建構(gòu)理想模型 培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)

紀(jì)兆明

(江蘇省運河中學(xué) 221300)

傳統(tǒng)的高中教學(xué)比較注重知識的傳授，對學(xué)生知識的領(lǐng)悟過程有所忽略.在這種教學(xué)模式中學(xué)生對知識掌握比較牢固，但遇到解決實際問題、自己建立物理模型等探究性較強的問題時，就顯得力不從心，不知如何下手.而開展模型教學(xué)將有效改善這些問題，在高中物理課堂建構(gòu)理想模型，讓學(xué)生親歷物理學(xué)習(xí)的過程，突破傳統(tǒng)教學(xué)局限性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng).

一、認(rèn)清條件模型，緊抓主要矛盾

所謂條件模型，就是一個對所學(xué)知識內(nèi)容“取舍”的過程，舍棄次要的內(nèi)容，緊抓主要內(nèi)容，將條件模型化，為問題的求解鋪設(shè)好主要的干線，達(dá)到簡潔解題的目的.高中物理知識量大，內(nèi)容復(fù)雜，因此在教學(xué)過程中條件模型的建立，能使我們研究的問題得到很大的簡化.

例如，我在教學(xué)高中物理必修一“位移和時間的關(guān)系”這一節(jié)時，便充分應(yīng)用條件模型，如為使得問題變得簡化，筆者便在操作過程中，讓學(xué)生假設(shè)性地認(rèn)為物體所做的是勻速直線運動，這樣就默認(rèn)了物體所受的力為平衡力，這便是一個理想型的模型，進而進行實驗活動，探究位移和時間的關(guān)系.在理想條件下的模型中，學(xué)生記錄的數(shù)據(jù)如下：1t時位移1s，2t時位移2s…分析數(shù)據(jù)得出，位移S與發(fā)生這段位移所用時間t成正比，雖在其簡潔的過程中，排除掉了一些因素，但這些因素并不影響本次探究活動的內(nèi)容，因此，可以引導(dǎo)學(xué)生在處理類似問題中，廣泛應(yīng)用.

高中物理學(xué)習(xí)的過程中，建立正確使用條件模型可幫助學(xué)生更好地內(nèi)化知識，條件模型的適時引入，讓學(xué)生在理想化的條件下了解，探究物理學(xué)規(guī)律的過程中，是邏輯性與探究性的相結(jié)合.

二、強化過程模型，形成直觀圖景

強化過程模型，就是用模型表示物理的科學(xué)過程，利用分解、簡化、抽象的方式，使得復(fù)雜繁瑣的內(nèi)容變得簡潔.通過強化過程模型認(rèn)知能力，能使得學(xué)生形成主觀的圖景，使抽象的內(nèi)容變得直觀具體，弱化學(xué)生對于知識的抽象，對學(xué)生認(rèn)知物理概念理論，掌握并能運用物理相關(guān)規(guī)律，養(yǎng)成靈活的物理思維均有很大的幫助.

例如，我在教學(xué)高中物理必修二“太陽與行星間的引力”這一節(jié)時，由于宇宙無邊無際，星系離我們很遙遠(yuǎn).為了學(xué)生方便觀察，我利用氣球進行實驗操作，使抽象的星系知識，變得具體生動，本人在氣球上標(biāo)注一些小圓點，來模擬星系，然后向氣球中不斷注入空氣，氣球開始膨脹，各標(biāo)注點的距離也在不斷的變化，學(xué)生便直觀感受到隨著氣球的不斷膨脹，能使得各點之間的距離發(fā)生改變，并以此來聯(lián)想到宇宙和星系.那么如何研究宇宙膨脹和星系運動呢？學(xué)生了解到物理學(xué)史上人們曾根據(jù)日常的觀察和經(jīng)驗，提出“地心說”，古希臘科學(xué)家托勒密是代表.課本上指出的內(nèi)容，學(xué)生在筆者的實驗操作中，都得到了具體的現(xiàn)象認(rèn)知，學(xué)生在本人利用氣球演示的實驗中，獲得靈感和啟發(fā)，感受到宇宙的膨脹，和星系的距離變化，這樣一個簡單的過程模型實驗，便使得學(xué)生對于原本抽象的內(nèi)容，形成了具體直觀的認(rèn)知.

對于高中生來講，在物理課堂中展開科學(xué)過程的模型化，能夠讓學(xué)生經(jīng)歷知識的形成過程，引導(dǎo)學(xué)生進行自主地實驗探究.這種方式下，有效培養(yǎng)了學(xué)生觀察能力，以及養(yǎng)成良好的物理科學(xué)思維，對培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，也會產(chǎn)生意義深遠(yuǎn)的影響.

三、觸及轉(zhuǎn)換模型，完善認(rèn)知體系

模型之間，總存在著種種聯(lián)系，使得各個獨立的物理模型，建構(gòu)成一個完善的知識框架體系，因此，模型之間總存在著聯(lián)系，學(xué)生在研究中，可嘗試通過對模型的轉(zhuǎn)換，完成探究過程.在高中物理這門課程中有很多變化、性質(zhì)都是有普遍性規(guī)律的，教師要引導(dǎo)學(xué)生進行模型間的轉(zhuǎn)化，從模型轉(zhuǎn)換的實踐探究中，展開對物理知識的應(yīng)用，達(dá)到對物理規(guī)律的正確認(rèn)識.

例如，我在教學(xué)高中物理選修三“歐姆定律”這一節(jié)時，設(shè)計課堂小實驗要求學(xué)生能夠進行模型的轉(zhuǎn)換，將電流表改裝成電壓表.我首先帶領(lǐng)學(xué)生回顧了兩表的用途及原理，學(xué)生進行比對變換后，利用半偏法測出表的內(nèi)阻Rg進行記錄，與最后的改裝表進行較對.學(xué)生在將電流表改裝為電壓表時，選用了串聯(lián)電阻分壓原理(n為量程的擴大倍數(shù)).

在高中物理的教學(xué)過程中，思維轉(zhuǎn)換十分重要，轉(zhuǎn)換模型的探究方式，對培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性、創(chuàng)造性有明顯的作用.能夠使學(xué)生的思維在對比轉(zhuǎn)換的過程中得到鍛煉，克服思維定勢的干擾.學(xué)生主動地進行探究學(xué)習(xí)，提高思維的敏捷性.模型的轉(zhuǎn)換，也是對學(xué)生知識掌握程度的一個考查，學(xué)生只有深度內(nèi)化知識，才能在具體轉(zhuǎn)換中，達(dá)到培養(yǎng)思維的目的.

高中物理的教學(xué)過程中，采用理想化的物理模型，來替代原本繁瑣但存在的實際事物，可使得內(nèi)容變得簡潔，也使得學(xué)生能更好的抓住主要干線內(nèi)容，完成探究內(nèi)容.學(xué)生在這個建構(gòu)理想模型的過程中完成知識的探究與學(xué)習(xí)，能夠使自己的思維能力得到有效發(fā)展，理想化物理模型的建構(gòu)和實際運用，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中做到手腦的共同開發(fā)利用.全面培養(yǎng)高中生的物理思維能力，對高中生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有很大的幫助.