對如何加強高中學生物理學科建模能力和知識遷移能力的探析

唐高升

摘 要：隨著教育事業和科學技術的發展，在高中物理教學中，也更加注重這一學科的教學方法。而在高中物理學科的教學中，經常通過建模和知識遷移的方法來學習物理這一學科，以便能夠讓學生更加迅速、快捷的掌握好物理知識。因此，本文主要探析了在高中階段的教學中，如何加強學生的物理學科的建模能力和知識遷移能力，并指出了相對應的培養能力的方法。

關鍵詞：建模能力、知識遷移、物理學科。

一、高中物理教學模型的主要類型

由于高中學習負擔的增多，同時要面臨著高考的巨大壓力。對于各個學科的學習都應該以快捷有效的方法來進行學習，以減少學習負擔，提高學習效率。在高中物理教學中，常常以教學模型來引導學生進行有效的學習，能夠讓學生對于物理知識有更深的理解與認識。在打下堅實的基礎的同時，也培養學生的建模能力。教學模型也能夠簡化問題，使問題變得有理可尋，同時也能夠培養學生的邏輯思維與創新思維。因此，加強學生物理學科的建模能力能夠有效的提高教學質量。

在高中物理教學中，常見的教學模型包括物理對象模型、理想化實驗模型、過程模型以及圖像模型。物理對象模型是指實際物體在某些特定條件下往往可抽象為理想的研究對象，即物理對象模型。可分為實體對象和場對象。常見的實體對象模型主要包括：恒壓電源、光滑平面、理想電表等，場對象模型有：勻強電場、勻強磁場、真空等。比如說在物理力學中經常出現的質點，就是典型的實體對象，一個理想化模型，其直接忽略了物體的形狀和體積。對于理想化實驗模型，在物理教學中主要的體現包括勻速直線運動、勻速圓周運動、點電荷等，其實理想化實驗模型與物理對象模型是大同小異的，比如說就“質點”來說，即是理想化實驗模型也是對象模型。對于過程模型來說，想將實際物理過程進行處理，忽視次要因素，考慮主要因素，忽略個性，考慮共性，使之成為典型過程，即過程模型。在高中物理教學中主要的過程模包括勻速直線運動、、自由落體運動、平拋運動等。這種模型能夠將整個物理問題變得清晰簡潔，能夠快找到解決問題的關鍵。對于圖像模型來說，應該是最為常見的，也是諸多學科所常用的模型。其也就是以數學圖象來描述物理規律而建立的模型。在高中物理教學中，圖像模型太多了，比如說運動學中的s-t圖、v-t圖等，電學中的圖像：電場線分布圖、磁感線分布圖等，還有磁力學中的圖像模型等。

二、如何進行學生建模能力的培養

在對于學生建模能力的培養來說，首先要對于各個物理模型進行了解和熟練應用，才能夠在實際的問題解決中得心應手的應用。而上文中已經對于各個模型進行了簡要的介紹。在物理學習中，教師應該培養學生的建模能力，以提高學生的解題效率與學習效率。

2.1培養學生建模能力的基本思路

對于教師在高中物理建模的教學來說，教師的應該明確教學的主體是培養學生物理學科的建模能力，同時也要注意傳授給學生模型應用的判斷方式，在進行建模能力培訓的時候，需要注意以下幾點：第一點教師在進行教學前應該進行事先充足的教學準備。只有在教學前進行充足的準備，才能夠在此基礎上進行相對應物理模型引入，進而完善教學體系，讓學生能夠深入了解到建模所帶來的便利性。同時，加深加固學生對于知識的理解與吸收。第二點教師在教學中要注意引導學生進行獨立思考，。因為在以后得物理問題解答中，往往是需要學生進行獨自思考和解決的。第三點，應該將理論和實踐進行相互結合，以提高學生的實踐能力。在進行教學中，教師要引導學生進行理論和實踐結合，可以一些現實中的例子為引導。

2.2培養學生建模能力的具體方法

對于培養學生建模能力的具體方法可以從三個方法來進行。第一點是概念闡釋法，所謂的闡釋，就是對于物理理論與物理模型建立概念的一個闡述與解釋，能進而能夠將物理建模進行分解，更易于學生的學習與理解。在進行這一方法的闡釋時，可以引導學生在充分理解的基礎上，發掘其建模的本質所在，以能夠使學生盡快掌握建模的方法。第二種方法為實驗法，不用說，這種方法的關鍵是在于實踐，通過實踐讓學生有更深刻的認識。在進行物理建模教學中，可以讓學生一起參加到其中，比如說在勻速直線運動的實驗中，可以采用打點計時器來進行實驗和展示，進而能夠使學生更加清晰直觀地了解到建模的實際運動過程。同時，也能夠加深記憶與理解。第三種方法是情景設立法，情景建立法與建模可以說有著異曲同工之妙的，可以作為過渡的方法來使用。同時，也能夠提高學生的興趣，培養學生的空間想象力。

三、如何進行學生知識遷移能力的培養

學習遷移是指一種學習對另一種學習的影響，或習得的經驗對完成其他活動的影響。而知識遷移都夠將一個學科中的上下課程進行連接起來，每一知識點都能夠起到一個承上啟下的作用。所以說，對于學生進行知識遷移能力的培養，能夠促使學生在物理學習中達到事半功倍的效果，同時也能夠將各個知識點串聯起來。

