對如何加強(qiáng)高中學(xué)生物理學(xué)科建模能力和知識遷移能力的探析

唐高升

摘 要：隨著教育事業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在高中物理教學(xué)中，也更加注重這一學(xué)科的教學(xué)方法。而在高中物理學(xué)科的教學(xué)中，經(jīng)常通過建模和知識遷移的方法來學(xué)習(xí)物理這一學(xué)科，以便能夠讓學(xué)生更加迅速、快捷的掌握好物理知識。因此，本文主要探析了在高中階段的教學(xué)中，如何加強(qiáng)學(xué)生的物理學(xué)科的建模能力和知識遷移能力，并指出了相對應(yīng)的培養(yǎng)能力的方法。

關(guān)鍵詞：建模能力、知識遷移、物理學(xué)科。

一、高中物理教學(xué)模型的主要類型

由于高中學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)的增多，同時(shí)要面臨著高考的巨大壓力。對于各個(gè)學(xué)科的學(xué)習(xí)都應(yīng)該以快捷有效的方法來進(jìn)行學(xué)習(xí)，以減少學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提高學(xué)習(xí)效率。在高中物理教學(xué)中，常常以教學(xué)模型來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)，能夠讓學(xué)生對于物理知識有更深的理解與認(rèn)識。在打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)的同時(shí)，也培養(yǎng)學(xué)生的建模能力。教學(xué)模型也能夠簡化問題，使問題變得有理可尋，同時(shí)也能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維與創(chuàng)新思維。因此，加強(qiáng)學(xué)生物理學(xué)科的建模能力能夠有效的提高教學(xué)質(zhì)量。

在高中物理教學(xué)中，常見的教學(xué)模型包括物理對象模型、理想化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⑦^程模型以及圖像模型。物理對象模型是指實(shí)際物體在某些特定條件下往往可抽象為理想的研究對象，即物理對象模型。可分為實(shí)體對象和場對象。常見的實(shí)體對象模型主要包括：恒壓電源、光滑平面、理想電表等，場對象模型有：勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場、真空等。比如說在物理力學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)點(diǎn)，就是典型的實(shí)體對象，一個(gè)理想化模型，其直接忽略了物體的形狀和體積。對于理想化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停谖锢斫虒W(xué)中主要的體現(xiàn)包括勻速直線運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、點(diǎn)電荷等，其實(shí)理想化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c物理對象模型是大同小異的，比如說就“質(zhì)點(diǎn)”來說，即是理想化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵彩菍ο竽Ｐ汀τ谶^程模型來說，想將實(shí)際物理過程進(jìn)行處理，忽視次要因素，考慮主要因素，忽略個(gè)性，考慮共性，使之成為典型過程，即過程模型。在高中物理教學(xué)中主要的過程模包括勻速直線運(yùn)動、、自由落體運(yùn)動、平拋運(yùn)動等。這種模型能夠?qū)⒄麄€(gè)物理問題變得清晰簡潔，能夠快找到解決問題的關(guān)鍵。對于圖像模型來說，應(yīng)該是最為常見的，也是諸多學(xué)科所常用的模型。其也就是以數(shù)學(xué)圖象來描述物理規(guī)律而建立的模型。在高中物理教學(xué)中，圖像模型太多了，比如說運(yùn)動學(xué)中的s-t圖、v-t圖等，電學(xué)中的圖像：電場線分布圖、磁感線分布圖等，還有磁力學(xué)中的圖像模型等。

二、如何進(jìn)行學(xué)生建模能力的培養(yǎng)

在對于學(xué)生建模能力的培養(yǎng)來說，首先要對于各個(gè)物理模型進(jìn)行了解和熟練應(yīng)用，才能夠在實(shí)際的問題解決中得心應(yīng)手的應(yīng)用。而上文中已經(jīng)對于各個(gè)模型進(jìn)行了簡要的介紹。在物理學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的建模能力，以提高學(xué)生的解題效率與學(xué)習(xí)效率。

