新课改下高中生物理模型建构能力的培养

吕枢

摘要：在高中物理学科教学中，物理教师应加强对学生物理模型建构能力的培养，培养学生的建模能力有利于提升学生解决问题的能力，使学生的逻辑思维能力变得更加清晰，物理教师应使用多种方法来培养学生的建模能力。本文主要针对新课改下高中生物理模型建构能力的培养策略进行研究。

关键词：高中生;物理模型建构能力;培养策略

1物理模型在教学中的作用

建立物理模型可以帮助学生理解自己所学到的知识，物理模型的正确运用可以帮助学生在解决问题中更加的方便;在解决实际问题中建立物理模型可以帮助学生让问题更加的简单化，利于了解问题的实质，使复杂的问题能够具体化，让问题中的各个因素关系也更加的明确;构建正确的物理模型可以帮助学生培养他们的建模能力、思维方式、解题水平等，让复杂的问题简单化，也使他们的逻辑思维能力变得更加清晰。

2新课改下高中生物理模型建构能力的培养策略

2.1图像-模型匹配策略

高中物理相比初中物理难度陡然提升，除了定性认识又增加了许多定量计算，要研究的对象、过程也都变得更复杂，因此高中物理中出现了许多抽象概括的物理模型，通过这些对物理模型的学习，学生能够掌握最主干、最基础的物理知识和物理规律。但是如何建立起物理模型成为了教学中的难点，例如，怎样在符合学生认知的情况下对研究对象、条件和过程进行合理的抽象化，怎样通过抽象的物理模型深入理解原型的具有的本质特征和遵循的一般规律。为了解决这些问题，物理教师可以运用图像建构模型的教学方式。依据物理教学原则中的直观性原则和启发积极思维原则，教学中教师必须尽力创造形象直观的观察条件和开放活跃的思考条件，帮助学生获取丰富的感官资料，启发学生手脑并用实现思维的飞跃。高中物理必修1中就出现了很多重要的动力学物理模型，如质点、匀变速直线运动、各种相互作用力，牛顿第二定律等。无论哪种模型，都有不同类型的图像可与之对应，能反映该物理模型的基本特征和规律。在教学中，要恰当使用图像来帮助模型的建构，通过分析理解图像中蕴含的物理意义，实现图像与模型的一一匹配。在日常教学中要注意归纳整理物理模型所对应的各类图像，在建模教学时合理运用这些图像，做到抽象模型与具体表象的有机统一。

2.2确定教学目标以及重难点

教学目标对于处理教学内容，选择适当的教学方法都具有指导性的作用，在编写教学设计时应该慎重考虑。基于模型建构的教学设计的教学目标应该能明确反映物理模型的内涵以及建模方法，符合课程标准对于学生建模水平的划分，同时还要有效指导模型教学，培养学生的建模能力。

建模能力作为科学思维方式之一和物理学科核心素养所要求的必备能力之一，因此，在制定模型教学的教学目标时，应该深入挖掘和开发具体知识中所包含的物理模型的内涵，使得教学目标能充分体现建模思想，将模型思维落到实处，将物理学科核心素养蕴含其中，促使学生的建模能力得到长远发展。

2.3引入原始物理问题，培养建模能力

一般教学中，习题大多都是经过编者多次抽象的物理题型，帮助学生完成建模的准备工作，学生在进过长期的习题训练，会形成固化思维，遇见习题，更多地想法是“套用模型”。因此，建议教师在模型教学中采用原始物理问题来培养学生的建构物理模型以及应用模型的能力。

原始物理问题就是指自然界以及社会生产、生活中，客观存在的，未被加工过的物理问题。原始物理问题的解决需要学生自主完成整个建模过程：确定研究目标——抓住主要因素，忽略次要因素——建构物理模型——抽象物理问题——应用模型解决问题。在物理教学中增加原始物理问题的教学，有助于培养学生从实际问题中分析问题，抓住主要因素，忽略次要因素，建构出合理物理模型的能力，以提高学生建构物理模型以及解决实际问题的能力。

2.4抓住本质，建立模型

物理建模实际上就是把一些物理中的现象以及物理的过程内部包含的一些次要的因素忽略，然后将其中的内在特征抓住，并以此为基础去探究当中的规律。这个过程对物理的建模非常重要。在该步骤中，教师应该充分体现其引导者的特性，使学生能够具有全局的思维方式。以学生内在的认知作为起点，从而使学生能够一步步抓住关键、丢掉次要的因素，要以科学的方法对研究的对象或过程进行分析和总结。例如：综合考虑到学生思维方式，引导其对这个过程进行全面的观察和认真细致的分析，在这一过程中学生应仔细解析物体受力特点以及运动特性，如两个轻重不一的物体从同一高度静止同时下落，作用过程中只受重力作用，对其他的影响因素忽略不计，比如物体本身的大小，形状以及在下落时受到了来自空气的阻力。对物体的物理过程进行关注，探究其本质的特征并进行思维的抽象，即物体静止下落，只受重力，忽略空气阻力，可以建立出物理模型。

2.5综合应用思维方法，建立正确物理模型

物理模型在发展过程中需要抽象的思维也需要形象的思维。两者不可或缺。比如质点，理想的气体，刚体，弹簧的振子以及点电荷这些都是比较重视主要的因素，主要使用了抽象和概括，分析和综合以及对比和等效这些思维的方法对物理的模型进行构建。比如对摩擦力以及弹簧的质量忽略不计的弹簧振子模型;对分子的大小和相互作用进行忽略的地理想气体的模型;法拉第提出的电场线和磁感线的模型以及哥白尼日心说的天体模型和卢瑟福的核式结构模型都是科学家们对思维的方式散发后总结出的比较简洁且生动的模型。

3结束语

总之，高中生必须要具有建构模型的意识和能力，物理模型在高中物理现行教育中占據很大比例，物理教师可以通过引入原始物理问题，培养学生建模能力，发展学生的学科核心素养，为能够实现终身学习的目标奠定基础。

参考文献：

[1].赖永强.关于核心素养导向下的高中物理建模能力培养的思考[J].中学理科园地，2019.