核心素養導向下構建高中物理模型的能力研究

伯軍霖

摘要：近年來，隨著教育事業改革的不斷深化，學校在培養學生文化知識與綜合素質的基礎上，越來越重視核心素養指導對于學生學習及成長的意義，對于高中學生在構建物理模型的過程中，能夠有效的幫助學生直觀的去理解抽象的物理知識，從而提升其知識歸納總結能力與問題模型化處理能力，并能夠強化其物理能力以及思維能力，基于此背景下，本文針對核心素養導向下高中物理模型構建能力展開了探討，希望能對教學質量以及學生核心素養的提升有所幫助。

關鍵詞：核心素養;物理模型

前 言

高中階段是學生成長與發展的重要階段，物理則是高中課程教育體系中重要的一門學科，其邏輯性較強，知識較為抽象，尤其是物理模型的構建，其本質上是在相關物理結論的指導下，通過人為歸納總結，從而將物理原理模型化，由此獲取相關知識與規律的一個過程，其對于培養高中學生的核心素養有著重要的是實際意義。因此，教師要充分發揮自身指導作用，讓學生更積極主動地參與到物理模型的構建中去，從而逐步培養其在今后社會發展中必要的品格與能力。

一、 引導學生主動掌握建立物理模型的方法和步驟

1.建立物理模型的方法。許多教師在教學中往往只注重讓學生記住物理模型，以及利用物理模型解題的一些經驗，很少進行深層次的引導和分析。這種教學方法只把知識灌輸給學生，在這一過程中能得到鍛煉的只有記憶能力，解決實際問題時，只會生搬硬套。由于實際問題的千差萬別，往往會張冠李戴，而遇到較為新穎的物理情景時就會感到無從下手，因此，學生的分析問題和解決問題的能力并沒有得到提高。要真正提高學生分析問題和解決問題的能力，教師必須遵從教學規律，讓學生成為習的主體，通過在教師引導下進行探究學習過程，學到分析問題和解決問題的方法。

2.模式化構建模型步驟。在高中物理課堂教學中開展建模教學的基本教學程序應有以下五個教學環節組成：創設情境→建模準備→建立模型→應用模型→反饋評價。其中應用模型環節分為兩部分：利用模型形成概念和規律、應用物理模型解決問題。教師在教學的過程中要反復強調，反復演練，為學生構建模型能力的提高打下堅實的基礎。

二、充分利用教學資源降低構建模型的難度

1.教師要在教學中通過充分展示知識發生發展的過程，用來幫助學生建立準確的物理模型。傳統的物理教材安排的教學內容雖然都是經過選擇、經過縝密的思考而應用的模型和例題，但對于學生來說，具有較強的抽象性，很難理解所學內容。教師要充分利用實驗、圖形圖片、電視錄像、多媒體課件等手段再現知識發生發展的過程，從而降低學生學習的難度，并將物理學研究問題的方法和物理思想寓于情景之中，使學生在潛移默化中掌握分析物理過程、建立正確物理情景和模型的方法。例如，講解牛頓第一定律時，伽利略斜面實驗是學生第一次接觸到的理想實驗，教師可以利用圖片或動畫形式，再現模型建立的推理過程，讓學生知道理想實驗是建立在可靠事實的基礎上的一種科學方法，從而理解牛頓第一定律所描述的雖然是一種理想化的狀態，但它正確地揭示了自然規律。

2、 構建物理模型，必定要采用恰當的方式、方法，將收到事半功倍的效果。抽象化，抽象是指從具體事物中抽取某個或某些狀態、屬性等，它是物理模型構建的主要方法之一。類比法，在物理學的研究中，發現許多物理現象之間存在著許多相同或相似的物理屬性，從而建立起相應的物理模型。理想化方法，理想化方法是構建物理模型最主要的一種方法，他是將欲研究的物理現象加以簡化，抓住主要因素，忽略次要因素，即將其理想化，找出他們在理想狀況下所遵循的基本規律，并構建出相應的物理模型。構造法，構造就是理想。當所研究的物理現象不能直接感知，或現有的物質、實驗條件還不能進行現實模擬時人們可以根據已知的物理原理、物理規律等對所研究物理現象提出一種假定性的推測和說明，從而建立起相應的物理模型。如光的輻射現象說明了光的波動性，而光電效應現象又說明了光的粒子性，為了解決這兩類實驗事實的矛盾，愛因斯坦提出光同時具有波動性和粒子性，從而建立起了光的波粒二象性模型。另外還有等效代換法，唯象法、微元法與選代法、量綱法等。

三、重視思維程序訓練

1.讓學生養成利用發散思維審題的習慣。發散思維即求異思維，是一種多向思維方式。形象地說，就是從一點出發向知識網絡空間發出的一束射線，使之與兩個或多個知識點之間形成聯系，從而不斷地在知識學習和總結中形成利用發散思維的習慣。

2.依據研究對象所滿足的各個條件建立對應的物理模型。利用圖形或符號表示，使復雜的物理過程圖形化、符號化，邊審題，邊畫圖，并分別把條件和問題用字母符號注在圖上，示意圖能使解答問題所必須的條件同時呈現在視野內，這樣不至于因忘記條件或問題而中斷解題過程。圖像成為思維的載體，視圖凝思實際上是視覺思維參與了解題的過程。一方面在平時教學中，要重視教學中示意圖畫法的訓練，教會學生如何通過審題，畫示意圖，從易到難，逐步消除思維障礙;另一方面在學生做題過程中，重視畫圖習慣的培養;還要讓學生養成審題畫圖的好習慣，完成由靜態到動態物理過程間的轉化。

3.利用示意圖幫助理解題意，挖掘各物理量間的聯系。努力找到問題所滿足的定量和定性的規律，并建立方程求解，相對復雜的綜合題常常由多個相關聯的物理模型組成，只有準確還原設計題目時所依據的物理模型，將復雜的物理模型轉化為簡單的物理模型，有助于學生建立正確物理模型、提高應用物理模型的能力，這是提高學生解決實際問題能力的有效教學策略。

結 語

物理模型在高中物理教學中有舉足輕重的作用，而物理模型的建立和應用能力不是一朝一夕就能有所成效的，它需要師生間密切協作，要經過長時間的訓練和觀察培養，在應用中不斷地總結，才會在學科思維能力等方面有質的飛躍和發展。

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