2.1培養(yǎng)學(xué)生建模能力的基本思路

對于教師在高中物理建模的教學(xué)來說，教師的應(yīng)該明確教學(xué)的主體是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科的建模能力，同時(shí)也要注意傳授給學(xué)生模型應(yīng)用的判斷方式，在進(jìn)行建模能力培訓(xùn)的時(shí)候，需要注意以下幾點(diǎn)：第一點(diǎn)教師在進(jìn)行教學(xué)前應(yīng)該進(jìn)行事先充足的教學(xué)準(zhǔn)備。只有在教學(xué)前進(jìn)行充足的準(zhǔn)備，才能夠在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相對應(yīng)物理模型引入，進(jìn)而完善教學(xué)體系，讓學(xué)生能夠深入了解到建模所帶來的便利性。同時(shí)，加深加固學(xué)生對于知識的理解與吸收。第二點(diǎn)教師在教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考，。因?yàn)樵谝院蟮梦锢韱栴}解答中，往往是需要學(xué)生進(jìn)行獨(dú)自思考和解決的。第三點(diǎn)，應(yīng)該將理論和實(shí)踐進(jìn)行相互結(jié)合，以提高學(xué)生的實(shí)踐能力。在進(jìn)行教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論和實(shí)踐結(jié)合，可以一些現(xiàn)實(shí)中的例子為引導(dǎo)。

2.2培養(yǎng)學(xué)生建模能力的具體方法

對于培養(yǎng)學(xué)生建模能力的具體方法可以從三個(gè)方法來進(jìn)行。第一點(diǎn)是概念闡釋法，所謂的闡釋，就是對于物理理論與物理模型建立概念的一個(gè)闡述與解釋，能進(jìn)而能夠?qū)⑽锢斫＿M(jìn)行分解，更易于學(xué)生的學(xué)習(xí)與理解。在進(jìn)行這一方法的闡釋時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生在充分理解的基礎(chǔ)上，發(fā)掘其建模的本質(zhì)所在，以能夠使學(xué)生盡快掌握建模的方法。第二種方法為實(shí)驗(yàn)法，不用說，這種方法的關(guān)鍵是在于實(shí)踐，通過實(shí)踐讓學(xué)生有更深刻的認(rèn)識。在進(jìn)行物理建模教學(xué)中，可以讓學(xué)生一起參加到其中，比如說在勻速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中，可以采用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和展示，進(jìn)而能夠使學(xué)生更加清晰直觀地了解到建模的實(shí)際運(yùn)動過程。同時(shí)，也能夠加深記憶與理解。第三種方法是情景設(shè)立法，情景建立法與建模可以說有著異曲同工之妙的，可以作為過渡的方法來使用。同時(shí)，也能夠提高學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力。

三、如何進(jìn)行學(xué)生知識遷移能力的培養(yǎng)

學(xué)習(xí)遷移是指一種學(xué)習(xí)對另一種學(xué)習(xí)的影響，或習(xí)得的經(jīng)驗(yàn)對完成其他活動的影響。而知識遷移都夠?qū)⒁粋€(gè)學(xué)科中的上下課程進(jìn)行連接起來，每一知識點(diǎn)都能夠起到一個(gè)承上啟下的作用。所以說，對于學(xué)生進(jìn)行知識遷移能力的培養(yǎng)，能夠促使學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中達(dá)到事半功倍的效果，同時(shí)也能夠?qū)⒏鱾€(gè)知識點(diǎn)串聯(lián)起來。

在教師對于學(xué)生知識遷移能力的培養(yǎng)可以從以下四個(gè)步驟來逐漸進(jìn)行：第一個(gè)步驟是構(gòu)建知識體系，這是知識遷移的基礎(chǔ)所在。在進(jìn)行知識遷移時(shí)，首先需要做到的是讓學(xué)生對于舊知識能夠有一個(gè)新的認(rèn)知，可以對于知識進(jìn)行分解講解，以便學(xué)生能夠更好的分節(jié)學(xué)習(xí)，再進(jìn)行知識體系的構(gòu)建。比如說在對于“機(jī)械守恒定律”的學(xué)習(xí)中，老師首先需要對于“機(jī)械守恒定律”的基本知識和研究過程進(jìn)行講解。在進(jìn)行基礎(chǔ)的教學(xué)后，老師可以與學(xué)生一起討論用數(shù)學(xué)表達(dá)式來解決物理問題，這也是一種知識遷移能力的一種，其數(shù)學(xué)表達(dá)式可以有以下兩種形式：E機(jī)o=E機(jī)t（或mgho+1/2m（vo）^2=mght+1/2m（vt）^2）[這種形式必須先確定重力勢能的參考平面]和△Ek=-△Ep。最后，老師可以用一些生活中的實(shí)際問題來結(jié)合這一定律進(jìn)行理論實(shí)踐，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。強(qiáng)化學(xué)生對此知識的理解和認(rèn)識。步驟二是可以進(jìn)行創(chuàng)設(shè)問題情境，也就是遷移的基本條件。創(chuàng)設(shè)問題情境可以有效地引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而消除一些在物理學(xué)習(xí)上的煩躁與乏味。同時(shí)也能夠提高學(xué)生對于一些比較生澀難懂的物理知識的理解。而在對于知識遷移上來說，比如在老師講解“動量守恒定律和能量守恒定律”時(shí)，就可以提出相關(guān)的問題：“如果動量和能量不守恒，是不是就有永動機(jī)了？”這樣就為動量守恒定律和能量守恒定律創(chuàng)建了知識遷移條件。

