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【摘 要】理想化的物理模型既是物理学赖以建立的基本思想方法，也是物理学在应用中解决实际问题的重要途径和方法，这种方法的思维过程要求学生在分析实际问题中研究对象的条件、物理过程的特征，建立与之相适应的物理模型，通过模型思维进行推理。
【关键词】理想化 模型 作用 种类 运用 注意问题
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。例如，在研究物体的机械运动时，实际上的运动往往非常复杂，不可能有单纯的直线运动、匀速运动、圆周运动。为了使研究变为可能的简化，我们常采取先忽略某些次要因素，把问题理想化的方法，如引入匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动等理想化的运动。这就是先建立物理模型，然后在一定条件下，用于处理某些实际问题。物理模型是在抓住主要因素忽略次要因素的基础上建立起来的，它能具体、形象、生动、深刻地反映事物的本质和主流。
一、中学物理中常见的物理模型。
1、物理对象模型化。物理中的某些客观实体，如质点，舍去物体的形状、大小、转动等性能，突出它所处的位置和质量的特性，用一有质量的点来描绘，这是对实际物体的简化。当物体本身的大小在所研究的问题中可以忽略，也能当作质点来处理。类似质点的客观实体还有杠杆、点电荷、薄透镜、单摆、理想气体、理想电流表、理想电压表等等。
2、物理状态和物理过程的模型化。例如，力学中的自由落体运动、匀速直线运动、光路、电学中的稳恒电流等等都是物理过程和物理状态的模型化。
3、理想化实验。它以大量可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出物理规律。理想实验能深刻地揭示物理规律的本质。例如，伽利略的理想实验为牛顿第一定律的产生奠定了基础。
二、物理模型在教学中的运用
1、建立模型概念，理解概念实质。概念是客观事物的本质在人脑中的反映，客观事物的本质属性是抽象的、理性的。建立概念模型实际上是撇开与当前考察无关的因素以及对当前考察影响很小的次要因素，抓住主要因素，认清事物的本质，利用理想化的概念模型解决实际问题。如质点、刚体、理想气体、点电荷等等。
2、构造过程模型，建立物理图景。过程模型就是将物理过程模型化，将一些复杂的物理过程经过分解、简化、抽象为简单的、易于理解的物理过程。例如，为了研究平抛物体的运动规律，我们先将问题简化为下列两个过程：第一，质点在水平方向不受外力，做匀速直线运动；第二，质点在竖直方向仅受重力作用，做自由落体运动。
3、转换物理模型，深入理解模型。通过对理想化模型的研究，可以完全避開各种因素的干扰，在思维中直接与研究对象的本质接触，能既快又准确地了解事物的性质和规律。例如，建立起“单摆”这一理想化模型后，理解了单摆的周期公式，可以解决类似于单摆的一系列问题：在竖直的光滑圆弧轨道内作小幅度滚动的小球的周期问题；在竖直的加速系统内摆动的小球的周期问题；在光滑斜面上摆动的小球的周期问题。
三、使用模型应注意的问题。
1、模型是在一定条件下适用的。有许多事物与这种“理想模型”十分接近，在一定场合、一定条件下，作为一种近似，可以把实际事物当作“理想模型”来处理，但也要具体问题具体分析。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）大得多，地球上各点相对于太阳的运动可以看作是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计，这样就可以把地球当作一个“质点”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“质点”来处理。
2、物理模型是在不断完善发展的。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。接着，卢瑟福进行了α粒子散射实验，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，带负电的电子在核外空间绕核旋转，这就是卢瑟福的“原子核式结构”模型。
四、物理模型的建立
在物理教学中引导学生学会建立物理模型的方法，是物理教学中科学方法教育的一项重要内容。能建立正确合理的模型，能透过现象识别、发现模型是解题的关键所在。可以从以下几个方面引导学生建立物理模型。
1、实验或多媒体课件引导
实验是物理学的基础，所以在建立物理模型时离不开实验。其一般方法是先做有关实验，使学生在脑海中留下一个直观的、具体形象的物理模型，在此基础上作抽象引导，形成一种思维轮廓，变成具有思维特征的物理模型。然后再利用学生思维中已经建立起来的物理模型去解决一些实际问题。这样建立起来的物理模型学生印象深刻。另外，利用现代的多媒体技术的强大功能，将一些难以用传统手段完成的物理过程清晰地展现在学生的面前，让学生有一种身临其境的感觉，刺激感观，形成深刻的感性认识，为学生建立物理模型提供感性材料。
2、通过定义，进一步理解物理模型的内涵
建立物理模型在解答物理例题和习题中经常起着决定性的作用。例如在题目中出现“接触面光滑”意即不考虑摩擦，所以教师在例题的教学中应该注意着重引导分析，首先让学生理解题中的物理图景，明确题中涉及的物理模型，然后再用相应的数学模型来解题。
总之，采用理想化的客体（即物理模型）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，从而便于人们去认识和掌握它们。建立正确的物理模型可使我们对物理本质的理解更加细致深入，对物理问题的分析更加清晰明了。所以，物理模型在教学领域有着重要的价值。
参考文献：
