淺談高中物理教學(xué)中物理模型的構(gòu)建與運(yùn)用

鐘世靜

摘 要：在諸多高中基礎(chǔ)學(xué)科中，物理是思維要求較高，知識(shí)難度較大的學(xué)科之一。而且在一定程度上，物理教與學(xué)的質(zhì)量直接影響著學(xué)生的學(xué)業(yè)發(fā)展和高考成績(jī)。因此，高中物理教師應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)優(yōu)化教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量的對(duì)策與路徑的研究，將物理模型構(gòu)建與物理知識(shí)學(xué)習(xí)、物理問(wèn)題解決融為一體，促使學(xué)生在物理模型的輔助下，更加直觀、形象、具體理解所學(xué)知識(shí)內(nèi)容，分析、解決具體物理問(wèn)題，為促使學(xué)生物理綜合素養(yǎng)培育和課堂教學(xué)效率全面提高而鋪設(shè)道路，提供助力。

關(guān)鍵詞：高中物理;物理教學(xué);物理模型;構(gòu)建;應(yīng)用

目前，借助物理模型開(kāi)展高中物理知識(shí)教學(xué)的教學(xué)策略已得到廣大師生的普遍認(rèn)可和高度贊許，且取得了較好效果。一方面，在物理模型的作用下，抽象的物理知識(shí)、復(fù)雜的物理問(wèn)題將得到切實(shí)轉(zhuǎn)換與遷移，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)難度的科學(xué)消減、教學(xué)效率的充分提升，促使教與學(xué)活動(dòng)開(kāi)展更加高效。另一方面，在物理模型的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新意識(shí)、物理素養(yǎng)均會(huì)得到充分開(kāi)掘，學(xué)習(xí)物理知識(shí)的積極性、主動(dòng)性、自覺(jué)性也會(huì)得到全面激活，學(xué)習(xí)熱情更加高漲，學(xué)習(xí)興趣更加濃郁。因此，教師應(yīng)該以物理模型構(gòu)建為驅(qū)動(dòng)，并將其滲透至高中物理教學(xué)的方方面面，以促使學(xué)生在深度參與、積極探究中實(shí)現(xiàn)其物理綜合素養(yǎng)的全面提升與充分塑造。

一、高中物理教學(xué)中常見(jiàn)物理模型的分類與特點(diǎn)

高中物理教學(xué)中可供選用的物理模型種類很多，其在不同物理知識(shí)、問(wèn)題中也發(fā)揮著不同作用。對(duì)此，教師應(yīng)該靈活選用，科學(xué)構(gòu)建與運(yùn)用，以促使不同物理模型可以充分服務(wù)于教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展，服務(wù)于學(xué)生發(fā)展。

1.實(shí)物模型

實(shí)物模型是建立在生活現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)之上，真實(shí)、科學(xué)、充分反應(yīng)現(xiàn)實(shí)物質(zhì)構(gòu)架的抽象化模型，其也是高中物理教學(xué)中應(yīng)用最普遍、最充分的教學(xué)模型之一。例如高中物理電學(xué)中的絕緣體、純電阻等實(shí)物，都可以將其濃縮、簡(jiǎn)化為對(duì)應(yīng)實(shí)物模型并應(yīng)用至教學(xué)活動(dòng)。

2.過(guò)程模型

過(guò)程模型主要指在物理知識(shí)教學(xué)中，通過(guò)對(duì)具體知識(shí)內(nèi)容的抽象或者提煉，將復(fù)雜的學(xué)習(xí)過(guò)程、探索過(guò)程用理想化的形式予以呈現(xiàn)，在消除諸多不可控因素的影響下而得到的物理模型。由于很多物理知識(shí)只有在理想狀態(tài)下，師生才能抓住其關(guān)鍵與核心，進(jìn)而將很多次要的、可以忽略的因素予以排除，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)過(guò)程的簡(jiǎn)單化、具體化。例如，高中物理教學(xué)中的勻速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、恒定電流、絕熱過(guò)程、彈性碰撞等，都屬于排除客觀干擾之后的過(guò)程模型。

3.試題模型

很多物理知識(shí)之間都有著比較緊密的關(guān)聯(lián)與銜接，以致學(xué)生在解答物理問(wèn)題、做練物理習(xí)題時(shí)，盡可能探尋隱含在題目中的已知條件，將不同知識(shí)點(diǎn)、不同信息有機(jī)關(guān)聯(lián)在一起，明確解題主線，構(gòu)建試題模型，實(shí)現(xiàn)有效解題信息的充分整合，為化解問(wèn)題難度，增強(qiáng)解題實(shí)效而奠基鋪路。

二、高中物理教學(xué)中物理模型的構(gòu)建與運(yùn)用

不同物理模型有著不同特點(diǎn)，其在教與學(xué)中的作用與價(jià)值也呈現(xiàn)出很大差異。教師在構(gòu)建和運(yùn)用時(shí)，應(yīng)該以學(xué)生實(shí)際為基礎(chǔ)，知識(shí)特性為驅(qū)動(dòng)，結(jié)合教學(xué)需要，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)構(gòu)建與充分運(yùn)用，以促使學(xué)生在不同物理模型的引導(dǎo)下深刻理解知識(shí)內(nèi)涵，把握學(xué)習(xí)要點(diǎn)，提高教學(xué)效率。

