核心素養(yǎng)導(dǎo)向下構(gòu)建高中物理模型的能力研究

伯軍霖

摘要：近年來(lái)，隨著教育事業(yè)改革的不斷深化，學(xué)校在培養(yǎng)學(xué)生文化知識(shí)與綜合素質(zhì)的基礎(chǔ)上，越來(lái)越重視核心素養(yǎng)指導(dǎo)對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)及成長(zhǎng)的意義，對(duì)于高中學(xué)生在構(gòu)建物理模型的過(guò)程中，能夠有效的幫助學(xué)生直觀的去理解抽象的物理知識(shí)，從而提升其知識(shí)歸納總結(jié)能力與問(wèn)題模型化處理能力，并能夠強(qiáng)化其物理能力以及思維能力，基于此背景下，本文針對(duì)核心素養(yǎng)導(dǎo)向下高中物理模型構(gòu)建能力展開(kāi)了探討，希望能對(duì)教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生核心素養(yǎng)的提升有所幫助。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);物理模型

前 言

高中階段是學(xué)生成長(zhǎng)與發(fā)展的重要階段，物理則是高中課程教育體系中重要的一門(mén)學(xué)科，其邏輯性較強(qiáng)，知識(shí)較為抽象，尤其是物理模型的構(gòu)建，其本質(zhì)上是在相關(guān)物理結(jié)論的指導(dǎo)下，通過(guò)人為歸納總結(jié)，從而將物理原理模型化，由此獲取相關(guān)知識(shí)與規(guī)律的一個(gè)過(guò)程，其對(duì)于培養(yǎng)高中學(xué)生的核心素養(yǎng)有著重要的是實(shí)際意義。因此，教師要充分發(fā)揮自身指導(dǎo)作用，讓學(xué)生更積極主動(dòng)地參與到物理模型的構(gòu)建中去，從而逐步培養(yǎng)其在今后社會(huì)發(fā)展中必要的品格與能力。

一、 引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)掌握建立物理模型的方法和步驟

1.建立物理模型的方法。許多教師在教學(xué)中往往只注重讓學(xué)生記住物理模型，以及利用物理模型解題的一些經(jīng)驗(yàn)，很少進(jìn)行深層次的引導(dǎo)和分析。這種教學(xué)方法只把知識(shí)灌輸給學(xué)生，在這一過(guò)程中能得到鍛煉的只有記憶能力，解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，只會(huì)生搬硬套。由于實(shí)際問(wèn)題的千差萬(wàn)別，往往會(huì)張冠李戴，而遇到較為新穎的物理情景時(shí)就會(huì)感到無(wú)從下手，因此，學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力并沒(méi)有得到提高。要真正提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，教師必須遵從教學(xué)規(guī)律，讓學(xué)生成為習(xí)的主體，通過(guò)在教師引導(dǎo)下進(jìn)行探究學(xué)習(xí)過(guò)程，學(xué)到分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法。

2.模式化構(gòu)建模型步驟。在高中物理課堂教學(xué)中開(kāi)展建模教學(xué)的基本教學(xué)程序應(yīng)有以下五個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)組成：創(chuàng)設(shè)情境→建模準(zhǔn)備→建立模型→應(yīng)用模型→反饋評(píng)價(jià)。其中應(yīng)用模型環(huán)節(jié)分為兩部分：利用模型形成概念和規(guī)律、應(yīng)用物理模型解決問(wèn)題。教師在教學(xué)的過(guò)程中要反復(fù)強(qiáng)調(diào)，反復(fù)演練，為學(xué)生構(gòu)建模型能力的提高打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、充分利用教學(xué)資源降低構(gòu)建模型的難度

1.教師要在教學(xué)中通過(guò)充分展示知識(shí)發(fā)生發(fā)展的過(guò)程，用來(lái)幫助學(xué)生建立準(zhǔn)確的物理模型。傳統(tǒng)的物理教材安排的教學(xué)內(nèi)容雖然都是經(jīng)過(guò)選擇、經(jīng)過(guò)縝密的思考而應(yīng)用的模型和例題，但對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，具有較強(qiáng)的抽象性，很難理解所學(xué)內(nèi)容。教師要充分利用實(shí)驗(yàn)、圖形圖片、電視錄像、多媒體課件等手段再現(xiàn)知識(shí)發(fā)生發(fā)展的過(guò)程，從而降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，并將物理學(xué)研究問(wèn)題的方法和物理思想寓于情景之中，使學(xué)生在潛移默化中掌握分析物理過(guò)程、建立正確物理情景和模型的方法。例如，講解牛頓第一定律時(shí)，伽利略斜面實(shí)驗(yàn)是學(xué)生第一次接觸到的理想實(shí)驗(yàn)，教師可以利用圖片或動(dòng)畫(huà)形式，再現(xiàn)模型建立的推理過(guò)程，讓學(xué)生知道理想實(shí)驗(yàn)是建立在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上的一種科學(xué)方法，從而理解牛頓第一定律所描述的雖然是一種理想化的狀態(tài)，但它正確地揭示了自然規(guī)律。

