構(gòu)建物理模型實(shí)現(xiàn)高中物理科學(xué)思維進(jìn)階的研究

摘 要：高中時(shí)期的物理知識(shí)過于抽象和難懂，對(duì)學(xué)生抽象思維能力要求很高，物理學(xué)科的教學(xué)基本上都是以物理模型為基礎(chǔ)開展的，物理模型可以看作是高中物理教學(xué)的重要載體，構(gòu)建物理模型可以幫助學(xué)生充分理解物理知識(shí)，加深學(xué)生的理解和記憶，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。高中物理教學(xué)必須要重視物理模型的構(gòu)建，通過物理模型幫助學(xué)生更好地進(jìn)行物理學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)高中物理教學(xué)的真正作用，促進(jìn)學(xué)生的全方位發(fā)展。本文主要進(jìn)行建構(gòu)物理模型實(shí)現(xiàn)高中物理科學(xué)思維進(jìn)階的研究。

關(guān)鍵詞：高中時(shí)期;物理教學(xué);科學(xué)思維;物理模型

隨著新課程改革的進(jìn)一步推進(jìn)，對(duì)于學(xué)生學(xué)科思維的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力的提升有了更高的要求，在高中物理教學(xué)過程中，教師必須要打破傳統(tǒng)物理教學(xué)模式的局限，提升物理教學(xué)的有效性。高中時(shí)期的物理學(xué)科對(duì)于學(xué)生來講學(xué)習(xí)起來有著一定的難度，很多學(xué)生在課堂上可以聽明白相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，但是在解決實(shí)際問題的過程中，學(xué)生會(huì)無從下手，這主要是因?yàn)閷W(xué)生受到了自身思維能力的限制。學(xué)生存在著思維定式，知識(shí)的遷移能力較弱，想象能力不足，對(duì)于很對(duì)問題的認(rèn)識(shí)不夠充分，學(xué)生的物理學(xué)習(xí)存在著諸多問題。物理模型的構(gòu)建可以降低學(xué)生的理解難度，提升高中物理教學(xué)的質(zhì)量。

一、高中物理教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）物理教學(xué)模式落后

長(zhǎng)期處于應(yīng)試教育背景下，很多教師在日常教學(xué)過程中習(xí)慣了灌輸式的教學(xué)模式，學(xué)生只能被動(dòng)地接受，這樣的教學(xué)對(duì)于學(xué)生而言毫無吸引力。教師十分看重學(xué)生最后的考試成績(jī)，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，成績(jī)成了衡量學(xué)生的唯一標(biāo)準(zhǔn)，這樣的唯分?jǐn)?shù)論的觀念，使得教師在教學(xué)過程中偏向于理論知識(shí)的解決，教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于考試大綱要求內(nèi)容，以及一些重難點(diǎn)知識(shí)，忽視了學(xué)生學(xué)科思維和學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。[1]這樣的物理教學(xué)模式過于陳舊，傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式早已無法滿足時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于學(xué)生今后的發(fā)展毫無幫助，填鴨式的物理教學(xué)模式使得學(xué)生處于十分枯燥的學(xué)習(xí)環(huán)境當(dāng)中，沉悶的學(xué)習(xí)氛圍對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)是十分不利的，物理學(xué)科學(xué)習(xí)起來的難度較高，教師在教學(xué)過程中忽視了學(xué)生的核心位置，學(xué)生難以發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性，長(zhǎng)此以往，學(xué)生對(duì)于物理學(xué)科的學(xué)習(xí)積極性十分欠缺。

