構(gòu)建物理模型實現(xiàn)高中物理科學(xué)思維進階的研究

摘 要：高中時期的物理知識過于抽象和難懂，對學(xué)生抽象思維能力要求很高，物理學(xué)科的教學(xué)基本上都是以物理模型為基礎(chǔ)開展的，物理模型可以看作是高中物理教學(xué)的重要載體，構(gòu)建物理模型可以幫助學(xué)生充分理解物理知識，加深學(xué)生的理解和記憶，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，促進學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。高中物理教學(xué)必須要重視物理模型的構(gòu)建，通過物理模型幫助學(xué)生更好地進行物理學(xué)習(xí)，實現(xiàn)高中物理教學(xué)的真正作用，促進學(xué)生的全方位發(fā)展。本文主要進行建構(gòu)物理模型實現(xiàn)高中物理科學(xué)思維進階的研究。

關(guān)鍵詞：高中時期;物理教學(xué);科學(xué)思維;物理模型

隨著新課程改革的進一步推進，對于學(xué)生學(xué)科思維的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力的提升有了更高的要求，在高中物理教學(xué)過程中，教師必須要打破傳統(tǒng)物理教學(xué)模式的局限，提升物理教學(xué)的有效性。高中時期的物理學(xué)科對于學(xué)生來講學(xué)習(xí)起來有著一定的難度，很多學(xué)生在課堂上可以聽明白相關(guān)的知識點，但是在解決實際問題的過程中，學(xué)生會無從下手，這主要是因為學(xué)生受到了自身思維能力的限制。學(xué)生存在著思維定式，知識的遷移能力較弱，想象能力不足，對于很對問題的認(rèn)識不夠充分，學(xué)生的物理學(xué)習(xí)存在著諸多問題。物理模型的構(gòu)建可以降低學(xué)生的理解難度，提升高中物理教學(xué)的質(zhì)量。

一、高中物理教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）物理教學(xué)模式落后

長期處于應(yīng)試教育背景下，很多教師在日常教學(xué)過程中習(xí)慣了灌輸式的教學(xué)模式，學(xué)生只能被動地接受，這樣的教學(xué)對于學(xué)生而言毫無吸引力。教師十分看重學(xué)生最后的考試成績，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，成績成了衡量學(xué)生的唯一標(biāo)準(zhǔn)，這樣的唯分?jǐn)?shù)論的觀念，使得教師在教學(xué)過程中偏向于理論知識的解決，教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于考試大綱要求內(nèi)容，以及一些重難點知識，忽視了學(xué)生學(xué)科思維和學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。[1]這樣的物理教學(xué)模式過于陳舊，傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式早已無法滿足時代的發(fā)展趨勢，對于學(xué)生今后的發(fā)展毫無幫助，填鴨式的物理教學(xué)模式使得學(xué)生處于十分枯燥的學(xué)習(xí)環(huán)境當(dāng)中，沉悶的學(xué)習(xí)氛圍對于學(xué)生學(xué)習(xí)是十分不利的，物理學(xué)科學(xué)習(xí)起來的難度較高，教師在教學(xué)過程中忽視了學(xué)生的核心位置，學(xué)生難以發(fā)揮自身的主觀能動性，長此以往，學(xué)生對于物理學(xué)科的學(xué)習(xí)積極性十分欠缺。

