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【摘要】本文先对原子结构模型的发展史作了简单介绍让大家清楚模型演变过程的复杂性和艰巨性，体会其中的科学精神及人文精神.再介绍物理模型在科学认识及中学物理教学中的作用，在此基础上分析了模型法教学的优点以及它的注意点。
【关键词】物理模型 原子模型 教学 优点
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）12-0180-02
物理模型是理论知识的一种初级形式，理论的研究实际上就是对模型的研究。综观物理学发展的历史，可以说就是不断提出物理模型，并且是新的模型不断完善旧模型或者代替旧模型的历史。一种模型代表了人类对原子结构认识的一个阶段，下面几种原子结构模型最具有代表性，由远及近作一次回顾：
道尔顿原子结构模型
1803年， 英国化学家道尔顿提出了自己的原子学说，他认为组成物质的最基本微粒是原子，原子是一个个不可见的实心球体，它们坚实的，不可分割的，既不能消灭，也不能创生同种原子的质量、体积、性质相同，不同种原子的质量、体积、性质不同，化学反应就是原子重新组合的过程道尔顿的理论被后人称之为“实心球模型”。
汤姆生原子结构模型
1904年英国物理学家汤姆生在原子结构理论中引入了静电的概念他认为原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着若干个带负电荷的电子，就像糕点中分布着一个个红枣那样，这些电子中和了正电荷，从而形成了中性原子。汤姆生的理论被后人称作“枣糕式模型”。
卢瑟福原子结构模型
1911年英国物理学家卢瑟福让高速的粒子流穿越金箔，发现绝大多数粒子可以顺利通过，但约有万分之一的粒子发生偏转甚至被弹回卢瑟福据此推测和计算指出在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，原子核的半径约为原子的十万分之一，体积只占整个原子的几千亿分之一若干个电子在核的周围沿着不同的轨道运转，就像行星围绕太阳运转一样，所以后人称卢瑟福的原子结构理论为“天体模型”。
玻尔原子结构模型
1913年，丹麦物理学家玻尔应用量子学说发表了他对原子结构的见解玻尔认为电子在原子核外空间的一定轨道上作高速圆周运动，不同轨道中的电子具有不同的能量当电子由高能量轨道“跃迁”到另一个低能量轨道的时候，就会释放出一定的能量玻尔还推导出了计算电子跃迁时释放能量的公式，这就是人们所说的“玻尔模型”电子云模型。
从卢瑟福模型到玻尔模型等新旧模型的更迭，说明物理模型是在实践中是逐步发展进化的。实际上，各种物理模型都不是凝固不变的。物理模型是人类认识未知世界的成果的结晶，必然受实践的制约，又必须在实践中发展和接受考验。针对层出不穷的新的科学发现中涌现的问题中，人们可以采用不同的方法，创造出不同的模型，然后通过实验进行筛选和修正，使模型从不完善走向完善。
物理模型在科学认识中的应用
1.解释事物或现象原应
物理模型和事物原型基本的关系为从原型出发对其简化和纯化后抽象出物理模型；反过来物理模型可为原型提供解释的演绎系统。
2.建立或证明物理理论
物理模型和理论（假设）之间基本的逻辑联系是从对模型的研究出发可建立（或证明）理论，从而认识事物中所蕴涵的物理规律，得出符合事物实际的结果（近似结果）；反过来，从理论（假设）出发，也可归纳出物理模型。
物理模型教学的优点
1.可以培养学生分析问题的能力
中学物理课堂上所研究的对象有很多都是理想模型，中学物理规律都和一定的理想模型相联系，“理想推理法”是中学物理课堂上的重要研究方法。例如，学生在学习“牛顿第一定律”的时候，学生在观察小车在不同表面上运动后的距离后，教师引导学生思考“当小车在光滑表面上运动（不受摩擦力），小车会怎么运动”，从而得出“一切物体在不受力情况下，运动状态不变”这一定律。再比如，在研究“真空不能传声” 的时候，真空条件在我们中学课堂上是达不到的，所以，教师在学生观察过“瓶内气体越少听到的声音越小”这一现象后引导学生思考“瓶内真空状态我们能不能听到声音呢？”从而得出“真空不能传声”。学生的分析能力的培养是物理教师教学的重要目的之一，而物理理想模型教学有利于这一目的的实现。
2.可以提高学生理解和接受新知识的能力
