浏阳市南方科技展览模型有限公司
工作时,电动机的转动经变速箱、曲柄连杆机构变成驴头的上下运动,驴头经光杆、抽油杆带动井下抽油泵的柱塞作上下运动,从而不断地把井中的抽出井筒。
目前,在高中物理课堂教学中虽已重视了物理模型的教学作用,但许多教师还只停留在单纯地利用物理模型进行物理知识和技能的训练层面上,典型的教学模式往往是先由教师总结归纳出一些物理模型呈现给学生,让学生跟着教师的思路去理解,并辅以大量机械性训练。这样的课堂教学完全由教师主宰,忽视了学生的认知主体作用。学生往往只会识别已接触过的模型,不会辨别未遇到过的情景,更不会自己建立模型、解决问题。这造成了学生不重视构建物理模型的过程,更多的是运用形象思维方式,只记住物理模型的静态结论,生搬硬套。

“模型教学”是本课题组成员在多年的教学实践中总结、创立的教学式样,是在物理课堂教学中以典型物理模型的引入、构建、应用串联高中物理主要课程内容的教学模式,它具有以下特点:打破了原先以书本知识单一线索发展的学台上有机地综合了新课程理念下的“引导 探索 掌握”、“自主学习法”、“研究性学习”、“合作学习”、“实验探索”、“综合实践活动”等教学方法,通过这种综合,使物理教学凸现能力的培养、创新精神的培养,突出了物理学习中应有的体验与感悟过程,可以提高教学的效率。全国建筑涂料“模型教学”还有助于学生体会众多像“简谐运动”这样简单、和谐、统一、对称的,充满物理模型,可以激发学生的学习兴趣,加深对物理知识的理解和物理内涵的领悟。

CRH380BL型动车组乘务实训装置模型 CR400BF高铁模拟舱乘务实训装置模型
在高中物理教学中,模型一直占有重要的地位,物理学科的研究对象是自然界物质的结构和普遍的运动形式,对于那些纷繁复杂事物的研究,首先就需要抓住其主要的特征,而舍去那些次要的因素,形成一种经过抽象概括了的理想化的“模型”,这种以模型概括复杂事物的方法,是对复杂事物的合理的简化。对模型进行深刻的研究和分析,掌握模型的基本规律后,就相当于掌握了一个模块,利用一个一个这样的模块,就可以构建复杂的物理问题,反之,复杂的物理问题也可以由此得解。因此,无论问题情景多么新颖多变、或是与日常生活密切联系的实际问题,都可以归结为学生熟悉的物理模型。比如:运动员的跳水问题是一个“竖直上抛”运动的物理模型;人体心脏收缩使血液在血管中流动可简化为一个“做功”的模型等等。由于物理模型是同类通性问题的本质体现和核心归整,长期以来,建立物理模型的方法一直是中学物理教学的重要内容,它对提高课堂效率、培养学生能力起到一定的作用。

研制航空发动机数控系统需要建立航空发动机的数学模型,以开展航空发动机数控系统的半物理仿真试验,检验控制器的性能。目前国内外普遍采用解析法建立发动机的数学模型,即根据发动机在工作过程中所遵循的气动热力学规律,结合典型部件的工作特性,建立发动机非线性模型。采用经典的过程式模块化建模方法成功编写了通用的航空发动机性能仿真程序;则采用面向对象的技术开发了更为灵活的航空发动机性能仿真程序。
转换是运用已有的知识和经验从一事物迁移到另一事物、从一现象联想到另一现象、从一过程变换成另一个过程、从一模型变换到另一模型、从一种方法变换到另一种方法的心理活动。通过转换找到事物间的联系,迅速找到解决问题的途径。所谓“物理模型转换能力”就是以一些已知的基本物理模型为思维元素,并借助它们进行思维,从而迅速把握物理问题处理方向的思维能力。