原始物理問題培養(yǎng)高中生建模能力的教學(xué)思考研究

陳志騫

摘 要：當(dāng)前高中物理教學(xué)備受重視，教育界也針對高中物理做了很多研究，提出了很多能夠貼合高中生年齡特點(diǎn)和物理學(xué)科特點(diǎn)的教學(xué)方法與理念，推動了我國高中物理教學(xué)的良好發(fā)展。原始物理問題具體就是指在教師的有效引導(dǎo)下，引導(dǎo)學(xué)生建立物理模型。原始物理問題重視發(fā)揮社會和科學(xué)以及技術(shù)相結(jié)合的優(yōu)勢，為促進(jìn)學(xué)生深度掌握物理基礎(chǔ)知識、建構(gòu)物理模型并形成解決問題的能力。基于此，本文以當(dāng)前高中生物理建模能力的發(fā)展現(xiàn)狀為切入點(diǎn)，分析出利用物理原始問題提升學(xué)生的建模能力實(shí)踐措施。

關(guān)鍵詞：原始物理問題;高中物理;建模能力

當(dāng)前，國家教育部對高中物理教學(xué)提出更高的教育目標(biāo)和教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，在提升學(xué)生物理知識內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，發(fā)展高中生各方面能力和物理學(xué)科素養(yǎng)。由此一來，傳統(tǒng)化高中物理教育思想和教學(xué)模式已然無法滿足教育創(chuàng)新改革發(fā)展目標(biāo)，導(dǎo)致學(xué)生僅僅掌握書面基礎(chǔ)知識，而無法用于解決原始物理問題。對于教師將原始物理問題轉(zhuǎn)化成建構(gòu)學(xué)生的物理模型教學(xué)目標(biāo)來說，具有一定的困難和挑戰(zhàn)。因此，教師需要積極采取適當(dāng)、新穎的教學(xué)手段，充分利用原始物理問題來發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)造性思維以及建模能力。

一、當(dāng)前高中生物理建模能力的發(fā)展現(xiàn)狀

在素質(zhì)教育的助推下，高中教育更為凸顯培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，然而由于在日常學(xué)習(xí)過程中，書面上的習(xí)題和問題與生活實(shí)際相違背，通常是編者構(gòu)建出的理想情境，而非生活化情境，以至于學(xué)生僅僅學(xué)會套用模型，而無法達(dá)到建構(gòu)物理模型的目的[1]。之所以學(xué)生無法有效利用物理知識來解決生活中的問題，其根本原因就是由于原始物理問題的匱乏，而無法實(shí)現(xiàn)物理模型的建構(gòu)。在新課程改革的背景下，利用原始物理問題，更為凸顯物理學(xué)科與社會、科學(xué)以及生產(chǎn)之間的關(guān)聯(lián)性，用于解決現(xiàn)實(shí)中的物理現(xiàn)象和物理問題，進(jìn)而發(fā)展高中生的物理建模能力。但是，在實(shí)踐教學(xué)中，即便遇到物理原始問題，高中生無法深入分析物理現(xiàn)象以及構(gòu)建出物理圖景，解決物理實(shí)際問題的目標(biāo)也就無法達(dá)到[2]。

二、利用物理原始問題提升學(xué)生的建模能力實(shí)踐措施

（一）在課堂教學(xué)中利用原始物理問題提升高中生物理建模能力

教師在實(shí)際教學(xué)時(shí)，可將原始物理問題運(yùn)用于教學(xué)導(dǎo)入中，確保學(xué)生對物理教學(xué)的主題和教學(xué)知識點(diǎn)產(chǎn)生學(xué)習(xí)熱情和積極性[3]。傳統(tǒng)化課堂教學(xué)中，教師通常運(yùn)用圖片和談話以及問題的方式進(jìn)行導(dǎo)入，對于學(xué)生建模能力的發(fā)展無法起到有效作用，而原始物理問題的方式更為重視與生活案例的結(jié)合，幫助學(xué)生加強(qiáng)學(xué)科與社會和生活之間的聯(lián)系，并對生活中的物理現(xiàn)象產(chǎn)生認(rèn)同感。因此，教師在教學(xué)導(dǎo)入環(huán)節(jié)可充分發(fā)揮原始物理問題提升學(xué)生建模能力的作用，為確保學(xué)生對物理知識和物理學(xué)科產(chǎn)生學(xué)習(xí)積極性提供有效保障。例如：在講解參考系知識點(diǎn)時(shí)，可以得知雖然物體的運(yùn)動是永恒的，但在描述某一物體隨位置變化，卻又總是相對于其他物質(zhì)而言，對于剛接觸這一知識的高中生來說，參考系這一知識具有一定的抽象性。因此，教師可利用原始物理問題進(jìn)行課堂教學(xué)導(dǎo)入：你和一名同學(xué)一起坐在火車上，鐵路邊的人看到火車中的你和同伴是什么情境？地球在繞太陽運(yùn)動，為什么我們感受不到？通過原始物理問題加強(qiáng)學(xué)生與生活乃至科學(xué)之間的聯(lián)系，進(jìn)而在幫助學(xué)生加深參考系知識的理解前提下，幫助學(xué)生建構(gòu)物理模型。

