對物理教學中“建模”與“臨模”的研究

徐燕

摘 要：在高中物理教學中構建與運用物理模型，既是學生獲得物理常識的一種根本性辦法，也是培養學生思維能力的重要途徑。從教的角度來看，教師要注重引導學生學會“建模”；從學的角度來看，學生不僅要學會“建模”，更重要的是學會“臨模”，即能用物理模型分析、解決實際問題。該文對物理教學中的“建模”與“臨模”進行了研究。

關鍵詞：高中物理；建模；臨模

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9132（2016）14-0290-105

一、對物理模型和建模的認識

要建模，教師必須先對物理模型和物理建模有一個整體認識，只有理解了它豐富的內涵，才能對同一模型有不同層次的體會和感悟，才能在教與學中真正發揮其作用。

（一）物理模型的特點

物理模型有典型性、辦法性以及美學性三大特色。一是典型性。物理模型是一類物理問題中對物理對象有針對性的刪減外部因素后保留下來的本質，具有典型性特點。二是方法性。物理模型不只是常識的總結，更是思想的結晶。讓學生掌握好物理模型，除了能加深他們對物理概念的了解外，還能讓他們從物理模型的構建過程中領會解決實際問題的思路和方法。三是美學性。物理模型能簡明扼要地揭示物理問題，是知識與能力的完美結合，具有美學性特征。

（二）物理模型的分類

在物理問題的研究中，一般是將物理目標、物理進程或物理情境簡化成特定的模型。常見的物理建模有四種：一是物理概念模型，如質點、點電荷、電場線等；二是物理進程模型，如勻速直線運動、自由落體運動、勻速圓周運動等；三是物理情境模型，如彈性碰撞模型、槍彈打木塊模型等；四是物理實驗模型，如伽利略的理想實驗、盧瑟福的α粒子散射實驗等。

（三）物理建模的意義

1.體會根究進程，培育思想才能。物理模型的建立是一種嚴密的思想辦法的運用，其思想進程十分明顯。每一個物理進程的處理、物理模型的建立都離不開對物理疑問的準確剖析和思想加工。在實際教學中，教師應讓學生感觸物理模型的設計思想和剖析思路，培育學生運用科學籠統的思想辦法處理疑問的才能。

2.培養創新意識，提升科學素養。物理建模是一種創新過程，故建模教學可以培養學生的創新意識和創新能力，它能讓學生掌握獲取常識的辦法，提高學生的科學素養。

3.激發學習興趣，享受學習樂趣。建模教學能增加學生學習物理的信心，激起學生的求知欲望，使他們產生無窮的學習動力。

二、如何指導學生正確建模

建模既是一種思想進程，也是一種思想辦法，其實質是將隱藏在雜亂的物理情形中的研討目標或物理進程簡化、籠統、類推、提煉。那么，如何才能正確建模呢？

（一）找準建模的對象

1.對物理概念建模。任何物理概念的形成都離不開物理模型。這種模型，教材中較常見，是研討問題時，捉住事物的主要要素，疏忽非必須要素建立起來的實物模型，對了解概念起著不可估量的作用。

2.對物理情境建模。情境教學是建構主義也是物理教學中特別發起的，讓學生在情境中學習，參與實踐，能使他們體會到物理就在自己身邊，主動研討充滿物理規則的實踐問題，思維能力、情感情緒等方面都得到發展。

3.對物理過程建模。過程模型是把具體的物理進程理想化后所籠統出來的一種物理進程。建立過程模型，需要分清主次，刪去非必須要素，只保存運動進程中的主要要素。

（二）找準建模的辦法

1.歸納總結，觸類旁通，建立模型。在高中物理教學中，教師可借助模型的建立，對同類、類似的疑問進行對比、歸納、總結，使學生觸類旁通。

2.捕捉信息，分類加工，建立模型。第一步，獲取信息，放棄攪擾要素，獲取有用信息，并使之跟所學的物理常識產生聯系；第二步，收拾信息，把題目中的日常生活、出產或科技布景抽去，剔除無用信息，純化為物理進程；第三步，建立模型，即在有用信息的基礎上，依據所學物理原理，建立合適的物理模型；第四步，建立方程，進行量化研討。完成了這四步，即實現了信息題轉化，解題也就走上了熟路。

3.化繁為簡，靈活運用，建立模型。在處理具體物理問題時，教師可依據題設條件，從物理規律出發，經過剖析、籠統，捉住主要要素，刪去非必要要素，將待求疑問變換并建立為了解的物理模型，以達到化繁為簡、靈活運用的目的。

三、有效輔導學生“臨模”

高中學生處理物理疑問的過程實際上是正確挑選和使用物理模型的進程。在日常的教育教學中，教師要培養學生運用物理模型的才能，使他們掌握運用物理模型處理物理習題的辦法，即學會“臨模”。

（一）注重演示引領

學生剛開始都是經過“仿照”辦法學習物理的。教學中，教師可挑選經典例題，先自己剖析這個疑問的特點和條件，找到與所用物理思維和物理辦法的切合點，再對運用該物理思維和辦法處理疑問的進程做出演示，最終讓學生測驗、操練解題的全部進程并得出結果，使學生由仿照層次上升到使用層次，從物理模型中學會怎么審視物理情形，怎么構建物理模型，怎么復原物理實踐。

（二）學會信息獲取

物理教師在進行物理模型教學時要注意培養學生對物理信息的獲取加工能力，讓學生在接觸到物理信息后迅速地分辨出哪些要素會影響疑問的研討，哪些要素是無關緊要的，這樣學生才能在后續的學習進程中有針對性地展開研討活動，處理疑問。

（三）強化常識變化

所謂常識變化即是對常識在新環境下的靈活運用。學生是在自身原有的常識結構基礎上，經過對原有常識進行更深層次的發掘和利用來獲取新知的。物理建模教學中，教師也要遵從這一學習規律，讓學生通過對已知物理模型的深化學習，在后續進程中遇到同類型常識時，建立類似的物理模型，以此來處理新的疑問。

（四）掌握應用步驟

運用物理模型解題的步驟可概括如下：一是收集題干信息，確定研究對象和過程，弄清物理現象和事實；二是正確處理各物理信息的相互關系；三是尋找與已有信息（某種知識、方法、模型）的相似處或聯系點，建立新的物理模型；四是選擇合適的物理方法和物理規律。

參考文獻：

[1] 馮佳.高中物理建模教學的研究與實踐[D].福建師范大學，2014.

[2] 林應國.物理模型在物理教學中的應用[J].四川文理學院學報，2008（S1）.

[責任編輯 房曉偉]