高中物理教學中學生建模思想及建模能力的培養(yǎng)

潘明東

【摘要】 在高中物理的教與學中，幫助學生樹立建模思想，培養(yǎng)建模能力，能使物理問題得以化難為易，同時物理模型的構建在理論聯(lián)系實際中起到了紐帶和橋梁的作用。

【關鍵詞】 高中物理 建模思想 建模能力

【中圖分類號】 G633.7 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2015）01-012-01

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物理學本身是一門理論性、實踐性很強的學科，那么如何讓學生悟出物理本質(zhì)，有效進行教學，同時如何培養(yǎng)學生的建模及實踐能力值得深思。因為學生學習的積極性、主動性，往往來自于有效的引導，如何最大限度地激發(fā)學生學習物理的積極性和興趣，筆者針對教學談幾點體會。

一、教學中有效應用物理模型的作用

物理學本是聯(lián)系生活最密切的一門學科之一。因而在教學中必須充分調(diào)動學生學習積極性，促使學生積極參與學習、探究學習才是有效教學永恒的追求。而物理模型是人們認識和把握自然科學的途徑，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的過程。原本在學生心理上就覺得高中物理是最抽象最難學的學科，相當一部分學生懼怕物理，課上明白課下實踐太少，為提高教學效率適當培養(yǎng)學生應用物理模型的能力顯得更重要。通常為了解決物理問題方便，物理教學中常常采用“簡化”或“理想化”的方法，對實際問題進行抽象化處理。那么我覺得教學中適當應用模型也很有必要，可以有效地激發(fā)學生興趣，畢竟物理模型的優(yōu)點如下。

1. 物理模型在培養(yǎng)學生的思維發(fā)展、解題能力的問題中起著至關重要的作用。熟練使用模型化方法有利于學生將抽象的物理問題更直觀化、形象化。使學生學習新知識時容易理解和接受。

2. 物理模型既是物理科學體系中光輝的典范，也是人們通過科學思維對物理學科的抽象描述，是物理學教學中常用的方法。而采用“簡化”的方法，有利于學生更深入地認識抽象的物理問題。

3. 物理模型幫助學生建立起了清晰的物理圖像，如求解變力做功采用微元段法、圖像法，使物理問題“化難為易”、“化繁為簡”，不僅增強了學生學習的自信心，還潛意識地培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力。

4. 物理模型既原于實踐，而又高于實踐，具有一定的概括性。而物理模型的有效使用能培養(yǎng)學生對較復雜的物理問題進行具體分析，有效培養(yǎng)學生解決物理問題的能力，更有助于培養(yǎng)學生的主動性。

二、構建物理模型重在創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

教學中物理模型的構建實質(zhì)上就是培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。所謂物理創(chuàng)造性思維，就是物理思維結果具有新奇性、獨創(chuàng)性、目的性和價值性的物理思維活動。首先，思維的產(chǎn)品必須是新奇的和有獨創(chuàng)的，其次，思維的產(chǎn)品必須符合物理思維的目的和具有一定的價值。構建不同的物理模型，有效利用物理模型從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。指導學生運用正確的思維方法是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力首要任務。我個人覺得為了有效培養(yǎng)創(chuàng)新能力可采用如下物理模型。

1. 條件物理模型即排除物體所處外部條件的次要因素，突出主要方面。如“接觸面光滑”、“圓弧軌道”、“勻強電場”、“絕熱”過程等。

2. 理想物理模型，如，“勻速圓周運動”、“自由落體運動”、“簡諧運動”、“簡諧波”等，尤其在運動學中建立了理想化的“質(zhì)點”模型，學生對這一模型有了充分的認識和足夠的理解，為以后電學中的“點電荷”模型奠定了基礎，為此通過簡化處理就可以比較順利解決物理問題。

同樣一個探究性實驗教學需要經(jīng)過許多過程和步驟，歸納起來有：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證。這一過程中的每個環(huán)節(jié)都很重要，要結合實驗的實際有選擇地利用。學生是否具備自主探究知識的本領，是否能有效建模直接影響到課堂教學的效果，因此在實驗的過程中要培養(yǎng)學生多種建模能力，那么在我們的高中物理教學中，怎樣培養(yǎng)學生的物理建模能力顯得尤為重要。

三、物理教學中怎樣建模，如何培養(yǎng)學生的建模能力

引導學生真正認識和理解甚至建立物理模型，顯然是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的不可多得的途徑。具備良好的思維能力才談得上有良好的創(chuàng)新。物理學研究的基本方法是通過觀察和實驗提出模型假設，再經(jīng)過實際應用從而培養(yǎng)學生建立物理模型的能力。

1. 對物理過程建模。在中學物理中建立的理想化的物理過程有自由落體運動、光滑斜面上小球的運動、簡諧運動、理想氣體狀態(tài)方程pv=nrt等都是物理過程和物理狀態(tài)的模型化，運動學中各種最基本的運動形態(tài)為自然界物質(zhì)的運動提供一幅絢麗多彩、結構嚴謹?shù)膱D畫，以便學生更易認識理解物理過程。

2. 對物理概念建模。通過分析、比較、抽象、概括等物理思維過程，找出它們共同的、本質(zhì)屬性和特征，又必須忽略所研究模型的次要因素。盡管質(zhì)點的概念很簡單，忽略自身因素的影響，集中質(zhì)量的一個點，如果只教會學生質(zhì)點的概念，而沒有使