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在习题教学中培养学生的物理模型思维能力
——物理创造性思维能力的培养
徐爱梅
基本知识技能是创造性表现能力的基础，在物理教学中培养学生的物理模型思维，能使学生创造性地解决物理“难题”，对物理情景了解得更清楚。

物理模型思维是指通过物理模型来研究和学习物理学，分析处理和解决物理问题的思维方法，它是物理思维的主要形式之一。

广义的物理模型指物理学上所涉及的所有基木概念、各类物体及物体所处的状态和状态变化的过程等，狭义的物理模型只指那些反映特定物理现象和物理问题的理想化实体、理想化过程、理想化状态、理想化结构等。

除教材正文中所涉及的那些模型外，值得一提的是，教材课后练习和人教版配套练习中所涉及的物理模型。

这些模型略高于课本基础知识，属介于基本知识和复杂情景之间的层次。

有心的同学熟练掌握了这些模型，就可将一些看似发杂的物理情景化解为简单模型的组.合，灵活简便地解出难题，可谓熟能生巧。

具有较高的领域技能。

而没留心的同学只会根据最基木的概念规律去推证，结果费时费力，即使得出了结果，心中对那些物理情景仍不是很清楚，不能留下深刻的印象，更谈不上触类旁通，温故知新。

我在教学中，不仅通过新课教学让学生了解建立物理模型的方法和要求；在概念规律的教学中，充分发挥教材中所提供的物理模型素材的作用，培养和训练学生的物理模型思维；运用形象化的物理模型帮助学生理解和掌握知识，发展物理模型思维；而且在习题课中，指导学生运用物理模型分析和解答实际的物理问题，在解决问题中培养与训练学生的物理模型思维。

限于篇幅，仅以下面四道光学题为例。

例1.如图1所示，两条平行光线射向夹角为45°的两平面镜。

其中一条人射光线与平面镜间的夹角为。

，则两条经镜面反射的光线之间的夹角应为（）
A.45°
B. 90°
C. 135°
D.因。

值未知，无法确定
2.如图所示，两块同样的玻璃宜角三棱镜ABC,两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质.一单色细光束0垂直于AB面入射，在图示的出射光线
中
A.1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能
B.4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能
C.7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能
图2 图3
D.只能是4、5、6中的某一条
3.如图3所示，在水内距水面为h二20cm深处，水平地放置一块平面镜，在平面镜上方有一小木块浮在水
面上.若从水面上方经平面镜看这个小木块的像，它应在水下多深处？（已知水的折射率n=4/3）
4.如图4中L为焦距/=30V3cm的凸透镜，有一单色平行光束，其方向与透镜的主轴平行，现于透镜前
方放一正三棱镜。

如图所示，缓缓转动三棱镜，当入射角光的入射角和出射/\ :
光的折射角相等时，在透镜的焦平面（过焦点垂直于主轴的平面）上距离焦---------- …一一一一7一
点30cm处形成一像点，据此可得三棱镜材料对此单色光的折射率n的值------------ / \ |
A.V3
B.亍
C.V2
D.亍图4
同样是这四题，训练了物理模型思维的班级大多数学生都能轻松明了地得出答案，没经训练的班级多
数学生则觉得这儿个问题非常夏杂，失分率高于50%。

在未经训练的班级评讲试卷时，我先请大家推理或回顾以下基本模型：
%1入射光不变，平面镜转过。

角，则反射角转过2（）角；（反射光与普射光的夹角为两倍入射角）%1如图5,由空气射入平行玻璃砖的光线从下表面射出后，
在空气中的传播方向与入射方向平行。

Kr. j %1平面镜成像规律：物像对称。

''卜［.二「八
%1光具组问题，前一光具的像可看成后一光具的物，逐一解决成像问题。

由5"5
%1在水面正上方往下看，水中h深处物体的像在h' = E处，其中
n
%1凸透镜成像在焦平面上时，入射光为平行光（或物在8远处），
过光心的光线方向不变（或物像的连线过光心）。

%1三棱镜不改变光束的光学性质，平行光的出射光仍为平行光。

%1如图6,光线经三棱镜后的偏折角a = （ii—2 + （ii—r2）
且ri+r2= 0 （顶角）。

根据以上模型，学生对上面四个例题豁然开朗，轻松作出解答：
【例1】可等效为模型1：入射光不变,平面镜转过（360° -45° ）,反射光转过（720° —90° ）, 选B。

或两法线夹角即此题中两入射角和为45° ,则两反射光的夹角为90°。

【例2】如图7,将中间的部分看成平行玻璃砖。

根据模型②，当中间的介
质的折射率大于两侧三棱镜的折射率时，出射光线如图光线4,当中间介质的折射
率小于三棱镜的折射率时，出射光线如图6。

光线5表示两介质折射率相等时的
情况。

【例3】是模型③④⑤的组合，如图7, s经平面镜成像s'在2h深处, 从水
上看s'的像s”在史深处。

n
【例4】由模型⑥⑦⑧可得出，出射光线与主轴的夹角为30° ,
图8故光线的偏折角a =30° , r I=r2=30° , ii=i2=45° 故
前后对比，学生强烈感觉到了教材中及课后习题和配套练习上这些基本模型的重要性，我不失时机地布置学生将己学各章节的基本模型总结出来，学生就会自觉地理解和总结这些稍高于基木知识的规律，在以后解决物理问题时，能养成灵活运用物理模型解题的习惯。

众所周知，一道习题的拟出，总是拟题者根据一个理想化的物理模型，结合某些物理关系，给出作种已知条件，提出需要求出的物理景。

指导学生解题的过程，主要就是指导学生如何还原拟题者的物理模型, 因此，学生解题时头脑中所建立的物理模型能否与拟题者拟题时的物理模型一致乃至关重要。

求是、求佳是创新精神的精髓，创新思维的两个特点是：新颖性和价值性。

运用物理模型解决物理问题，能达到化繁为简、优化解题过程的目的，是物理创造性思维的重要形式。

参考文献：
乔际平、刘甲瑕《物理创造性思维能力的培养》，首都师范大学出版社，1998。

作者单位：湖北省监利县第一中学（433300） Brai 1： GracewrKSfe ina can。