高中物理教学中的模型构建的理论与实践策略分析

赵鸿煜

[摘要]物理教学中物理模型的引入和推广不但可以提高学生对物理学科的兴趣，还能有效地培养学生建立物理思维、提高科学素养。同时，提高学生物理建模能力对培养学生分析问题、解决问题、科学的思考问题有很大帮助。

[关键词]高中物理;模型构建;策略分析

一、引言

物理作为一门以应用为主的学科，其所涉及到的物理问题以及物理过程往往包含着大量因素，如何剥茧抽丝获取主要因素就成为解决问题的关键。但是，在传统的教学活动中，只注重理论知识的讲授，缺少情境教学模式的应用;多注重问题的解决，忽略了解决问题方法的提出，忽视了学生创造力、想象力和领悟力的培养，无形中扼杀了学生的求知欲。

建构物理模型是人类探索世界的一种方式，是分析能力、创造能力、实践能力和科学素养的综合体现。作为一名高中物理教师，如果能通过物理教学，让学生把物理知识、方法与自然规律结合起来，将生活中的各种物理现象建构成适当的物理模型来解决实际问题，培养良好的科学素养，将简单的高中物理教师工作，升华成为祖国未来的工程师。

二、关于物理模型的概念概述

人们日常所说的模型是指在研究物理现象时，排除并忽略各种次要因素的影响和干扰，抓住研究对象的主要特征，根据客观对象本质特征而建立起来的思维模式。物理模型是简单描述所研究物理现象的决定性因素和物质本质特征间相互关系的一种思想方式。

物理模型是指反映特定物理情境或物理现象的理想化实体，理想化过程、理想化状态、理想化结构等。

三、物理模型建构途的策略分析

1.以实例和故事作为教学实践的引导

1804年，英国的Trevithick用瓦特的蒸汽机制造了世界上第一台蒸汽机车。1810-1817年，英国的乔治斯蒂芬孙主持修建了从利物浦到曼彻斯特的蒸汽机车运输线路，从此世界上第一条蒸汽火车奔驰在人类的历史舞台上。1840年，第一列有轨蒸汽机车诞生，它是由康瓦尔的工程师查理慈利维西克设计，有四个动力轮，时速每小时20公里，载重时每小时8公里。然而不幸的是，这辆这辆火车转弯时由于太大的重量压垮了铁轨。后来，人们经过对火车的不断改进，形成了我们今天所看到的样子。那么，火车载重时为什么会压垮铁轨呢？怎样解决这个问题呢？

2.利用多媒体技术的辅助提升教学效率

通过播放《生死时速》、《穿越西伯利亚》和《铁道游击队》》等与火车相关的影视作品，利用现代化的教学方式，使抽象的知识具体化，帮助学生认知抽象的物理知识，有利于对学生建构物理模型能力的培养。并且多媒体教学提供大量的教材，可以激发学生对学习的興趣，促进学生思维能力的发展，使学生在学习过程中保持持续的较高的注意力，从而使课堂效率得到提升。

3.基于物理实验的有效设计深化学生印象

物理学是一门以实验为基础的学科，高中物理教学需要培养学生在实践生活中的观察能力、动手能力、实验分析能力和解决实际问题的能力等。因此，教师在展开模型教学时，借助一些简单易得的物品，培养学生制作实物模型的能力，不仅能展示某些物理知识，也能帮助学生感知物理现象，培养学生建构物理模型，解决实际问题的能力。教学案例：超魔力的自制电磁铁实验。

实验用品：电池、电线、铁片、砂纸

实验内容：1.捋直漆包线，用砂纸打磨掉两头表面油漆（否则不能导电）;2.将处理过的漆包线绕在钉子上，两头接线保留;3.将线圈上的某一漆包线头和电池盒的黑色导线相连接;4.取出蓝色导线，将另一端与开关连接，完成电路连接，安装电池：5.打开开关，把钉子移到小铁片、指南针附近，无物理现象产生;6.闭合开关，将钉子放在铁片、指南针附近，铁片被吸起来，指南针在转动。实验原理：

电磁铁是由铁芯与线圈组成。电磁铁只有在通电时有磁性，切断电流后就没有磁性。电磁铁磁性的强弱可以通过电流的强弱和线圈的匝数来改变，匝数多时磁性增大，电流增大时磁性增大，反之减小。

4.引导学生的认知与实际生活经验充分融合

凭借直觉和不够严谨的概括，导致学生在生活中形成了相对错误的认知，教师利用学生熟知的生活因素来建立问题情景，使学生意识到新知识与原有观念的冲突与矛盾，激发他们学习新的知识的内在需求。在物理教学中，实验是帮助学生认识到原有知识和新概念对立的一种重要手段。

“竹篮打水一场空”，有孔的竹篮怎么可能装下水呢？学生根据生活中的经验，初步推断有孔的容器是无法装液体的。为了帮助学生打破原有的错误认识，建立起新的物理认知，引入下面的实验。

实验用品：纱布、矿泉水瓶、橡皮筋、自来水、牙囹。

实验内容：1.将纱布套在瓶口，将橡皮筋绑在沙网2.往瓶中倒入水至容器满溢状态;3.用手捂住瓶口，将瓶子反置，放开手，瓶中水未漏出;4.用牙签戳入瓶口，水依旧未漏出;5.将瓶子稍微倾斜一点，水立马就漏出来。

实验原理：空气压力和水的表面张力共同作用，导致水无法流出。

四、小结

在物理教学中，教师讲课要有耐心和信心，学生学习要有恒心和毅力。通过科学的教学方式从各方面锻炼学生的解题思维和能力。基于物理模型的应用在中学物理教学活动中的重要地位，学生建立和应用物理模型的能力的培养需要长时间的训练来引导。这需要学生与教师相互协作配合，在互动学习中不断积累、总结经验，因材施教、因势利导。

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