1.熊春；硬热圈近似下理想模型介质效应的研究[D]；华中师范大学
2.曹金元；物理教学网站的建构与实践[D]；苏州大学
3.李椿；对普通物理学电磁学部分的教学要求[J]；中国远程教育
【关键词】理想化 模型 作用 种类 运用 注意问题
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。例如，在研究物体的机械运动时，实际上的运动往往非常复杂，不可能有单纯的直线运动、匀速运动、圆周运动。为了使研究变为可能的简化，我们常采取先忽略某些次要因素，把问题理想化的方法，如引入匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动等理想化的运动。这就是先建立物理模型，然后在一定条件下，用于处理某些实际问题。物理模型是在抓住主要因素忽略次要因素的基础上建立起来的，它能具体、形象、生动、深刻地反映事物的本质和主流。
一、中学物理中常见的物理模型。
1、物理对象模型化。物理中的某些客观实体，如质点，舍去物体的形状、大小、转动等性能，突出它所处的位置和质量的特性，用一有质量的点来描绘，这是对实际物体的简化。当物体本身的大小在所研究的问题中可以忽略，也能当作质点来处理。类似质点的客观实体还有杠杆、点电荷、薄透镜、单摆、理想气体、理想电流表、理想电压表等等。
2、物理状态和物理过程的模型化。例如，力学中的自由落体运动、匀速直线运动、光路、电学中的稳恒电流等等都是物理过程和物理状态的模型化。
3、理想化实验。它以大量可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出物理规律。理想实验能深刻地揭示物理规律的本质。例如，伽利略的理想实验为牛顿第一定律的产生奠定了基础。
二、物理模型在教学中的运用
1、建立模型概念，理解概念实质。概念是客观事物的本质在人脑中的反映，客观事物的本质属性是抽象的、理性的。建立概念模型实际上是撇开与当前考察无关的因素以及对当前考察影响很小的次要因素，抓住主要因素，认清事物的本质，利用理想化的概念模型解决实际问题。如质点、刚体、理想气体、点电荷等等。
2、构造过程模型，建立物理图景。过程模型就是将物理过程模型化，将一些复杂的物理过程经过分解、简化、抽象为简单的、易于理解的物理过程。例如，为了研究平抛物体的运动规律，我们先将问题简化为下列两个过程：第一，质点在水平方向不受外力，做匀速直线运动；第二，质点在竖直方向仅受重力作用，做自由落体运动。
3、转换物理模型，深入理解模型。通过对理想化模型的研究，可以完全避開各种因素的干扰，在思维中直接与研究对象的本质接触，能既快又准确地了解事物的性质和规律。例如，建立起“单摆”这一理想化模型后，理解了单摆的周期公式，可以解决类似于单摆的一系列问题：在竖直的光滑圆弧轨道内作小幅度滚动的小球的周期问题；在竖直的加速系统内摆动的小球的周期问题；在光滑斜面上摆动的小球的周期问题。
三、使用模型应注意的问题。
1、模型是在一定条件下适用的。有许多事物与这种“理想模型”十分接近，在一定场合、一定条件下，作为一种近似，可以把实际事物当作“理想模型”来处理，但也要具体问题具体分析。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）大得多，地球上各点相对于太阳的运动可以看作是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计，这样就可以把地球当作一个“质点”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“质点”来处理。
2、物理模型是在不断完善发展的。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。接着，卢瑟福进行了α粒子散射实验，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，带负电的电子在核外空间绕核旋转，这就是卢瑟福的“原子核式结构”模型。
四、物理模型的建立
在物理教学中引导学生学会建立物理模型的方法，是物理教学中科学方法教育的一项重要内容。能建立正确合理的模型，能透过现象识别、发现模型是解题的关键所在。可以从以下几个方面引导学生建立物理模型。
1、实验或多媒体课件引导
实验是物理学的基础，所以在建立物理模型时离不开实验。其一般方法是先做有关实验，使学生在脑海中留下一个直观的、具体形象的物理模型，在此基础上作抽象引导，形成一种思维轮廓，变成具有思维特征的物理模型。然后再利用学生思维中已经建立起来的物理模型去解决一些实际问题。这样建立起来的物理模型学生印象深刻。另外，利用现代的多媒体技术的强大功能，将一些难以用传统手段完成的物理过程清晰地展现在学生的面前，让学生有一种身临其境的感觉，刺激感观，形成深刻的感性认识，为学生建立物理模型提供感性材料。
2、通过定义，进一步理解物理模型的内涵
建立物理模型在解答物理例题和习题中经常起着决定性的作用。例如在题目中出现“接触面光滑”意即不考虑摩擦，所以教师在例题的教学中应该注意着重引导分析，首先让学生理解题中的物理图景，明确题中涉及的物理模型，然后再用相应的数学模型来解题。
总之，采用理想化的客体（即物理模型）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，从而便于人们去认识和掌握它们。建立正确的物理模型可使我们对物理本质的理解更加细致深入，对物理问题的分析更加清晰明了。所以，物理模型在教学领域有着重要的价值。
参考文献：
1.熊春；硬热圈近似下理想模型介质效应的研究[D]；华中师范大学
2.曹金元；物理教学网站的建构与实践[D]；苏州大学
3.李椿；对普通物理学电磁学部分的教学要求[J]；中国远程教育