高中物理教学中学生建模能力培养策略研究

阿不都卡得尔·艾沙

摘 要：建模思想在高中物理教学中的应用非常广泛，它是探索物理中一般规律的重要工具和思想过程.在物理教学中运用建模思想，不仅有利于提高学生的逻辑思维能力和用科学客观的态度对待事物的一般规律的习惯，还有利于提高学生的学习效率和学习能力。本文首先分析了建模教学对学生学习物理的意义，提出了高中物理教学中学生建模能力培养策略。

关键词：高中物理；教学；建模能力；培养策略

中图分类号：G622 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）06-145-01

在高中物理教学中，教师循序渐进地启发、引导学生，合理建立、应用物理模型，不但要落实“知识与技能”的目标，还要注意落实“过程与方法”、“情感态度价值观”的目标。处理比较复杂的物理问题，要善于把它转化为若干个简单的问题，熟悉并掌握这种科学研究的思维方法，养成良好的思维习惯，使学生加深对物理概念和规律的理解，开发学生智力，同时提高解题技巧，举一反三，触类旁通。

一、建模教学对学生学习物理的意义

物理建模教学不同于传统的物理教学模式，其是在教师的引导下，学生根据自身所掌握的物理知识和方法，自己亲自动脑设计、动手操作，通过建立物理模型来解决实际问题。在这个过程中，可以锻炼学生自主建立物理模型的能力，并在此基础上培养学生的逻辑思维能力，这对培养学生的综合素质有着非常重要的意义。

1、通过建模教学，在学习和掌握物理知识的基础上，培养学生的创新能力

建立物理模型是物理教学中的重要手段，使学生在建立物理模型的过程中可以更好的掌握物理知识，这对学生学习物理知识有着重要的作用。在建模教学中，学生可以根据自己所掌握的物理知识来提出问题，并在教师的指导下，通过建立物理模型来解决问题，在这个过程中，既让学生学习到了物理理论知识，同时又培养了学生的创新能力，使学生的思维更加活跃。

2、通过建模教学，可以提高学生在学生过程中的积极性和主动性

在建模教学中，教师一般都处于指导位置，而学生则是课堂的主体，通过建立物理模型给学生提供了非常广泛的发挥空间，提高了学生学习物理知识、参与物理实验的积极性和主动性，培养了学生独立思考和团队合作的能力。

3、通过建模教学，有利于增强学生探索事物本质规律的兴趣

每一个物理模型的建立都不是一次性完成的，都必须要经过反复的设计和实验，在这个过程中，学生通过互相交流和合作，共同解决和克服物理研究中的问题和困难，充分体验到了物理实验研究的乐趣，增强学生探索事物本质规律的兴趣，使学生学会运用科学的、抽象的思维方式来处理实际问题。

二、高中物理教学中学生建模能力培养策略

1、概括总结，触类旁通，建立模型

在高中物理复习中，我们可借助模型的建立，对同类、相似的问题进行比较、概括、总结，使学生触类旁通、舉一反三。例如，在“类平抛运动”的复习中，我们把平抛运动和带电粒子垂直进入匀强电场中的运动问题从初状态、受力特点进行比较、分析，找出它们的共性，建立“类平抛运动”模型，从而得到解决此类问题的一般方法。

2、明确对象，建立模型

仔细读题，清楚研究对象是什么。例如，小球从高空下落至沙坑中，下落点距坑沿高度、坑深、小球质量均已知，求小球在沙坑受到的阻力。这道题，研究对象为小球，而小球在此过程中可以看作质点，根据动能定理可得。这里就用到了质点模型。

3、分析过程，建立模型

有的运动过程复杂，难以看懂，这时就应该根据题意，仔细分析整个运动过程，明确运动过程的主线，建立过程模型。例如，运动员的举重过程，找到运动员的重心位置，将运动员看成重心位置的质点，观察并描画出运动的过程。

4、化繁为简，灵活运用，建立模型。

在解决具体物理问题时，我们可根据题设条件，从物理规律出发，通过分析、抽象，将待求问题转换并建立为熟悉的物理模型，达到化繁为简，灵活运用的目的。物理建模不仅可以增强学生的发散思维能力、观察力等，最主要的是它拓宽了学生的思维空间，更有利于学生创新能力的提高。培养建模意识，也是间接地培养了学生的创新意识，这对未来中国的教育事业拓宽了道路，并推进人才培养的进行。

5、强化信息题训练，培养学生的建模能力。

解信息给予题由四步组成：第一步获取信息，包括丢弃跟问题无关的干扰信息，找到有用的信息，并使之跟所学的物理知识发生联系；第二步是整理信息，把题目中的日常生活、生产或现代科技背景抽去，剔去无用的信息，纯化为物理过程；第三步建立物理模型，即在有用的信息的基础上根据所学物理原理建立适合自己简单“物理模型”；第四步列式求解。其中第二、三两步是解信息题特有的，也是解信息题成败的关键，完成了这两步即实现了信息题转化为“传统题”，也就走上了熟路。 例如：阅读下列信息，并结合信息解题： 开普勒从1609年-1619年发表了著名的开普勒行星三定律。第一定律：所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳在这个椭圆的一个焦点上；第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积；第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。实践证明，开普勒三定律也适用于人造地球卫星的运动。如果人造地球卫星沿半径为r的圆形轨道绕地球运动，当开动制动发动机后，卫星速度降低并转移到与地球相切的椭圆轨道。

因此，物理建模能力的高低对学生物理学习成绩的好坏有着重要的作用，在高中物理教学中适当的引入建模教学，很好的丰富了学生的学习内容和方式，补充了学生在进行物理实验过程中的不足，为高中物理学科的教学提供了改革的新思路，对高中物理教学的研究做出了一定的贡献，有利于完善我国的高中物理教育，逐步实现知识理论和科学实践的有机结合，同时也为其它学科的教学模式改革提供了新的方法。

参考文献：

[1] 谭 博.高中物理教学中物理模型的构建策略研究[J].才智，2010（09）

[2] 陆世科.初中物理教学过程中如何培养建模思维[J].实验教学与仪器，2010（S1）