在教師對于學生知識遷移能力的培養可以從以下四個步驟來逐漸進行：第一個步驟是構建知識體系，這是知識遷移的基礎所在。在進行知識遷移時，首先需要做到的是讓學生對于舊知識能夠有一個新的認知，可以對于知識進行分解講解，以便學生能夠更好的分節學習，再進行知識體系的構建。比如說在對于“機械守恒定律”的學習中，老師首先需要對于“機械守恒定律”的基本知識和研究過程進行講解。在進行基礎的教學后，老師可以與學生一起討論用數學表達式來解決物理問題，這也是一種知識遷移能力的一種，其數學表達式可以有以下兩種形式：E機o=E機t（或mgho+1/2m（vo）^2=mght+1/2m（vt）^2）[這種形式必須先確定重力勢能的參考平面]和△Ek=-△Ep。最后，老師可以用一些生活中的實際問題來結合這一定律進行理論實踐，以達到更好的教學效果。強化學生對此知識的理解和認識。步驟二是可以進行創設問題情境，也就是遷移的基本條件。創設問題情境可以有效地引起學生的學習興趣，進而消除一些在物理學習上的煩躁與乏味。同時也能夠提高學生對于一些比較生澀難懂的物理知識的理解。而在對于知識遷移上來說，比如在老師講解“動量守恒定律和能量守恒定律”時，就可以提出相關的問題：“如果動量和能量不守恒，是不是就有永動機了？”這樣就為動量守恒定律和能量守恒定律創建了知識遷移條件。

步驟三是進行有效控制知識的聯系，也就是知識遷移的產出。對于高中的物理課程來說，每一章、每一節、每一個知識點都是有著聯系的，也一般是一個板塊一個板塊的出現。這時，在教師進行教學的過程中，教師也要對于教材和資料進行詳細的了解，才能夠引導學生來進行知識之間的聯系。所以在教學中，教師應該把握好各個知識點、章節點之間的聯系，進而為知識遷移做鋪墊。比如在教師講解“歐姆定律”的時候，就可以先讓學生進行事先的預習，讓學生知道“歐姆定律”屬于電學中的一個定律，然后就可以引入一些與電學相關的知識，比如說電阻、電流的形成。最后再通過“歐姆定律”的公式得出定律，進而聯系其他知識完成了教學任務。步驟四可以采用對比法進行進一步的知識遷移深化，也就是最后一個步驟，即深化遷移。

高中物理知識點都存在著相互的聯系，同樣的物理思想可以應用在不同的知識點內。那么，教師就可以從此點出發來使用對比法進行對比，進而來強化學生的記憶和理解。而經過對于同一思想的不同知識點進行對比和遷移，可以達到異曲同工之妙，在引導學生進行新知識理解的同時，又加深了對于舊知識的鞏固與記憶。

四、結論

經過本文對于對如何加強高中學生物理學科建模能力和知識遷移能力兩個方面的簡要探析，發現在高中物理教學中，物理學科的建模能夠有效的解決物理這一學科中一些“疑難雜癥”，提高學生的學習效率。而知識遷移能力的培養能夠幫助學生更好更快的學習新知識的同時，強化其舊知識。在本文中，開頭就指出了高中物理學科中的幾種常見模型，并對其進行了簡要的分析，以作為物理建模的基本指導方向。緊接著本文闡述了學生建模能力培養的基本思路和具體方法，以作為教師在物理建模教學方向的一個指導。然后對于學生知識遷移能力的培養提出了基本的四個基本步驟。以此希望學生能夠借助物理建模的方法以及知識遷移的能力，在高中物理學習中游刃有余。最后，希望本文能夠對于高中物理教學有一定的指導意義和參考價值，能夠幫助教師、學生更好的學習、理解高中物理這一學科。

參考文獻

[1]王璐.淺談培養學生知識遷移能力提高學習效率——以人教版初中物理《磁現象磁場》一課為例[A].教育部基礎教育課程改革研究中心.2019年“教育教學創新研究”高峰論壇論文集[C].教育部基礎教育課程改革研究中心：教育部基礎教育課程改革研究中心，2019：2.

[2]周吉.高中生物理建模能力評價的研究[D].華東師范大學，2019.

[3]董友軍，李躍明.凸顯“知識遷移能力”，落實“物理核心素養”——2017年全國Ⅰ卷物理實驗評析[J].物理實驗，2017，37（09）：57-60.

[4]王冰，王德玉，周峰，尤佳佳，趙高峰，尹國盛.初高中物理速度銜接的遷移思考[J].物理通報，2016（S1）：61-63.

[5]周海.遷移原理在中學物理教學中應用的策略研究和實踐[D].湖南科技大學，2016.

[6]蔣志洪.高中學生物理建模能力培養的系統性研究[D].杭州師范大學，2015.

[7]馬亞鵬，楊威虎.物理教學中學生知識遷移能力的培養[J].物理通報，2014（05）：120-122.

[8]孫歐.高中學生物理建模能力培養的研究與實踐[D].遼寧師范大學，2008.

[9]鄭艷秋.高中理科學生物理建模能力的評價研究[D].華南師范大學，2007.

[10]王忠艷.培養學生物理建模能力的教學實踐研究[D].東北師范大學，2006.