考察过程中，根据题目表述，进行科学合理的分析与总结有着十分重要的作用，需要我们在学习过程中进行充分的重视与研究，提升学生学习技能，加强学生综合分析能力的提升，下面就几种常见的分析和解决问题的方法我们展开分析.控制变量法

控制变量法是初中阶段科学学习的过程中运用最多的一种方法.在学生进行电学内容的学习过程中表现得尤为突出，如：导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系，所以在考察过程中一般都是运用控制导体电阻不变的情况下研究电流与电压之间的相互关系，或者在电压保持不变化的情况下研究电压与电流之间的相互关系，从而分别得出结论.在讲解过程中通过教师的引导与学生动脑与动手的相互结合，提升学生理论与实践的基础上得到欧姆定律的内容，再就是在分析过程中为弄清楚导体电阻大小的影响因素，探究导体电阻的影响因素的过程中采用不同长度相同材质的导体和用长度与粗细的不同材质的导体以及材质相同长度相同但是粗细不一致的三种情况对导体的导电性能进行分析与研究，去得到导体电阻的影响因素的大致关系，通过详细的比较得出导体电阻的计算公式.为了进一步研究滑动摩擦力的大小与哪些影响因素有关也是适合控制变量的方法对问题进行研究，在分情况讨论的基础上得到相互之间的各种关系.2 转换法

对于抽象的物质与在现实中无法看到的问题的学习，比方说分子的运动等看不见，摸不到的一些物质的学习过程中，我们普遍采用类比转化的方法进行学习与探究，比如电流的运动、分子的热运动、电磁波的存在等情况无法在教学中对学生进行展示，只能由教师在授课过程中利用学生熟知的一些知识比方说在热水中的颜色的扩散速度与在冷水中的比较等方式与方法对热运动进行转化性学习，电磁场的模拟目前的普通教学中普遍用小磁针的模拟实验来证明其存在性，来模拟和探究它的性质与作用等.3 放缩法

在科学实验过程中，有些现象我们可以明显和直观的观察到，比方说花落花开，水流快慢等，科学实验中的各种现象有些不是我们能够直接观察到的，这就需要我们在实验过程中对现象进行放大，进行研究，把现象放大，把结果变得更加明显有助于我们顺利得到结论，帮助学生能够接受现象，有助于进一步观察实验现象，比如我们常做的一个实验，观察压力对玻璃瓶的影响时，我们把玻璃瓶装满水，密闭封严，插上一个尽量细小的玻璃管，将玻璃瓶产生的形变不容易观察到的现象放大成因玻璃瓶形变引起的细小玻璃管上面液面高度的变化进行充分的放大，直观而且明显，让学生易于接受.4 积累法

这一思想方法在我们测量微小量的过程中应用比较广泛，比如测量纸片的厚度，我们在操作过程中比较难操作，我们可以测量一百张乃至一千张纸片的厚度，然后求平均值的方法，这种方法就是积累法，比如测量心跳时间，比如测量导线的直径等方面都可以通过积累法来实现.5 类比法

由于科学研究对象中有一些是抽象的，不能直接观察到，不利于学生理解和掌握，所以我们在授课过程中可以选择一些生活中常见的场景和相似的量来类比，比如电流的形成，电压在其中的作用可以类比水流的形成由于水压的作用等相关的类比，得出电压是形成电流的原因.在科学实验中运用学生熟知的水流与水压的关系的直观性知识去推理和探究我们无法用肉眼观察到的电流与电压之间的相互关系，课程生动而且学生易于接受.上面介绍的这几种方法使我们在初中阶段学生学习科学的过程中十分常见的，还有很多方法在这里不一一列出，希望列出这几种方法帮助学生和老师认识到科学学习过程中学生掌握学习和探究问题的方法和能力，提升学生分析和解决问题的能力，便于指导老师和学生的工作学习与生活，提升科学学习的积极性与对生活的真正的指导作用.

