物理教学对学生建模能力的培养探究

张晔

摘 要：教育事业的革新，让高中物理教学重点发生转变，不仅要注重教材知识的讲解，同时也要强化对学生建模能力的培养。通过培养学生的建模能力，会使学生学会自主构建物理模型，懂得联想法、理想法的使用，构建出有助于物理学习的模型，从而发散学生的思维，让学生的建模能力显著提高。对此，教师应创新物理教学形式，结合高中生的物理学习现状，优化调整建模能力培养方法。基于此，本文主要探究物理教学中学生建模能力的培养路径，希望能够为大家带来一些参考。

关键词：物理教学;建模能力;培养

在高中物理教学中培养学生的建模能力，关乎到学生的物理学习效率，也决定着物理教学质量。对此，教师应强化学生对物理模型的正确认知，使学生掌握模型构建的方法，在解决物理学习问题时可主动建立模型，通过物理模型完成问题的解决，使物理教学更加简单、直观，提高学生的核心素养。另外，教师也要积极创设相关的教学情境，在情境中把复杂的问题简单化，使学生了解物理的本质和规律，利用自身的建模能力自主解决物理问题，让学生的物理学习水平显著提高。

一、物理教学中培养学生建模能力的意义

新课标中明确指出培养学生核心素养的重要性，发展学生的科学思维也成为广大物理教师的任务，会让学生基于经验构建物理模型，使学生学会思维创新。由此可见，高中物理教学中培养学生的建模能力尤为关键，建模能力也是高中生必备的基础能力，能够使学生体会到建模的过程，让学生形成良好的模型建構意识[1]。并且，通过建模解决物理知识，会降低物理学习的难度，使学生快速了解物理知识点和规律。通过高中物理教学中培养学生的建模能力，会让学生了解知识的核心，使学生科学使用物理模型解决问题，当遇到多样化、复杂化的物理知识也不会感到无从下手，而是自主分析问题、解决问题，增强学生的物理水平。

二、物理教学中学生建模能力的培养路径

（一）引入生活元素，强化学生建模能力培养

物理知识和生活本身存在一定的联系，生活中也时常会看到物理现象、物理规律。对此，在高中物理教学中，教师应体现出物理教学的生活性，把一些学生容易理解的内容引入到教学中，积极使用物理模型，使学生对物理知识不会感到陌生。在物理教学中培养学生的建模能力，教师要掌握生活和物理的联系，将生活中的教育素材挖掘出来，激发出学生的学习兴趣，使学生尝试着用物理模型解决问题，获取到更多的学习技巧[2]。例如，在学习高中物理《能量守恒定律》这一内容时，部分学生难以理解“能量不会凭空产生，也不会凭空消失，会从一种形式变成另外一种形式”概念。对此，教师可让学生举出相反的例子，尝试着推翻这一物理定律。学生很喜欢质疑与探究的学习环节，也会主动探究问题的答案，当学生发表自己的看法时，即使是错误的想法，教师也不要急于反驳，而是带领学生找到答案的错误之处，使学生了解问题的正确解决方法，举例出生活中的能量转化模型例子，让学生轻松理解这一定律。

（二）强调科学思维，提高学生物理建模水平

科学思维也是学生物理学习的必备能力，和学生建模能力的构建存在联系，物理模型也是基于科学思维形成，当学生运用科学思维解决问题时，也会借助物理模型的构建分析问题。对此，为提升物理教学质量，发展学生的建模能力，教师应积极渗透科学思想，让学生了解科学思维方法，使学生在遇到问题时会快速构建模型，通过物理模型解决相关问题。例如，在物理学习阶段会使用到理想化处理的思维方法，在此背景下也生成许多的模型。部分物理实验中假设物体的处理，均可用理想化思维进行解决，通过理想化思维解决物理问题的例子还有许多，都会帮助学生完成模型构建，使学生了解到模型的构建流程，以此掌握物理模型构建方法，感知物理的本质。

（三）简化物理问题，发挥物理模型构建作用

当高中生面对复杂的物理问题时，头脑中时常无法形成物理图像，这会影响到学生对物理知识的理解，使学生的物理学习效率不高。对此，在实际的高中物理教学中，教师要注重对学生学习思路的引导，教给学生简化物理问题的方法，使学生的问题解决能力提高。教师引导学生构建物理模型，会通过模型把物理现象直观具体呈现在学生眼前，使学生真正了解物理概念，在物理知识学习阶段尝试用模型解决问题，拓展学生的知识视野，让学生做到学以致用[3]。例如，在学习高中物理《分子动理论》这一内容时，主要教学任务便是让学生了解分子间的作用力，教师如果直接讲解理论知识，学生很难将知识点牢牢掌握。对此，教师可提出“轻弹簧”模型，模型的两端分别连接着一个小球的弹簧，让学生把小球当成相邻分子，而弹力为两者间的作用力。通过模型的提出，会让学生感知分子间的作用力，使学生自主总结物理规律，达成深度学习的目标。

（四）运用类比联想法，结合教材构建物理模型

在高中物理教学中，教师可引导学生使用类比联想法构建模型，把一些抽象、复杂的知识呈现在学生眼前，使学生轻松的理解所学内容，自主完成模型的建立，将一些生活中的物理模型指出，把物理知识学习联系于生活。例如，在讲解高中物理《多普勒效应》这一内容时，由于声波无法显现在空气中，所以教师使用语言进行知识讲解，学生难以理解相关知识点。对此，教师可让学生回忆自己在河边扔石头的场景，在头脑中构建出一个“水波”模型，用水波替代声波，使学生感知声波的具体概念，知道物体辐射的波长会因为波源和观测者的相对运动而产生变化。

结束语

总而言之，高中物理学科较为复杂、抽象，一直都是高中教育中的重点及难点，学生在学习阶段也会遇到各种问题。由于部分高中生的逻辑思维能力较为薄弱，所以在复杂物理知识、物理规律理解上存在困难，影响到学生的物理学习。为了解决这一情况，教师应带领学生构建物理模型，培养学生的建模能力，使物理教学的难度降低，利用物理模型建构解决问题，最终提高学生的知识运用能力和问题解决能力，增强学生的学科核心素养。

参考文献

[1]李孝峰. 高中物理课堂建模能力的培养策略探寻[J]. 数理化解题研究，2021（9）：55-56.

[2]肖敏. 高中物理教学中力学问题的进阶型建模的实践与研究[J]. 物理教师，2021，42（12）：27-30.

[3]刘成刚. 基于核心素养的高中物理建模教学[J]. 中小学教材教学，2020（9）：51-54.