通过课堂教学提高学生物理模型构建能力的探索

马立彬

【摘 要】物理模型在实际的教学过程中是充当物理知识的载体而存在的。物理模型的构建不仅能够帮助学生快速、扎实的掌握基本的物理知识，还有助于帮助学生向外延伸，培养学生的创新能力。本文对物理建模的重要性以及现状进行了分析，对如何提高学生的建模能力做出了探讨。

【关键词】高中物理 物理模型构建 创新思维 能力

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）14-0233-02

在一定程度上来说，物理知识的传授就是对物理模型建立和运用的讲解，这种教学方法通过引导学生对问题进行思考，进而培养其一定的思考能力和创新能力，并有助于培养学生对物理知识的实际运用。这是物理模型教学的理想目标。在实际的教学过程中，会受到各种因素的综合影响，尤其是学生对模型构建的掌握能力。如何提高学生物理模型的构建能力，实现模型教学的理性目标是我们本篇文章重点研究的问题。

一、概念综述

为了形象、简捷的处理物理问题，人们经常把复杂的实际情况转化成一定的容易接受的简单的物理情境，从而形成一定的经验性的规律，即物理模型的构建。物理模型可以分为直接模型和间接模型两大类。（1）直接模型：如果物理情景的描述能够直接在大脑形成时空图像，称之为直接模型。如经典练习的传统研究对象，像质点、木块、小球等；（2）间接模型：如果物理情景的描述在阅读后不能够直接在大脑形成时空图像，而是再通过思维加工才形成的时空图像，就称之为间接模型。显然，由于间接模型的思维加工程度比较深，从而比直接模型要复杂和困难。

物理考题都有确立的研究对象，称之为“物理模型”，确立研究对象的过程就叫“建模”。模型化阶段是物理问题解决过程中最重要的一步，模型化正确与否或合理与否，直接关系到物理问题解决的质量。培养模型化能力，即是在问题解决过程中依据物理情景的描述，正确选择研究对象，抽象研究对象的物理结构，抽象研究对象的过程模式。

二、高中物理教学中物理模型构建的重要性

1.物理模型的构建及使用能够简化物理问题的处理

人们在科学的角度上，对现实世界中实际存在的事物进行抽象的描述，再按照物理学研究的目的，使用形式或思维形式再现原有的、客观存在的事物的本质关系的过程成为物理模型。人们通过对物理模型的构建与研究，进而获得原型客体的知识以及其在自然界中的变化规律，这种物理研究方法是我们在现实的科研中、教学中经常使用的，能够有效的将复杂的物理问题简单化，进而简便人们的研究过程。

2.物理模型的构建及使用能够促进学生对物理知识的理解和吸收

在高中物理教学中，物理模型的运用能够将物理学中大量的抽象的逻辑思维转变成为易懂的形象思维，进而简化实际的教学过程，提高学生对物理知识的掌握情况。以教学电场的知识为例，建立合理的物理模型并正确的运用就能够有效的提高学生对电场知识的理解能力和掌握情况，提高学生对新的物理知识的接受能力。

3.将物理模型运用到实际的问题中去，能够促进学生理论与实践相结合的能力并培养学生的创新思维

在实际的高中物理教学过程中，对物理模型的建立和运用都离不开对物理知识的分析。高中物理教师不仅要对构建物理模型的思路以及对物理模型进行研究、分析的思路进行详细的说明，还应该培养学生对物理模型的运用能力。让学生在得到掌握如何构建模型的同时还能够提高对模型的运用能力。经过这样的长期的训练之后，学生对复杂物理问题的分析、解决能力就会得到较大的提升，还有助于培养学生的独立思维，正确的总结出本模型所能体现出的物理规律。在通过对物理模型进行讨论和完善以及对讨论结果进行补充的过程中，在一定程度上提高了学生对实际问题分析、解决的能力。

三、高中物理教学中物理模型构建现状

虽然物理模型的构建和运用能够有效的提高高中物理教学的质量，提高学生对实际问题的分析和处理能力。但是，在实际高中物理教学过程中，有很多问题阻碍了对物理模型的构建和使用。研究表明，学生主要对物理模型的构建和使用过程中存在不足。

1.学生对高中物理模型的基本知识掌握情况不好

高中物理教材中所涉及到的物理知识范围较广，内容比较丰富。尤其是新课改之后，学生在对高中物理知识的理解和掌握上都存在一定不足，其目前存在的最大不足就是不能够将所学的物理知识串联起来，实际的运用。尤其是受到应试教育的影响，学生对物理知识的实际运用情况更加的不容乐观。

在实际的教学中，使用频率最高的就是对象模型和过程模型，在对这两种模型进行建立的过程中，需要学生能够将相关的物理知识进行串联，如果学生对基本知识的掌握不好，就会影响物理建模过程以及对物理模型的运用。

2.从实际问题中抽象出理想化的物理模型环节薄弱

物理模型构建过程中会涉及到很对的物理知识，如果学生能够对物理模型进行掌握，就能够实现对相关物理知识的吸收，当提及到模型中的某个知识点时，学生就能够联想出其他的知识点，并运用这个模型中的其他知识来对某个事物进行解释，进而实现迁移教学。迁移教学能够实现知识转化为能力的过程，在此基础上，需要对掌握大量的知识，作为知识迁移的力量储备。

3.感性认识不足

物理模型构建的过程中首先应该对原型客体的表观现象进行分析，再抽象出物理模型，建模是一个逻辑性很强的过程，需要较强的逻辑性思维。通俗来说，就是学生在建模的过程中应该知道哪些知识是保留的，哪些是舍弃的，分析问题时应该能够找出主要的矛盾，也就是感性分析的过程。感性分析对于物理模型的构建十分重要，学生是否能够找出模型构建的必需因素以及运用模型的能力是实现构建理想化模型的关键。如果某些知识点被遗漏就会对物理模型的构建及运用产生一定的阻碍。

四、如何通过课堂教学提高学生物理模型构建的能力

1.强化迁移教学，提高学生抽象理想化模型的能力

物理模型教学与传统的物理教学方法相比，学生应该对基本物理知识进行掌握的同时还应该具有将知识运用到实际问题中的能力，进而提高了学生从实际问题中抽象理想化物理模型的能力。以带电粒子在电场中的运用为例，带电粒子在电场中的运动规律与平抛运动的规律存在相似性，教师在讲解的过程中，可以将带电粒子在电场中运动的物理模型与平抛运动的物理模型进行比较，让学生对带电粒子在电场中运动的规律进行总结，找出二者的异同点。这样就可以帮助学生实现知识的迁移，提高了学生物理建模的能力。

2.促进学生对高中物理模型知识的掌握

教师在实际的教学过程中，首先应该让学生对典型的物理模型进行学习，掌握模型的基本特征，培养学生对模型特征进行总结的能力，能够发现不同模型之间的差异，并进行总结，再对学生进行简单的物理建模训练，以提高学生对物理模型知识的掌握情况，以提高学生的物理建模能力。

总之，物理模型的构建对高中物理教学具有十分重要的意义，提高学生物理模型的构建能力能够有效的提高高中物理教学质量，有助于培养学生的创新能力和自主学习能力。在提高学生物理模型构建能力的过程中，应该着重培养学生对模型构建知识的熟练程度，能够从实际的问题中抽象出理性化模型的能力以及对事物的感性认识能力。