（二）物理教學(xué)內(nèi)容單一

很多教師為了學(xué)生能夠考出一個好的成績，在物理教學(xué)過程中將教學(xué)的重點放在了教材內(nèi)容的講解上，教師過于依賴教材，很少進行內(nèi)容的擴展和延伸，這樣的物理知識和時代之間是脫軌的。物理教學(xué)內(nèi)容的單一不僅無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)所需，更難滿足素質(zhì)教育改革的要求，素質(zhì)教育強調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，物理學(xué)科核心素養(yǎng)體現(xiàn)在很多方面，其中不僅要學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)科思維，還包含有學(xué)生的情感態(tài)度與價值觀，物理教學(xué)內(nèi)容的單一將物理學(xué)科局限在了學(xué)生理論知識的培養(yǎng)上，這樣的教學(xué)內(nèi)容對于學(xué)生今后的全面發(fā)展沒有實質(zhì)性的幫助。高中物理教材更新?lián)Q代的速度極慢，很多物理教師難以跟上時代的發(fā)展步伐，很少借助互聯(lián)網(wǎng)進行教學(xué)，引入網(wǎng)絡(luò)上豐富的學(xué)習(xí)資源，教學(xué)內(nèi)容與時代發(fā)展的脫節(jié)，使得學(xué)生認(rèn)為物理學(xué)習(xí)的意義不大，這樣的物理教學(xué)很難促進學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。

（三）學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足

物理學(xué)科屬于理科性學(xué)科，對于學(xué)生的抽象思維能力和邏輯思維能力有著較高的要求，高中生雖然已經(jīng)有了一定的學(xué)科基礎(chǔ)，他們掌握的知識結(jié)構(gòu)卻不夠全面，學(xué)生對于一些復(fù)雜難懂的物理知識無法在短時間內(nèi)接受，這就需要教師細(xì)心的引導(dǎo)。很多教師為了完成教學(xué)任務(wù)，十分看重課堂的有效時間，教師很少留出時間和空間讓學(xué)生來思考和探討，物理知識之間有著很強的連貫性，學(xué)生對于某一部分知識的不理解會影響到學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)。再加上學(xué)生的物理成績普遍不理想，學(xué)生在物理學(xué)習(xí)上花費了大量的時間和精力，學(xué)習(xí)成績卻不見提高，這在很大程度上會影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，甚至有一部分學(xué)生會對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏懼心理，不愿意主動的進行物理學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的欠缺嚴(yán)重阻礙了高中物理教學(xué)的有序開展，對于學(xué)生的全面發(fā)展產(chǎn)生了反作用。

二、高中物理教學(xué)中構(gòu)建物理模型的重要性

（一）有利于問題的簡化處理

物理知識受到其抽象性因素的影響，對于高中生來講學(xué)習(xí)起來十分費力，物理模型的引入可以簡化對于問題的處理，我們在這里所說物理模型，其實就是通過對于一些物理界中抽象原來的描述，按照物理學(xué)科特地的研究目的，采取思維形式對于原本的客體本質(zhì)關(guān)系進行再現(xiàn)。通過對于物理模型的研究，能夠知道原型客體在自然界當(dāng)中的運動規(guī)律和變化規(guī)律，這是一種十分常見的物理學(xué)研究方法，也可以稱之為物理模型，能夠讓復(fù)雜的問題簡單化，幫助學(xué)生教學(xué)分析和理解。

（二）有利于學(xué)生掌握物理知識

物理模型在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用可以將抽象內(nèi)容變得具體生動，從而提升物理教學(xué)的有效性。高中物理涉及的內(nèi)容十分豐富，其中牽扯到的知識點很多，這一時期的物理學(xué)習(xí)對于學(xué)生的邏輯思維能力有著很高的要求，借助物理模型進行課堂教學(xué)，在很大程度上可以減輕教師的教學(xué)壓力和學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，有利于學(xué)生充分全面的掌握物理知識，理解物理概念，可以熟練應(yīng)用所需內(nèi)容解決物理問題，實現(xiàn)物理教學(xué)的真正意義。

