通過課堂教學提高學生物理模型構建能力的探索

馬立彬

【摘 要】物理模型在實際的教學過程中是充當物理知識的載體而存在的。物理模型的構建不僅能夠幫助學生快速、扎實的掌握基本的物理知識，還有助于幫助學生向外延伸，培養學生的創新能力。本文對物理建模的重要性以及現狀進行了分析，對如何提高學生的建模能力做出了探討。

【關鍵詞】高中物理 物理模型構建 創新思維 能力

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）14-0233-02

在一定程度上來說，物理知識的傳授就是對物理模型建立和運用的講解，這種教學方法通過引導學生對問題進行思考，進而培養其一定的思考能力和創新能力，并有助于培養學生對物理知識的實際運用。這是物理模型教學的理想目標。在實際的教學過程中，會受到各種因素的綜合影響，尤其是學生對模型構建的掌握能力。如何提高學生物理模型的構建能力，實現模型教學的理性目標是我們本篇文章重點研究的問題。

一、概念綜述

為了形象、簡捷的處理物理問題，人們經常把復雜的實際情況轉化成一定的容易接受的簡單的物理情境，從而形成一定的經驗性的規律，即物理模型的構建。物理模型可以分為直接模型和間接模型兩大類。（1）直接模型：如果物理情景的描述能夠直接在大腦形成時空圖像，稱之為直接模型。如經典練習的傳統研究對象，像質點、木塊、小球等；（2）間接模型：如果物理情景的描述在閱讀后不能夠直接在大腦形成時空圖像，而是再通過思維加工才形成的時空圖像，就稱之為間接模型。顯然，由于間接模型的思維加工程度比較深，從而比直接模型要復雜和困難。

物理考題都有確立的研究對象，稱之為“物理模型”，確立研究對象的過程就叫“建模”。模型化階段是物理問題解決過程中最重要的一步，模型化正確與否或合理與否，直接關系到物理問題解決的質量。培養模型化能力，即是在問題解決過程中依據物理情景的描述，正確選擇研究對象，抽象研究對象的物理結構，抽象研究對象的過程模式。

二、高中物理教學中物理模型構建的重要性

1.物理模型的構建及使用能夠簡化物理問題的處理

人們在科學的角度上，對現實世界中實際存在的事物進行抽象的描述，再按照物理學研究的目的，使用形式或思維形式再現原有的、客觀存在的事物的本質關系的過程成為物理模型。人們通過對物理模型的構建與研究，進而獲得原型客體的知識以及其在自然界中的變化規律，這種物理研究方法是我們在現實的科研中、教學中經常使用的，能夠有效的將復雜的物理問題簡單化，進而簡便人們的研究過程。

2.物理模型的構建及使用能夠促進學生對物理知識的理解和吸收

在高中物理教學中，物理模型的運用能夠將物理學中大量的抽象的邏輯思維轉變成為易懂的形象思維，進而簡化實際的教學過程，提高學生對物理知識的掌握情況。以教學電場的知識為例，建立合理的物理模型并正確的運用就能夠有效的提高學生對電場知識的理解能力和掌握情況，提高學生對新的物理知識的接受能力。

3.將物理模型運用到實際的問題中去，能夠促進學生理論與實踐相結合的能力并培養學生的創新思維

在實際的高中物理教學過程中，對物理模型的建立和運用都離不開對物理知識的分析。高中物理教師不僅要對構建物理模型的思路以及對物理模型進行研究、分析的思路進行詳細的說明，還應該培養學生對物理模型的運用能力。讓學生在得到掌握如何構建模型的同時還能夠提高對模型的運用能力。經過這樣的長期的訓練之后，學生對復雜物理問題的分析、解決能力就會得到較大的提升，還有助于培養學生的獨立思維，正確的總結出本模型所能體現出的物理規律。在通過對物理模型進行討論和完善以及對討論結果進行補充的過程中，在一定程度上提高了學生對實際問題分析、解決的能力。

三、高中物理教學中物理模型構建現狀

雖然物理模型的構建和運用能夠有效的提高高中物理教學的質量，提高學生對實際問題的分析和處理能力。但是，在實際高中物理教學過程中，有很多問題阻礙了對物理模型的構建和使用。研究表明，學生主要對物理模型的構建和使用過程中存在不足。

1.學生對高中物理模型的基本知識掌握情況不好

高中物理教材中所涉及到的物理知識范圍較廣，內容比較豐富。尤其是新課改之后，學生在對高中物理知識的理解和掌握上都存在一定不足，其目前存在的最大不足就是不能夠將所學的物理知識串聯起來，實際的運用。尤其是受到應試教育的影響，學生對物理知識的實際運用情況更加的不容樂觀。

在實際的教學中，使用頻率最高的就是對象模型和過程模型，在對這兩種模型進行建立的過程中，需要學生能夠將相關的物理知識進行串聯，如果學生對基本知識的掌握不好，就會影響物理建模過程以及對物理模型的運用。

2.從實際問題中抽象出理想化的物理模型環節薄弱

物理模型構建過程中會涉及到很對的物理知識，如果學生能夠對物理模型進行掌握，就能夠實現對相關物理知識的吸收，當提及到模型中的某個知識點時，學生就能夠聯想出其他的知識點，并運用這個模型中的其他知識來對某個事物進行解釋，進而實現遷移教學。遷移教學能夠實現知識轉化為能力的過程，在此基礎上，需要對掌握大量的知識，作為知識遷移的力量儲備。

3.感性認識不足

物理模型構建的過程中首先應該對原型客體的表觀現象進行分析，再抽象出物理模型，建模是一個邏輯性很強的過程，需要較強的邏輯性思維。通俗來說，就是學生在建模的過程中應該知道哪些知識是保留的，哪些是舍棄的，分析問題時應該能夠找出主要的矛盾，也就是感性分析的過程。感性分析對于物理模型的構建十分重要，學生是否能夠找出模型構建的必需因素以及運用模型的能力是實現構建理想化模型的關鍵。如果某些知識點被遺漏就會對物理模型的構建及運用產生一定的阻礙。

四、如何通過課堂教學提高學生物理模型構建的能力

1.強化遷移教學，提高學生抽象理想化模型的能力

物理模型教學與傳統的物理教學方法相比，學生應該對基本物理知識進行掌握的同時還應該具有將知識運用到實際問題中的能力，進而提高了學生從實際問題中抽象理想化物理模型的能力。以帶電粒子在電場中的運用為例，帶電粒子在電場中的運動規律與平拋運動的規律存在相似性，教師在講解的過程中，可以將帶電粒子在電場中運動的物理模型與平拋運動的物理模型進行比較，讓學生對帶電粒子在電場中運動的規律進行總結，找出二者的異同點。這樣就可以幫助學生實現知識的遷移，提高了學生物理建模的能力。

2.促進學生對高中物理模型知識的掌握

教師在實際的教學過程中，首先應該讓學生對典型的物理模型進行學習，掌握模型的基本特征，培養學生對模型特征進行總結的能力，能夠發現不同模型之間的差異，并進行總結，再對學生進行簡單的物理建模訓練，以提高學生對物理模型知識的掌握情況，以提高學生的物理建模能力。

總之，物理模型的構建對高中物理教學具有十分重要的意義，提高學生物理模型的構建能力能夠有效的提高高中物理教學質量，有助于培養學生的創新能力和自主學習能力。在提高學生物理模型構建能力的過程中，應該著重培養學生對模型構建知識的熟練程度，能夠從實際的問題中抽象出理性化模型的能力以及對事物的感性認識能力。