通過序列化實驗建構物理模型的設計*
——以“靜電”為例

葉文佳 李悅童 張軼炳

(寧夏大學物理與電子電氣工程學院 寧夏 銀川 7500212)

在世界范圍內，模型與建模的教育價值逐漸得到科學教育研究領域的認可，認為模型與建模是科學發展的重要元素，也是科學學習中不可或缺的認知與能力[1]．科學建模是新一輪國際課程改革關注的熱點[2]．至于建模教學，歷來是國內外物理教育研究的熱點，很多國家的科學課程標準都將建模能力作為重要的培養目標[3]．物理學科作為一門抽象性較強的學科，通過實驗建構物理圖示、概念、原理、定律等模型有著不言而喻的益處．

在中學物理中，學生只關注零散的知識點，依靠“死記硬背”的方式學習抽象物理概念、原理和定律，無法構建系統化的知識體系．如何在物理教學中讓學生通過序列化實驗循序漸進地建構物理模型，形成系統化的知識結構，是值得我們探討的課題．

1 模型的內涵及建模的方法

關于“模型”的概念有各種解釋．在PhysicsforScientistsandEngineerswithModernPhysics一書中對模型的闡述如下：“A model,in the scientist′s sense,is a kind of analogy or mental image of the phenomena in terms of something we are familiar with.The purpose of a model is to give us an approximate mental or visual picture-something to hold on to-when we cannot see what actually is happening.”[4]其意思是：從科學家的角度來看，模型是將一類現象轉變為我們所熟悉事物的一種類比或圖像．建立模型的目的是在我們無法看到實際發生的事情時，為我們提供一個大致的心理或視覺圖像，讓我們能夠堅持下去．在《物理學：基本概念及其與方方面面的聯系》一書中說道：“理論與原理、定律和模型的意義差不多．模型是一種可以直觀想象的理論．而原理或定律則是更為普遍的理論當中的一個觀……