物理学中的理想模型

物理学是现代科学技术的基础，它的成就和研究方法已渗透到了几乎所有的科学领域，而且在培养思维能力和实验能力等方面有不可替代的作用．物理学研究的主要方法之一是理想模型．理想模型是为便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体，它抓住物质的主要特征，忽略次要因素，形成一种经过抽象、概括了的理想化的模型．作为科学抽象的结果，理想模型也是一种科学概念，可是，它不同于一般的科学概念，如数学上的点与物理中的质点截然不同，因此我们一定要正确理解物理学中的理想模型，把握好这一概念的思维，掌握好这一概念的思维能力，就既能使问题得到了简化，又不影响问题的本质，让问题迎刃而解．下面通过几个例题，进行具体分析：     

谈谈物理学中的理想模型

 物理学就是研究物质运动变化规律的科学。它是怎样研究的呢？方法很多,其中一种重要的方法就是建立理想模型。所谓理想模型,就是为了抓住本质,解决问题,对复杂的事物进行简化抽象后而建立的理想化模型。拿质点来说,它是一个没有大小和形状,只有质量和位置的点。这样的点在实际上是不存在的。但是,我们在研究一些问题时,不能不把某些物体看成点,尽管它实际上可能很大,比如地球绕太阳运动,我们就把地球和太阳都看成质点。物理学中的理想模型在各分支中都有,如力学中的质点、刚体、弹性体、塑性体、理想流体、弹簧振子、单摆.     

物理教学中研究理想模型的重要性

物理研究中为了描述物质及其运动规律,常将研究对象加以抽象,保留对所研究问题起决定影响的主要因素,以突出物质的基本特征及其运动的基本规律,这种科学抽象的产物就是理想模型。理想模型可分为两类:一类是实体理想化的模型,它是把客观存在的实际物体加以理想化;另一类是过程理想化的模型,它是在物体或物体运动变化过程的基础上,根据所研究问题的性质和需要把包含有多种复杂因素的物理过程加以理想化。 本文将从理想模型在物理学发展中所起的作用,在解题中的实际应用以及在教学中的特殊地位等方面论述在中学物理教学中研究理想模型的重要性。 一、理想模型对物理学发展的重要作用 物理学的发展过程通常表现为发现新现象,解释新现象,而物理学家在从感性认识到理性认识的过程中,常常通过模型方法来进行。例如,万有引力定律的发现就有力地证明了这一点。 1665年夏,牛顿在对天体运行进行沉思时,近似地按圆周运动计算月球处的引力加速度,发现这与重力加速度的测定值很接近,1684年和1685年,牛顿分别用微分和积分证明了反平方引力时行星轨道为椭圆。并提出地球对月球的引力大小与地球质量全集中     

物理学中模型的作用和特点

 模型在物理学研究中的作用是十分重要的。本文简要介绍模型的意义,重点论述物理学中模型的作用和特点。一、模型的意义所谓模型,就是人们为了某种特定的目的而对研究对象所作的一种简化的描述。各门科学中应用的模型,种类繁多。归纳起来可以分为物质模型和思想模型两大类。物质模型是以某种程度、形式相似的模型实体去再现原型。     

理想模型与物理实验

物理学是一门实验的科学．物理规律的认识和证实都是通过观察物理现象,定量测量有关的物理量并根据测量结果,分析这些物理量之间的关系而实现的．而实验应在已被确立的理论指导下,作为人们探索科学规律的强有力杠杆,在新的领域里发挥作用．坚持实验与理论相互结合,相互促进,这是物理学发展所走过的道路．要把基础研究、应用研究、开发研究和生产实践这四方面很好地有机结合起来,必须有一条贯线,这条贯线就是科学实验．理想化方法就是物理学研究的一种科学方法．它把宏观物体和微观物体用理想模型进行代替,通过检验实验向生产实验过…     

第23届国际纯粹物理和应用物理联合会(IUPAP)代表大会通过 决议五 物理学对社会的重要性(1999年3月美国亚特兰大市)