（二）物理教學(xué)內(nèi)容單一

很多教師為了學(xué)生能夠考出一個(gè)好的成績(jī)，在物理教學(xué)過程中將教學(xué)的重點(diǎn)放在了教材內(nèi)容的講解上，教師過于依賴教材，很少進(jìn)行內(nèi)容的擴(kuò)展和延伸，這樣的物理知識(shí)和時(shí)代之間是脫軌的。物理教學(xué)內(nèi)容的單一不僅無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)所需，更難滿足素質(zhì)教育改革的要求，素質(zhì)教育強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，物理學(xué)科核心素養(yǎng)體現(xiàn)在很多方面，其中不僅要學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)科思維，還包含有學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀，物理教學(xué)內(nèi)容的單一將物理學(xué)科局限在了學(xué)生理論知識(shí)的培養(yǎng)上，這樣的教學(xué)內(nèi)容對(duì)于學(xué)生今后的全面發(fā)展沒有實(shí)質(zhì)性的幫助。高中物理教材更新?lián)Q代的速度極慢，很多物理教師難以跟上時(shí)代的發(fā)展步伐，很少借助互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行教學(xué)，引入網(wǎng)絡(luò)上豐富的學(xué)習(xí)資源，教學(xué)內(nèi)容與時(shí)代發(fā)展的脫節(jié)，使得學(xué)生認(rèn)為物理學(xué)習(xí)的意義不大，這樣的物理教學(xué)很難促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。

（三）學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足

物理學(xué)科屬于理科性學(xué)科，對(duì)于學(xué)生的抽象思維能力和邏輯思維能力有著較高的要求，高中生雖然已經(jīng)有了一定的學(xué)科基礎(chǔ)，他們掌握的知識(shí)結(jié)構(gòu)卻不夠全面，學(xué)生對(duì)于一些復(fù)雜難懂的物理知識(shí)無法在短時(shí)間內(nèi)接受，這就需要教師細(xì)心的引導(dǎo)。很多教師為了完成教學(xué)任務(wù)，十分看重課堂的有效時(shí)間，教師很少留出時(shí)間和空間讓學(xué)生來思考和探討，物理知識(shí)之間有著很強(qiáng)的連貫性，學(xué)生對(duì)于某一部分知識(shí)的不理解會(huì)影響到學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)。再加上學(xué)生的物理成績(jī)普遍不理想，學(xué)生在物理學(xué)習(xí)上花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力，學(xué)習(xí)成績(jī)卻不見提高，這在很大程度上會(huì)影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，甚至有一部分學(xué)生會(huì)對(duì)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏懼心理，不愿意主動(dòng)的進(jìn)行物理學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的欠缺嚴(yán)重阻礙了高中物理教學(xué)的有序開展，對(duì)于學(xué)生的全面發(fā)展產(chǎn)生了反作用。

二、高中物理教學(xué)中構(gòu)建物理模型的重要性

（一）有利于問題的簡(jiǎn)化處理

物理知識(shí)受到其抽象性因素的影響，對(duì)于高中生來講學(xué)習(xí)起來十分費(fèi)力，物理模型的引入可以簡(jiǎn)化對(duì)于問題的處理，我們?cè)谶@里所說物理模型，其實(shí)就是通過對(duì)于一些物理界中抽象原來的描述，按照物理學(xué)科特地的研究目的，采取思維形式對(duì)于原本的客體本質(zhì)關(guān)系進(jìn)行再現(xiàn)。通過對(duì)于物理模型的研究，能夠知道原型客體在自然界當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和變化規(guī)律，這是一種十分常見的物理學(xué)研究方法，也可以稱之為物理模型，能夠讓復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，幫助學(xué)生教學(xué)分析和理解。

（二）有利于學(xué)生掌握物理知識(shí)

物理模型在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用可以將抽象內(nèi)容變得具體生動(dòng)，從而提升物理教學(xué)的有效性。高中物理涉及的內(nèi)容十分豐富，其中牽扯到的知識(shí)點(diǎn)很多，這一時(shí)期的物理學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生的邏輯思維能力有著很高的要求，借助物理模型進(jìn)行課堂教學(xué)，在很大程度上可以減輕教師的教學(xué)壓力和學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，有利于學(xué)生充分全面的掌握物理知識(shí)，理解物理概念，可以熟練應(yīng)用所需內(nèi)容解決物理問題，實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)的真正意義。

（三）有利于學(xué)生物理思維的提升

在高中物理教學(xué)過程中，物理問題的處理和物理模型的建立，都需要建立在對(duì)于物理問題充分分析的基礎(chǔ)之上。在實(shí)際的物理教學(xué)過程中，物理教師需要對(duì)于物理模型的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行詳細(xì)的講解，讓學(xué)生可以從中得到思維的啟發(fā)和鍛煉，通過反復(fù)的訓(xùn)練，對(duì)于一些復(fù)雜的內(nèi)容學(xué)生也會(huì)找到解決的突破口。思維的訓(xùn)練可以讓學(xué)生對(duì)于難以理解的物理問題進(jìn)行具體的分析，從而開闊學(xué)生的思路，讓學(xué)生找到物理知識(shí)本質(zhì)上的規(guī)律，可以對(duì)物理模型討論得出的結(jié)果進(jìn)行完善，將此應(yīng)用在實(shí)際問題的解決過程中。

