物理建模思想的思考

摘要:学习高中物理从某种意义上来讲主要是建立基本物理模型并分析,应用,提升的过程。教师在教学中能有效的提高基本物理模型的教学有效性,学生能在学习中提高基本物理模型学习和应用的有效性,那么在学习和理解高中物理内容中将会取得事半功倍的效果。

关键词:物理模型 建模思想

物理是一门以科学实验为基础的自然科学,从伽利略开创近代物理研究开始,实验验证法就是物理学科研究的重要手段,同时根据实际实验的情况进行合理地,科学的理论推演,从而得到正确的结论是物理学研究的根本方法。而物理教学中的基本建模思想正是在这种研究思想的指导下提出的通过一定的抽象思维,适当地对物理研究对象进行理想化设想形成物理模型,进而解决物理问题的一种方法.有效地掌握,合理地应用基本物理模型是提高物理学习效率和提升考试效益的有效方法。尤其是现在课程改革后所使用的教科版物理教材,更加注重对物理基本模型和基本建模思想的培养和应用。所以加强物理基本模型和基本建模思想的培养是对学好物理大有益处的。

下面针对高中物理教学中建模方面的问题谈点自己的看法。

1.物理建模的含义

物理学是与实际联系很密切,且理论性、系统性很强的学科,其所研究的对象宽泛而繁杂,往往研究对象并不是以一个孤立系统而存在,同时还有可能存在许多的外部影响.为了方便进行物理的理论分析,要将一些对研究会造成影响的因素忽略。当然不能忽略问题研究的本质。这就要求在研究问题时,要根据本质,分析其影响因素的主次,进而抛去次要因素,抓住主要因素,从中抽象出研究对象的简化的理想的物理模型,这样才能更加充分的抓住问题关键,这就是物理建模.

2.物理模型的特点

建立基本的物理模型,应该具有三个特点,即代表性、方法性和美学性.

基本物理模型的代表性,是从许多的物理对象中经过有针对性的忽略外部次要因素后保留下来的,抓住了研究对象的本质属性和内在联系,因此每个物理模型都具有非常典型的代表性。例如运动学中的质点,电学中的点电荷,试探电荷等等。

基本物理模型的方法性,是表明每一个物理模型的确立不是凭空得出的,而是由大量的物理研究,数学推演证明,经过反复思考完善才最终形成的,物理模型反映了物理学科的研究方法和数学基本分析思维方式。例如匀速直线运动,匀变速直线运动,匀速圆周运动,平抛运动,自由落体运动,竖直上抛运动,等等就是体现了物理基本模型的方法性。它代表了一种对这种运动形式的基本的思维方式和解决方法以及数学运算过程。在学习此类型的物理问题时,只要确定了物理过程属于哪一种物理模型体系,那么在理解,分析,运算是都可以进行程式化的分析。应用基本物理模型其本质也是一种分析探究的过程,同时也是检验基本物理模型适用范围和是否正确的过程,还是物理思维不断产生,巩固加强和固化的过程。

基本物理模型的美学性,主要强调了物理基本模型表达形式的简洁,对称和优美。现行高中教科版教材中所提到的基本物理模型都是非常简单但又准确地反映了研究对象的本质状况。通过物理模型能够简明扼要地揭示物理问题,体现了物理学科的形式美.例如我们学习的匀变速直线运动的相关公式,很简洁、对称,当看见这些公式后给人以一种特定的物理美感。再如,机械能守恒定律(能量守恒定律),库仑定律,万有引力定律,楞次定律,焦耳定律,牛顿三大定律,开普勒行星三大定律都具有很强的简洁流畅的物理美感。

3.物理建模的重要性和必要性

高中物理内容抽象、逻辑性强是其难度所在,如果单纯的进行知识灌输,学生很难理解和掌握,而在学习中逐渐的建立物理模型,使得难以琢磨的物理理论变得实在,变得可以想象,那么对于物理的学习就起到的很大的帮助。

高中物理建模,将解题过程化繁为简,降低了物理解题难度,增强了学生对物理学习的兴趣和自信。同时正确建立物理模型的过程本身,也是不断提高学生自身思维品质的过程。通过物理建模,能够有效提高学生的综合能力。例如平抛运动。我们知道平抛运动其本质就是在初速度方向上的匀速直线运动,在与初速度垂直方向上的匀加速直线运动的合成。电场中,在研究带电粒子在匀强电场中的偏转运动时,就可以很快的发现这个运动和平抛运动具有十分相似的受力特点和运动情况,那么就将平抛运动的受力分析和运动分析,以及相关的数学运算都进行套用。

再如万有引力定律在天体运行中的应用,只要理解好“核星—绕星系统”,那么在求解过程中就直接应用圆周运动的基本规律和万有引力定律相结合就可以较为顺利的解决。带电粒子在匀强磁场中的运动同样是匀速圆周运动的应用,只是向心力由洛伦兹力提供。

