【摘 要】高中物理知識(shí)抽象且復(fù)雜，部分學(xué)生感到物理學(xué)習(xí)十分困難。高考試題中，出題者往往創(chuàng)設(shè)新情境，聯(lián)動(dòng)各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行綜合性考查。教師在物理教學(xué)中應(yīng)當(dāng)建立物理模型，引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，將問題直觀化、簡單化，抓住主要因素進(jìn)行分析。因此，要讓學(xué)生掌握建立與應(yīng)用物理模型的方法，將理論與實(shí)際相結(jié)合，在實(shí)際問題中建模，了解問題核心，排除干擾，提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力，為其后續(xù)學(xué)習(xí)新知識(shí)以及正確解題打下良好基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】高中物理;物理模型;重要性;有效方法

【中圖分類號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437（2021）16-0031-02

在高中物理學(xué)習(xí)中，單個(gè)物理知識(shí)點(diǎn)往往并不復(fù)雜，最為困難的是知識(shí)點(diǎn)的融合運(yùn)用。在高中階段，物理教師最重要的教學(xué)任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓學(xué)生理解物理的本質(zhì)，并能夠順利解決問題。因此，教師需要在教學(xué)中引入物理模型的構(gòu)建，根據(jù)不同情況選擇不同類型的物理模型，讓學(xué)生熟練掌握理論知識(shí)，并從題目創(chuàng)設(shè)的情境中自主探索，進(jìn)而加強(qiáng)對(duì)物理的學(xué)習(xí)與探究。

1? ?高中物理教學(xué)中建立物理模型的重要性

1.1? 簡化研究對(duì)象，便于學(xué)生理解

一些物理知識(shí)抽象難懂，其應(yīng)用也非常復(fù)雜，常常有多個(gè)研究對(duì)象和初始條件，選取不同的研究對(duì)象和不同的條件，可能出現(xiàn)截然不同的研究結(jié)果。尤其在高中物理的學(xué)習(xí)中，學(xué)生在解題時(shí)容易陷入糾結(jié)的境地，不知道如何權(quán)衡、選取出最合適的研究對(duì)象和研究角度。模型作為物理學(xué)的研究對(duì)象，不僅高度抽象，且具有較強(qiáng)的代表性，如一個(gè)電子、一輛車、一個(gè)人，都可以在合適的條件下簡化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。教師在教學(xué)中滲透建立物理模型的思想，能幫助學(xué)生簡化問題，采用理想化的方式分析已知條件中的主要因素與干擾因素。

如理想化物理建模法就可以將研究對(duì)象或物理過程簡化。學(xué)習(xí)人教版高中物理必修一中的“摩擦力”一章時(shí)，會(huì)遇到車輛在各種復(fù)雜情況下行車、各階段受力不同的問題，這些問題的解決要求學(xué)生能夠分析各階段的受力情況，并畫出摩擦力方向，計(jì)算摩擦力大小。如果學(xué)生直接思考，便會(huì)被生活經(jīng)驗(yàn)及題目中的復(fù)雜情況擾亂思路，造成知識(shí)混淆。這時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將車輛看作一個(gè)整體，忽視車輛內(nèi)部駕駛員和車輪的受力情況，將車輛整體理想化地看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，對(duì)這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的重力、摩擦力、支撐力等展開分析，找到地面對(duì)車輛的反作用力，比對(duì)靜摩擦力與動(dòng)摩擦力的定義進(jìn)行判斷，從而順利得到摩擦力的大小及方向，在圖中以車輛質(zhì)心作為受力點(diǎn)標(biāo)出摩擦力方向。

1.2? 鍛煉學(xué)生物理思維能力

物理建模作為物理學(xué)習(xí)中的重要思考方法，其本質(zhì)是鍛煉學(xué)生的思維能力，讓學(xué)生具備基本的物理素養(yǎng)。在物理教學(xué)中建立物理模型，是為了讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)物理建模的方法，形成透過現(xiàn)象看本質(zhì)的能力，并在生活中也能透過現(xiàn)象思考其中蘊(yùn)含的物理知識(shí)，用物理思維看待問題，將物理知識(shí)內(nèi)化。教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生自主建模，思考選用何種方式建模、如何建模，這一過程是學(xué)生獨(dú)立思考分析、創(chuàng)新方法的過程，在這一過程中，學(xué)生能不斷提升自身的物理思維能力[1]。

同樣以上文提到的分析車輛摩擦力為例。理想化物理建模是最佳建模方法，但學(xué)生也可以自行嘗試科學(xué)抽象法建模。將車輛從行駛路面隔離開，忽視地面對(duì)車輛的影響，此時(shí)車輛僅存在重力和行駛方向上的合力。有了路面支持后，則存在路面對(duì)車輛的支持力及由此產(chǎn)生的摩擦力。這樣學(xué)生就更能夠理解路面的摩擦系數(shù)與支持力的本質(zhì)，以及二者對(duì)車輛所受摩擦力大小和方向的影響。在這一過程中，學(xué)生能發(fā)現(xiàn)，對(duì)于這種題型，科學(xué)抽象法不如理想法實(shí)用，將車輛整體看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)是最便捷的建模分析方法。學(xué)生能自我總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與技巧，在日后遇到類似情況時(shí)能夠選擇高效、實(shí)用的建模方法。