三、高中物理教學(xué)中構(gòu)建物理模型的措施

（一）加強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的感性認(rèn)知

物理模型思維法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用對(duì)于學(xué)生感性認(rèn)知的提升很有幫助，高中物理研究的內(nèi)容基本上都是一些對(duì)于特定狀態(tài)的構(gòu)建，其中涉及了很多對(duì)于物體運(yùn)動(dòng)的研究，這就需要學(xué)生具有一定的感性認(rèn)知能力。在傳統(tǒng)的物理教學(xué)過程中，只要依靠教師口頭上的講解，學(xué)生對(duì)于物理運(yùn)動(dòng)這一動(dòng)態(tài)化的過程很難形成直觀的理解。借助物理模型進(jìn)行教學(xué)在很大程度上可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足。教師可以通過一些相關(guān)的物理模型來演示運(yùn)動(dòng)的過程，有針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生，打開學(xué)生思維的廣度和深度，讓學(xué)生能夠更好地想象出物體的運(yùn)動(dòng)過程和運(yùn)動(dòng)的方式。[2]在高中生對(duì)于物體運(yùn)動(dòng)有了一個(gè)形象具體的感性認(rèn)知之后，才能夠更好地研究分析后續(xù)的問題，物理模型的建立可以說是對(duì)知識(shí)教學(xué)的一種輔助。例如在分析垂直固定桌面上有一個(gè)等距離的螺旋線圈，長(zhǎng)度假設(shè)為L(zhǎng)，總體的高度為H，將一個(gè)鐵質(zhì)的小球穿在線圈上，小球從靜止開始，不受摩擦力的滑落下來，求出小球從最高點(diǎn)到桌面所用的時(shí)間。這一問題若是簡(jiǎn)單地用文字語言來進(jìn)行描述學(xué)生很難在腦海中形象一個(gè)清晰的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景。在此時(shí)教師若是幫助學(xué)生構(gòu)建物理模型，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，讓學(xué)生采取“無限分割法”來思考，就可以有效降低學(xué)生的理解難度，幫助學(xué)生對(duì)于問題形象一個(gè)準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。

（二）注重高中生的物理思維的發(fā)展

物理模型對(duì)于學(xué)生思維的鍛煉有著積極的作用，物理模型可以促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展思維的培養(yǎng)可以說是高中物理教學(xué)的重點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生今后的發(fā)展有著積極的作用。在高中物理教學(xué)過程中講解到一些物理知識(shí)時(shí)需要應(yīng)用基本的物理模型，高中生接收到的物理知識(shí)可謂是日益豐富，隨著學(xué)生知識(shí)體系的擴(kuò)產(chǎn)，學(xué)生的掌握的物理模型也會(huì)變得豐富起來。很多時(shí)候?qū)W生對(duì)于物理模型的理解會(huì)出現(xiàn)混淆的情況，學(xué)生對(duì)于一些模型之間的差異難以區(qū)分。在此過程中教師需要給予學(xué)生一些必要的引導(dǎo)，通過對(duì)于物理知識(shí)的梳理來幫助學(xué)生充分理解物理模型，同時(shí)幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展。例如在物理復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于彈簧、輕桿、細(xì)繩等力學(xué)部分涉及的基本模型進(jìn)行歸納總結(jié)，形象相對(duì)應(yīng)的模型性概念。彈簧是一種常見的不計(jì)質(zhì)量的彈性體，容易壓縮和產(chǎn)生形變，對(duì)物理既存在拉力有存在推力但是彈簧本身不會(huì)發(fā)生突發(fā)性的形變;輕桿則是一種不計(jì)質(zhì)量的剛體，具有拉伸和壓縮形變的特征，具有拉力和推力;細(xì)繩則是不計(jì)質(zhì)量的柔性體，很容易彎曲變形，可以進(jìn)行拉伸，其長(zhǎng)度延伸的尺度很不明顯。這些模型學(xué)生很容易出現(xiàn)記憶的混淆，教師需要幫助學(xué)生分析其中的差異，加深學(xué)生的理解和記憶，提升高中生的思維能力。

