高中物理教學中學生建模能力培養策略研究

阿不都卡得爾·艾沙

摘 要：建模思想在高中物理教學中的應用非常廣泛，它是探索物理中一般規律的重要工具和思想過程.在物理教學中運用建模思想，不僅有利于提高學生的邏輯思維能力和用科學客觀的態度對待事物的一般規律的習慣，還有利于提高學生的學習效率和學習能力。本文首先分析了建模教學對學生學習物理的意義，提出了高中物理教學中學生建模能力培養策略。

關鍵詞：高中物理；教學；建模能力；培養策略

中圖分類號：G622 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2015）06-145-01

在高中物理教學中，教師循序漸進地啟發、引導學生，合理建立、應用物理模型，不但要落實“知識與技能”的目標，還要注意落實“過程與方法”、“情感態度價值觀”的目標。處理比較復雜的物理問題，要善于把它轉化為若干個簡單的問題，熟悉并掌握這種科學研究的思維方法，養成良好的思維習慣，使學生加深對物理概念和規律的理解，開發學生智力，同時提高解題技巧，舉一反三，觸類旁通。

一、建模教學對學生學習物理的意義

物理建模教學不同于傳統的物理教學模式，其是在教師的引導下，學生根據自身所掌握的物理知識和方法，自己親自動腦設計、動手操作，通過建立物理模型來解決實際問題。在這個過程中，可以鍛煉學生自主建立物理模型的能力，并在此基礎上培養學生的邏輯思維能力，這對培養學生的綜合素質有著非常重要的意義。

1、通過建模教學，在學習和掌握物理知識的基礎上，培養學生的創新能力

建立物理模型是物理教學中的重要手段，使學生在建立物理模型的過程中可以更好的掌握物理知識，這對學生學習物理知識有著重要的作用。在建模教學中，學生可以根據自己所掌握的物理知識來提出問題，并在教師的指導下，通過建立物理模型來解決問題，在這個過程中，既讓學生學習到了物理理論知識，同時又培養了學生的創新能力，使學生的思維更加活躍。

2、通過建模教學，可以提高學生在學生過程中的積極性和主動性

在建模教學中，教師一般都處于指導位置，而學生則是課堂的主體，通過建立物理模型給學生提供了非常廣泛的發揮空間，提高了學生學習物理知識、參與物理實驗的積極性和主動性，培養了學生獨立思考和團隊合作的能力。

3、通過建模教學，有利于增強學生探索事物本質規律的興趣

每一個物理模型的建立都不是一次性完成的，都必須要經過反復的設計和實驗，在這個過程中，學生通過互相交流和合作，共同解決和克服物理研究中的問題和困難，充分體驗到了物理實驗研究的樂趣，增強學生探索事物本質規律的興趣，使學生學會運用科學的、抽象的思維方式來處理實際問題。

二、高中物理教學中學生建模能力培養策略

1、概括總結，觸類旁通，建立模型

在高中物理復習中，我們可借助模型的建立，對同類、相似的問題進行比較、概括、總結，使學生觸類旁通、舉一反三。例如，在“類平拋運動”的復習中，我們把平拋運動和帶電粒子垂直進入勻強電場中的運動問題從初狀態、受力特點進行比較、分析，找出它們的共性，建立“類平拋運動”模型，從而得到解決此類問題的一般方法。

2、明確對象，建立模型

仔細讀題，清楚研究對象是什么。例如，小球從高空下落至沙坑中，下落點距坑沿高度、坑深、小球質量均已知，求小球在沙坑受到的阻力。這道題，研究對象為小球，而小球在此過程中可以看作質點，根據動能定理可得。這里就用到了質點模型。

3、分析過程，建立模型

有的運動過程復雜，難以看懂，這時就應該根據題意，仔細分析整個運動過程，明確運動過程的主線，建立過程模型。例如，運動員的舉重過程，找到運動員的重心位置，將運動員看成重心位置的質點，觀察并描畫出運動的過程。

4、化繁為簡，靈活運用，建立模型。

在解決具體物理問題時，我們可根據題設條件，從物理規律出發，通過分析、抽象，將待求問題轉換并建立為熟悉的物理模型，達到化繁為簡，靈活運用的目的。物理建模不僅可以增強學生的發散思維能力、觀察力等，最主要的是它拓寬了學生的思維空間，更有利于學生創新能力的提高。培養建模意識，也是間接地培養了學生的創新意識，這對未來中國的教育事業拓寬了道路，并推進人才培養的進行。

5、強化信息題訓練，培養學生的建模能力。

解信息給予題由四步組成：第一步獲取信息，包括丟棄跟問題無關的干擾信息，找到有用的信息，并使之跟所學的物理知識發生聯系；第二步是整理信息，把題目中的日常生活、生產或現代科技背景抽去，剔去無用的信息，純化為物理過程；第三步建立物理模型，即在有用的信息的基礎上根據所學物理原理建立適合自己簡單“物理模型”；第四步列式求解。其中第二、三兩步是解信息題特有的，也是解信息題成敗的關鍵，完成了這兩步即實現了信息題轉化為“傳統題”，也就走上了熟路。 例如：閱讀下列信息，并結合信息解題： 開普勒從1609年-1619年發表了著名的開普勒行星三定律。第一定律：所有的行星分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽運動，太陽在這個橢圓的一個焦點上；第二定律：太陽和行星的連線在相等的時間內掃過相等的面積；第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的平方的比值都相等。實踐證明，開普勒三定律也適用于人造地球衛星的運動。如果人造地球衛星沿半徑為r的圓形軌道繞地球運動，當開動制動發動機后，衛星速度降低并轉移到與地球相切的橢圓軌道。

因此，物理建模能力的高低對學生物理學習成績的好壞有著重要的作用，在高中物理教學中適當的引入建模教學，很好的豐富了學生的學習內容和方式，補充了學生在進行物理實驗過程中的不足，為高中物理學科的教學提供了改革的新思路，對高中物理教學的研究做出了一定的貢獻，有利于完善我國的高中物理教育，逐步實現知識理論和科學實踐的有機結合，同時也為其它學科的教學模式改革提供了新的方法。

參考文獻：

[1] 譚 博.高中物理教學中物理模型的構建策略研究[J].才智，2010（09）

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