例如，学生在学习《走进分子世界》这一节的时候我们建立了物质结构模型，把抽象事物形象化。這样，学生对微粒就有一个比较形象的认识，为接下来分子动理论学习打好了基础，且学生容易理解和接受分子这一概念。
3.对物理实体进行理想化处理，可近似解决实际问题
例如，在下落的物体进行受力分析时我们都会忽略空气阻力，因为相对于物体重力来说空气阻力是很小的，对物体下落的实际情况影响很小。再比如，在研究滑轮组做功的机械效率的时候，我们都会忽略绳重和绳与滑轮之间的摩擦，因为相对于物体和动滑轮重力来说绳重和绳与滑轮之间的摩擦是很小的，可以忽略。所以，这样理想化处理问题对实际情况影响很小，而且简便了很多。
物理模型教学的注意点
1.建立合适模型的关键是对物理状态和过程的分析
有些物理问题中的研究对象及其经历的过程比较明朗，很容易辨认出它们所对应的物理模型，这种问题比较容易下手。但往往有不少物理问题，其研究对象及经历的过程比较隐蔽，不能一下子察觉或判定。这样建立一个合适的模型，就必须对题意认真分析。所谓审题，许多情况中实际上就是选择合适模型的过程。通过对研究对象的受力情况、状态特征以及运动变化过程的分析，区分各种因素的主次关系，结合物理规律，才能选择出一个合适的模型。
2.注意相似模型间的区别和不同模型间的适用条件
在中学物理当中，有许多物理模型的“外形”相似，实质不同，必须注意区分。
例如，绳和杆是常见的两种相似模型，它们的差别主要是：绳子只能施出拉力，拉力的方向必定沿着绳的方向；杆不仅能施出拉力，也能施出推力，拉力和推力的方向不一定沿着杆子。由于它们的约束特性不同，因此在具体问题中的力学条件也不同。
每个物理模型都有它适用的条件。使用中应检查所抽象的物理模型与题设是否相符，否则会发生错误。
总之，物理模型的建立和发展给物理教学与研究带来了诸多的方便，但同时也表现出一定的局限性。今后，在物理教学中，如何建立和正确使用物理模型仍是值得我们研究的一项重要课题。
参考文献：
[1]冯一兵.浅谈物理模型在教学中的优点及局限性物理.物理与工程，2007/04
[2]梁紫山.物理学习中的模型与建模.教育革新，2007/05
[3]马占元.谈中学物理中的理想化模型.青海师专学报，2006/52
[4]董井林，魏海波. 天体运动中的六种模型.中学物理教学参考，2006/11
[5]王溢然.模型.大象出版社，1999
【关键词】物理模型 原子模型 教学 优点
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）12-0180-02
物理模型是理论知识的一种初级形式，理论的研究实际上就是对模型的研究。综观物理学发展的历史，可以说就是不断提出物理模型，并且是新的模型不断完善旧模型或者代替旧模型的历史。一种模型代表了人类对原子结构认识的一个阶段，下面几种原子结构模型最具有代表性，由远及近作一次回顾：
道尔顿原子结构模型
1803年， 英国化学家道尔顿提出了自己的原子学说，他认为组成物质的最基本微粒是原子，原子是一个个不可见的实心球体，它们坚实的，不可分割的，既不能消灭，也不能创生同种原子的质量、体积、性质相同，不同种原子的质量、体积、性质不同，化学反应就是原子重新组合的过程道尔顿的理论被后人称之为“实心球模型”。
汤姆生原子结构模型
1904年英国物理学家汤姆生在原子结构理论中引入了静电的概念他认为原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着若干个带负电荷的电子，就像糕点中分布着一个个红枣那样，这些电子中和了正电荷，从而形成了中性原子。汤姆生的理论被后人称作“枣糕式模型”。
卢瑟福原子结构模型
1911年英国物理学家卢瑟福让高速的粒子流穿越金箔，发现绝大多数粒子可以顺利通过，但约有万分之一的粒子发生偏转甚至被弹回卢瑟福据此推测和计算指出在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，原子核的半径约为原子的十万分之一，体积只占整个原子的几千亿分之一若干个电子在核的周围沿着不同的轨道运转，就像行星围绕太阳运转一样，所以后人称卢瑟福的原子结构理论为“天体模型”。
玻尔原子结构模型
