新課改下高中生物理模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)

呂樞

摘要：在高中物理學(xué)科教學(xué)中，物理教師應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生物理模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的建模能力有利于提升學(xué)生解決問題的能力，使學(xué)生的邏輯思維能力變得更加清晰，物理教師應(yīng)使用多種方法來培養(yǎng)學(xué)生的建模能力。本文主要針對新課改下高中生物理模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)策略進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：高中生;物理模型建構(gòu)能力;培養(yǎng)策略

1物理模型在教學(xué)中的作用

建立物理模型可以幫助學(xué)生理解自己所學(xué)到的知識，物理模型的正確運(yùn)用可以幫助學(xué)生在解決問題中更加的方便;在解決實(shí)際問題中建立物理模型可以幫助學(xué)生讓問題更加的簡單化，利于了解問題的實(shí)質(zhì)，使復(fù)雜的問題能夠具體化，讓問題中的各個(gè)因素關(guān)系也更加的明確;構(gòu)建正確的物理模型可以幫助學(xué)生培養(yǎng)他們的建模能力、思維方式、解題水平等，讓復(fù)雜的問題簡單化，也使他們的邏輯思維能力變得更加清晰。

2新課改下高中生物理模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)策略

2.1圖像-模型匹配策略

高中物理相比初中物理難度陡然提升，除了定性認(rèn)識又增加了許多定量計(jì)算，要研究的對象、過程也都變得更復(fù)雜，因此高中物理中出現(xiàn)了許多抽象概括的物理模型，通過這些對物理模型的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握最主干、最基礎(chǔ)的物理知識和物理規(guī)律。但是如何建立起物理模型成為了教學(xué)中的難點(diǎn)，例如，怎樣在符合學(xué)生認(rèn)知的情況下對研究對象、條件和過程進(jìn)行合理的抽象化，怎樣通過抽象的物理模型深入理解原型的具有的本質(zhì)特征和遵循的一般規(guī)律。為了解決這些問題，物理教師可以運(yùn)用圖像建構(gòu)模型的教學(xué)方式。依據(jù)物理教學(xué)原則中的直觀性原則和啟發(fā)積極思維原則，教學(xué)中教師必須盡力創(chuàng)造形象直觀的觀察條件和開放活躍的思考條件，幫助學(xué)生獲取豐富的感官資料，啟發(fā)學(xué)生手腦并用實(shí)現(xiàn)思維的飛躍。高中物理必修1中就出現(xiàn)了很多重要的動(dòng)力學(xué)物理模型，如質(zhì)點(diǎn)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、各種相互作用力，牛頓第二定律等。無論哪種模型，都有不同類型的圖像可與之對應(yīng)，能反映該物理模型的基本特征和規(guī)律。在教學(xué)中，要恰當(dāng)使用圖像來幫助模型的建構(gòu)，通過分析理解圖像中蘊(yùn)含的物理意義，實(shí)現(xiàn)圖像與模型的一一匹配。在日常教學(xué)中要注意歸納整理物理模型所對應(yīng)的各類圖像，在建模教學(xué)時(shí)合理運(yùn)用這些圖像，做到抽象模型與具體表象的有機(jī)統(tǒng)一。

2.2確定教學(xué)目標(biāo)以及重難點(diǎn)

教學(xué)目標(biāo)對于處理教學(xué)內(nèi)容，選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法都具有指導(dǎo)性的作用，在編寫教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該慎重考慮?；谀Ｐ徒?gòu)的教學(xué)設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該能明確反映物理模型的內(nèi)涵以及建模方法，符合課程標(biāo)準(zhǔn)對于學(xué)生建模水平的劃分，同時(shí)還要有效指導(dǎo)模型教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的建模能力。

建模能力作為科學(xué)思維方式之一和物理學(xué)科核心素養(yǎng)所要求的必備能力之一，因此，在制定模型教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)時(shí)，應(yīng)該深入挖掘和開發(fā)具體知識中所包含的物理模型的內(nèi)涵，使得教學(xué)目標(biāo)能充分體現(xiàn)建模思想，將模型思維落到實(shí)處，將物理學(xué)科核心素養(yǎng)蘊(yùn)含其中，促使學(xué)生的建模能力得到長遠(yuǎn)發(fā)展。

