淺析在物理核心素養(yǎng)視角下如何實施培養(yǎng)學(xué)生物理建模能力

李忠新

摘要：構(gòu)建物理模型與教學(xué)實踐相結(jié)合是物理教師高效課堂實施的重要途徑。構(gòu)建物理模型與教學(xué)實踐相結(jié)合不僅可以改變教師的單向教學(xué)，而且還可以將教師的歌唱獨白轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生全身的積極參與，以及可以使學(xué)生從“要我學(xué)習”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔蚁雽W(xué)習”，這極大地調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習的積極性，因此，教師在教育教學(xué)時培養(yǎng)學(xué)生物理建模的能力就顯得至關(guān)重要。除了將物理問題化難為易，也能把理論和實際相互聯(lián)系起來，同時也能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維建模與應(yīng)用創(chuàng)新能力，對學(xué)生和教師都是一種提升。

關(guān)鍵詞：構(gòu)建物理模型;物理過程;物理問題;思維能力

建立物理模型是一個對物理概念或物理實際問題進行抽象形成的過程，因為所有物理模型的建立都有一定的具體應(yīng)用條件和靈活的使用范圍，所以在學(xué)習和應(yīng)用時，一定要引導(dǎo)學(xué)生弄明白物理模型的應(yīng)用條件，再根據(jù)實際情況靈活運用。高中物理問題經(jīng)常可以歸為這樣一句話：處在某物理運動狀態(tài)或者某物理運動過程中的某物理對應(yīng)對象在某物理條件下的具體問題。接下來，我們來淺談一下物理建模法在課堂教學(xué)中的實際應(yīng)用問題。

一、什么是物理模型？

所謂物理模型構(gòu)建就是忽略次要要素，抓住主要因素構(gòu)建起一種理想化及高度抽象具體化的物理過程或理想實體。如果教師在物理教育教學(xué)中想提升每一個孩子的物理建模實踐能力，教師就需要將平日里抽象化的物理概念過程進行整合舉例形象具體化，將繁瑣的物理難題進行整改簡單具體化。

二、為什么要建立物理模型？

為了更加直觀具體形象、在平日里我們處理抽象繁雜問題時，經(jīng)常需要把繁瑣的實例情況轉(zhuǎn)變成相對學(xué)生容易接受的簡單具體的物理情景再現(xiàn)，從而可以形成一定經(jīng)驗價值規(guī)律的問題進行遵循，這樣做我們也就建立起了簡單的物理模型。一般來說，高中學(xué)習的物理模型構(gòu)建可以分為直接模型和間接模型兩種。教師在課堂物理教育教學(xué)中把具體形象的情景描述直接植入在學(xué)生的大腦中進而形成時空圖象，我們就可以稱為課堂直接模型的嵌入。學(xué)生在處理物理練習題研究傳統(tǒng)對象，比如分析某物體受力可以看做質(zhì)點的小球、物塊、斜面等。質(zhì)點不考慮物體本身的形狀和大小，并把質(zhì)量看作集中在一點時，就將這種物體看成“質(zhì)點”，即只有m沒有l(wèi)和v的點。我們在研究物理受力分析時用質(zhì)點代替整個物體，不用考慮整個物體各點間狀態(tài)的差異，這就是整合后在力學(xué)中經(jīng)過科學(xué)抽象得到的物理概念理想化模型。教師在課堂物理教育教學(xué)中把物理情景的描述之后不太能夠直接地在學(xué)生腦海中呈現(xiàn)時空具體圖象，而是再一次經(jīng)過數(shù)學(xué)思維整合加工后形成的時空具體圖象，我們就可以稱為間接物理模型。通過對物理學(xué)的學(xué)習，可以發(fā)現(xiàn)一些物理題較為復(fù)雜，同時內(nèi)容闡述的也較為抽象，如果教師合理地引導(dǎo)學(xué)生建立物理形象模型，那么就能夠幫助學(xué)生在課堂里將繁雜瑣碎的物理問題進行簡單具體化，這樣也能夠幫助學(xué)生更好地理解汲取新知識，使抽象有難度的物理問題具體形象化。而物理模型具有如下幾種分類：

