核心素養背景下物理模型建構能力的培養策略

徐 旸

（福建省石獅市石光中學，福建泉州 362700）

引 言

高中物理是一門基礎學科，學生學習高中物理可以鍛煉動手操作能力和創新能力。隨著新課程改革的不斷推進，核心素養的培養成為每門學科課堂教學的主要目標，高中物理課堂教學也不例外。為此，筆者對核心素養培養背景下學生物理模型建構能力培養的策略進行了深入探討，并結合自身的教學經驗講述了具體的教學過程，進而為高中物理課堂教學提供新的教學思路，讓更多的學生發揮自身潛能，深入探究物理知識。學生首先通過自主學習建立一定的物理思維，然后通過模型建構將物理知識內化，最后應用物理知識解決生活問題，提升自身的綜合能力。

一、物理模型建構的內涵

物理模型建構是指將物理模型作為教學出發點，讓學生在順利構建物理模型的基礎上發散思維、提升能力，進而掌握物理知識、形成物理思維。物理模型建構主要有兩種形式：一種是在學生原有知識的基礎上，教師指導學生運用物理模型認識事物，掌握物理知識；另一種是學生通過建立模型分析、探討和解決物理問題。無論哪種情況，教師在教學過程中都應當作為引導者，尊重學生的學習主體地位，讓學生在教師的引導下總結學習方法，掌握學習規律，最后構建一定的知識體系[1]。

物理模型主要包括概念模型、理論模型和數學模型。概念模型建構是為了幫助學生將具體的物理現象抽象為物理概念；理論模型建構是為了讓學生對物理現象和物理規律進行解釋，進而形成一定的自我認知；數學模型建構是為了讓學生采用數學工具對物理運動和屬性進行描述，最后掌握物理規律。針對不同的問題，學生要學會建構不同類型的模型，從而高效解決物理問題，發展物理模型建構能力，提升自身的關鍵能力和學習品質。

二、核心素養下物理模型建構能力的有效培養

（一）情境導入，培養物理模型建構的意識

很多學生雖然對物理基礎知識理解得深刻，掌握得也相當到位，但是很少思考物理模型建構。在物理課堂教學中，學生只是單一構建了知識框架，而核心素養卻沒有得到發展。為了激發學生模型建構的意識，教師可以為學生創設學習情境，導入物理模型，做好課下與課上的銜接，為提升學生模型建構能力創造有利的條件，鼓勵學生積極探討物理模型的建構過程[2]。

以“水平方向圓周運動”教學為例，為了吸引學生的注意力，并引導學生對生活實例進行探討，進而培養學生的建模意識，筆者為學生展示了太空飛椅的照片，并提出問題：“當人在太空飛椅的最高處時做何種運動？ 圓心和半徑如何確定？由什么力提供向心力？”從而導入相應的情境，讓學生構建基本的物理模型，并運用物理模型解釋生活中的問題，進而形成模型建構意識。這一情境的導入將課下與課上進行了有效銜接，讓學生運用物理知識解釋實際問題，既消除了學生對物理知識的陌生感，又激發和調動了學生的學習興趣和主動性。

（二）任務驅動，體驗物理模型建構的過程

為了在物理模型建構的過程中調動學生的積極性，同時培養學生的合作能力，教師在開展模型建構時，可以為學生布置相應的任務，讓學生以小組合作的方式完成任務，分析和解決物理問題，體會物理模型建構的意義和樂趣，從而積極進行模型建構，提升自身的模型建構能力，發展自身的物理核心素養[3]。

以“汽車過橋”教學為例，為了讓學生親身體驗物理模型的建構過程，筆者給學生布置了具體的課堂任務，讓學生以小組合作的形式分析汽車過橋所受的力，以及汽車過橋的狀態。汽車過橋分為兩種情況：第一種情況是汽車過凸形橋，在最高點時向心力F=mg-FN=mv2/r、壓力F=FN=mg-mv2/r，汽車對橋面的壓力小于自身的重力，所以汽車處于失重狀態；第二種情況是汽車過凹形橋，在最低點時向心力F=FN-mg=mv2/r,汽車對橋面的壓力為F=FN=mg+mv2/r，汽車對橋面的壓力大于自身的重力，所以汽車處于超重狀態。在這一任務的驅動下，學生親身體驗了物理模型建構的過程，進而提升了自身的物理模型建構能力，最終探究出物理問題的解決方案，也促使自身的物理核心素養得以發展。

（三）師生互評，拓展物理模型建構的思維

在學生以小組合作的形式探討物理模型建構后，教師和學生要對探究過程進行評價。教師的評價可以讓學生進行自我反思，完善自我，拓展自身的模型建構思維；而學生的評價可以讓教師對教學過程進行總結和分析，及時作出調整，構建高效課堂，提升教學質量和效果。所以，師生互評對學生物理核心素養的培養具有積極意義，教師在設計和開展教學活動時應特別重視這一環節，從而體現課堂教學的完整性，優化教學效果。

以“磁感性模型建立”教學為例，筆者首先運用實驗為學生創設了相應情境，以營造良好的課堂教學氛圍，然后讓學生通過實驗探究尋找實驗規律，最后指導學生建立條形磁鐵空間立體的實體磁感線模型，以此探究條形磁鐵其他面周圍的磁場分布情況，并通過小組合作得出結論。在師生互評環節，筆者和學生對這一模型構建的過程進行了總結和評價。筆者評價：在整節課中，學生在真實的情境中建立磁感線模型，并發揮自身的聯想思維探究磁感線的概念，培養了物理模型建構能力，實現了本節課的學習目標，發展了物理核心素養。學生評價：在整個實驗過程中，小組成員之間進行了密切合作，通過對問題的分析和探討，讓模型建構變得更加容易，真正體現了學生的學習主體地位，促使學生深刻理解了物理重點知識，取得了較好的學習效果，因此，希望教師以后還能夠以這種方式開展教學活動。通過師生互評，物理課堂教學變得更加高效，“教”與“學”的開展變得更具有方向性和目的性，進而促進了高中物理課堂教學的良性發展。

結 語

總而言之，在高中物理課堂教學中培養學生的物理模型建構能力，既是當前課堂教學的重要目標，也是學生學習和成長的需求。所以，在設計和開展教學活動時，教師應采取有效的教學策略，促使學生積極主動地探討和分析物理知識，形成一定的學習能力和學習思路，進而培養學生的物理模型建構能力。物理模型建構能力的培養不是一朝一夕就能實現的，接下來，教師還要結合《普通高中物理課程標準（2017年版）》提出的教學目標及學生的學習特點合理設計教學活動，提高教學效率，進一步推進高中物理課堂教學發展。