新課程視野下高中物理“模型教學”的探究

摘要：在高中物理教學中，模型一直占有重要的地位，物理學科的研究對象是自然界物質的結構和最普遍的運動形式，對于那些紛繁復雜事物的研究，首先就需要抓住其主要的特征而舍去那些次要的因素，形成一種經過抽象概括了的理想化的“模型”。這種以模型概括復雜事物的方法，是對復雜事物的合理簡化。因此，無論問題情境多么新穎多變，或是與日常生活密切聯系的實際問題，都可以歸結為學生熟悉的物理模型。

關鍵詞：新課程；高中物理；模型教學

一、“模型教學”的理論基礎

在國際教育改革的探索中，建構主義的理論越來越受到重視。基于建構主義的“模型教學”對教和學提出了一些新的要求，一是要求學生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象轉變為信息加工的主體、知識意義的主動建構者；二是要求教師要由知識的傳授者、灌輸者轉變為學生主動建構意義的幫助者、促進者；三是要求教學過程使用全新的教育思想、教學模式、教學方法、教學設計等。為了發揮學生的主動性、積極性，相應的教學設計主要圍繞“學習策略”和“學習環境”兩個方面進行。前者是整個教學設計的核心——通過各種學習策略激發學生去主動建構物理模型；后者則是注重模型建立的過程，強調模型的立體面，旨在提高學生的科學素質，掌握物理學主要的思想方法，為學生的終身學習打下基礎。

二、當前高中物理“模型教學”的現狀與思考

目前，在高中物理課堂教學中雖已重視了物理模型的教學作用，但許多教師還只停留在單純地利用物理模型進行物理知識和技能的訓練層面上，典型的教學模式往往也是先由教師總結、歸納出一些物理模型呈現給學生，讓學生跟著教師的思路去理解，并輔以大量機械性訓練。這樣的課堂教學完全由教師主宰，忽視了學生的認知主體作用。學生往往只會識別已接觸過的模型，不會辨別未遇到過的情景，更不會自己建立模型、解決問題。這就造成了學生不重視構建物理模型的過程，更多的是運用形象思維方式，只記住物理模型的靜態結論，生搬硬套。

我們應改變物理模型脫離學生認知規律和新課程要求的狀況，把物理模型放在問題中，放到現實中，放到一定的情景中，由學生感知、體驗模型的建立過程，使物理模型在課堂中靈動起來，為學生提供探索物理規律并解決物理問題的有效途徑。

現在國內有關物理模型的研究范疇和著眼點更多地局限于單一的知識板塊。例如，子彈打擊木塊的模型、汽車啟動模型等等，這類研究已涉及眾多模型的建立與應用，被許多一線物理教師用來整合學科知識，大大提高了學生解決問題的效率，但各物理模型呈現出無序狀態，沒有形成系統，學生只是照著教師的模型去簡單套用，以致條件一旦有所變化便無法識別模型。所以，我們認為應完善物理模型在教學中的應用研究，建立一種揚長避短的模式——物理“模型教學”，努力做到既能發揮教師的主導作用，又能充分體現學生的認知主體作用，既注意教師的教，又注意學生的學，把教師和學生兩方面的主動性和積極性都調動起來，優化教學過程和學習效果。根據物理學科的教學任務、內容、學生的具體情況，運用典型的物理模型串聯教學全過程，引導學生主動學習，培養學生的創新能力。在新課程理論指導下，尋求運用物理“模型教學”提高物理學科教學質量，培養學生創新能力的途徑和方法，總結出一套行之有效的教學模式、學習模式，為傳統的課堂教學注入新的活力，培養出具有較強建模能力、創新能力、物理學習成績優良的學生群體。

三、“模型教學”的基本策略

物理“模型教學”中蘊藏著豐富的學科教學資源、物理思想和方法，通過實踐開發以物理模型為平臺的探索性學習、自主學習、小組合作學習等新的學習及體驗方式，為學生生動、主動地學習、創新能力的培養提供良好的氛圍環境。例如，在“單擺”的教學中，教師先用“引導探索總結”方式引導學生對影響單擺物理過程的諸多因素進行分析，總結出單擺的結構特征、動力學特征、運動學特征和能量特征，建立起常用的基本模型。這個過程要組織學生對基本模型所涉及的物理量、物理過程、物理規律、物理方法深入討論，加深學生對牛頓第二定律、機械能守恒定律等知識及規律的認識，同時也再次應用了圓周運動的模型。在后面的教學中通過“研究性學習”辨別單擺模型在各種情景中的具體表現，使學生對此模型建立起更豐富的感性認識，對頭腦中的物理模型不斷進行修正和建構，使這一模型不斷充實、發展和完善起來，從而培養學生思維的正確性和深刻性。

當然，對學生這種能力的要求并非一朝一夕就能培養出來的，“模型教學”正是把這種建模意識貫穿在教學的始終，重視思維程序的建立和訓練，循序漸進地啟發、引導學生，使學生逐步熟悉并掌握“物理模型”這種科學研究的思維方法，養成良好的思維品質，這樣才能使構建物理模型的意識成為學生思考問題的方法與習慣，讓學生在建立模型的過程中逐漸提高。

(作者單位江蘇省宿遷市宿城區馬陵中學)