构建高中物理模型教学

李锡平

【摘 要】高中物理是理科比较难的一个学科，传统的物理教学模式受到许多学者的争议，这需要教师构建完善的物理模型，优化高中的物理教学。物理模型对高中物理教师的教学有着非常大的作用，不仅能够让教师发挥教学的优势，而且还可以让学生更好地接受物理知识。然而，高中生在构建物理模型的过程中还存在一些问题，这需要教师认真分析，找到合理的策略进行优化。

【关键词】高中物理 物理模型 教育教学 学生 教师

中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2014.08.114

随着素质教育的深入，课程改革的地位越来越重要。这需要教师认真分析高中物理教学中的相关情况，清楚地知道物理学是一门基础科学，是研究物质运动、形态、相互作用以及其规律的一门必修课程，这对高中生今后的发展有着很大的作用。学习高中物理，不仅可以让学生掌握基本的运动形式、熟悉物质间的作用规律，而且还可以提升学生对自然界与人类的判断力，形成良好的逻辑思维能力与探究能力。如果高中生能够掌握学习物理的方法，加强对物理知识的理解与技能的训练，有利于学生认识科学，增强创新与实践能力。本文将从物理模型的相关情况、物理模型的价值与意义、物理模型教学的原则、高中物理模型构建存在的问题、高中物理课堂上构建物理模型这五个方面进行研究。

一、物理模型的相关情况

首先，物理模型的含义。所谓“模型”就是根据事物的相关特征，从事物外在表现的现象构建一种与事物相近的物体，供他人学习；还有的人认为模型是一种客观对象的外在现象，并理解这种客观对象的本质，所建立的一种事物。所谓物理模型就是物理现象及规律的一种反映，是理论与现象的中间体。通过物理模型建立的物理理论是通过归纳总结后得出的一种对客观现象的科学解释，这与客观现象本质有一定的区别。根据不同性质和分类方法，物理模型分为理想化与探索性物理模型；实体、状态和过程物理模型；公式模型、图表模型和结构模型。

其次，物理模型的特征与关系。第一，抽象与形象相统一。物理模型抽象性是指客观对象在外在现象基础上是由抽象思维建立的；抽象形象性是指抽象思维加工后建立的物理模型能简洁地概況客观对象的本质，忽略了一些不重要的影响因素，直观的形象性。物理模型的抽象性利于人们用抽象思维对客观事物本质作出解释，进而形象化。第二，科学性与假定性相统一。物理模型具有高度的科学，其假定性是在某种特定的情境下产生的，有利于理解并构建物理模型。第三，美学特性。物理学是一门自然学科，有着各种美的集合；物理模型的构建需要思维的发挥，特别是以美学观点为基础，在这个过程中融入美的元素，进而构建物理模型。

最后，物理模型的思维。第一，抽象性。抽象思维是对客观对象的本质和自然过程的反映，是对感性认识的升华。如：自由落体运动，在这个过程中存在加速度，还有空气阻力。在这个过程中，可以抽象某种地球引力的物体受力模型。第二，类比性。自然界中存在许多复杂的关系，物体间联系较大。在构建物理模型的过程中，建立经验迁移，开设一个新领域。第三，假说。为了建立某研究对象的物理模型，需要假设某种影响的因素，根据客观对象的外在表现提出一种物理模型。

二、物理模型的价值与意义

首先，价值。第一，有利于高中生知识结构的系统化。高中物理的知识丰富多彩，学生不仅需要理解物理知识，而且还需要掌握理解知识的体系，便于考试。第二，有利于高中生知识的迁移。物理模型教学是学生对多种知识的理解，这需要学生运用相关内容解释事物，并运用已有的经验加深与熟练现有的知识，进而达到知识的迁移。和传统教学模式相比，物理模型教学不仅能够让学生掌握教材知识，而且还可以将知识迁移到其他地方，帮助学生理解其他知识。第三，有利于培养学生科学的物理思维与研究方法。物理模型的构建离不开学生的抽象思维与研究意识，这个过程中还需要较强的逻辑性，进而找到物理模型的切入点，认真分析物理知识，最终培养学生分析问题的能力，构建物理模型的科学思维方法。第四，有利于加深学生对生活的理解。物理知识来源于生活，教师可以通过现实生活的例子找到很多物理模型的原型，帮助学生更好地学习物理知识，加深学生对物理知识的兴趣与理解。第五，有利于学生适应现代教育和高考改革的趋势。

其次，意义。第一，可以有效地提高物理的教学效益。帮助更多的学生理解物理知识，并突破一些困难，形成较好的理解。第二，可以较好的培养学生的思维能力。第三，有效地培养学生的实践与创造能力。第四，有助于学生更好地掌握模型方法。

三、物理模型教学的原则

第一，坚持多情景原则。物理模型的构建需要学生在不同情景下理解模型的本质；创造不同的情境，有利于同质或异质的迁移，培养学生多情景意识。第二，坚持实验优先。实验是构建物理模型的基础，有利于激发学生物理学习的兴趣。第三，坚持多媒体的辅助教学。多媒体辅助教学，有助于学生加深对物理模型的理解与记忆。第四，坚持双向构建原则。所谓双向就是已有的知识和现有知识的相结合，进而构建有效的物理模型。第五，坚持整合性原则。需要引导学生对所学的知识进行总结，进而构建物理模型。

四、在高中物理课堂上构建物理模型所存在的问题

首先，对高中物理模型知识的掌握并不牢靠。有的学生对知识的理解有很大的困难，不能有效地联系起来；有的学生没有知识结构等。

其次，实际问题中对抽象的物理模型有很大的困难。如：高中物理教学中物理模型构建的培训很少，对一些抽象的理解困难重重；有的学生不会迁移物理模型，死板学习。

最后，对物理模型的感性认识不够充分。有的学生不能很好地掌握模型的特点，忽略模型运用产生的一些阻碍作用；有的学生不知道如何运用模型解决实际的问题等。

五、构建高中物理模型的途径

首先，构建单摆模型教学实践。如：实现教学目标分析；情境创设；构建理想模型。

其次，创设“人船模型”的教学实践。如：认真分析“人船模型”的情况、方法和思路；通过一些例子设置合理的情境；教师引导学生共同构建模型；解析与应用。

再者，构建状态模型。如：根据实际问题引入状态物理模型；设置摩擦力的例子进行情境设置；引导学生动手与解答练习题。

最后，反馈物理模型教学的效果。如：物理模型建立意识增强；掌握了物理模型建立的方法；提高了高中生的物理模型应用能力；加深了学生物理知识与实际生活的联系等。

总之，要想构建良好的高中物理模型，不仅需要掌握其相关情况、价值、意义和原则，而且还需要教师找到完善的策略优化其问题，进而优化高中的物理教学。