物理教學(xué)對(duì)學(xué)生建模能力的培養(yǎng)探究

張曄

摘 要：教育事業(yè)的革新，讓高中物理教學(xué)重點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)變，不僅要注重教材知識(shí)的講解，同時(shí)也要強(qiáng)化對(duì)學(xué)生建模能力的培養(yǎng)。通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的建模能力，會(huì)使學(xué)生學(xué)會(huì)自主構(gòu)建物理模型，懂得聯(lián)想法、理想法的使用，構(gòu)建出有助于物理學(xué)習(xí)的模型，從而發(fā)散學(xué)生的思維，讓學(xué)生的建模能力顯著提高。對(duì)此，教師應(yīng)創(chuàng)新物理教學(xué)形式，結(jié)合高中生的物理學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，優(yōu)化調(diào)整建模能力培養(yǎng)方法。基于此，本文主要探究物理教學(xué)中學(xué)生建模能力的培養(yǎng)路徑，希望能夠?yàn)榇蠹規(guī)?lái)一些參考。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué);建模能力;培養(yǎng)

在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的建模能力，關(guān)乎到學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效率，也決定著物理教學(xué)質(zhì)量。對(duì)此，教師應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理模型的正確認(rèn)知，使學(xué)生掌握模型構(gòu)建的方法，在解決物理學(xué)習(xí)問(wèn)題時(shí)可主動(dòng)建立模型，通過(guò)物理模型完成問(wèn)題的解決，使物理教學(xué)更加簡(jiǎn)單、直觀，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。另外，教師也要積極創(chuàng)設(shè)相關(guān)的教學(xué)情境，在情境中把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，使學(xué)生了解物理的本質(zhì)和規(guī)律，利用自身的建模能力自主解決物理問(wèn)題，讓學(xué)生的物理學(xué)習(xí)水平顯著提高。

一、物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生建模能力的意義

新課標(biāo)中明確指出培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要性，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維也成為廣大物理教師的任務(wù)，會(huì)讓學(xué)生基于經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建物理模型，使學(xué)生學(xué)會(huì)思維創(chuàng)新。由此可見(jiàn)，高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的建模能力尤為關(guān)鍵，建模能力也是高中生必備的基礎(chǔ)能力，能夠使學(xué)生體會(huì)到建模的過(guò)程，讓學(xué)生形成良好的模型建構(gòu)意識(shí)[1]。并且，通過(guò)建模解決物理知識(shí)，會(huì)降低物理學(xué)習(xí)的難度，使學(xué)生快速了解物理知識(shí)點(diǎn)和規(guī)律。通過(guò)高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的建模能力，會(huì)讓學(xué)生了解知識(shí)的核心，使學(xué)生科學(xué)使用物理模型解決問(wèn)題，當(dāng)遇到多樣化、復(fù)雜化的物理知識(shí)也不會(huì)感到無(wú)從下手，而是自主分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生的物理水平。

二、物理教學(xué)中學(xué)生建模能力的培養(yǎng)路徑

（一）引入生活元素，強(qiáng)化學(xué)生建模能力培養(yǎng)

物理知識(shí)和生活本身存在一定的聯(lián)系，生活中也時(shí)常會(huì)看到物理現(xiàn)象、物理規(guī)律。對(duì)此，在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)體現(xiàn)出物理教學(xué)的生活性，把一些學(xué)生容易理解的內(nèi)容引入到教學(xué)中，積極使用物理模型，使學(xué)生對(duì)物理知識(shí)不會(huì)感到陌生。在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的建模能力，教師要掌握生活和物理的聯(lián)系，將生活中的教育素材挖掘出來(lái)，激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生嘗試著用物理模型解決問(wèn)題，獲取到更多的學(xué)習(xí)技巧[2]。例如，在學(xué)習(xí)高中物理《能量守恒定律》這一內(nèi)容時(shí)，部分學(xué)生難以理解“能量不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，會(huì)從一種形式變成另外一種形式”概念。對(duì)此，教師可讓學(xué)生舉出相反的例子，嘗試著推翻這一物理定律。學(xué)生很喜歡質(zhì)疑與探究的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，也會(huì)主動(dòng)探究問(wèn)題的答案，當(dāng)學(xué)生發(fā)表自己的看法時(shí)，即使是錯(cuò)誤的想法，教師也不要急于反駁，而是帶領(lǐng)學(xué)生找到答案的錯(cuò)誤之處，使學(xué)生了解問(wèn)題的正確解決方法，舉例出生活中的能量轉(zhuǎn)化模型例子，讓學(xué)生輕松理解這一定律。

