高中物理教學中如何幫助學生建模

張敏

物理教學的宗旨是要培養學生的科學素養，而科學素養的培養有賴于知識的積累和方法的掌握。在高中物理教學中幫助學生建模，就是要讓學生學會從特殊到一般，歸納方法，學會綜合運用。

一、優化課堂教學，夯實基礎

構建模型是一個系統的過程，模型的構建需要以知識為基礎。以運動學中的速度模型為例，學生首先要了解速度是一個矢量，在建立起速度概念的基礎上，掌握平均速度和瞬時速度的概念，也要掌握速度和加速度的關系，這樣才能在解決問題中正確地應用公式進行計算。結合以往物理教學來看，過于強調教師的作用，課堂中多是教師講，優化課堂教學，就是要轉變這種方式，樹立學生主體意識，引導學生參與到課堂探究活動中。

在高中物理教學中，不僅要多創造機會讓學生參與表達、質疑，還要注重以情境來激發學生的興趣，尤其是要通過問題和活動引導學生展開交流活動，以此來幫助學生構建物理知識模型。以“摩擦力”為例，筷子夾物實驗導入課題后，桌子靜止不動、用力推但桌子沒動、處于光滑平面和粗糙面時的案例交流物體受摩擦力的條件，結合初中所學，歸納兩種不同類型的摩擦力。結合自學情況，讓學生嘗試歸納滑動摩擦力和靜摩擦力的概念后，教師點撥并引導學生列舉生活中的案例，引導學生把兩本書一頁一頁對插后分開，感受靜摩擦力，再追問“靜摩擦力的大小到底有多大？”通過實驗引導學生探究靜摩擦力的大小后再對其運用展開探究。如此，學生并非被動接受，對知識的理解會更加深刻。

二、引導學生自學，逐點歸納

在建模過程中，知識雖然是基礎，但并不意味著學生理解并掌握了知識就可以構建起模型，其間還需要引導學生學會自主學習，這樣才能為模型的構建奠定基礎。以“勻變速直線運動”為例，勻變速直線運動的概念是基礎，掌握了概念后，要對Vt=V0+at和S=V0t+ at2的內涵進行分析。不僅如此，還要能掌握V2t -V20 =

2as的推論，能知道AB段中間時刻的即時速度和AB段位移重點的即時速度計算方法。而這些，不僅要引導學生在課堂中參與探究，也要注重引導學生通過自學進行歸納拓展，形成自我的知識體系構建。

進入高中階段后，學生的自主學習能力明顯增強，在物理教學中幫助學生建模，引導學生通過自學對知識點進行歸納是具有可行性的。只是，在引導學生自學中，一是要引導學生學會對教材中的知識點進行理解消化，二是要引導學生根據自己的理解形成獨特的歸納方式，甚至拓展出新的知識點。如平均速度的求解，可用公式法，即V= 進行，也可用V= 進行，但第二個公式只適用于加速度恒定的勻速直線運動情況。當然，在引導學生自學中還要鼓勵學生質疑，提出問題，效果更好。

三、注重歸類整理，形態系統

通過課堂探究和學生的自學，反思歸納，學生對基礎知識有了初步的構建，但此時還不夠系統，或者說，學生此時所掌握的知識還較為零散，還不足以建立模型，接下來就需要充分發揮教師在學生建模中的作用，引導學生對知識點進行分類整理，把特殊的、個別的知識點、方法，通過分類、歸納轉化為具有一般屬性的、共性的方法。如追及和相遇或避免碰撞的問題，在引導學生分類歸納中就可總結為“兩個關系和一個條件”，圍繞這個結論，再逐點展開討論。

在引導學生分類整理和討論中，基本知識點學生已經掌握，更為核心的是要幫助學生找到漏洞，即學生平時整理中容易疏漏的點。以功的大小的計算方法為例，在計算中學生會用W=F·S·cosθ或W=P·T計算，但學生是否知道W=F·S·cosθ只適用于恒力做功，而W=P·T則適用于計算一段時間內平均做功，教師就可通過具體的案例來檢測，并對學生的解題情況進行分析并指導。

四、促進學生應用，學會拓展

當學生對某一章節或某一領域的知識點有了系統的構建，掌握了一定的方法后，接下來則是引導學生應用方法去解決問題。建模，本質就是要讓學生掌握一般方法。以牛頓第二定律為例，讓學生掌握了牛頓第二定律的基本概念后，還要引導學生對運動和力的關系、數學表達式、力的瞬時效果、矢量的合成與分解進行分析，在對上述問題進行分析后，再引導學生結合具體問題進行應用。再以先加速后減速模型為例，該模型是近幾年高考中的熱點問題，結合學生對運動模塊的知識掌握情況來看，學生對基本概念、知識點的掌握是沒有問題的，在解決先加速后減速問題中，很多學生容易忽視前一過程的末速度是下一過程的初速度，從而導致問題無法解決。因此，在引導學生解決此類問題時，一定要引導學生學會根據題意和圖進行分析，找到前一過程的末速度。如一個質量為m=0.2kg的物體靜止在水平面上，用一水平恒力F作用在物體上10s，然后撤去水平力F，再經20s物體靜止，該物體的速度圖象如圖所示，可得到哪些結論。結合模型不難算出物體通過的總位移，也可知道物體前10s和后10s內的加速度比，也可求出物體所受水平恒力和摩擦力大小比。

在教學中，要注重以新的課程理念為指導，優化課堂教學，幫助學生夯實基礎。在此基礎上，引導學生自主探究，反思歸納，對知識點進行梳理。同時，教師要引導學生學會對章節知識點進行歸類整理，建立起知識系統，接著則需要引導學生應用所建構的模型去分析并解決問題，從而提升學生的應用能力。

（作者單位：四川省攀枝花市第七高級中學校）