2、 構(gòu)建物理模型，必定要采用恰當(dāng)?shù)姆绞?、方法，將收到事半功倍的效果。抽象化，抽象是指從具體事物中抽取某個(gè)或某些狀態(tài)、屬性等，它是物理模型構(gòu)建的主要方法之一。類(lèi)比法，在物理學(xué)的研究中，發(fā)現(xiàn)許多物理現(xiàn)象之間存在著許多相同或相似的物理屬性，從而建立起相應(yīng)的物理模型。理想化方法，理想化方法是構(gòu)建物理模型最主要的一種方法，他是將欲研究的物理現(xiàn)象加以簡(jiǎn)化，抓住主要因素，忽略次要因素，即將其理想化，找出他們?cè)诶硐霠顩r下所遵循的基本規(guī)律，并構(gòu)建出相應(yīng)的物理模型。構(gòu)造法，構(gòu)造就是理想。當(dāng)所研究的物理現(xiàn)象不能直接感知，或現(xiàn)有的物質(zhì)、實(shí)驗(yàn)條件還不能進(jìn)行現(xiàn)實(shí)模擬時(shí)人們可以根據(jù)已知的物理原理、物理規(guī)律等對(duì)所研究物理現(xiàn)象提出一種假定性的推測(cè)和說(shuō)明，從而建立起相應(yīng)的物理模型。如光的輻射現(xiàn)象說(shuō)明了光的波動(dòng)性，而光電效應(yīng)現(xiàn)象又說(shuō)明了光的粒子性，為了解決這兩類(lèi)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的矛盾，愛(ài)因斯坦提出光同時(shí)具有波動(dòng)性和粒子性，從而建立起了光的波粒二象性模型。另外還有等效代換法，唯象法、微元法與選代法、量綱法等。

三、重視思維程序訓(xùn)練

1.讓學(xué)生養(yǎng)成利用發(fā)散思維審題的習(xí)慣。發(fā)散思維即求異思維，是一種多向思維方式。形象地說(shuō)，就是從一點(diǎn)出發(fā)向知識(shí)網(wǎng)絡(luò)空間發(fā)出的一束射線，使之與兩個(gè)或多個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間形成聯(lián)系，從而不斷地在知識(shí)學(xué)習(xí)和總結(jié)中形成利用發(fā)散思維的習(xí)慣。

2.依據(jù)研究對(duì)象所滿足的各個(gè)條件建立對(duì)應(yīng)的物理模型。利用圖形或符號(hào)表示，使復(fù)雜的物理過(guò)程圖形化、符號(hào)化，邊審題，邊畫(huà)圖，并分別把條件和問(wèn)題用字母符號(hào)注在圖上，示意圖能使解答問(wèn)題所必須的條件同時(shí)呈現(xiàn)在視野內(nèi)，這樣不至于因忘記條件或問(wèn)題而中斷解題過(guò)程。圖像成為思維的載體，視圖凝思實(shí)際上是視覺(jué)思維參與了解題的過(guò)程。一方面在平時(shí)教學(xué)中，要重視教學(xué)中示意圖畫(huà)法的訓(xùn)練，教會(huì)學(xué)生如何通過(guò)審題，畫(huà)示意圖，從易到難，逐步消除思維障礙;另一方面在學(xué)生做題過(guò)程中，重視畫(huà)圖習(xí)慣的培養(yǎng);還要讓學(xué)生養(yǎng)成審題畫(huà)圖的好習(xí)慣，完成由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)物理過(guò)程間的轉(zhuǎn)化。

3.利用示意圖幫助理解題意，挖掘各物理量間的聯(lián)系。努力找到問(wèn)題所滿足的定量和定性的規(guī)律，并建立方程求解，相對(duì)復(fù)雜的綜合題常常由多個(gè)相關(guān)聯(lián)的物理模型組成，只有準(zhǔn)確還原設(shè)計(jì)題目時(shí)所依據(jù)的物理模型，將復(fù)雜的物理模型轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的物理模型，有助于學(xué)生建立正確物理模型、提高應(yīng)用物理模型的能力，這是提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力的有效教學(xué)策略。

結(jié) 語(yǔ)

物理模型在高中物理教學(xué)中有舉足輕重的作用，而物理模型的建立和應(yīng)用能力不是一朝一夕就能有所成效的，它需要師生間密切協(xié)作，要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練和觀察培養(yǎng)，在應(yīng)用中不斷地總結(jié)，才會(huì)在學(xué)科思維能力等方面有質(zhì)的飛躍和發(fā)展。

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