步驟三是進(jìn)行有效控制知識的聯(lián)系，也就是知識遷移的產(chǎn)出。對于高中的物理課程來說，每一章、每一節(jié)、每一個(gè)知識點(diǎn)都是有著聯(lián)系的，也一般是一個(gè)板塊一個(gè)板塊的出現(xiàn)。這時(shí)，在教師進(jìn)行教學(xué)的過程中，教師也要對于教材和資料進(jìn)行詳細(xì)的了解，才能夠引導(dǎo)學(xué)生來進(jìn)行知識之間的聯(lián)系。所以在教學(xué)中，教師應(yīng)該把握好各個(gè)知識點(diǎn)、章節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系，進(jìn)而為知識遷移做鋪墊。比如在教師講解“歐姆定律”的時(shí)候，就可以先讓學(xué)生進(jìn)行事先的預(yù)習(xí)，讓學(xué)生知道“歐姆定律”屬于電學(xué)中的一個(gè)定律，然后就可以引入一些與電學(xué)相關(guān)的知識，比如說電阻、電流的形成。最后再通過“歐姆定律”的公式得出定律，進(jìn)而聯(lián)系其他知識完成了教學(xué)任務(wù)。步驟四可以采用對比法進(jìn)行進(jìn)一步的知識遷移深化，也就是最后一個(gè)步驟，即深化遷移。

高中物理知識點(diǎn)都存在著相互的聯(lián)系，同樣的物理思想可以應(yīng)用在不同的知識點(diǎn)內(nèi)。那么，教師就可以從此點(diǎn)出發(fā)來使用對比法進(jìn)行對比，進(jìn)而來強(qiáng)化學(xué)生的記憶和理解。而經(jīng)過對于同一思想的不同知識點(diǎn)進(jìn)行對比和遷移，可以達(dá)到異曲同工之妙，在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行新知識理解的同時(shí)，又加深了對于舊知識的鞏固與記憶。

四、結(jié)論

經(jīng)過本文對于對如何加強(qiáng)高中學(xué)生物理學(xué)科建模能力和知識遷移能力兩個(gè)方面的簡要探析，發(fā)現(xiàn)在高中物理教學(xué)中，物理學(xué)科的建模能夠有效的解決物理這一學(xué)科中一些“疑難雜癥”，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。而知識遷移能力的培養(yǎng)能夠幫助學(xué)生更好更快的學(xué)習(xí)新知識的同時(shí)，強(qiáng)化其舊知識。在本文中，開頭就指出了高中物理學(xué)科中的幾種常見模型，并對其進(jìn)行了簡要的分析，以作為物理建模的基本指導(dǎo)方向。緊接著本文闡述了學(xué)生建模能力培養(yǎng)的基本思路和具體方法，以作為教師在物理建模教學(xué)方向的一個(gè)指導(dǎo)。然后對于學(xué)生知識遷移能力的培養(yǎng)提出了基本的四個(gè)基本步驟。以此希望學(xué)生能夠借助物理建模的方法以及知識遷移的能力，在高中物理學(xué)習(xí)中游刃有余。最后，希望本文能夠?qū)τ诟咧形锢斫虒W(xué)有一定的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值，能夠幫助教師、學(xué)生更好的學(xué)習(xí)、理解高中物理這一學(xué)科。

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