高中物理模型教学及学生建模能力的培养

袁素芳

摘要：现代教育背景下，在高中物理课程标准中，讲解了关于增强高中学生使用物理建模的意识以及增强学生处理实际问题的必要性和重要意义，在考试大纲中对于高中物理课程的规定标准包括引导学生能够做到的是能够自主的建立物理模型，并且增强学生们的分析能力以便能够解决企业在在发展过程中遇到的问题的必要性。由此可知，在高中的物理教育阶段，就要培养学生们应用物理模型解决实际问题的能力，分析问题的能力，而这对加强学生们的科学素养发挥着重要作用。为此本文主要探讨了培养高中生建模能力的具体策略。

关键词：高中物理;模型教学;建模能力;培养策略

高一是培养学生抽象思维的关键时期，是促进学生科学思维发展的黄金时期，也是发展学生核心素养的重要时期。如果教师在这个时期能够把握住学生的心理特点，在实际教学中，教师可以将模型教学更加显性化，提升学生关于物理模型基础知识的储备，设计具有吸引力的物理情境，激发学生自主建模的能动性，增加原始物理问题教学，促进学生利用物理模型解决问题的意识，提升学生解决实际问题的能力等。结合科学的教学策略，相信会有效地培养学生建模能力和问题解决的能力。

1 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 確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。

3 综合应用思维方法，建立正确物理模型

思维方法包括抽象思维和形象思维、抽象和概括以及理想化方法。思维的方式主要有抽象和形象这两种。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。

抽象以及概括是为了找出物理问题中的本质，必须抽出次要因素，留下本质因素，，对事物具有的共同的属性进行归纳和总结，建构物理模型。这个方法就是抽象和概括。比如对两个静止状态的带电体具有的静电力进行研究时，能够影响的因素非常多，但如果其本身限度比较小，带电体的大小，形状以及电荷的分布这些因素，对我们所讨论的问题影响甚小，可忽略不计，把带电的例子看成一个只有电的几何点，就是点电荷。理想化方法。该方法是，以具有真实性的实验和理论作为基础，发挥自己的想象力，把重点放在主要的矛盾上，忽略次要的因素，用使用逻辑的推理，对实验的条件和研究的对象进行理想化以及纯化的转变，并在思想方面构建一个新的思维方式。比如伽利略通过对斜面的小车进行理想实验总结出了惯性的定律;牛顿则对卫星进行了研究;爱因斯坦根据理想的火车闪电实验，发现了相对性的原理，创建了狭义上的相对论，有结合爱因斯坦的实验，推广等效原理，建立了广义相对论。

4 综合评价，优化教学过程

教学评价环节是对于教学计划实践效果的终极检验，是优化和完善教学计划的有效手段，因此，教师在制定教学计划时需要考虑如何评价，评价方式以及评价对象。

为了提高教学评价的有效性，一般需要从“教”和“学”的两个角度来对一个教学设计展开全面的评价。对教师“教”的评价可以促进教师对于教学设计的内容和活动安排提出建设性的改进意见，提高教师专业素养和教学实践能力。对学生“学”的评价可以及时帮助学生发现问题，掌握学生的学习情况以便帮助学生有针对性的做出学习态度以及学习方法上的改变。同时，建议教师可以采用多元化的评价方式，舍弃“一考定终身”的评价方式，因为，模型建构的教学设计出发点在于学生建模能力的培养，建模方法的掌握以及核心素养的发展。

5 结束语

综上所述，学生建模能力的培养不是一蹴而就的事业，在短时间内很难看到非常显著的效果，因此教师应当在日常教学中重视对学生建模能力的培养，为其营造一个良好的学习氛围。

参考文献：

[1]杨博闻，段旭朝.关注原始物理问题 培养学生建模能力[J].中学物理教学参考，2020，49（12）：2-3.