（三）注重學(xué)生的知識(shí)遷移能力的提高

高中物理教學(xué)的關(guān)鍵在于提升學(xué)生的知識(shí)類比能力和知識(shí)遷移能力，這可以說是高中物理教學(xué)的核心目標(biāo)為，物理模型思維法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用能夠有效培養(yǎng)高中生的知識(shí)遷移能力。高中時(shí)期的學(xué)生接觸到的學(xué)科很多，隨著學(xué)生學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)之間存在著諸多聯(lián)系，對(duì)于一些概念性的東西，學(xué)生很容易出現(xiàn)記憶的混淆。物理教師可以通過模型的對(duì)比或者是相似模型的講解來幫助學(xué)生理解相關(guān)的知識(shí)，讓學(xué)生從更深的層次來感知物理內(nèi)容，幫助學(xué)生來區(qū)分知識(shí)點(diǎn)之間細(xì)微的差異。這樣的方式對(duì)于學(xué)生知識(shí)類比能力和知識(shí)遷移能力的促進(jìn)很有幫助，有利于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。例如在學(xué)習(xí)磁場(chǎng)內(nèi)容的時(shí)候，教師要有意識(shí)地將磁場(chǎng)中的磁極中的知識(shí)和電場(chǎng)中的電荷所存在的相互作用力進(jìn)行分析，幫助學(xué)生思維體系的形成，學(xué)生知識(shí)遷移能力的提升可以幫助學(xué)生更好地進(jìn)行物理學(xué)習(xí)，在今后遇到類似問題的時(shí)間學(xué)生不至于無從下手，學(xué)生會(huì)聯(lián)系自己所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行問題的分析，找到解決問題的突破口。在建立相對(duì)的模型之后，教師可以從生活的角度出發(fā)，選擇一些生活中常見的事例，這些事情和學(xué)生有著緊密的聯(lián)系，學(xué)生對(duì)此得興趣很高，在學(xué)習(xí)過程中可以全身心的投入進(jìn)來，跟隨教師的思路來進(jìn)行分析，在此過程中教師可以引導(dǎo)學(xué)生來理解，讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的規(guī)律和知識(shí)進(jìn)行類比遷移，從而提升學(xué)生分析問題的能力，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系。

結(jié)束語

在高中物理教學(xué)中構(gòu)建物理模型是十分有必要的。高中時(shí)期的學(xué)生處于物理學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時(shí)期，學(xué)生物理素養(yǎng)的培養(yǎng)和良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成都要依靠教師來引導(dǎo)，物理教師需要認(rèn)識(shí)到物理教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，能夠順應(yīng)時(shí)代的變革潮流。物理教師需要認(rèn)識(shí)到當(dāng)前物理教學(xué)存在的不足，立足學(xué)生實(shí)際和新課程改革方向，進(jìn)行教學(xué)理念的更新，創(chuàng)新教學(xué)模式，引入物理模型教學(xué)，提升高中物理教學(xué)的有效性，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科思維和學(xué)科能力的提升，為學(xué)生今后的物理學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]趙松年.對(duì)高中物理解題思維方法的探究與運(yùn)用[J].教育教學(xué)論壇，2013，3（37）：72-73.

[2]顧建新.高中物理“理論教學(xué)”與“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的互動(dòng)與能動(dòng)[J].中學(xué)物理（高中版），2012，8（3）：671-672.

作者簡(jiǎn)介：陳理彬（1988.03）.男（漢），籍貫：福建省，本科，中學(xué)二級(jí)教師，研究方向：基于思維進(jìn)階的物理學(xué)科核心素養(yǎng)教學(xué)研究，有效將核心素養(yǎng)目標(biāo)滲透于課堂教學(xué)。從事一線高中物理教學(xué)工作多年，有著自己教學(xué)心得體會(huì);教學(xué)技能扎實(shí)，獲得市級(jí)教學(xué)設(shè)計(jì)、公開課一等獎(jiǎng)等，參加區(qū)高三質(zhì)檢考試命題，并參與市級(jí)課題研究，致力于物理學(xué)科核心素養(yǎng)研究。