高中物理教學中建構物理模型的理論與實踐研究

杜愛芹

摘要：隨著物理教學難度的不斷提高，如何讓學生在有限的時間內掌握更多的物理知識，就成為了高中物理教師研究的重點課題之一。物理模型的建構，實際上就是對問題的簡化描述和模擬，將抽象的物理知識形象化，并引導學生通過觀察物理的實驗和事實，尋找其中的共同特征，挖掘物理問題的本質，從而更好地解決物理問題，同時進一步加深學生對物理知識的理解、記憶與掌握，是新課改教學背景下，物理教師常用的一種有效教學手段。本文主要從意義、原則、實踐策略三方面，對高中物理教學中物理模式的建構，進行了詳細的研究與探討。

模型建構是新課改教學背景下衍生出的一種新型教學方式，能夠很好地滿足新課改對高中物理的教學要求，提高物理課堂的教學效率，促進學生物理核心素養的培養與提升。與此同時還可以通過建構模型的方式，拓展學生的思維能力，加強學生的探究意識，對學生今后的學習和發展都具有非常重要的意義和作用。

一、模型建構在高中物理教學中的重要意義

激發學生對物理知識的學習興趣

相較于傳統的灌輸式教學模式來講，模型建構能夠以一種新型的教學方式，為學生帶來不一樣的學習體驗，幫助學生整理所學知識，并讓學生在實踐活動中進行總結與反思，獲取更多的知識和信息，提高學生的自我效能感，從而有效激發學生的學習興趣，提高學生的參與積極性，為學生學習效率的提升打好基礎。

（1）加深學生對物理知識的理解。建構模型能夠幫助學生將抽象的物理知識以形象的方式進行呈現，并將復雜的物理知識進行分解和簡化，降低物理知識的理解難度，加深學生對物理現象和問題本質的研究與把握，同時引導學生通過對物理現象和問題等的觀察、分析、總結與歸納，探索物理知識之間的內在聯系及隱藏的各種規律，進一步加深學生對物理概念、現象和問題的理解與掌握。

（2）提高學生的自主探究意識和能力。在高中物理教學中組織學生建構模型的時候，需要學生從課本教材中的概念和例題中提取有用信息，然后通過探究、分析和總結，提煉教學內容中的重難知識點，以及各個知識點之間的內在聯系，幫助學生完善自身的物理知識網絡，既能夠培養學生的自主探究意識和能力，又能夠加深學生對物理知識的理解與掌握，提高課堂的教學質量與效率。

二、模型建構在高中物理教學中的應用原則

（1）主體性原則。在傳統的高中物理教學中，教師受應試教育理念的影響，大多采取灌輸式的教學模式，學生長期處于被動地學習狀態，且部分教師為了樹立自身在學生心目中的威信，在教學中很少與學生進行深入地交流與探討?；诖?，在新課改教學背景下的高中物理教學中實施模型建構教學模式的時候，教師應當遵守主體性原則，明確學生的教學主體地位，通過激發學生的學習興趣和內在潛能，來全面調動學生的積極性與主動性，培養學生探究精神和創新思維的同時，加強學生的學習效果。

（2）多樣化原則。物理是一門與實際生活息息相關的學科，高中物理教師在組織學生進行模型建構的時候，可以聯系學生的實際生活，為學生提供更多感性的材料，讓學生能夠通過建構物理模型，正確認識物理知識的應用環境。此外，教師還可以結合生活中的實際案例，組織學生開展探究性的物理實驗，進一步加深學生對相關物理知識的理解與掌握。或者是利用現代化的教學技術，將抽象的物理知識進行具體地呈現，方便學生觀察物理現象，理解物理概念、解決物理問題，有效提高自身的學習效果。

三、模型建構在高中物理教學中的實踐策略

（1）通過觀察、實驗進行建模 ?觀察和實驗是學生學習高中物理知識的重要方法，也是幫助學生建構物理模型的重要途徑。學生需要在觀察和實驗的基礎上，了解物體的變化過程，以及物體之間得相互聯系，對物理概念、現象和問題等形成感性認知，以此來建構科學合理的物理模型，為學生學習效果的提升奠定良好基礎。

例如，在教學“公路路基鋪設”問題的時候，教師應該引導學生仔細觀察路面的傾斜情況，結合勻速圓周運動知識點對物理問題進行解釋，讓學生充分認識到物理知識在交通中的應用，并通過理論聯系實際的方式在腦海中形成清晰的場景，讓學生在觀察、實驗中形成建構物理模型的能力。

（2）通過類比、聯想進行建模。類比就是學生經過觀察，明確某些事物在某些方面的共通之處，并利用這一共通之處，通過聯想來推論相似事物的某一性質，能夠幫助學生以最快的時間熟悉陌生的事物，在高中物理建模教學中，可以有效提高學生的學習效率。例如，在教學“電勢能”的時候，關于電場的分布、電勢能的變化等抽象知識點，學生在理解的過程中有一定的難度，此時，高中物理教師就可以引導學生聯想重力勢能的相關性質，并在兩種能量的變化相似之間建立一定聯系，讓學生能夠在學習電勢能的時候，建構一個與“重力做功與重力勢能變換關系”相近的物理模型，降低知識點的理解難度，同時拓展學生的想象空間，發散學生的物理思維。

（3）通過替代、遷移進行建模。等效替代也是新時期高中物理教學中，教師常用的一種教學手段，能夠通過替代、遷移等過程，引導學生建構等效的物理模型，其核心就是將兩個在某一方面具有相同作用效果的物體進行替換，以達到簡化問題的目的。所謂的等效有兩層含義：第一，是兩個不同物理過程在某一方面取得相同的結果，可以將物理問題由研究事物轉為研究模型，方便學生挖掘物理現象的實質;第二，可以在處理物理過程時，選擇相對簡便的方法來得到相同的結果，并且不影響物理的實質。例如，在計算“均強電場中帶電擺球周期”的時候，教師就可以利用等效替代法，引導學生探索擺球在重力場中所受作用和在均強電場中所受作用之間的相似性，在計算的時候用重力場來替代均強電場，以更簡便的方法解決這一物理問題，提高學生的學習效率。

總而言之，在高中物理教學中，建構物理模型對于提高學生學習質量與效率來說，有著非常重要的作用和價值，不僅能夠簡化物理問題，加深學生對物理知識的理解與掌握，還能夠在建構模型的過程中，拓展學生的想象空間，鍛煉學生的思維能力，帶領學生深入探索物理知識，在加強高中物理課堂教學效果的同時，培養學生形成物理建模思想，進一步提高學生的學習能力，促進學生的綜合發展。