4.物理建模可以让学生体验到探求规律的过程,以强化对客观世界的认识过程

通过建立模型,可以让学生充分体验到物理探索过程中的困难,磨炼学生的学习意志,同时建立模型的过程也是学生掌握物理研究方法的一种手段,有利于培养学生运用科学抽象的思维方法来处理实际问题的能力。其实,应用基本物理模型的过程也是一种发现和探索的过程。

那么,怎样培养基本的物理建模思想。

1.充分利用好物理实验教学

高中物理建模教学工作应充分借助物理实验教学进行开展,因为物理实验是客观实在的东西呈现在学生面前,不需要学生空想。要看到实在的东西才能进入思考状态是从初中进入高中的学生学习物理的普遍特点。那么通过实验,让学生先感性认识,知道实验原理、研究过程和过程分析、数据处理,在实际动手中亲身感受模型与实物的区别,这样更有助于学生加深对物理模型的理解和应用。比如伏安法测电阻实验中,电流表有两种连接方式,那么怎样分析和应用这两种连接方式是正确应用的关键。初中并没有区分两种接法的,但是高中就要认真去思考和理解了。

2.培养学生对物理信息的抽象能力。

物理模型的建立,是对物理对象的抽象,抓住研究问题的主要方面。物理教师教学时要强调培养学生对于物理信息的抽象能力,尤其是在训练从考试题目中的相关信息中抽象出基本的物理模型,然后应用已有的基本知识和模型储备,进行合理的套用。高中阶段的考试都是在基本物理模型的基础上进行考查,所以,当学生在接触到物理信息后应该快速分辨出哪些因素会影响研究目的,而哪些因素是无关紧要的,找出应用基本模型的突破口,快速上手,这样学生才能在后续的研究过程中有针对性地开展研究活动,从而解决问题。

物理建模思想的思考

转载请注明出处学文网 » 物理建模思想的思考

学习

备受喜爱的五种DevOps工具

阅读(28)

本文为您介绍备受喜爱的五种DevOps工具,内容包括不可缺少的devops工具,devops工具及流程。DevOps这个词在几年前从欧美流入中国,主要反映了开发与运维两类专业人士之间的矛盾与磨合。从单词的角度分析,DevOps是开发(Development)和运维(Opera

学习

浚县民间传统手工艺品“泥咕咕”市场化开发

阅读(31)

本文为您介绍浚县民间传统手工艺品“泥咕咕”市场化开发,内容包括浚县古城里的泥咕咕工作室在哪,浚县特产泥咕咕多少年历史。项目简介:本项目为部级大学生创新创业训练计划,由河南大学创新性试验计划资助。项目编号:201210475029“泥咕咕”

学习

采购数据分析报告范文

阅读(227)

本文为您介绍采购数据分析报告范文,内容包括设备采购申请报告范文,清扫车采购报告范文。采购数据分析报告范文第1篇在大数据概念不断升温、数据分析技术不断成熟的今天,我们已经不再对数据分析、数据报表陌生。而我也不例外,我的数据分析

学习

关于桥梁伸缩缝的修补与养护

阅读(24)

本文为您介绍关于桥梁伸缩缝的修补与养护,内容包括菏泽桥梁伸缩缝修补料生产厂家,桥梁伸缩缝的修复方法。桥梁薄弱部位之一就是伸缩缝,伸缩缝损坏后,会影响到桥梁的使用寿命。为了保持行车的平顺性、适应该位移变化,就必须对桥梁伸缩缝进行

学习

关于风机盘管加新风系统的探讨

阅读(28)

本文为您介绍关于风机盘管加新风系统的探讨,内容包括风机盘管加新风系统焓湿图的绘制,风机盘管新风系统属于什么系统。【摘要】现阶段风机盘管加新风空调系统在工程中大量采用,本系统具有节能、调节房间温度方便、布置灵活等特点,本文对该

学习

葡萄棚作文300字

阅读(26)

本文为您介绍葡萄棚作文300字,内容包括我家屋顶的葡萄架作文300字,葡萄长廊作文300字。这天星期四,由于老师家断电,所以没有去补课。我待在家里,觉得好热。爸爸说他要去外面办点事,我说:“我也去。”爸爸说:“好啊!”我和爸爸到了那个地方,等爸

学习

小强当作家

阅读(31)

小强当作家人物:小强欢乐作坊酒吧老板柱子:调酒师蕾蕾:老板娘娟子:服务员本剧本为大型原创情景喜剧《欢乐作坊》其中一集,目前已经创作三百多集,一集一个故事,幽默,前卫,嬉笑怒骂品评生活。强:明月出天山,苍茫云海间。长风几万里,吹度玉门关。汉下白

学习

浅谈财务报表审核的内容与方法

阅读(30)

本文为您介绍浅谈财务报表审核的内容与方法,内容包括财务报表审核标准,财务报表非标追溯审核。【摘要】财务报表审核是提高企业财务报表编报质量的有效措施,是加强财务管理的重要手段。财务报表审核的内容十分丰富,需要我们综合利用专业知

学习

陈氏太极拳“小架”

阅读(34)