2.3引入原始物理問題，培養(yǎng)建模能力

一般教學(xué)中，習(xí)題大多都是經(jīng)過編者多次抽象的物理題型，幫助學(xué)生完成建模的準(zhǔn)備工作，學(xué)生在進(jìn)過長期的習(xí)題訓(xùn)練，會(huì)形成固化思維，遇見習(xí)題，更多地想法是“套用模型”。因此，建議教師在模型教學(xué)中采用原始物理問題來培養(yǎng)學(xué)生的建構(gòu)物理模型以及應(yīng)用模型的能力。

原始物理問題就是指自然界以及社會(huì)生產(chǎn)、生活中，客觀存在的，未被加工過的物理問題。原始物理問題的解決需要學(xué)生自主完成整個(gè)建模過程：確定研究目標(biāo)——抓住主要因素，忽略次要因素——建構(gòu)物理模型——抽象物理問題——應(yīng)用模型解決問題。在物理教學(xué)中增加原始物理問題的教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)際問題中分析問題，抓住主要因素，忽略次要因素，建構(gòu)出合理物理模型的能力，以提高學(xué)生建構(gòu)物理模型以及解決實(shí)際問題的能力。

2.4抓住本質(zhì)，建立模型

物理建模實(shí)際上就是把一些物理中的現(xiàn)象以及物理的過程內(nèi)部包含的一些次要的因素忽略，然后將其中的內(nèi)在特征抓住，并以此為基礎(chǔ)去探究當(dāng)中的規(guī)律。這個(gè)過程對物理的建模非常重要。在該步驟中，教師應(yīng)該充分體現(xiàn)其引導(dǎo)者的特性，使學(xué)生能夠具有全局的思維方式。以學(xué)生內(nèi)在的認(rèn)知作為起點(diǎn)，從而使學(xué)生能夠一步步抓住關(guān)鍵、丟掉次要的因素，要以科學(xué)的方法對研究的對象或過程進(jìn)行分析和總結(jié)。例如：綜合考慮到學(xué)生思維方式，引導(dǎo)其對這個(gè)過程進(jìn)行全面的觀察和認(rèn)真細(xì)致的分析，在這一過程中學(xué)生應(yīng)仔細(xì)解析物體受力特點(diǎn)以及運(yùn)動(dòng)特性，如兩個(gè)輕重不一的物體從同一高度靜止同時(shí)下落，作用過程中只受重力作用，對其他的影響因素忽略不計(jì)，比如物體本身的大小，形狀以及在下落時(shí)受到了來自空氣的阻力。對物體的物理過程進(jìn)行關(guān)注，探究其本質(zhì)的特征并進(jìn)行思維的抽象，即物體靜止下落，只受重力，忽略空氣阻力，可以建立出物理模型。

2.5綜合應(yīng)用思維方法，建立正確物理模型

物理模型在發(fā)展過程中需要抽象的思維也需要形象的思維。兩者不可或缺。比如質(zhì)點(diǎn)，理想的氣體，剛體，彈簧的振子以及點(diǎn)電荷這些都是比較重視主要的因素，主要使用了抽象和概括，分析和綜合以及對比和等效這些思維的方法對物理的模型進(jìn)行構(gòu)建。比如對摩擦力以及彈簧的質(zhì)量忽略不計(jì)的彈簧振子模型;對分子的大小和相互作用進(jìn)行忽略的地理想氣體的模型;法拉第提出的電場線和磁感線的模型以及哥白尼日心說的天體模型和盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型都是科學(xué)家們對思維的方式散發(fā)后總結(jié)出的比較簡潔且生動(dòng)的模型。

3結(jié)束語

總之，高中生必須要具有建構(gòu)模型的意識和能力，物理模型在高中物理現(xiàn)行教育中占據(jù)很大比例，物理教師可以通過引入原始物理問題，培養(yǎng)學(xué)生建模能力，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，為能夠?qū)崿F(xiàn)終身學(xué)習(xí)的目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1].賴永強(qiáng).關(guān)于核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中物理建模能力培養(yǎng)的思考[J].中學(xué)理科園地，2019.