（二）在物理實(shí)驗(yàn)中融入原始物理問題

要想加強(qiáng)學(xué)科與自然之間的聯(lián)系，物理實(shí)驗(yàn)是最好的途徑和方法[4]。教師在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)該發(fā)揮自身的引導(dǎo)性，幫助學(xué)生提升發(fā)現(xiàn)物理問題、分析物理問題以及解決物理問題的能力，確保學(xué)生能夠根據(jù)自身的已有經(jīng)驗(yàn)來總結(jié)并尋找解決問題的途徑。此外，教師可引導(dǎo)學(xué)生通過分組探究和合作的方式來操作物理實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而確保問題解決的質(zhì)量和效率得以提升，促進(jìn)學(xué)生在有效解決原始問題的基礎(chǔ)上，提升實(shí)踐能力和建模能力。例如：在進(jìn)行人教版高中物理實(shí)驗(yàn)《測平均速度》教學(xué)時(shí)，教師可創(chuàng)設(shè)原始物理問題：汽車在斜面上滑下來，做的是什么運(yùn)動？如何計(jì)算一個(gè)物體作變速運(yùn)動的物體在實(shí)踐t內(nèi)的平均速度？如何測量小車從斜面頂端滑至低段這個(gè)過程的平均速度？教師可將學(xué)生分成合理科學(xué)的小組，利用小汽車道具進(jìn)行測平均速度的實(shí)驗(yàn)，以此方式既可一實(shí)現(xiàn)教師的教學(xué)目標(biāo)，還能確保學(xué)生積極主動探究過程中逐漸形成建模能力。

（三）發(fā)揮STSE教育在原始物理問題中的作用

STSE教育重視加強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)、技術(shù)以及社會和環(huán)境之間的關(guān)聯(lián)，通過STSE教育與高中物理教學(xué)的融合，更為凸顯將物理知識應(yīng)用于解決生活問題的教育目標(biāo)。教師可利用STSE教育理念提出物理原始問題，來提升自身的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平，促使學(xué)生在物理問題的探究中強(qiáng)化物理與社會、自然和生活以及技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)性，促進(jìn)學(xué)生形成良好的建模能力[5]。例如：在進(jìn)行《離心運(yùn)動》教學(xué)時(shí)，教師可創(chuàng)設(shè)探究性問題：洗衣機(jī)在洗衣服過程中運(yùn)用什么物理現(xiàn)象？在甩干過程中有什么特點(diǎn)，讓學(xué)生以小組合作的方式探究其中涵蓋的物理知識，讓學(xué)生感受生活中的物理現(xiàn)象和物理知識同時(shí)，幫助學(xué)生構(gòu)建物理模型且提升建模能力，

結(jié)束語

通過以上分析可以看出，在高中物理教學(xué)中利用物理原始問題發(fā)展學(xué)生的建模能力，在促進(jìn)學(xué)生提升分析問題能力和解決問題能力中具有重要的意義和價(jià)值。身為一名新時(shí)期高中物理教師，理應(yīng)順應(yīng)時(shí)代的改革而不斷革新自身的教育思想和教學(xué)手段，利用物理原始問題拉近學(xué)生與生活和社會以及科技之間的關(guān)系，進(jìn)而為促進(jìn)高中物理教育事業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)提供有效保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃月勇. 基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的高中物理課堂建模能力培養(yǎng)實(shí)踐——以”超重和失重”為例[J]. 華夏教師，2020（11）：72-73.

[2] 周吉. 高一學(xué)生物理建模能力調(diào)查 ——以一道原始物理問題為例[J]. 求知導(dǎo)刊，2019（9）：68-69.

[3]吝歡歡，任新成. 新課標(biāo)背景下《動能和動能定理》教學(xué)設(shè)計(jì)概述 ——基于原始物理問題的教學(xué)探索[J]. 中學(xué)教學(xué)參考，2019（26）：42-44.

[4] 陶漢斌. 建構(gòu)物理模型厚植物理觀念——鑒賞2020年1月浙江選考物理壓軸題[J]. 中學(xué)物理（高中版），2020，38（5）：60-63.

[5] 余莉莉，連彬星. 從問題情境出發(fā)培養(yǎng)高中物理科學(xué)思維能力——以”球槽模型”仿真實(shí)驗(yàn)為例[J]. 物理通報(bào)，2021（7）：63-66.