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物理建模論文
【文章導(dǎo)讀】隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,人類對(duì)事物的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)也是不斷深入和提高的,物理模型也相應(yīng)地由初級(jí)向高級(jí)發(fā)展并不斷完善。事物千差萬別,各門學(xué)科的研究、學(xué)習(xí)都有著各自獨(dú)特的方法. 下面關(guān)于 物理建模論文 ，希望可以幫助到您。
摘要：學(xué)習(xí)高中物理從某種意義上來講主要是建立基本物理模型并分析，應(yīng)用，提升的過程。教師在教學(xué)中能有效的提高基本物理模型的教學(xué)有效性，學(xué)生能在學(xué)習(xí)中提高基本物理模型學(xué)習(xí)和應(yīng)用的有效性，那么在學(xué)習(xí)和理解高中物理內(nèi)容中將會(huì)取得事半功倍的效果。
關(guān)鍵詞：物理模型 建模思想
物理是一門以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，從伽利略開創(chuàng)近代物理研究開始，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法就是物理學(xué)科研究的重要手段，同時(shí)根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)的情況進(jìn)行合理地，科學(xué)的理論推演，從而得到正確的結(jié)論是物理學(xué)研究的根本方法。而物理教學(xué)中的基本建模思想正是在這種研究思想的指導(dǎo)下提出的通過一定的抽象思維，適當(dāng)?shù)貙?duì)物理研究對(duì)象進(jìn)行理想化設(shè)想形成物理模型，進(jìn)而解決物理問題的一種方法.有效地掌握，合理地應(yīng)用基本物理模型是提高物理學(xué)習(xí)效率和提升考試效益的有效方法。尤其是現(xiàn)在課程改革后所使用的教科版物理教材，更加注重對(duì)物理基本模型和基本建模思想的培養(yǎng)和應(yīng)用。所以加強(qiáng)物理基本模型和基本建模思想的培養(yǎng)是對(duì)學(xué)好物理大有益處的。
下面針對(duì)高中物理教學(xué)中建模方面的問題談點(diǎn)自己的看法。
1.物理建模的含義
物理學(xué)是與實(shí)際聯(lián)系很密切，且理論性、系統(tǒng)性很強(qiáng)的學(xué)科，其所研究的對(duì)象寬泛而繁雜，往往研究對(duì)象并不是以一個(gè)孤立系統(tǒng)而存在，同時(shí)還有可能存在許多的外部影響.為了方便進(jìn)行物理的理論分析，要將一些對(duì)研究會(huì)造成影響的因素忽略。當(dāng)然不能忽略問題研究的本質(zhì)。這就要求在研究問題時(shí)，要根據(jù)本質(zhì)，分析其影響因素的主次，進(jìn)而拋去次要因素，抓住主要因素，從中抽象出研究對(duì)象的簡(jiǎn)化的理想的物理模型，這樣才能更加充分的抓住問題關(guān)鍵，這就是物理建模.
2.物理模型的特點(diǎn)
建立基本的物理模型，應(yīng)該具有三個(gè)特點(diǎn)，即代表性、方法性和美學(xué)性.