本文为您介绍陈氏太极拳“小架”,内容包括陈氏太极拳小架缺点,陈氏小架太极拳培训。陈氏太极拳是中国武术的优秀拳种之一,是中华灿烂文化中的一支奇葩。陈氏太极拳是结合易学的阴阳五行之变化、中医学的经络学说等理论,以及导引、吐纳术,并

学习

一碗面条的吃法

阅读(29)

本文为您介绍一碗面条的吃法,内容包括一碗面条的做法随笔,一碗面条的一段文案。小区边有家面馆,生意火爆,我也常去吃。店里的桌子,都是那种四人座,两两相对。因为食客多,常常一座难求,陌生人不得不拼桌。这使我在吃面条的同时,有机会看到各种有

学习

计算机教师发展趋势

阅读(33)

本文为您介绍计算机教师发展趋势,内容包括计算机老师现状及发展趋势,计算机教师一年发展规划。1教师专业化教师专业化发展是当今教育发展中的热点问题,如何更好地向着专业方向发展,这就需要我们教师把教学、自主学习、外出培训作为教师发

学习

上海大学学报.社会科学版.

阅读(27)

本文为您介绍上海大学学报.社会科学版.,内容包括上海工程技术大学学报社会科学版,上海理工大学学报社会科学版。1.用新的理念推进当代中国的文化发展许明,XUMing2.风险社会:我们准备好了吗?——对于转型期国民社会教育紧迫性的思考与应对

学习

浓墨重彩的柏林奥运报道

阅读(64)

历史上的奥运报道之三中国记者在奥运赛场的出现,改变了以往国际赛事报道主要依赖外国通讯社的状况,使得中国媒体的奥运报道内容丰富、形式多样、信息量大,且更具主体意识。1936年8月1日至16日,第11届奥运会在柏林举行。奥运会会址选在柏林,是

学习

“打小报告”的心理代价

阅读(33)

本文为您介绍“打小报告”的心理代价,内容包括打小报告的人长大了,打小报告的人完整版。在校园里有这样的一些同学,他们有的是因为向老师“揭发”了某些违反纪律的同学,而被其他同学疏远、排挤和孤立。备感痛苦与孤单,甚至后悔、自责:也有的

学习

别林斯基,一个思想者的自言自语

阅读(30)

本文为您介绍别林斯基,一个思想者的自言自语,内容包括别林斯基说的经典语录,别林斯基的思想。天阴得很重,我的心境也不自觉地沉重起来。在这样的时刻,走近别林斯基是一个很不错的选择。聆听他的自言自语,非常适合空气中凝重的意境。此刻,我

学习

足球物理学

阅读(38)

本文为您介绍足球物理学,内容包括足球的物理讲解,足球物理学。当罗伯托・卡洛斯在1997年的四国邀请赛上踢进那记匪夷所思的任意球后,人们的表情不亚于美国人阿姆斯特朗1969年月球行走的那次。不管是过去还是现在,人们在形容事物某种不可思

学习

麦克斯韦的秘密高考物理学科之楞次定律的推广

阅读(26)

本文为您介绍麦克斯韦的秘密高考物理学科之楞次定律的推广,内容包括楞次定律讲解高考,高中楞次定律内容讲解。楞次定律在高考中是必考的知识点,所占的分值较高。它涉及的因素多(磁场方向、磁通量的变化、线圈绕向、电流方向),关系复杂;另外规

学习

程朱与王阳明格物致知思想之比较

阅读(28)

本文为您介绍程朱与王阳明格物致知思想之比较,内容包括格物致知是什么意思程朱理学,王阳明和朱子对于格物的异同。格物致知,出自《礼记・大学》,为修身、齐家、治国、平天下之道的前提,即“古之欲明明德于天下者,先治其国。欲治其国者,先齐其

学习

道教思想的基本主张

阅读(21)

本文为您介绍道教思想的基本主张,内容包括道教主张入世还是避世,道教的主张是返璞归真。道教是在我国传统文化的长期演变之中孕育出来的,是我国“土生土长”的宗教。它吸收了殷周时代的巫祝祭祀鬼神,先秦的方仙之说,又吸纳了春秋时代的阴阳

学习

探索数学建模及求解方法

阅读(34)

本文为您介绍探索数学建模及求解方法,内容包括有关数学建模方法的文献综述,数学建模方法与分析。数学应用是国际数学教育的热点与焦点,涉及实际情境的问题设置和解法,是检测、评估数学教学质量和学生的数学素养,应用数学知识、观点、方法处

学习

品读《道德经》哲学思想

阅读(33)

本文为您介绍品读《道德经》哲学思想,内容包括道德经的哲学思想是什么,从道德经感悟老子人生智慧。【摘要】《道德经》是中国道家的主要经典,其内容广博,思想内涵深邃,“无为”思想更是其核心,本文阐释了《道德经》的“无为”“不争”思

学习

数学方程思想在配平化学方程式中的应用

阅读(24)

本文为您介绍数学方程思想在配平化学方程式中的应用,内容包括化学方程配平的试题,化学方程式的配平基础。配平化学方程式的方法非常之多,然而,方法的掌握及其运用有一个非常有趣的现象:学的方法愈多,对每种方法的运用往往愈不甚精。本文从化