第三篇：在物理教学中建构物理模型

类别：教学设计 题目：在物理教学中建构物理模型

学校：溧阳市平桥初级中学 姓名：谭成峰 电话：*** 在物理教学中建构物理模型

摘要：中学物理教材中有许多物理知识比较抽象，学生往往不易理解和接受，并会因此而失去学习的信心。但如果借助“物理建模思想构建”教学，采用模型构建思想的方法，突出物理情景问题的主要部分，疏通思路，帮助学生建立起清晰的物理情景，使物理问题简单化，这样不仅起到增强学生学习的自信心的作用，同时还潜意识地培养了学生的创造性的能力，提高教学质量。关键词：建构 物理模型 理想化

根据新课程标准要求，中学物理要体现“从生活走进物理，从物理走向生活”的新理念。所以在教学中能否将实际问题与头脑中已有物理模型建立联系，将实际问题转换为物理问题是关键。物理模型在实际问题与物理问题间起到了桥梁的作用，本文将从物理模型的概念、重要作用，以及教学中如何指导学生建构物理模型等方面谈下自己的看法。

一、认识物理教学中的物理模型法

物理学是一门研究物质最普遍、最基本的运动形式的自然科学。而所有的自然现象都不是孤立的。这种事物之间复杂的相互联系，一方面反映了必然联系的规律性，同时又存在着许多偶然性，使我们的研究产生了复杂性。因此，许多比较复杂的问题需要我们引入能够描述其要点的辅助量或建立理想化模型，帮助研究与解决问题，这就是模型法。建构理想化模型是物理学研究中常用的方法。

物理模型是理论知识的一种初级形式，就是将我们研究的物理对象或物理过程、情境通过抽象、理想化、简化、和类比等方法，进行“去次取主”、“化繁为简”的处理，把反应研究对象的本质特征抽象出来，构成一个概念或实物的体系，就形成物理模型。物理模型既源于实践,而又高于实践，在我们的生活、生产、科技领域中带有普遍的共性特征，具有一定的抽象概括性。物理模型的构建是一种重要的 科学思维方法，通过对物理现象或过程，从而寻找出反映物理现象或物理过程的内在本质及内在规律达到认识问题的目的。

二、物理模型在初中物理教学中的作用

在物理学习中，有的学生经常拿到物理题目无从下手，造成这种情况的原因是多方面的，但其中一个重要原因，就是这部分学生基础不牢，没有掌握好一些基本的物理模型。物理是一门培养思维的学科，它特别强调一个“悟”字，思考的越多，感悟的越多，属于自己的东西也就越多。因此，我们在平时解题中千万不能贪多求快，要能概括出题目所属的物理模型，这样做不仅能达到举一反三的目的，久而久之，物理建摸的本领也会得到很大的提升。而一旦具有了自主建模的本领很多看似复杂的题目就会迎刃而解。因此，在物理学习中建立合理的模型会给我们的学习带来事半功倍的效果。

例如：有些物理问题、现象或过程非常抽象，难以理解，运用模型思维建立起模型，将使问题变得直观形象。如在研究光现象时，用光线形象表示光的传播路径：即沿光的传播路线画一条直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向。而实际上我们在观察太阳、电灯„„光源所发出的光时，是看不见带箭头的直线的。引入“光线”这一模型，只是为了研究光现象方便，如果不用光路图就很难学习光现象的知识。同样，用力的示意图表示力的三要素。物体间力的作用是看不见，摸不着的，为了更好地研究物体受力，并发现其中的规律，我们用一根带箭头的线段来表示力。研究肉眼观察不到的原子结构时，建立原子核式结构模型。在研究磁场时用磁感线描述磁场等等。这些模型的建立，使很多物理现象变得很直观，更易于我们接受。

同样，在物理教学中，很多问题也是很复杂的，很难研究的。如能将其转化成物理模型将使问题变得简单化。如：对物体进行受力分析时，可以不考虑物体的形状和大小，可以把物体看成一个质点，物体受到的力都作用在一点上。同样，生活中很少有一个物体真正的做匀速直线运动，在我们研究运动问题的时候，在某种条件下，我们就可以认为物体做的是匀速直线运动。

三、如何在中学物理教学中构建及应用物理模型 纵观物理学发展史，许多重大的发现与结论，都是由于科学家们经过大胆的猜想构思，创建出科学的理想化的物理模型，并通过实验检验或实践验证，模型与事实基础很好吻合前提下获得的。如： 伽里略让小球从弯曲的斜槽上自由下落，当斜槽充分光滑时，小球可沿另端斜槽上升到初始高度，如果另端斜槽末端越接近水平，小球为达到初始高度,将运动很远。如果末端完全水平，小球将一直运动下去，永不停止。正因为伽里略构建了光滑这一理想化的模型，才有惯性定律的重大发现。

