浅析在物理核心素养视角下如何实施培养学生物理建模能力

李忠新

摘要：构建物理模型与教学实践相结合是物理教师高效课堂实施的重要途径。构建物理模型与教学实践相结合不仅可以改变教师的单向教学，而且还可以将教师的歌唱独白转变为学生全身的积极参与，以及可以使学生从“要我学习”转变为“我想学习”，这极大地调动了学生自主学习的积极性，因此，教师在教育教学时培养学生物理建模的能力就显得至关重要。除了将物理问题化难为易，也能把理论和实际相互联系起来，同时也能够培养学生的思维建模与应用创新能力，对学生和教师都是一种提升。

关键词：构建物理模型;物理过程;物理问题;思维能力

建立物理模型是一个对物理概念或物理实际问题进行抽象形成的过程，因为所有物理模型的建立都有一定的具体应用条件和灵活的使用范围，所以在学习和应用时，一定要引导学生弄明白物理模型的应用条件，再根据实际情况灵活运用。高中物理问题经常可以归为这样一句话：处在某物理运动状态或者某物理运动过程中的某物理对应对象在某物理条件下的具体问题。接下来，我们来浅谈一下物理建模法在课堂教学中的实际应用问题。

一、什么是物理模型？

所谓物理模型构建就是忽略次要要素，抓住主要因素构建起一种理想化及高度抽象具体化的物理过程或理想实体。如果教师在物理教育教学中想提升每一个孩子的物理建模实践能力，教师就需要将平日里抽象化的物理概念过程进行整合举例形象具体化，将繁琐的物理难题进行整改简单具体化。

二、为什么要建立物理模型？

为了更加直观具体形象、在平日里我们处理抽象繁杂问题时，经常需要把繁琐的实例情况转变成相对学生容易接受的简单具体的物理情景再现，从而可以形成一定经验价值规律的问题进行遵循，这样做我们也就建立起了简单的物理模型。一般来说，高中学习的物理模型构建可以分为直接模型和间接模型两种。教师在课堂物理教育教学中把具体形象的情景描述直接植入在学生的大脑中进而形成时空图象，我们就可以称为课堂直接模型的嵌入。学生在处理物理练习题研究传统对象，比如分析某物体受力可以看做质点的小球、物块、斜面等。質点不考虑物体本身的形状和大小，并把质量看作集中在一点时，就将这种物体看成“质点”，即只有m没有l和v的点。我们在研究物理受力分析时用质点代替整个物体，不用考虑整个物体各点间状态的差异，这就是整合后在力学中经过科学抽象得到的物理概念理想化模型。教师在课堂物理教育教学中把物理情景的描述之后不太能够直接地在学生脑海中呈现时空具体图象，而是再一次经过数学思维整合加工后形成的时空具体图象，我们就可以称为间接物理模型。通过对物理学的学习，可以发现一些物理题较为复杂，同时内容阐述的也较为抽象，如果教师合理地引导学生建立物理形象模型，那么就能够帮助学生在课堂里将繁杂琐碎的物理问题进行简单具体化，这样也能够帮助学生更好地理解汲取新知识，使抽象有难度的物理问题具体形象化。而物理模型具有如下几种分类：

（1）实物模型。运动学当中的小物块质点和轻绳模型;电磁学当中法拉第提出的磁感线。

（2）过程模型。在我们研究机械运动时，比如教材上的自由落体，匀速直线运动，竖直上抛，平抛运动所有的不计摩擦等。

（3）状态模型。求解小球在某一时刻的动能，动量等。再比如研究原子物理时，原子所处的定态轨道，能级跃迁问题，小球在做圆周运动中通过最高点的临界条件问题等都属于状态模型。

三、如何培养学生的建模能力？

1.课改后，教师应当充分利用新教材，加强学生们的物理建模意识，提升学生在课堂中物理思维的运用，并进一步提生学生们的物理建模的实际应用能力。同时，教师应当引导学生感知物理探究未知事物过程的兴趣，体验物理解题实用化和模型化，加强拓展学生学以致用的创新思维。

2.教师应引导提升学生阅读理解的兴趣，挖掘建模知识。我们深知学生的阅读理解能力是实现物理思维转化的前提，每一个实际问题都会创设一个时代背景，甚至还会针对当今科学技术前沿的具体实例的应用......

3.丰富生活阅历，开发学生的建模潜能有人说：“能否对模型结果作出细致、精当的分析......”

物理分析模型的构建并非依靠涵义的论述及语言的阐明便可以解决的，循序渐进式的物理思维的学习提升，最终能让学生在潜移默化中建立起物理分析模型，并能受到物理思维方法的教育去实际应用物理模型。

同时也培养孩子们剖析与综合、同化与比较、抽象与归纳、类比与推理、替代与等效等诸多方法，以此来完善孩子们思维的质量。然而，对于物理模型的建立过程，是一个比较难的过程，学生在应用模型去解题时，应该平时多注意积累，而一线物理教师可以在课堂中多讲解一些物理模型解题的具体方法，联系已有知识的结合信息去解题，化繁为简，灵活运用，建立物理模型，并且带领学生亲自去尝试体验，让学生亲身体会物理模型的建立对于物理学习解题的重要性。

综上所述我们可以知道：如果建立了合理的物理模型，那么在应用其解决问题就可以将问题达到简单化的目的，使得物理的学习得心应手。总的来说，物理的学习需要各种方法和技巧，但是建立合理的物理模型进行解题是一种快速有效的方法，学生不仅可以将知识进行了理解和掌握，同时也学会了进行举一反三触类旁通的学习方法，并且也给自己增强了学习的自信心。物理模型的建立，简化问题的同时也提高了学生的思维分析解决问题的能力。所以，在高中的物理教学过程中，物理建模是一种提升学生成绩行之有效的方法，各位一线教师可以尝试着手去实践应用。

参考文献：

[1]《物理课程标准（实验）解读》，主编 廖伯琴 张大昌，湖北教育出版社，2004.

[2]《高中物理研究性学习》主编 盛焕华，本册主编 储仲明，龙门书局出版，2003.

[3]《新课程理念与初中课堂教学行动策略》关文信主编.