（三）有利于學(xué)生物理思維的提升

在高中物理教學(xué)過程中，物理問題的處理和物理模型的建立，都需要建立在對于物理問題充分分析的基礎(chǔ)之上。在實際的物理教學(xué)過程中，物理教師需要對于物理模型的設(shè)計思路進行詳細(xì)的講解，讓學(xué)生可以從中得到思維的啟發(fā)和鍛煉，通過反復(fù)的訓(xùn)練，對于一些復(fù)雜的內(nèi)容學(xué)生也會找到解決的突破口。思維的訓(xùn)練可以讓學(xué)生對于難以理解的物理問題進行具體的分析，從而開闊學(xué)生的思路，讓學(xué)生找到物理知識本質(zhì)上的規(guī)律，可以對物理模型討論得出的結(jié)果進行完善，將此應(yīng)用在實際問題的解決過程中。

三、高中物理教學(xué)中構(gòu)建物理模型的措施

（一）加強學(xué)生對物理知識的感性認(rèn)知

物理模型思維法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用對于學(xué)生感性認(rèn)知的提升很有幫助，高中物理研究的內(nèi)容基本上都是一些對于特定狀態(tài)的構(gòu)建，其中涉及了很多對于物體運動的研究，這就需要學(xué)生具有一定的感性認(rèn)知能力。在傳統(tǒng)的物理教學(xué)過程中，只要依靠教師口頭上的講解，學(xué)生對于物理運動這一動態(tài)化的過程很難形成直觀的理解。借助物理模型進行教學(xué)在很大程度上可以彌補傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足。教師可以通過一些相關(guān)的物理模型來演示運動的過程，有針對性地引導(dǎo)學(xué)生，打開學(xué)生思維的廣度和深度，讓學(xué)生能夠更好地想象出物體的運動過程和運動的方式。[2]在高中生對于物體運動有了一個形象具體的感性認(rèn)知之后，才能夠更好地研究分析后續(xù)的問題，物理模型的建立可以說是對知識教學(xué)的一種輔助。例如在分析垂直固定桌面上有一個等距離的螺旋線圈，長度假設(shè)為L，總體的高度為H，將一個鐵質(zhì)的小球穿在線圈上，小球從靜止開始，不受摩擦力的滑落下來，求出小球從最高點到桌面所用的時間。這一問題若是簡單地用文字語言來進行描述學(xué)生很難在腦海中形象一個清晰的運動場景。在此時教師若是幫助學(xué)生構(gòu)建物理模型，引導(dǎo)學(xué)生進行分析，讓學(xué)生采取“無限分割法”來思考，就可以有效降低學(xué)生的理解難度，幫助學(xué)生對于問題形象一個準(zhǔn)確的認(rèn)識。

（二）注重高中生的物理思維的發(fā)展

物理模型對于學(xué)生思維的鍛煉有著積極的作用，物理模型可以促進學(xué)生思維能力的發(fā)展思維的培養(yǎng)可以說是高中物理教學(xué)的重點，對于學(xué)生今后的發(fā)展有著積極的作用。在高中物理教學(xué)過程中講解到一些物理知識時需要應(yīng)用基本的物理模型，高中生接收到的物理知識可謂是日益豐富，隨著學(xué)生知識體系的擴產(chǎn)，學(xué)生的掌握的物理模型也會變得豐富起來。很多時候?qū)W生對于物理模型的理解會出現(xiàn)混淆的情況，學(xué)生對于一些模型之間的差異難以區(qū)分。在此過程中教師需要給予學(xué)生一些必要的引導(dǎo)，通過對于物理知識的梳理來幫助學(xué)生充分理解物理模型，同時幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識，促進學(xué)生思維的發(fā)展。例如在物理復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對于彈簧、輕桿、細(xì)繩等力學(xué)部分涉及的基本模型進行歸納總結(jié)，形象相對應(yīng)的模型性概念。彈簧是一種常見的不計質(zhì)量的彈性體，容易壓縮和產(chǎn)生形變，對物理既存在拉力有存在推力但是彈簧本身不會發(fā)生突發(fā)性的形變;輕桿則是一種不計質(zhì)量的剛體，具有拉伸和壓縮形變的特征，具有拉力和推力;細(xì)繩則是不計質(zhì)量的柔性體，很容易彎曲變形，可以進行拉伸，其長度延伸的尺度很不明顯。這些模型學(xué)生很容易出現(xiàn)記憶的混淆，教師需要幫助學(xué)生分析其中的差異，加深學(xué)生的理解和記憶，提升高中生的思維能力。

