□ 潘利峰 劉國良
模型是人們對客觀事物及其運動規律做出簡化的描述、概括、模仿或抽象。模型建構是運用模型直觀和簡約地描述或呈現客觀世界中無法直接觀察的現象、原理或過程。通過模型建構可以把難以感知的客觀現象或變化過程抽象為簡單的模型,幫助學生理解事物的本質特征和變化規律,掌握問題的描述和解決方法,使其在頭腦中形成簡潔而形象的思維圖式,從而達到認識客觀世界的目的。
模型建構既是科學探究的方法,也是科學探究活動的內容。在科學探究的過程中,教師應針對不同的探究問題引導學生建構各種模型,借助實物、文字、圖像或數學等表征方式來呈現事件的現象和過程,或者對客觀事物進行簡化和抽象。模型建構有助于學生拓展科學探究體驗,理解科學探究本質,實現深度探究。
實體模型是指根據相似性理論制造的按原系統比例縮小、放大或與原系統等大的實物。建構實體模型需要參照研究對象的運動過程、結構大小、形狀及狀態等特點,抓住研究問題的主要屬性,建立一種理想化和高度抽象化的物理過程和實體。心理學家皮亞杰在《發生認識論原理》中指出:認知還處在具體運算階段的兒童,思維仍然需要具體事物的支持,其認知的發展離不開對具體事物的操作,邏輯思維只能應用到具體的或觀察到的事物上。教學中,有很多科學現象是人們無法觸及和直觀感知的,學生無法將其與已有經驗和概念圖式有效銜接,難以找到探究的切入點。……