同样，在我们日常的教学过程中发现，有心的同学熟练掌握了这些物理模型，就可将一些看似复杂的物理情景化解为简单模型的组合，灵活简便地解出难题，可谓熟能生巧。而没留心的同学只会根据最基本的概念规律去推证，结果费时费力，即使得出了结果，心中对那些物理情景仍不是很清楚，不能留下深刻的印象，更谈不上触类旁通，温故知新。所以在日常教学中，要指导学生会运用物理模型分析和解答实际的物理问题，在解决问题中培养与训练学生的物理模型，其基本步骤为：

（1）通过审题，摄取题目有效信息.如：物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等.（2）在寻找与已有信息（某种知识、方法、模型）的相似、相近或联系，通过类比联想或抽象概括，或逻辑推理等，建立起新的物理模型，将新情景问题“难题”转化为常规命题.（3）选择相关的物理规律求解.我们平常碰到的一些物理习题，就是依据一定的物理规律、物理模型精心构思设计而成的。只要找到事物间的联系，就可迅速找到解决问题的途径。

例题：（2009年荆州市中考试题）电路中有一个滑动变阻器，现测得其两端电压为9V，移动滑片后，测得其两端电压变化了6V，如果通过滑动变阻器的电流变化了1.5A，则()A．移动滑片前滑动变阻器接人电路的阻值是4Ω B．移动滑片后滑动变阻器接人电路的阻值是4Ω C．移动滑片后滑动变阻器两端的电压一定为3V D．移动滑片后滑动变阻器两端的电压可能为15V 分析：本题没有给出电路图，电路中的元件和连接方式都不清楚，不知从何下手，下面我们就从模型建构的角度入手：

建构模型的指导思想——为了解释一些物理现象，我们需要提出种种假说或假设。我们在解释本题电压电流变化时，不妨也提出一些假设，通过分析、推理去判断假设是否正确，这也是我们通常所讲的假设法。

本题模型建构的详细过程：

1定性。即确定电路各元件及其连接关系。电路中一般有电源，导线和开关，由题目知道该电路中还有一个滑动变阻器；移动滑片后，测得滑动变阻器两端电压发生变化，说明该电路中还有一个电阻与其串联（假设是并联，则滑动变阻器两端电压将保持不变）。此时形成电路初步模型如右图1，这个电路的原型是用变阻器控制灯泡亮度的电路图。由此可见，学生分析解答的过程，就是识别和还原，开发和利用原有物理模型的过程。在分析物理问题时，需要有根据的抽象，剔粗取精、去伪存真。

2定量。即运用电路公式和规律确定各物理量的大小。这里有两种移动滑片的情况：

一是向左移动滑片，电阻变小，滑动变阻器两端的电压将减小6V，为3V。通过滑动变阻器的电流增大了1.5A，所以此时电流应大于1.5A，由欧姆定律，移动滑片后滑动变阻器接人电路的阻值R应小于2Ω。可以假设R＝1Ω，由欧姆定律求出I＝3A，进一步可知移动滑片前的电流为1.5A，再结合串联电路中各部分电压之和等于总电压，可以得到下列两个式子，由上两式可以求出R0＝4Ω，U（电源）＝15V。移动滑片前后滑动变阻器两端电压、电阻以及通过的电流大小如图2所示。

二是向右移动滑片，电阻变大，滑动变阻器两端的电压将增大6V，为15V。通过滑动变阻器的电流减小了1.5A，所以此前电流应大于1.5A，由欧姆定律，移动滑片前滑动变阻器接人电路的阻值R应小于6Ω。可以假设R＝3Ω，由欧姆定律求出I＝3A，进一步可知移动滑片后的电流为1.5A，再结合串联电路中各部分电压之和等于总电压，可以得到下列两个式子，由上两式可以求出R0＝4Ω，U（电源）＝21V。移动滑片前后滑动变阻器两端电压、电阻以及通过的电流大小如图3所示。

由上可知，移动滑片前后滑动变阻器接人电路的阻值都不是4Ω，故A、B错；移动滑片后滑动变阻器两端的电压可能为15V，也可能为3V，故选D。

总之，由于客观事物具有多样性，人们不可能一下把它们认识清楚，而采用理想化的客体，即建立正确的物理模型来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，便于教师引导学生去认识和掌握它们，使学生对物理本质的理解更加细致深入，对解决物理问 题的分析更加清晰明了，所以，物理模型在中学物理教学中有其不可替代的作用和重要的价值。

