物理建模论文

时间:2021-03-18 09:25:23 物理毕业论文 我要投稿

物理建模论文

  【文章导读】随着社会的不断进步,人类对事物的本质的认识也是不断深入和提高的,物理模型也相应地由初级向高级发展并不断完善。事物千差万别,各门学科的研究、学习都有着各自独特的方法. 下面关于 物理建模论文 ,希望可以帮助到您。

物理建模论文

  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。

  参考文献:

  [1]《物理教学思维方式》.朱龙祥.首都师范大学出版社

  [2]《研究型课程》.应俊峰.天津教育出版社

  [3]《中学物理教学建模》.苏明义.广西教育出版社

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