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摘要：
物理模型通過舍棄研究對象中的次要因素，抓住主要因素，建立起一個易于研究的、能在一定程度上反映研究對象主要特點的新形象。為充分了解物理模型在大學物理教學的作用，本文首先對大學物理教學中經常設計的模型類型進行分析，然后對大學物理教學中物理模型的作用展開論述，最后結合實際教學開展情況對發揮物理模型在大學物理教學中作用的方法進行了探索。
關鍵詞：
大學物理教學；物理模型；作用
“模型”來自于拉丁文“modus”，原意是指“方式”，即解決問題的方式，模型在教學和研究中具有十分重要的作用。隨著科學技術的快速發展，模型與人類生活的關聯性更加密切，這也凸顯了大學教學中進行模型理論與方法教學的緊迫性和實用性。物理學科作為模型的重點運用領域，其中所涉及的模型具有學科獨特性和運用普遍性，成為當前大學物理教學中的重點內容［1］。本文著重對物理模型在大學物理教學中的重要性進行研究，目的在于提升師生對物理模型構建與應用的關注度，從而為物理領域研究培養更多高素質人才。
一、大學物理教學中物理模型的分類
通常將大學物理教學中所涉及的物理模型分為實物模型、抽象模型兩大類。其中，實物模型包括建筑模型、水利系統實驗模型、飛機模型、原子模型等，是依據相似性原理以實物為參照進行制造的。實物模型具有藝術價值和科研價值，其中，藝術價值指的是汽車模型、建筑模型等實物模型以藝術品或展覽品的形式展示出來；科研價值通過放大和縮小兩種形式實現，如原子模型等放大的物理模型是為了方便人們對于肉眼觀察不到的事物進行細致觀察和研究而制造的，而水利系統實驗模型等比例縮小模型是為了幫助人們客觀認識其構造而制造的。抽象模型是大學物理教學中經常用到的，如理想模型等，抽象模型會針對物理學現象中的某個特定對象或目標進行一種簡化或假設，并結合適當的描述性工具，得到抽象知識的場景［1］。理想模型作為一種典型的物理模型，在物理對象研究過程中具有重要作用，能夠通過舍棄研究對象中的次要因素，抓住主要因素，建立起一個易于研究的、能在一定程度上反映研究對象主要特點的新形象。物理學中利用這種方法建立起來的理想模型有許多，包括熱學中的理想氣體、力學中的剛體、量子力學中的諧振子、電磁學中的點電荷等，在大學物理教學中具有重要作用。理想模型依據研究對象的復雜性可以進一步細分為實體理想模型、過程理想模型、系統理想模型、假想輔助性理想模型等，無論哪種模型在大學物理教學中均具有重要作用［2］。
二、物理模型在大學物理教學中的作用
物理模型作為一種高度概括和抽象的模型，是主體認識客體的主觀能動過程，同時也是認識從實踐上升為理論知識的過程，是人類知識傳播和思維發展的重要體現。物理模型具有代表性、典型性等特點，作為一種物理問題的處理方法，不僅具有深化對物理概念的理解的作用，還有助于提升學生對物理知識的實際運用能力。具體來說，物理模型在大學物理教學中的作用主要體現在以下幾方面。
（一）物理模型具有簡化復雜問題的功能
正如前文所述，物理模型是通過弱化那些問題研究中非關鍵性因素的影響，將問題的關鍵影響因素通過突出顯示的方式進行重點研究，這樣的問題處理方式能使復雜的問題簡單化，幫助學生對問題形成清晰的認識，深化對問題的理解。大學物理教學過程中，通過模型教學法可以強化學生的抽象思維，抓住事物的主要影響因素，忽視或者弱化那些次要因素，然后借助系統論的相關研究手段對研究對象的形狀、大小、運動狀態、運動過程及自身結構等情況進行重點把握，并根據這些因素之間的關系假設構建相應的理想化模型，最終運用物理知識解決問題。
（二）物理模型具有幫助學生建立正確求解思路的作用
物理模型的建立實質是對問題中主要條件或過程的概化，其能夠幫助學生深化對題目或物理現象的理解，幫助學生建立正確的解題思路，提升學生的解題效率。以電場講解為例，電場線就是為了更好地描述電場的大小而假想出來的，實際電場線并不存在。物理學中將電場線規定為從正電荷出發止于負電荷的曲線，且曲線上每一點的切線方向一致。勻強電場中場強大小和方向處處相同，電場線以間距相等且相互平行的直線形式展示出來。由此可見，電場線的引入有助于學生深化對抽象問題的認識，幫助學生掌握新知識，從而為學生正確解題奠定基礎［1］。此外，物理模型的建立還有助于使抽象的物理概念與學生的生活經驗相貼近，在幫助學生建立正確解題思路的同時，促進學生知識結構的不斷更新與組合，提升學生的學習效率［3］。
