建構(gòu)物理模型，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確提出培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。對(duì)于物理學(xué)科而言，科學(xué)思維是核心素養(yǎng)的重要組成部分，而模型建構(gòu)是科學(xué)思維的關(guān)鍵要素和主要形式，也是落實(shí)核心素養(yǎng)的重要途徑。

物理模型的性質(zhì)和作用

物理模型的性質(zhì)。物理模型是指教師在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探究問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中，面對(duì)較為復(fù)雜和抽象的物理問(wèn)題時(shí)，根據(jù)相似原理，抓住本質(zhì)和主要因素、忽視次要因素，利用因素之間的關(guān)系而構(gòu)建的一種理想模型。它以觀察和探究為基礎(chǔ)，能化難為易，提高教學(xué)效率。

物理模型的作用。物理學(xué)是一門研究物質(zhì)最普遍、最基本運(yùn)動(dòng)形式的自然科學(xué)，是假定性和科學(xué)性、形象性和抽象性的辯證統(tǒng)一，其學(xué)習(xí)有一定的難度。同時(shí)，物理學(xué)科的教育目標(biāo)要求學(xué)生明晰物理知識(shí)的探究過(guò)程、研究方法、概念和規(guī)律等。若沒(méi)有掌握物理模型的研究方法，就很難學(xué)好物理。而且，初中學(xué)生接觸抽象內(nèi)容時(shí)，通常需要用形象、鮮明、直觀、具體的感性經(jīng)驗(yàn)來(lái)支持，否則就會(huì)出現(xiàn)認(rèn)識(shí)、判斷、推理上的困難。

物理模型的分類

初中物理教材中有許多物理現(xiàn)象無(wú)法直接觀察，教師可以借助物理模型來(lái)創(chuàng)設(shè)直觀情境，將抽象物理問(wèn)題具象化，從而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維、創(chuàng)新和推理能力。

研究條件模型化。在研究某些物理問(wèn)題（現(xiàn)象）時(shí)，忽略研究條件中影響較小的因素，可以簡(jiǎn)化研究且不會(huì)發(fā)生較大偏差。如“輕質(zhì)杠桿”模型，不用考慮杠桿自身的重力，更便于學(xué)生分析動(dòng)力和阻力關(guān)系。

研究過(guò)程模型化。如“牛頓第一定律”的教學(xué)，可以通過(guò)理想化斜面實(shí)驗(yàn)，忽略空氣阻力和摩擦力，推斷物體在不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

研究對(duì)象模型化。將實(shí)際物體抽象為理想化研究對(duì)象，便于學(xué)生理解物理概念和規(guī)律。如研究光的傳播時(shí)，將光視為光線，通過(guò)光線傳播路徑理解光的反射、折射等現(xiàn)象。

物理模型的實(shí)施策略

教師可以通過(guò)情景創(chuàng)設(shè)、準(zhǔn)備建模、模型建立、模型運(yùn)用、評(píng)價(jià)反饋等環(huán)節(jié)，采用多種方法幫助學(xué)生構(gòu)建模型思維。

準(zhǔn)確分析物理對(duì)象。構(gòu)建物理模型前，需準(zhǔn)確分析物理對(duì)象的特征和性質(zhì)，明確研究目的和主要因素。如磁場(chǎng)中磁感線的概念，需厘清其基本特征，再構(gòu)建模型。

準(zhǔn)確把握主次因素。構(gòu)建物理模型時(shí)，要抓住研究對(duì)象的主要特征和主要矛盾，忽略次要特點(diǎn)。如“牛頓第一定律”的研究中，抓住接觸面摩擦力大小對(duì)速度變化影響等主要因素，忽略空氣阻力等次要因素。

實(shí)踐驗(yàn)證物理模型。物理模型需經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，以確保其準(zhǔn)確性和有效性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)或觀察，對(duì)比模型預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)差異并進(jìn)行修正。

動(dòng)態(tài)修正物理模型。物理模型需不斷修正和調(diào)整，以保證其普適性和準(zhǔn)確性。一個(gè)好的物理模型應(yīng)能科學(xué)解釋已知概念和規(guī)律，適應(yīng)物理問(wèn)題和自然現(xiàn)象的復(fù)雜性。

（作者單位：四川省宜賓市屏山縣教師發(fā)展中心）