（二）強(qiáng)調(diào)科學(xué)思維，提高學(xué)生物理建模水平

科學(xué)思維也是學(xué)生物理學(xué)習(xí)的必備能力，和學(xué)生建模能力的構(gòu)建存在聯(lián)系，物理模型也是基于科學(xué)思維形成，當(dāng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維解決問(wèn)題時(shí)，也會(huì)借助物理模型的構(gòu)建分析問(wèn)題。對(duì)此，為提升物理教學(xué)質(zhì)量，發(fā)展學(xué)生的建模能力，教師應(yīng)積極滲透科學(xué)思想，讓學(xué)生了解科學(xué)思維方法，使學(xué)生在遇到問(wèn)題時(shí)會(huì)快速構(gòu)建模型，通過(guò)物理模型解決相關(guān)問(wèn)題。例如，在物理學(xué)習(xí)階段會(huì)使用到理想化處理的思維方法，在此背景下也生成許多的模型。部分物理實(shí)驗(yàn)中假設(shè)物體的處理，均可用理想化思維進(jìn)行解決，通過(guò)理想化思維解決物理問(wèn)題的例子還有許多，都會(huì)幫助學(xué)生完成模型構(gòu)建，使學(xué)生了解到模型的構(gòu)建流程，以此掌握物理模型構(gòu)建方法，感知物理的本質(zhì)。

（三）簡(jiǎn)化物理問(wèn)題，發(fā)揮物理模型構(gòu)建作用

當(dāng)高中生面對(duì)復(fù)雜的物理問(wèn)題時(shí)，頭腦中時(shí)常無(wú)法形成物理圖像，這會(huì)影響到學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，使學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效率不高。對(duì)此，在實(shí)際的高中物理教學(xué)中，教師要注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)思路的引導(dǎo)，教給學(xué)生簡(jiǎn)化物理問(wèn)題的方法，使學(xué)生的問(wèn)題解決能力提高。教師引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建物理模型，會(huì)通過(guò)模型把物理現(xiàn)象直觀具體呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，使學(xué)生真正了解物理概念，在物理知識(shí)學(xué)習(xí)階段嘗試用模型解決問(wèn)題，拓展學(xué)生的知識(shí)視野，讓學(xué)生做到學(xué)以致用[3]。例如，在學(xué)習(xí)高中物理《分子動(dòng)理論》這一內(nèi)容時(shí)，主要教學(xué)任務(wù)便是讓學(xué)生了解分子間的作用力，教師如果直接講解理論知識(shí)，學(xué)生很難將知識(shí)點(diǎn)牢牢掌握。對(duì)此，教師可提出“輕彈簧”模型，模型的兩端分別連接著一個(gè)小球的彈簧，讓學(xué)生把小球當(dāng)成相鄰分子，而彈力為兩者間的作用力。通過(guò)模型的提出，會(huì)讓學(xué)生感知分子間的作用力，使學(xué)生自主總結(jié)物理規(guī)律，達(dá)成深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

（四）運(yùn)用類比聯(lián)想法，結(jié)合教材構(gòu)建物理模型

在高中物理教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生使用類比聯(lián)想法構(gòu)建模型，把一些抽象、復(fù)雜的知識(shí)呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，使學(xué)生輕松的理解所學(xué)內(nèi)容，自主完成模型的建立，將一些生活中的物理模型指出，把物理知識(shí)學(xué)習(xí)聯(lián)系于生活。例如，在講解高中物理《多普勒效應(yīng)》這一內(nèi)容時(shí)，由于聲波無(wú)法顯現(xiàn)在空氣中，所以教師使用語(yǔ)言進(jìn)行知識(shí)講解，學(xué)生難以理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。對(duì)此，教師可讓學(xué)生回憶自己在河邊扔石頭的場(chǎng)景，在頭腦中構(gòu)建出一個(gè)“水波”模型，用水波替代聲波，使學(xué)生感知聲波的具體概念，知道物體輻射的波長(zhǎng)會(huì)因?yàn)椴ㄔ春陀^測(cè)者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生變化。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，高中物理學(xué)科較為復(fù)雜、抽象，一直都是高中教育中的重點(diǎn)及難點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)階段也會(huì)遇到各種問(wèn)題。由于部分高中生的邏輯思維能力較為薄弱，所以在復(fù)雜物理知識(shí)、物理規(guī)律理解上存在困難，影響到學(xué)生的物理學(xué)習(xí)。為了解決這一情況，教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建物理模型，培養(yǎng)學(xué)生的建模能力，使物理教學(xué)的難度降低，利用物理模型建構(gòu)解決問(wèn)題，最終提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力和問(wèn)題解決能力，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]李孝峰. 高中物理課堂建模能力的培養(yǎng)策略探尋[J]. 數(shù)理化解題研究，2021（9）：55-56.

[2]肖敏. 高中物理教學(xué)中力學(xué)問(wèn)題的進(jìn)階型建模的實(shí)踐與研究[J]. 物理教師，2021，42（12）：27-30.

[3]劉成剛. 基于核心素養(yǎng)的高中物理建模教學(xué)[J]. 中小學(xué)教材教學(xué)，2020（9）：51-54.