（三）物理模型具有發散學生思維的作用
物理模型的主要意義在于對物理客體的簡化描述，具有解釋物理現象和規律，以及為科學家指明研究方向的作用，同時也是科學家抽象思維的充分發散過程。以原子核式模型的出現為例，其是物理學家盧瑟?；诹Ｗ由⑸鋵嶒炋岢龅脑咏Y構運動模型，有助于將抽象的原子內部結構展示在受眾群體眼前，深化人們對這一抽象結構的理解，同時也為其他科學家的研究指明了方向。原子核式模型的出現，為教師進行原子結構教學提供了支撐，在幫助學生對這一問題進行深化理解的同時，提升了學生的邏輯思維能力，對于學生的長期發展具有重要作用［1］。由此可以認為，學生在實際解決問題的過程中借助物理模型對實體進行抽象處理，能夠有效發散邏輯思維，從而更好地開展學習活動。
三、發揮物理模型在大學物理教學中作用的方法
（一）注重學生物理模型意識的培養
大多數學生對物理模型存在錯誤認識，并且由于對關鍵因素把握不準確等原因，致使一些學生對模型的構建和運營存在畏難情緒，出現談模型“色變”的情況。為此，教師在平時的物理課程教學過程中，要考慮到學生的實際情況，由易到難、循循善誘。例如，在講授物理模型時，先從相關的歷史發展講起，讓學生從整體上把握模型的發展演進過程，然后從模型的構建和應用方面進行講解，最后回歸到現實生活，盡可能讓學生感受到物理模型在生活和工作中的實際應用和巨大作用。通過這一系統化的教學方式，一方面可以糾正學生對物理模型原有的片面看法，正視物理模型；另一方面，可以為培養實用型的物理人才奠定基礎，為學生將來能夠在生活和工作中熟練應用物理模型做準備。
（二）注重學生物理模型構建條件及相關設計思想的培養
物理模型的構建是一項系統化工作，需要一定的條件和思路作為支撐。因此，在大學物理教學過程中，要注重模型構建的精細化教學。課堂上每建立一個物理模型，教師都要將其所需要的條件及設計思想進行透徹講解，以使學生能夠真正掌握建模所需的知識。例如，教師在講授點電荷模型時，可以根據在帶電體自身線度比帶電體間距離足夠小的情況下，帶電體形狀和體積對它們之間相互作用力的影響可以忽略不計這一原理，將此時的帶電體視為點電荷。同時，由于帶電體之間的作用力與其電荷及距離、形狀、大小都有一定的關系，為了簡化問題，可以排除形狀、大小對相互之間作用力的影響，將帶電體視為一個點。這樣的細化講解，有利于學生較為系統地掌握點電荷模型的構建原理。
（三）注重學生建模能力的培養，鼓勵其進行實戰演練
大學物理教學中物理模型教學的最終目的是讓學生掌握建模的能力，并能夠根據實際生活和工作中的問題進行模型演練。鑒于此，教師要從兩方面培養學生的建模能力。首先，要讓學生全面掌握物理模型構建的基本原則，在講授常規物理知識的過程中，應盡可能融入物理模型的相關知識，實現物理規律與物理模型的有效結合。同時，要培養學生的物理模型構建意識，培養過程中以問題為中心，而不是單純為了建模而建模。一般來說，合理的建構物理模型需要遵循三個基本原則：物理模型要盡可能簡單；物理模型不能超越已經證實過正確的理論，要與相關知識內容吻合；物理模型所得出的結論要經得起實驗和研究的考驗。其次，要注重對學生建模能力的培養。就物理模型教學而言，學生學會建模僅是模型教學中初級目標，最終目標是學生能夠舉一反三，通過一個模型建構訓練將相關方法運用到類似的問題中，做到觸類旁通，并為將來工作中的不斷創新奠定基礎。
參考文獻
［1］潘琳.物理模型構建在教學中的重要性探討［J］.時代農機，2016，（1）：143-144.
［2］謝紹平.淺議物理學中的理想模型及其在大學物理教學中的作用［J］.新疆師范大學學報：自然科學版，2007，（3）：368-370.
［3］劉蘇文.建立物理情景和物理模型在物理教學中的重要性［J］.中國教育技術裝備，2009，（22）：143.
作者:湯維亞 單位:文山學院