物理学——研究物质、能量和它们的相互作用的学科——是一项国际事业 ,它对人类未来的进步起着关键的作用 .对物理教育的支持和研究 ,在所有国家都是重要的 ,这是因为 :1 .物理学是一项激动人心的智力探险活动 ,它鼓舞着年轻人 ,并扩展着我们关于大自然知识的疆界 .2 .物理学发展着未来技术进步所需的基本知识 ,而技术进步将持续驱动着世界经济发动机的运转 .3.物理学有助于技术的基本建设 ,它为科学进步和发明的利用 ,提供所需训练有素的人才 .4.物理学在培养化学家、工程师、计算机科学家 ,以及其它物理科学和生物医学科学工作者的教育中…     

从物理学的发展谈科学技术的进步

 “科学技术是第一生产力”．科技进步将使越来越多的人从繁重的体力劳动中解放出来,并使他们凭借知识创造出更多的物质财富．世界变化如此之快．人类高度文明的动力是科学技术,而科学技术的革命和进步常常是以基础理论的发展为前提的．在这一点上,现代物理学显得尤为突出．如果没有２０世纪物理学的三大发现,就不可能有我们今天丰富多采的“信息时代”．物理学不仅是自然科学的带头学科,而且已发展为一门应用性极强的学科,并向其他学科不断渗透．无数事实表明,物理学是其他自然科学的理论基础,是工程技术的强大支柱．物理学的发展对科学技术进步起着举足轻重的作用．     

物理学前沿与高新技术

 物理学作为一门基础科学,它始终是其他相关科学的基础。物理学上的进步和突破都会对其他学科的发展起到推进作用,而其他科学尤其是边缘科学上的突破往往都源于物理学的进展。     

物理学会终结吗

 物理学会终结吗?这个持续了几百年的老话题似乎并没有随着20世纪物理学以及其他科学的高速发展而停息,相反,关于物理学就会终结的议论,随着新千年的开始又一次活跃起来。我们的话题是从一本名为“科学的终结”的书开始的。此书作者为美国权威杂志“科学美国人”的专职撰稿人,资深记者约翰·霍根。他在此书的封面上写道“科学(尤其是纯科学)已经终结,伟大而又激动人心的科学发现时代已一去不复返了。”在他的书中不仅物理学已趋向终结而且如哲学、宇宙学、进化生物学、社会科学、神经科学、混杂学,乃至科学神学统统接近了终结,似乎我们人类探索自然的进程已临近尾声,然后的日子就会在混混沌沌中度过了。     

努力探索 加强实践 大力改革高等农业院校的物理教学

物理课在农业院校的地位作用如何?怎样妥善处理物理课在农业院校内的纵横关系?在教学计划、教学方法、师资培养及科学研究工作中农业院校的物理课有什么特点?应如何解决?本文拟就上述各点,谈些肤浅的看法,以求指正.一、物理学知识是认识、研究生命物质运动规律的　重要基础之一 物理学是一门基础理论课。它是研究客观物质世界最基本、最普遍的运动变化规律的一门学科.1980年美国百科全书定义为:“物理学是研究自然界变化的科学.”physics来源于希腊词physis,其原意是指自然或活着的东西的生长发展,之后逐渐演变为发展变化的规律.从自然科学…     

“文化模式”的教学实践

 物理学是研究自然界规律的科学．物理教学具有科学教育的功能,这是人所共知的,但物理学同时也是人类文化的一部分,物理学家的思想、精神被“内化”在物理学丰富的内容中,物理学被深深地打上了人类的烙印．因此,物理学还具有人文教育的功能,但是,在目前的物理教学中,过分强调的是其科学教育功能,人文教育功能则被割裂和忽视了．这是物理教学的误区和遗憾．“文化模式”就是为了突出物理学的人文精神,强调物理学与社会的相互联系和相互影响而产生的一种教学模式．它代表的是这样一种教学观：物理学的文化价值也应是教学的重点．因此,模式的特点是;“以文化为中心,历史地学”．     

真实世界的近似图像——“拉普拉斯妖”随笔之四

一 物理学走过的路,往往是从一个理想模型开始的. 牛顿力学可以认为是近代物理学的一个起点,它的研究就是从一个最简单的理想模型--质点开始的.所以从某种意义上讲,近代物理的研究对象起源于一个点.这一事实蕴含着物理学一贯就有的重要研究方法,即对一个真实的系统建立一个与之相对应的理想模型,物理学家先通过对理想模型的探讨,寻找规律,建立理论,然后再去阐释真实世界中的事情.     