基本物理模型的代表性，是從許多的物理對(duì)象中經(jīng)過有針對(duì)性的忽略外部次要因素后保留下來的，抓住了研究對(duì)象的本質(zhì)屬性和內(nèi)在聯(lián)系，因此每個(gè)物理模型都具有非常典型的代表性。例如運(yùn)動(dòng)學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，電學(xué)中的點(diǎn)電荷，試探電荷等等。
基本物理模型的方法性，是表明每一個(gè)物理模型的確立不是憑空得出的，而是由大量的物理研究，數(shù)學(xué)推演證明，經(jīng)過反復(fù)思考完善才最終形成的，物理模型反映了物理學(xué)科的研究方法和數(shù)學(xué)基本分析思維方式。例如勻速直線運(yùn)動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)，自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直上拋運(yùn)動(dòng)，等等就是體現(xiàn)了物理基本模型的方法性。它代表了一種對(duì)這種運(yùn)動(dòng)形式的基本的思維方式和解決方法以及數(shù)學(xué)運(yùn)算過程。在學(xué)習(xí)此類型的物理問題時(shí)，只要確定了物理過程屬于哪一種物理模型體系，那么在理解，分析，運(yùn)算是都可以進(jìn)行程式化的分析。應(yīng)用基本物理模型其本質(zhì)也是一種分析探究的過程，同時(shí)也是檢驗(yàn)基本物理模型適用范圍和是否正確的過程，還是物理思維不斷產(chǎn)生，鞏固加強(qiáng)和固化的過程。
基本物理模型的美學(xué)性，主要強(qiáng)調(diào)了物理基本模型表達(dá)形式的簡(jiǎn)潔，對(duì)稱和優(yōu)美�，F(xiàn)行高中教科版教材中所提到的基本物理模型都是非常簡(jiǎn)單但又準(zhǔn)確地反映了研究對(duì)象的本質(zhì)狀況。通過物理模型能夠簡(jiǎn)明扼要地揭示物理問題，體現(xiàn)了物理學(xué)科的形式美.例如我們學(xué)習(xí)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)公式，很簡(jiǎn)潔、對(duì)稱，當(dāng)看見這些公式后給人以一種特定的物理美感。再如，機(jī)械能守恒定律（能量守恒定律），庫(kù)侖定律，萬有引力定律，楞次定律，焦耳定律，牛頓三大定律，開普勒行星三大定律都具有很強(qiáng)的簡(jiǎn)潔流暢的物理美感。
3.物理建模的重要性和必要性
高中物理內(nèi)容抽象、邏輯性強(qiáng)是其難度所在，如果單純的進(jìn)行知識(shí)灌輸，學(xué)生很難理解和掌握，而在學(xué)習(xí)中逐漸的建立物理模型，使得難以琢磨的物理理論變得實(shí)在，變得可以想象，那么對(duì)于物理的學(xué)習(xí)就起到的很大的幫助。
高中物理建模，將解題過程化繁為簡(jiǎn)，降低了物理解題難度，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣和自信。同時(shí)正確建立物理模型的過程本身，也是不斷提高學(xué)生自身思維品質(zhì)的過程。通過物理建模，能夠有效提高學(xué)生的綜合能力。例如平拋運(yùn)動(dòng)。我們知道平拋運(yùn)動(dòng)其本質(zhì)就是在初速度方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)，在與初速度垂直方向上的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合成。電場(chǎng)中，在研究帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以很快的發(fā)現(xiàn)這個(gè)運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)具有十分相似的受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)情況，那么就將平拋運(yùn)動(dòng)的受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，以及相關(guān)的數(shù)學(xué)運(yùn)算都進(jìn)行套用。
再如萬有引力定律在天體運(yùn)行中的應(yīng)用，只要理解好“核星—繞星系統(tǒng)”，那么在求解過程中就直接應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和萬有引力定律相結(jié)合就可以較為順利的解決。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)同樣是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用，只是向心力由洛倫茲力提供。
4.物理建模可以讓學(xué)生體驗(yàn)到探求規(guī)律的過程，以強(qiáng)化對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)過程
通過建立模型，可以讓學(xué)生充分體驗(yàn)到物理探索過程中的困難，磨煉學(xué)生的學(xué)習(xí)意志，同時(shí)建立模型的過程也是學(xué)生掌握物理研究方法的一種手段，有利于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)抽象的思維方法來處理實(shí)際問題的能力。其實(shí)，應(yīng)用基本物理模型的過程也是一種發(fā)現(xiàn)和探索的過程。
參考文獻(xiàn)：
［1］《物理教學(xué)思維方式》.朱龍祥.首都師范大學(xué)出版社
�。�2］《研究型課程》.應(yīng)俊峰.天津教育出版社
�。�3］《中學(xué)物理教學(xué)建模》.蘇明義.廣西教育出版社
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