利用實驗器材培養(yǎng)學生物理建模能力的教學模式研究

潘國偉

【摘要】基于既往學習經驗和知識積累，高中物理教學著重于全面提高學生的物理學科核心素養(yǎng)，建模則是物理學習中的關鍵環(huán)節(jié)，是學生形成科學思維的重要前提。本文首先簡要闡述了如何運用實驗器材培養(yǎng)學生物理建模能力，促使學生能夠在物理學習中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，形成物理思維和科學觀念，不斷提高物理素養(yǎng)。

【關鍵詞】實驗器材;高中物理;建模能力

引言：伴隨著現(xiàn)代信息技術的應用和普及，社會生活出現(xiàn)了方方面面的轉變，人們對于教育事業(yè)的重視力度不斷加強，物理建模慢慢開始演變成為教育教學的綜合實踐活動，物理建模能力是學生物理學習中的重要思維模式和專業(yè)能力，注重建模能力培養(yǎng)，也會在一定程度上實現(xiàn)學生的全面成長和進步。

一、學生物理建模能力現(xiàn)狀

高中物理學科涉及內容十分廣泛，物理建模也是物理學習的過程。但是現(xiàn)有的學科學習中，還有很大一部分學生并未形成系統(tǒng)化的建模思維、抽象模擬能力較為薄弱，對于學習中遇到的問題，多是基于既有學習經驗和生活經驗從事，對物理學習存在認知偏差，難以有效解決問題。而物理學科作為一個系統(tǒng)性學科，將各個知識點有機整合到一起，形成完整的學科知識體系，物理建模也并未只是學習某一個知識點，更需要注重引導學生將分散知識點相聯(lián)系。

與此同時，在高中物理學習過程中，培養(yǎng)建模能力一直都是學生培養(yǎng)中的難題，如果單純依靠文科學習方法理解物理難題，很難真正做到透過現(xiàn)象看本質。但是現(xiàn)有的學科學習中，很多學生并不習慣也不善于運用物理模型解決實際問題，促使理論知識和生活實際出現(xiàn)割裂。需要注意的是，建立物理模型則需要從實際生活出發(fā)，對復雜的生活情境進行抽象和簡化，只有這樣，才能促使學生在物理建模的過程中，有效調整模型、解決問題[1]。

二、運用實驗器材培養(yǎng)物理建模能力的教學方式

（一）形成建模意識，強化建模興趣

在高中物理學科教學中，為了培養(yǎng)學生的物理建模能力，需要積極應用課堂中既有的多種實驗器材，提高學生對于物理建模的學習興趣，自主展開科學探究，體驗物理學科的真正魅力，不斷深化學生的問題解決能力。在高中物理學習中，含有多個物理模型，如果學生不能理解，將會影響到后續(xù)知識吸收。一些模型書中雖然已經初步介紹了建模情況，但更多時候集中于直接下定義，促使學生還沒有理解建模內容，就直接進行記憶背誦。在此情況下，形成抽象學習思維、強化學生理解能力，能夠促使學生在潛移默化中強化自身理解水平和學習能力。例如，在魯教版高中物理《質點和位移》學習中，將會涉及到質點這一理想模型。學生依舊秉持著舊有思維展開學習，甚至將物理學習等同于背定義，將記住知識點等同于理解知識點。構建質點這一物理模型，則可以充分應用實驗器材，向學生展示物質運動，提問學生物質運動方式，促使學生能夠深入思考不同物體的運動方式，進而引出質點這一概念，探尋物體作為質點的存在條件。需要注意的是，建立物理模型后，需要加強教學引導和規(guī)律總結，物理學習并非局限于課堂、實驗室，而應當將其和實際生活相結合，防止模型固化，深入理解物理模型的本質。

（二）創(chuàng)新教學方式，提高主觀能動

在高中物理課程教學中，教師通過創(chuàng)新教學方式，能夠吸引學生、提高學生的物理學習興趣，促使學生能夠始終保持著主觀能動性，更加積極地參與到物理學習中，培養(yǎng)物理建模能力。想要高質量展開物理教學，則可以通過應用現(xiàn)有的實驗器材，將抽象化的物理模型以更具直觀的方式進行展示，促使學生能夠直接查看不同模型的自身特點，定期組織學生學習物理建模，在物資條件充足、建模并無危險性的情況下，還可以讓學生一同參與到模型構建，探索物理學科知識。物理模型作為物理學的主要學習內容，高中課程不同于初中階段，更加注重物理思維創(chuàng)造，在課程教學時也應當從現(xiàn)實生活出發(fā)，創(chuàng)設良好的課堂教學情境，將行業(yè)最新研發(fā)成果和基本理論知識相結合，強化物理模型的生命力[2]。與此同時，在物理建模教學的過程中，還需要予以學生足夠練習機會，通過類比、抽象等多種方式，將模型反饋到實際生活進行校驗和修正。

（三）理論聯(lián)系生活，形成建模基礎

高中物理學習，不僅是對理論知識的學習，也是理論和生活實際相結合的過程，通過分析物理現(xiàn)象、利用實驗器材、展開物理建模，能夠進一步突出基礎物理、規(guī)律建模的重要意義。物理建模本身也具有一定的學習難度，將靜態(tài)的書本知識轉化成為立體化的物理模型，不是單單依靠死記硬背就能夠完成，需要學生充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)作力，強化物理學習觀念。在課程教學中，主要會應用到模板、物塊，形成滑塊-滑塊模型、傳送帶模型，形成建模思想、提高建模能力，則需要以課程學習為基點，和自然界的物質變化相結合，例如種子成熟、煤炭燃燒等。在課程教學過程中，教師可以相應提出問題，將課程教學的重難點引出，促使學生能夠深入理解物質存在形式和物質能量守恒。需要注意的是，培養(yǎng)物理建模能力并非一蹴而就，需要經過長時間的努力和思考，教師作為課堂學習的引導者、講解者，需要秉持著宏觀視野，予以學生充足的思考時間，提問學生科學合理的思維問題，促使學生能夠給結合生活實際作出回答，為學生物理學習奠定良好的學科基礎。

結論：綜上所述，對利用實驗器材培養(yǎng)學生物理建模能力的教學模式展開分析具有至關重要的意義。在高中物理學科教學中，針對當前學生建模中的不足，今后，應當積極應用多種實驗器材，引導學生形成建模思維、創(chuàng)新建模方式、促使學科理論和生活實際相聯(lián)系、加強物理知識的內在聯(lián)系，從而全面提高學生建模能力。

參考文獻：

[1]朱玲.高中生物理建模能力評價指標體系建構研究[D].天津師范大學，2021.

[2]張永剛，朱巧萍.高中生物理建模意識和能力的培養(yǎng)策略研究[J].物理教師，2021，42（06）：2-4+9.

[3]李孝峰.高中物理課堂建模能力的培養(yǎng)策略探尋[J].數(shù)理化解題研究，2021（09）：55-56.