高中物理習題教學中提升學生建模能力的實踐分析

張隨宏

摘 要：眾所周知，物理模型構建屬于科學思維方法中的一種，在分析物理現象與物理過程以后，能夠掌握物理學科的核心本質，提高學生分析問題和處理問題的能力，使其具有終身學習的能力。在物理教材中，其數量多且閱讀量也相對較大，在解題方面必須保證學生第一反應正確才可以在短時間內解題。為此，在物理習題教學過程中，教師就應當重視培養學生的建模能力。

關鍵詞：高中物理；習題教學；建模能力；實踐分析

高中物理知識的抽象性非常明顯，所以，學生學習的難度也相對較大。為了能夠全面掌握物理知識并取得理想的成績，就需要在習題教學中培養學生的建模能力。只有這樣，才能夠使學生在解題過程中提高速度與準確性。

一、注重規范性訓練并引導學生建模

如果模型構建合理就可以作為解題的有效方式。在解題過程中，首先需要將問題中所表述的所有物理情景復現出來；其次，應把握主要矛盾，實現情景和模型的有效關聯；最后，把具體的問題轉化成物理模型。而關聯的過程則是物理抽象的過程，所以，應當將題目中有價值的信息內容提取出來，并把握事物本質。對于物理模型轉化，則是一種梳理與完善的過程，因而，必須找到所抽象模型和學生既有模型存在的共性與異性。若存在共性，那么就可以利用已知模型規律：若存在異性，那么就必須考慮存在差異的原因，對原有物理模型進行合理的改善。

二、充分發揮主動意識并引導學生靈活運用建模思維

習題是高中物理知識的載體，是學生將知識和實踐結合的關鍵。學生解題能力的高低是對知識掌握情況的檢驗，是學生學習能力的再現，進而構建與實體相吻合的模型。在這種情況下，學生腦中的模型也會更加豐富。在模型構建方面，最關鍵的就是要深入分析物理狀態過程。而要想確保模型的合理性，就一定要深入地分析試題含義，審題也是審視模型的一個過程，在分析了研究對象狀態特征和運動變化以后，有效地劃分出不同因素所具備的主次關系，進而同腦中既有的物理模型相互關聯，最終構建出問題的具體模型。

以某物理試題為例，如下圖所示，將A、B、C、D作為端點的兩個半圓形光滑軌道被固定在豎直的平面之內。其中，一滑板靜止于光滑的水平地面之上。其左端與B點相靠近，且上表面所在平面和兩半圓相切，切點分別為B、C。而一物塊被放置在正處于水平勻速運動的傳動帶上，以E點代替。在運動至A點的時候，同傳送帶的速度保持一致。隨后，經過A點并沿著半圓軌道進行下滑運動，并經由B點滑到滑板上，當滑板運動至C點粘連。將物塊當作質點，其質量是m，且滑板的質量是2 m。與此同時，兩半圓的半徑都是R，且滑板的長度是6.5 R，滑板的右端與C點的距離是L。那么，試求出：（1）物塊滑至B點的速度；（2）物塊在滑到滑板至離開滑板右端的整個過程中，克服摩擦力所做的功和L之間的關系，同時請判斷出物塊是否可以到達CD軌道的中間。

試題解析：學生在結合圖來閱讀試題的過程中，可以聯想到三種物理模型：第一，傳送帶模型，物塊在E處勻加速運動至A處；第二，豎直平面圓周運動的模型，也就是物塊由A到達B處；第三，子彈打木塊的模型，也就是物塊由B運動至C處。由此可見，該試題的情景相對較難，要想盡快解答具有極大的難度。但是，可以運用模型分析的方法，將物理過程進行有效的拆分，進而完成試題解答。若學生的模型能力較強，那么在審題的過程中就能構建模型，且腦中已經具備與之相對應的物理規律，如果能夠在其中找到隱含的條件就可以盡快解答問題。

三、總結與反思，并實現物理模型的有效完善

因為模型并非始終不變，所以，在習題教學的過程中，物理教師也同樣應積極激發學生對這一物理現象的興奮點，鼓勵他們主動尋找知識的內涵，但是在本質上都相同，很多不同類型的物理問題所對應的物理模型都是相同的，因而，在講解物理習題的時候，需要遵循多題歸一與一題多解等基本原則，進一步增強學生提取模型的能力。而在練習的過程中，也同樣需要對學生進行有效引導，使其能夠積極反思與總結，將物理模型和現實原型之間的差異細化出來，并采取類比與對比等多種方式對模型予以完善和改進，使學生具備更明確的模型構建意識。

綜上所述，構建物理模型是高中物理學習過程中學生必須掌握的思維方法。特別是在習題教學當中，因為物理試題的形式多樣，涉及范圍較廣，所以，學生必須在其中找到能夠反映物理現象的本質與規律，只有這樣才能更好地解答問題。文章將高中物理習題教學作為重點研究內容，通過對三種途徑的分析與研究，希望更好地培養學生的建模能力，即規范訓練、強化主動意識與總結思考。學生在具備了建模能力以后，就可以在短時間內進入解題階段，提高自身的解題速度與質量，為解答其他更復雜的問題提供充裕的時間。這樣一來，學生的物理學習興趣也會不斷提升，進一步加快其解題的速度。

參考文獻：

[1]程義厚.淺議高中物理習題教學與培養學生能力的聯接[J].神州（上旬刊），2012（8）：173.

[2]張金波.淺談高中物理習題教學有效性的策略[J].物理教學探討：中學教學教研專輯，2012，30（3）：48-50.

注：本文系甘肅省“十三五”教育科學規劃課題。（課題立項號：GS[2016]GHB1545）。endprint