1.結(jié)合知識(shí)特性，科學(xué)構(gòu)建物理模型

在高中物理教學(xué)中，涉及的概念、公式、原理、定律等都有著很強(qiáng)的抽象性、客觀性特點(diǎn)。為了確保學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)對(duì)具體知識(shí)的充分理解和掌握，教師應(yīng)該以知識(shí)特點(diǎn)為基礎(chǔ)，合理構(gòu)建具體物理模型，把握好同一知識(shí)影響因素的主次關(guān)系，以促使學(xué)習(xí)內(nèi)容由復(fù)雜向簡(jiǎn)單、由抽象向具體的全面切換，引導(dǎo)學(xué)生精準(zhǔn)把握知識(shí)內(nèi)涵，全面提升教學(xué)效率。

例如，在進(jìn)行高中物理“彈性碰撞”知識(shí)教學(xué)時(shí)，教師可以引入具體生活實(shí)物構(gòu)建“彈性碰撞”模型，將一個(gè)皮球用力擠壓，其便會(huì)發(fā)生形變，取消外力作用后，恢復(fù)原型;在隨機(jī)選取一只皮球，讓其碰撞至教室墻壁，讓學(xué)生觀察形變瞬間其形態(tài)變化，在待到碰撞停止后再觀察皮球形態(tài)的恢復(fù)情況。讓學(xué)生在更加直觀的理解中明確“彈性”與“形變”的內(nèi)涵，將比較抽象化的知識(shí)整合為具體的“彈性”模型，為指導(dǎo)學(xué)生深刻理解非完全彈性碰撞和完全彈性碰撞而奠定基礎(chǔ)。

2.針對(duì)教學(xué)需要，靈活構(gòu)建物理模型

任何一個(gè)物理模型的構(gòu)建，都離不開(kāi)學(xué)生的充分想象與切實(shí)內(nèi)化。對(duì)學(xué)生而言，其只有把握了對(duì)應(yīng)知識(shí)的特點(diǎn)，方可使不同物理模型的作用得以充分體現(xiàn)。因此，教師在構(gòu)建物理模型前，必須引導(dǎo)學(xué)生深刻理解具體物理知識(shí)的內(nèi)涵和外沿，讓學(xué)生在思維上實(shí)現(xiàn)深度遷移，進(jìn)而由表面現(xiàn)象進(jìn)入其本質(zhì)特征。并結(jié)合具體物理模型引導(dǎo)，全面提升教學(xué)目的性、針對(duì)性。

例如，在“電場(chǎng)和電場(chǎng)線”教學(xué)時(shí)，教師可以結(jié)合電場(chǎng)線的分布特征，構(gòu)建出電場(chǎng)線對(duì)電場(chǎng)的描述性模型，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程由抽象向具體的遷移;在進(jìn)行“粒子散射”教學(xué)時(shí)，可以將影響粒子散射的諸多因素整合起來(lái)，構(gòu)建出粒子散射影響原理模型。讓學(xué)生在具體物理模型的科學(xué)引導(dǎo)下積極參與教學(xué)活動(dòng)，高效學(xué)習(xí)具體物理知識(shí)。

3.依托學(xué)習(xí)實(shí)際，充分構(gòu)建物理模型

受到諸多因素的影響，導(dǎo)致不同學(xué)生在同一知識(shí)認(rèn)識(shí)、理解、應(yīng)用的切入點(diǎn)上也會(huì)出現(xiàn)差異。對(duì)此，教師需要正確看待，并充分發(fā)揮物理模型的引導(dǎo)作用，促使學(xué)生借助差異化模型開(kāi)展學(xué)習(xí)，在符合自己認(rèn)知實(shí)際的狀態(tài)下去學(xué)習(xí)、理解物理知識(shí)。對(duì)于理解能力較強(qiáng)、知識(shí)構(gòu)建更完備的學(xué)生，盡量追求物理模型的嚴(yán)謹(jǐn)性、精致性，使其思維深度得到拓展。對(duì)于知識(shí)基礎(chǔ)比較薄弱、學(xué)習(xí)能力明顯不足的學(xué)生，可以構(gòu)建一些與基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)接，且具有普遍性、簡(jiǎn)易性的物理模型，讓學(xué)生在循序漸進(jìn)式學(xué)習(xí)中獲得提升。

三、結(jié)論

總之，高中物理模型在學(xué)生物理知識(shí)學(xué)習(xí)，物理素養(yǎng)提升方面的作用是無(wú)可替代的。因此，在高中物理教學(xué)中，教師要重視對(duì)物理模型的構(gòu)建與運(yùn)用，并讓其深度融合至教學(xué)實(shí)踐，以促使學(xué)生在充分結(jié)合物理模型，靈活運(yùn)用物理模型中獲得全面提高與充分發(fā)展。

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