（三）注重學(xué)生的知識遷移能力的提高

高中物理教學(xué)的關(guān)鍵在于提升學(xué)生的知識類比能力和知識遷移能力，這可以說是高中物理教學(xué)的核心目標(biāo)為，物理模型思維法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用能夠有效培養(yǎng)高中生的知識遷移能力。高中時期的學(xué)生接觸到的學(xué)科很多，隨著學(xué)生學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)知識點之間存在著諸多聯(lián)系，對于一些概念性的東西，學(xué)生很容易出現(xiàn)記憶的混淆。物理教師可以通過模型的對比或者是相似模型的講解來幫助學(xué)生理解相關(guān)的知識，讓學(xué)生從更深的層次來感知物理內(nèi)容，幫助學(xué)生來區(qū)分知識點之間細(xì)微的差異。這樣的方式對于學(xué)生知識類比能力和知識遷移能力的促進很有幫助，有利于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。例如在學(xué)習(xí)磁場內(nèi)容的時候，教師要有意識地將磁場中的磁極中的知識和電場中的電荷所存在的相互作用力進行分析，幫助學(xué)生思維體系的形成，學(xué)生知識遷移能力的提升可以幫助學(xué)生更好地進行物理學(xué)習(xí)，在今后遇到類似問題的時間學(xué)生不至于無從下手，學(xué)生會聯(lián)系自己所學(xué)的知識進行問題的分析，找到解決問題的突破口。在建立相對的模型之后，教師可以從生活的角度出發(fā)，選擇一些生活中常見的事例，這些事情和學(xué)生有著緊密的聯(lián)系，學(xué)生對此得興趣很高，在學(xué)習(xí)過程中可以全身心的投入進來，跟隨教師的思路來進行分析，在此過程中教師可以引導(dǎo)學(xué)生來理解，讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的規(guī)律和知識進行類比遷移，從而提升學(xué)生分析問題的能力，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系。

結(jié)束語

在高中物理教學(xué)中構(gòu)建物理模型是十分有必要的。高中時期的學(xué)生處于物理學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時期，學(xué)生物理素養(yǎng)的培養(yǎng)和良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成都要依靠教師來引導(dǎo)，物理教師需要認(rèn)識到物理教學(xué)的發(fā)展趨勢，能夠順應(yīng)時代的變革潮流。物理教師需要認(rèn)識到當(dāng)前物理教學(xué)存在的不足，立足學(xué)生實際和新課程改革方向，進行教學(xué)理念的更新，創(chuàng)新教學(xué)模式，引入物理模型教學(xué)，提升高中物理教學(xué)的有效性，促進學(xué)生學(xué)科思維和學(xué)科能力的提升，為學(xué)生今后的物理學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]趙松年.對高中物理解題思維方法的探究與運用[J].教育教學(xué)論壇，2013，3（37）：72-73.

[2]顧建新.高中物理“理論教學(xué)”與“實驗教學(xué)”的互動與能動[J].中學(xué)物理（高中版），2012，8（3）：671-672.

作者簡介：陳理彬（1988.03）.男（漢），籍貫：福建省，本科，中學(xué)二級教師，研究方向：基于思維進階的物理學(xué)科核心素養(yǎng)教學(xué)研究，有效將核心素養(yǎng)目標(biāo)滲透于課堂教學(xué)。從事一線高中物理教學(xué)工作多年，有著自己教學(xué)心得體會;教學(xué)技能扎實，獲得市級教學(xué)設(shè)計、公開課一等獎等，參加區(qū)高三質(zhì)檢考試命題，并參與市級課題研究，致力于物理學(xué)科核心素養(yǎng)研究。