建構物理模型在高中物理教學中的意義和方法

阮慶鵬

摘?要：伴隨著國內教育改革進程的不斷深化，多媒體教學的興起，加上師資隊伍素質的提升，現(xiàn)階段我國的高中物理教學水平也得到了顯著提高。但是在具體的實踐過程當中，許多教師仍然發(fā)現(xiàn)學生在獨立解決比較復雜的多過程問題時無從入手。為了能夠有效地解決這個問題，教會學生熟練的掌握基礎模型，將難題分解為多個簡單基礎模型的方法顯得尤為重要。

關鍵詞：建構物理模型;高中物理;意義與方法

【中圖分類號】G633.7?【文獻標識碼】A?【文章編號】1005-8877（2020）09-0093-01

將建構物理模型的方式運用到高中物理教學過程當中，不但可以把原本抽象的大段文字題目簡化為一個具體的物理模型，還能把比較復雜的多過程模型簡化為幾個簡單的基本模型。生動具體的題目能夠讓學生更好地加入到教學活動當中，進行更有效的思考。因此要怎么樣才能夠在高中物理學習當中發(fā)揮出建構物理模型的價值與作用，就成為當前亟待解決的問題。

1.高中物理教學中構建物理模型的重要性

（1）將物理知識變得簡單化

在高中物理教學中通過對物理模型的構建不但可以將原本固態(tài)化、僵硬的物理知識變得更加直觀，而且這種動態(tài)化的方式對于學生在短時間內理解物理知識掌握物理規(guī)律具有重要的意義。例如，在一些繁瑣的物理理論知識講授的過程中如果沿用傳統(tǒng)的物理教學模式，只會降低學生的學習興趣。而通過物理模型的構建既能夠激發(fā)學生的課堂參與熱情，還能夠強化學生的實踐能力，讓抽象的物理知識變得簡單。

（2） 提高學生對于物理知識的理解程度

和其他高中課程相比，高中物理具有明顯的交叉性與復雜性，因此想要讓學生在有限的課時內做好總結是相當困難的。為了深化學生對于物理知識的理解能力，教師應當要依據物理學習的特殊性來構建出一個與之相應的物理模型，并以此來幫助學生解決物理知識理解困難和過于抽象的問題，讓整個物理學習過程變得更加趣味性，而且通過物理模型還能夠提高學生的物理思維能力和學科素養(yǎng)，這對于構建高效課堂是極為有利的。

2.在物理學習當中如何實現(xiàn)物理模型構建

（1）構建物理模型提高學生的模仿和歸納能力

高中物理教學當中除了傳統(tǒng)意義上課本當中的理想物理模型如單擺，平拋，自由落體等模型外，教師更應該自己總結出一些實用的“解題模型”，例如，在解決共點力平衡章節(jié)當中的“動態(tài)分析”問題時，教師應當首先告訴學生解決力學問題普遍的基本步驟和解題順序，例如，應該首先進行受力分析，按照題目中以及給出畫在圖中的已知力、重力、彈力（有幾個接觸面就有可能有幾個彈力）、摩擦力（有幾個接觸面就可能有幾個摩擦力）的順序進行分析。其次，還應該告訴學生這個順序的理由是什么，已知力是確定有的，重力是只要在地球附近就都有，而因為前兩者作用而產生彈性擠壓后就會產生彈力，有相對運動或者相對運動趨勢就會產生摩擦力。通過這樣的講解，學生對老師講解的內容會更容易接受，在實際操作中也會模仿進行使用。通過一些簡單的例題分析，還能繼續(xù)交給學生，整體法和隔離法的使用條件和使用步驟，使用順序等，由淺入深，逐步遞進。在學生完全掌握后，還應根據學生素質和需求，培養(yǎng)學生不再拘泥于固定套路和步驟而是根據題目條件和問題逆推解題步驟的能力。

（2）構建物理模型提高學生的學習能力

由于高中物理涉及面廣，所以教師在教學中必須要有側重點地提高學生的學習能力。還是以解決共點力平衡章節(jié)當中的“動態(tài)分析”問題為例，在進行上述步驟完成受力分析后，還應告訴學生具體問題對應的物理模型和對應的解決方法。例如，一是運動前后物體都是平衡，并且力的夾角右直角的情況下，一般采用公式法，操作方案是，通過列出平衡方程（一般采用合成法較為簡單，力超過三個時用正交分解）得到其他力與重力和角度的關系，通過運動前后角度的變化，求得其他力大小的變化。二是當除了重力以外，有一個力方向保持不變時，通過作圖法解決問題，操作方案是把重力和其他力合成到這個力的方向上，放在力的三角形當中（一般取下面那個比較方便），通過運動前后力的三角形線段長度的變化判斷力大小的變化。三是當除了重力，有其他力方向都改變時，采用相似三角形法，操作方案是對結點受力分析，合成在重力方向延長線方向，找到力的三角形與長度三角形的比值關系，通過長度三角形長度的變化判斷力的大小變化。通過這種具體的“解體模型”講解，不但可以讓學生的理解力提升到一個新的層次，并且還可以幫助學生學會如何將問題轉化為物理模型，這對于提高學生的學習能力是極為重要的。

3.指導學生掌握物理模型的方法

（1）指導學生運用物理模型來解答物理問題

一是指導學生正確讀題并找出研究對象;二是確定出相應的實體物理模型;三是將實體物理模型與習題作為已知條件與待求量，以此來確立模型的狀態(tài);四是在明確物理過程變化狀態(tài)的同時總結出物理規(guī)律，把解題的方程組列出;五是運用推理計算的方式來將物理模型的結果導出并檢驗。

（2）指導學生能夠運用物理模型掌握物理規(guī)律

所有的物理模型在構建的過程當中都是以物理知識以及內在規(guī)律為基礎的，因此教師要啟發(fā)學生明白物理模型也只適用于一定范圍的物理規(guī)律，讓學生能夠利用物理模型推導出所相關的物理規(guī)律及物理知識，這樣既能夠提高學生的物理學習效率，對于深化學生的物理學科素養(yǎng)也有重要的意義。

4.結語

綜上，想要在高中物理教學過程當中發(fā)揮出構建物理模型的價值與作用，教師就必須要結合學生們的具體情況，在強調‘生本理念的同時引導學生的思維讓學生在物理模型的構建過程中掌握物理知識與規(guī)律，為學生今后的學習與發(fā)展奠定堅實的基礎。

參考文獻

[1]劉占國，王文清.建構物理模型在高中物理教學中的實踐研究[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊，2017（12）：124-137