随着新课程标准的实施，在高中物理教学中，让学生学会探究和创新越发显得重要，而这一切又离不开物理建模能力的培养.如何帮助学生树立建模意识，建立起物理模型，运用建立起的物理模型解决实际问题，是中学物理教学的一个重点，也是难点.因此教师在课堂教学中要积极挖掘教材中可供学生自主建构知识的内容，大胆尝试，使课堂教学实现学习方式多样化，使学生具有不同的认知途径.从而在课堂教学中培养学生的创新精神和实践能力、树立终身学习的意识、提高终身学习的能力等方面发挥作用，最终促进学生的全面发展.高一物理教学中可对“单摆”这一节课（人教版选修3-4第十一章的第四节）进行物理模型处理教学，以简谐运动和圆周运动两个物理模型为主线进行教学.本文以“单摆”一课为例谈谈构建物理模型教学.
　　一、教学目标分析
　　单摆是第十一章“简谐运动”继弹簧振子之后的又一个基本运动模型，是机械振动的核心内容，既是本章的中心，又是本章的教学重点，也是一个圆周运动的典型模型，因而是很多省份高考中考察的热点.这节课还用到了理想化方法、科学近似处理方法、控制变量法帮助学生建构"单摆"这个物理模型.
　　二、情景创设
　　在新教学之前设计一个故事讲述和一些演示实验使学生很快熟悉单摆的运动形式，为学生建立单摆模型提供必要的直观形象.
　　（1）讲述故事（伽利略发现"摆"的等时性）.通过故事将"摆"的规律用于制作摆钟的技术，对学生是一次很好的模型教学的教育.学生将形成从建立到应用模型的直观感受.（2）小实验.演示实验1：单摆摆球的摆动；演示实验2：摆钟的摆动.
　　在引入生动的故事的基础上，通过实验演示，向学生展现单摆的各部零件，给学生以单摆这个实体模型的初步认识.另外也能使得学生很快熟悉单摆这种运动形式，为学生建立单摆振动模型提供必要的直观形象.
　　三、建构单摆简谐运动模型
　　单摆模型是把实际摆球视作质点，系统质量集中在摆球上，这样摆球受到的空气阻力可以忽略不计，摆球的运动只是由重力和绳子的拉力决定，摆球只有在竖直平面内作偏角很小的振动条件下.
　　1.演示：用力将摆球拉离平衡位置，使摆线与竖直方向成一角度，然后释放，并利用多媒体课件动画模拟单摆的摆动.
　　2."抛出式"教学实施过程
　　（1） 由教师提出问题
　　问题1：学生认为摆球做什么运动？
　　（2）由学生对照以往学习过的运动模型的特点进行判断
　　学生可能回答：以悬挂点为圆心在竖直平面内做圆弧运动.
　　学生还可能答：摆球以平衡位置O为中心往复运动.
　　（3）再由教师提出问题
　　问题2：是什么原因导致摆球以平衡位置O为中点的一段圆弧做往复运动呢？
　　图1（4）由学生根据圆周运动模型和弹簧振子振动模型的受力特点对单摆小球受力情况进行分析，如图1所示，找到圆周运动所需的向心力和机械振动所需的回复力.
　　（5）教师小结：正是沿运动垂直方向的合力F-F2提供了摆球摆动做圆周运动的向心力，沿运动方向的合力F1=mgsinθ提供了摆球摆动的回复力.
　　（6）利用科学近似的方法和图象法建构单摆简谐运动模型
　　①小角度摆动时（摆角θ<10°）： sinθ≈tanθ=sl≈xl.所以单摆在较小偏角摆动时：F1=-mglx（x表示摆球偏离平衡位置的位移，l表示单摆的摆长）.
　　对照简谐运动的回复力特征可以得出这样的结论：单摆在较小偏角摆动时，回复力的方向与摆球偏离平衡位置的位移方向相反，大小成正比，单摆做简谐运动.
　　②关于单摆在小角度摆动是简谐运动，还可以从单摆振动图象中得到证实.实验演示：做课本图9-19的演示实验，并用实物投影仪投影——漏斗的漏砂落到匀速拉动的硬纸板上形成的图象是简谐运动的图象.
　　③总结：从理论上和实际得到的图象中均可看出：在摆角很小的情况下，单摆做简谐运动.证明单摆在摆角不超过10°时的振动是简谐振动，注意培养学生的科学素养，不能形成摆角是11度时就不能看成是简谐振动的僵化认识.
　　江西省赣州市赣县中学 （341100）