淺析高中物理教學(xué)中建模能力的培養(yǎng)

摘 要：物理模型可以使所研究的問題更簡單，使學(xué)生更透徹、更容易地理解物理原理及概念，讓學(xué)生有效地將所學(xué)知識應(yīng)用于實際，而且使學(xué)生對物理產(chǎn)生更加濃厚的興趣。

關(guān)鍵詞：建模能力；模型化；理想化；創(chuàng)新思維

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：物理來源于生活，又服務(wù)于生活。所以物理教學(xué)應(yīng)該從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗出發(fā)，讓學(xué)生把實際問題抽象成物理模型。物理模型可以使所研究的問題更簡單，使學(xué)生更透徹、更容易地理解物理原理及概念，讓學(xué)生有效地將所學(xué)知識應(yīng)用于實際，而且會使學(xué)生對物理產(chǎn)生更加濃厚的興趣。物理學(xué)本身就是一門理論性、實踐性很強的學(xué)科，只有理解了物理學(xué)的本質(zhì)才能對物理問題產(chǎn)生質(zhì)疑。所以如何培養(yǎng)學(xué)生的建模及實踐能力，如何進(jìn)行有效教學(xué)，使學(xué)生理解物理本質(zhì)是值得教師深思的問題。

一、在物理教學(xué)中怎樣培養(yǎng)學(xué)生的建模能力

物理學(xué)研究的基本方法是通過觀察和實驗提出模型假設(shè)，再經(jīng)過實際應(yīng)用從而培養(yǎng)學(xué)生建立物理模型的能力。

1.對基本的物理概念建模

比如重心的概念，可以把物體各部分所受的重力等效為一點，如果只教會學(xué)生重心的概念，而沒有使學(xué)生明確物理模型的思維過程以及運用物理模型的基本方法和思路是不夠的。可以引導(dǎo)學(xué)生通過分析、比較、抽象、概括等物理思維過程，找出它們共同的本質(zhì)屬性和特征，抓住事物的主要因素，忽略其次要因素，如質(zhì)點、電勢、單擺、彈簧振子等。

2.可以對物理過程建模

使物理過程模型化、理想化，比如自由落體運動、勻變速直線運動、勻速直線運動、簡諧運動等。伽利略指出：一切運動都是簡單的、和諧的。所以使物理過程模型化更便于學(xué)生認(rèn)識理解物理過程。

3.對物理情境建模

情境的創(chuàng)設(shè)要貼近學(xué)生生活，要有一定的趣味性，滿足學(xué)生好奇好動的心理要求。物理情境不完全等同于生活情境，通過情境再現(xiàn)，可以激活學(xué)生頭腦中已有的生活經(jīng)驗，使學(xué)生用積累的經(jīng)驗來感受其中隱含的物理問題，從而促使學(xué)生將生活問題抽象成物理問題，感知物理模型的存在，比如力學(xué)中有碰撞模型，在電學(xué)中有金屬棒運動切割磁感線的模型等，有助于學(xué)生理解從而達(dá)到預(yù)期的效果。

二、培養(yǎng)學(xué)生主動探究，經(jīng)歷建模的過程

在教學(xué)時我們要引導(dǎo)學(xué)生自主探究，對學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)材料主動歸納、提升，力求建構(gòu)出人人都能理解的物理模型，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。所謂物理創(chuàng)新思維，就是物理思維結(jié)果具有新奇性、獨創(chuàng)性、目的性和價值性的物理思維活動。物理模型的有效使用能培養(yǎng)學(xué)生對較復(fù)雜的物理問題進(jìn)行具體分析，有效培養(yǎng)學(xué)生解決物理問題的能力，更有助于培養(yǎng)學(xué)生的主動性。

比如“功和速度的關(guān)系”這節(jié)探究性實驗教學(xué)就需要經(jīng)過許多過程和步驟，歸納起來有：提出問題、猜想與假設(shè)、制訂計劃與設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證。這一過程中的每個環(huán)節(jié)都很重要，要結(jié)合實驗的實際有選擇地利用。學(xué)生是否具備自主探究知識的本領(lǐng)，是否能有效建模直接影響課堂教學(xué)的效果，因此在實驗的過程中要培養(yǎng)學(xué)生的多種建模能力，所以在物理教學(xué)中，如何培養(yǎng)學(xué)生的物理建模能力就顯得尤為重要。

三、物理模型在有效教學(xué)中的作用

物理學(xué)是與生活聯(lián)系最密切的一門學(xué)科。所以在教學(xué)中使學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)就必須充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。而物理模型是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要過程。通常為了解決物理問題，物理教學(xué)中常常會對實際問題進(jìn)行抽象化處理，使課堂教學(xué)更加有效、合理。比如，物理模型可以幫助學(xué)生建立清晰的物理圖像，如求解變力做功采用微元段法、圖像法，使物理問題“化難為易”這不僅增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，而且物理模型在學(xué)生的解題過程中也起著至關(guān)重要的作用。熟練使用模型化方法有利于學(xué)生將抽象的物理問題直觀化、形象化，使學(xué)生學(xué)習(xí)新知識時更容易理解和接受。所以物理模型也是人們通過科學(xué)思維對物理學(xué)科的抽象描述，是物理教學(xué)中常用的方法，有利于學(xué)生更深入地認(rèn)識抽象的物理問題。比如，在研究機械波時，我們可以把繩子看作若干個小球組成。

總之，掌握正確的建模方法，培養(yǎng)學(xué)生的物理建模能力，是高中物理教學(xué)所必須重視的問題，因為物理模型最能考查出一個學(xué)生對于物理知識的理解深度和廣度，以及思維品質(zhì)和創(chuàng)新能力，所以模型不僅僅是知識的結(jié)晶，還是思維的結(jié)晶。因此要重視培養(yǎng)學(xué)生的物理建模能力，體會將物理知識應(yīng)用于解決實際問題的思維和方法。

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·編輯 薛直艷