参考文献：

1、禹双青，物理模型方法学习策略探讨，湖南师范大学：教育，2005年

2、乔际平等著.《物理学科教育学》.北京：首都师范大学出版社，2000.1

3、吕明德：学习建构主义理论 培养学生创新能力 中学物理教学探讨2001/5

4、史献计，物理模型建构的心理过程分析，《物理教师》，2005年第4期

第四篇：物理教学中的模型教具

物理教学中的模型教具

在日常的物理教学中会遇到很多的困惑。无意间发现了这篇论文，分享给大家，也许他会给像我一样有困惑的朋友们有点启发，有点帮助。

模型在我们日常生活、工程技术和科学研究中经常见到,对我们的生产生活有很大帮助。物理学研究具有复杂性。怎样发现复杂多变的客观现象背后的基本规律呢?又如何简单的表达它们呢?人们有幸在漫长地实践活动中找到一些有效的方法,其中一个就是:在具体情况下忽略研究对象或过程的次要因素,抓住其本质特征,把复杂的研究对象或现象简化为较为理想化的模型,从而发现和表达物理规律。

既然物理模型是物理学研究的重要方法和手段,物理教育和教学中对物理模型的讲述和讲授就必不可少。建立物理模型就要忽略次要因素以简化客观对象,合理简化客观对象的过程就是建立物理模型的过程。根据简化过程和角度的不同,将物理模型分为以下五类:物理对象模型、物理条件模型、物理过程模型、理想化实验和数学模型。下面我们逐个加以说明。

(一)物理对象模型——直接将具体研究对象的某些次要因素忽略掉而建立的物理模型。这种模型应用最为广泛,在初中物理教材中有许多很好的例子。例如:质点、薄透镜、光线、弹簧振子、理想电流表、理想电压表、理想电源和分子模型。作为例子,我们详细分析质点。质点,就是忽略运动物体的大小和形状而把它看成的一个有质量的几何点。其条件是在所研究的问题中,实际物体的大小和形状对本问题的研究的影响小到可以忽略。这样以来,很多类型的运动的描述就得到化简。比如所有做直线运动的物体都可以看成质点。因为作直线运动的物体的每一个部分每时每刻都做同样的运动,所以就可以忽略其大小和形状,而只找这个物体上的一个点作为概括,当然这个点的质量等于物体本身的质量。这样,直线运动物体的运动轨迹就是一条直线,很容易想象、理解和刻画。很多具体例子都可以这么做,例如以最大速度行驶在笔直铁轨上的火车,沿着航空路线飞行的客机,从比萨斜塔上下落的铁球,等等。

(二)物理条件模型——忽略研究对象所处条件的某些次要因素而形成的物理模型。在初中物理中有:光滑面、轻质杆、轻质滑轮、轻绳、轻质球、绝热容器、匀强电场和匀强磁场等。我们以轻质杆为例加以分析。比如简单机械里的杠杆,在初中阶段问题往往归结到力矩的平衡上来。即:动力×动力臂=阻力×阻力臂。动力和阻力都包括杆以外的物体对杠杆的作用力,还包括杆本身的重力。而杆重力的力臂在杆上的每一点都不同,这样除了杆的形状是几何规则的少数例子以外的绝大部分杠杆问题在初中阶段就没法解决。而轻质杆的引入正好解决了这一问题。轻质杆是忽略了自身重力的弹性杆。当外界物体对杠杆的力矩远远大于杆自身重力的力矩或者杆自身重力的力矩相互抵消时,就可以把杆当成轻质杆,杠杆受到的力矩只有外力矩,这样所有杠杆平衡问题都可以迎刃而解。

(三)物理过程模型——忽略物理过程中的某些次要因素建立的物理模型。在初中物理中有:匀速直线运动、稳恒电流等。这些物理模型都是把物理过程中的某个物理量的微小变化忽略掉,把这个物理量看成是恒定的。因为这些量的变化量与物理量本身相比太小了,以至于可以略去不计。这样不用考虑过程中物理量的复杂变化情况而只考虑恒定过程,分析问题就容易多了。