1913年，丹麦物理学家玻尔应用量子学说发表了他对原子结构的见解玻尔认为电子在原子核外空间的一定轨道上作高速圆周运动，不同轨道中的电子具有不同的能量当电子由高能量轨道“跃迁”到另一个低能量轨道的时候，就会释放出一定的能量玻尔还推导出了计算电子跃迁时释放能量的公式，这就是人们所说的“玻尔模型”电子云模型。
从卢瑟福模型到玻尔模型等新旧模型的更迭，说明物理模型是在实践中是逐步发展进化的。实际上，各种物理模型都不是凝固不变的。物理模型是人类认识未知世界的成果的结晶，必然受实践的制约，又必须在实践中发展和接受考验。针对层出不穷的新的科学发现中涌现的问题中，人们可以采用不同的方法，创造出不同的模型，然后通过实验进行筛选和修正，使模型从不完善走向完善。
物理模型在科学认识中的应用
1.解释事物或现象原应
物理模型和事物原型基本的关系为从原型出发对其简化和纯化后抽象出物理模型；反过来物理模型可为原型提供解释的演绎系统。
2.建立或证明物理理论
物理模型和理论（假设）之间基本的逻辑联系是从对模型的研究出发可建立（或证明）理论，从而认识事物中所蕴涵的物理规律，得出符合事物实际的结果（近似结果）；反过来，从理论（假设）出发，也可归纳出物理模型。
物理模型教学的优点
1.可以培养学生分析问题的能力
中学物理课堂上所研究的对象有很多都是理想模型，中学物理规律都和一定的理想模型相联系，“理想推理法”是中学物理课堂上的重要研究方法。例如，学生在学习“牛顿第一定律”的时候，学生在观察小车在不同表面上运动后的距离后，教师引导学生思考“当小车在光滑表面上运动（不受摩擦力），小车会怎么运动”，从而得出“一切物体在不受力情况下，运动状态不变”这一定律。再比如，在研究“真空不能传声” 的时候，真空条件在我们中学课堂上是达不到的，所以，教师在学生观察过“瓶内气体越少听到的声音越小”这一现象后引导学生思考“瓶内真空状态我们能不能听到声音呢？”从而得出“真空不能传声”。学生的分析能力的培养是物理教师教学的重要目的之一，而物理理想模型教学有利于这一目的的实现。
2.可以提高学生理解和接受新知识的能力
例如，学生在学习《走进分子世界》这一节的时候我们建立了物质结构模型，把抽象事物形象化。這样，学生对微粒就有一个比较形象的认识，为接下来分子动理论学习打好了基础，且学生容易理解和接受分子这一概念。
3.对物理实体进行理想化处理，可近似解决实际问题
例如，在下落的物体进行受力分析时我们都会忽略空气阻力，因为相对于物体重力来说空气阻力是很小的，对物体下落的实际情况影响很小。再比如，在研究滑轮组做功的机械效率的时候，我们都会忽略绳重和绳与滑轮之间的摩擦，因为相对于物体和动滑轮重力来说绳重和绳与滑轮之间的摩擦是很小的，可以忽略。所以，这样理想化处理问题对实际情况影响很小，而且简便了很多。
物理模型教学的注意点
1.建立合适模型的关键是对物理状态和过程的分析
有些物理问题中的研究对象及其经历的过程比较明朗，很容易辨认出它们所对应的物理模型，这种问题比较容易下手。但往往有不少物理问题，其研究对象及经历的过程比较隐蔽，不能一下子察觉或判定。这样建立一个合适的模型，就必须对题意认真分析。所谓审题，许多情况中实际上就是选择合适模型的过程。通过对研究对象的受力情况、状态特征以及运动变化过程的分析，区分各种因素的主次关系，结合物理规律，才能选择出一个合适的模型。
2.注意相似模型间的区别和不同模型间的适用条件
在中学物理当中，有许多物理模型的“外形”相似，实质不同，必须注意区分。
例如，绳和杆是常见的两种相似模型，它们的差别主要是：绳子只能施出拉力，拉力的方向必定沿着绳的方向；杆不仅能施出拉力，也能施出推力，拉力和推力的方向不一定沿着杆子。由于它们的约束特性不同，因此在具体问题中的力学条件也不同。
每个物理模型都有它适用的条件。使用中应检查所抽象的物理模型与题设是否相符，否则会发生错误。
总之，物理模型的建立和发展给物理教学与研究带来了诸多的方便，但同时也表现出一定的局限性。今后，在物理教学中，如何建立和正确使用物理模型仍是值得我们研究的一项重要课题。
参考文献：
[1]冯一兵.浅谈物理模型在教学中的优点及局限性物理.物理与工程，2007/04
[2]梁紫山.物理学习中的模型与建模.教育革新，2007/05
[3]马占元.谈中学物理中的理想化模型.青海师专学报，2006/52
[4]董井林，魏海波. 天体运动中的六种模型.中学物理教学参考，2006/11
[5]王溢然.模型.大象出版社，1999