关于理想模型及其在物理学中的作用

中学物理和大学物理所研究的对象,严格说来大都是理想模型.研究理想模型所遵循的规律,为解决实际中大量复杂的物理问题奠定了基础.因此,建立理想模型不仅是物理学的研究方法,也是大、中学生学习物理时必须掌握的一种重要思维方法.     

主动参与,科学探究——新课标理念下教学模式的构建

物理学是一门研究物质作用和运动规律的科学,同时与人类的生活息息相关,在物理学技术得到广泛应用与新课程理念的共同要求下,物理课程教学将面临着新的挑战,而传统的物理教学模式已经难以满足现实的要求,为适应时代发展的需要,研究构建以主动参与和科学探究为导向的教学模式是很有必要的。     

大学物理考试改革的意义及实践

 一、考试改革的背景及目的物理学代表着一整套获得知识、组织知识和运用知识的有效方法和步骤。“大学物理”课在培养工科学生的科学素质和综合能力方面起着其他学科不可替代的作用。作为理工科院校基础理论教学中的必修课,在“大学物理”教学中应该达到两个最主要的目的,首先应使学生对物理学的基本内容有较全面、系统的理解。它的另一重要作用是使学生在逻辑思维能力、抽象思维能力方面得到系统的训练,为学生今后进一步学习专业知识,适应新理论、新技术、新工艺、新材料的发展,参与新技术研究开发,打下坚实的基础。     

力学课程中的思政教学设计与实践——以"流体力学初步"为例

物理学作为科学的典范,在弘扬科学精神、塑造价值取向等课程思政教育方面有着重要的作用.而力学作为物理学中的第一个成功范例,是学生接触最多的物理学知识,因此在力学课程上合理设计的思政点最能唤起学生的兴趣和共鸣,发挥塑造三观、立德树人的作用.本文介绍了在力学课程中引入课程思政的设计思路,以“流体力学初步”的教学内容为例,用案例的形式详细介绍了一堂课的课程设计与实践过程,并对教学效果进行了总结与反思.     

育美育于智育之中

 我们说莫扎特的曲子优美高雅,普希金的诗句抒情瑰丽,但是,对科学美,对那些不能画在纸上,不能用石头刻出来,也无法用五线谱写成起伏跌宕的思维结构构成的科学美能说些什么？在许多人眼里,美育似乎是音乐、美术、舞蹈特有功能,与科学无关．殊不知,整个自然界是美的荟萃之地,是美的王国．本文根据本人教学实践仅就在大学物理学教学中运用物理学史和物理学内容进行科学美学教育问题做初步探讨．物理学教学中的美育任务,主要是培养学生对科学的审美感受能力,理解美在科学中表现出来的“以美启真,求美致真”的作用规律,同时丰富学生的理性积淀,以至创造美．     

物理学和天文学

历史上，物理学和天文学的发展是密切联系的。它们在整个现代科学的发展和技术的发达上起到了先锋的作用。物理学的基本规律和天文学提供的广亵的实验室构成了理想的科学发展的基础。20世纪的一系列科学上的重要突破正是这种优良结合的产物。今天，天文学和物理学又共同面对着更新的前测问题，并一道酝酿着新的科学上的重大进展。它们所取得的每一个进展也必然伴随着技术的创新和提高，也不断更新着人类的认识和文明。     

卫生职业教育为什么要上物理课

2004年，联合国大会在关于确定2005年为“国际物理年”的决议中指出：物理学是认识自然的基础，物理学是当今众多技术发展的基础，物理教育为人类发展提供了必要的科学基础．决议高度评价了物理学在人类认识世界、改变人类社会、提高公众的科学文化素质等方面所起的重大作用．     

物理学与显微镜技术

 物理学经历了从经典物理学到现代物理学的发展历程.物理学一直在科学、技术及科学思维的发展中发挥着极其重要的作用,对人类的文明产生了巨大的影响.