（1）實物模型。運動學(xué)當中的小物塊質(zhì)點和輕繩模型;電磁學(xué)當中法拉第提出的磁感線。

（2）過程模型。在我們研究機械運動時，比如教材上的自由落體，勻速直線運動，豎直上拋，平拋運動所有的不計摩擦等。

（3）狀態(tài)模型。求解小球在某一時刻的動能，動量等。再比如研究原子物理時，原子所處的定態(tài)軌道，能級躍遷問題，小球在做圓周運動中通過最高點的臨界條件問題等都屬于狀態(tài)模型。

三、如何培養(yǎng)學(xué)生的建模能力？

1.課改后，教師應(yīng)當充分利用新教材，加強學(xué)生們的物理建模意識，提升學(xué)生在課堂中物理思維的運用，并進一步提生學(xué)生們的物理建模的實際應(yīng)用能力。同時，教師應(yīng)當引導(dǎo)學(xué)生感知物理探究未知事物過程的興趣，體驗物理解題實用化和模型化，加強拓展學(xué)生學(xué)以致用的創(chuàng)新思維。

2.教師應(yīng)引導(dǎo)提升學(xué)生閱讀理解的興趣，挖掘建模知識。我們深知學(xué)生的閱讀理解能力是實現(xiàn)物理思維轉(zhuǎn)化的前提，每一個實際問題都會創(chuàng)設(shè)一個時代背景，甚至還會針對當今科學(xué)技術(shù)前沿的具體實例的應(yīng)用......

3.豐富生活閱歷，開發(fā)學(xué)生的建模潛能有人說：“能否對模型結(jié)果作出細致、精當?shù)姆治?.....”

物理分析模型的構(gòu)建并非依靠涵義的論述及語言的闡明便可以解決的，循序漸進式的物理思維的學(xué)習提升，最終能讓學(xué)生在潛移默化中建立起物理分析模型，并能受到物理思維方法的教育去實際應(yīng)用物理模型。

同時也培養(yǎng)孩子們剖析與綜合、同化與比較、抽象與歸納、類比與推理、替代與等效等諸多方法，以此來完善孩子們思維的質(zhì)量。然而，對于物理模型的建立過程，是一個比較難的過程，學(xué)生在應(yīng)用模型去解題時，應(yīng)該平時多注意積累，而一線物理教師可以在課堂中多講解一些物理模型解題的具體方法，聯(lián)系已有知識的結(jié)合信息去解題，化繁為簡，靈活運用，建立物理模型，并且?guī)ьI(lǐng)學(xué)生親自去嘗試體驗，讓學(xué)生親身體會物理模型的建立對于物理學(xué)習解題的重要性。

綜上所述我們可以知道：如果建立了合理的物理模型，那么在應(yīng)用其解決問題就可以將問題達到簡單化的目的，使得物理的學(xué)習得心應(yīng)手?？偟膩碚f，物理的學(xué)習需要各種方法和技巧，但是建立合理的物理模型進行解題是一種快速有效的方法，學(xué)生不僅可以將知識進行了理解和掌握，同時也學(xué)會了進行舉一反三觸類旁通的學(xué)習方法，并且也給自己增強了學(xué)習的自信心。物理模型的建立，簡化問題的同時也提高了學(xué)生的思維分析解決問題的能力。所以，在高中的物理教學(xué)過程中，物理建模是一種提升學(xué)生成績行之有效的方法，各位一線教師可以嘗試著手去實踐應(yīng)用。

參考文獻：

[1]《物理課程標準（實驗）解讀》，主編 廖伯琴 張大昌，湖北教育出版社，2004.

[2]《高中物理研究性學(xué)習》主編 盛煥華，本冊主編 儲仲明，龍門書局出版，2003.

[3]《新課程理念與初中課堂教學(xué)行動策略》關(guān)文信主編.