(四)理想化实验——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,得到在理想条件下的物理现象和规律的科学研究方法就是理想实验。理想化方法是物理科学研究和物理学习中最基本、应用最广泛的方法。初中物理中就有一个非常着名的理想化实验:伽利略斜面实验。伽利略的斜面实验有许多,现在举其中的一个例子,同样的小球从同种材料同样高度的斜面上滑下来,在摩擦力依次减小的水平面上沿直线运动的路程依次增大。伽利略由此推知:小球在没有摩擦的水平面上永远做匀速直线运动(在理想条件下的物理现象)。牛顿又在此基础上建立了牛顿第一定律。无需多论,也足以见得理想实验的强大力量。

(五)数学模型——由数字、字母或其它数学符号组成的、描述现实对象数量规律的数学公式、图形或算法。初中物理中的数学模型主要有磁感线和电场线。磁感线(电场线)是形象的描述磁感应强度(电场强度)空间分布的几何线,是一种数学符号。而磁场和电场本身的性质对这些几何线做了一些规定,例如空间各点的电场强度是唯一的规定了电场线不相交。这样就使它们成为形象、简练而准确的描述磁场和电场的数学符号。

物理模型在初中物理教育与教学中起到举足轻重的作用,因此,在教学中我们就要重视对物理模型概念和具体模型(例如上文分析的模型)的讲述,重视对建立物理模型方法的讲授,重视对学生建立和应用物理模型意识的增强,重视对学生建立和应用物理模型能力的培养,让学生体验到成功建立和应用物理模型解决实际问题的快乐。

第五篇：初中科学教学反思

初中科学教学反思

何燕

科学知识和科学技术、社会生活息息相关。科学课程应贴近学生生活，符合学生认知特点。因此，我们不仅应该注重科学知识的传授，而且还应重视技能的训练，注重让学生经历从生活走向科学，从科学走向社会的认知过程。

首先，教师要改变学科的教育观。传统的教学模式偏重于知识的传授，强调接受式学习。新课程要求教师要改变学科的教育观，始终体现“学生是教学活动的主体”，着眼于学生的终身发展，注重培养学生的良好的学习兴趣、学习习惯的培养。重视科学知识与实际生活的紧密联系。“学习最好的刺激，乃是对所学材料的兴趣。”对刚接触科学的学生来说，唯一的基础材料则是现实生活，这就要求教学活动必须围绕着学生生活、科学、技术和社会来展开，教师要抓住时机不断地引导学生在设疑、质疑、解疑的过程中，创设认知“冲突”，激发学生持续的学习兴趣和求知欲望，便能顺利地建立物理概念，把握物理规律。例如：在讲力的作用是相互的时候，可讲述为什么溜冰时候，你向前推墙壁，自己却反而是向后运动了，人划船时候，怎么是要向后划水，船才会向前？这样学生通过不断地设疑，不断地质疑，有利于激发学生浓厚的学习兴趣和求知欲望，会在生活中发现各种各样的现象和规律，为下一步学习科学知识打下坚实的基础。

其次，教师教学中要“敢放”“能收”。就初中阶段的学生所研究的题目来说，结论是早就有的。之所以要学生去探究，去发现，是想叫他们去体验和领悟科学的思想观念、科学家研究问题的方法，同时获取知识。所以教师要相信学生的能力，让学生在充分动脑、动手、动口过程中主动积极的学，千万不要只关注结论的正确与否，甚至急于得出结论。

再次，学生实验及有趣的小实验，也是现实生活的一部分。学生对实验的兴趣是最大的，每次有实验时候，连最不学习的学生也会目不转睛的看着实验。教材中有许多学生实验及有趣小实验，既生动又形象，能使学生在分工合作，观察、记录、分析、描述、讨论等过程中获得与概念、规律相联系的感性认识，引导学生探索新知识。有趣小实验更能发挥这种作用。如在讲磁场时，我把条形磁铁放在铁屑喝上，下面的铁屑就会按一定的顺序排列。因此，以一种生动有趣的实验来激发学生探究新知识的积极性，充分调动学生的感觉器官，营造一个宽松愉悦的学习环境，使学习的内容富有吸引力，更能激发学生的学习兴趣，使学生在掌握基础知识的同时，也培养了学生的科学意识和应用能力。