2? ?高中物理教學(xué)中建立物理模型的有效方法

2.1? 挖掘生活素材，引入物理建模思想

物理來源于生活，也應(yīng)用于生活。教師在課前備課時(shí)，首先要深入分析教材的理論知識(shí)與例題，找出與物理建模緊密關(guān)聯(lián)的生活素材，并歸納整理。接著，教師要合理制定教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容，考慮什么樣的生活素材最能夠被學(xué)生接受和理解且最適合作為例題引入物理建模方法。教師還應(yīng)結(jié)合高中生的年齡特點(diǎn)與性格特征，選取既能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又能夠與理論知識(shí)講解緊密聯(lián)系的素材。此外，教師要預(yù)設(shè)學(xué)生的課堂反應(yīng)，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，以達(dá)到更好的課堂教學(xué)效果，寓教于學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生物理建模思想。

學(xué)生從小就接觸光與光線，對(duì)光的折射、反射現(xiàn)象非常熟悉，也能夠熟練地運(yùn)用相關(guān)知識(shí)，如有些學(xué)生經(jīng)常會(huì)用鏡子將陽光折射至教室天花板。在學(xué)習(xí)光的波動(dòng)相關(guān)知識(shí)時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)抓住這一點(diǎn)，自然地引入生活中光的現(xiàn)象，讓學(xué)生對(duì)光的波動(dòng)性、光具有粒子性產(chǎn)生更深刻的認(rèn)識(shí)。學(xué)習(xí)微觀粒子時(shí)，教師可以利用類比的思想，構(gòu)建起微觀粒子與光之間的聯(lián)系，為后續(xù)物質(zhì)波模型的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.2? 及時(shí)鞏固強(qiáng)化，總結(jié)技巧經(jīng)驗(yàn)

一味地學(xué)習(xí)新知識(shí)而不注重復(fù)習(xí)鞏固，容易導(dǎo)致學(xué)生只記得剛學(xué)過的內(nèi)容，而忘記之前所學(xué)過的知識(shí)。所以，教師應(yīng)當(dāng)認(rèn)真設(shè)計(jì)作業(yè)的形式與內(nèi)容，合理布置家庭作業(yè)。

內(nèi)容上，作業(yè)既要盡可能地讓學(xué)生鞏固所學(xué)物理知識(shí)，考查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況，又要讓學(xué)生不斷使用學(xué)過的物理建模方法，鞏固對(duì)物理建模方法的應(yīng)用。學(xué)生在不斷練習(xí)中，能夠根據(jù)不同題目建立物理模型，找到自己應(yīng)用不熟練的地方，并及時(shí)尋求指導(dǎo)。同時(shí)，學(xué)生也能夠找尋一些規(guī)律，總結(jié)出適合自己的建模技巧和經(jīng)驗(yàn)。形式上，教師應(yīng)當(dāng)突破傳統(tǒng)練習(xí)題形式，創(chuàng)新作業(yè)形式，如小組合作、調(diào)研報(bào)告等形式，讓學(xué)生能鞏固所學(xué)知識(shí)以及物理建模方法。

2.3? 鼓勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)新建模方法

教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極創(chuàng)新，探尋新型的建模方法，營造輕松、友好的課堂氛圍，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。對(duì)同一種題型，有時(shí)可以采取多種物理建模方式進(jìn)行簡化，這時(shí)教師不應(yīng)當(dāng)直接告訴學(xué)生最優(yōu)的建模方式，可讓學(xué)生以4—6人為一組，開展小組討論。讓學(xué)生提出自己認(rèn)為最合適的建模方法，從而產(chǎn)生不同思維的碰撞，讓學(xué)生在彼此的交流溝通中得出最優(yōu)建模方式。在這個(gè)過程中，甚至可能會(huì)出現(xiàn)比教師所選擇的建模方法更加優(yōu)秀、便捷的建模思想。再由教師帶領(lǐng)全班學(xué)生集體討論，盡可能地鍛煉學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。

2.4? 注重實(shí)踐與遷移能力

一切理論知識(shí)和物理建模方法都需要投入實(shí)踐，教師也應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力。如在學(xué)習(xí)“平拋運(yùn)動(dòng)”時(shí)，由于這部分知識(shí)相對(duì)簡單，學(xué)生能夠迅速掌握。進(jìn)入人教版高中物理選修3“帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)”的學(xué)習(xí)時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)運(yùn)用等效替代的建模思想，讓學(xué)生將平拋運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)遷移至“磁場”學(xué)習(xí)中，將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)等效替換為平拋運(yùn)動(dòng)，從而簡化新知識(shí)，提升學(xué)習(xí)效率。

3? ?高中物理教學(xué)中建立物理模型的注意事項(xiàng)

3.1? 物理模型的建立應(yīng)遵循合理性原則

教師在教學(xué)中引入物理建模方法時(shí)，一定要注意合理性原則。盡管高中生的心理、生理都相對(duì)成熟，但其思維方式與教師還是存在一定差異[2]。同時(shí)，新時(shí)代的學(xué)生對(duì)新鮮事物充滿好奇，會(huì)積極討論特別感興趣的內(nèi)容，可能會(huì)導(dǎo)致課堂秩序混亂、課堂重點(diǎn)偏移，打亂教師的教學(xué)計(jì)劃，影響教學(xué)進(jìn)度。

教師還需要換位思考，從學(xué)生的角度出發(fā)，建立既符合教學(xué)要求，又能保證教學(xué)質(zhì)量的模型，使學(xué)生跟隨教師的引導(dǎo)學(xué)習(xí)核心知識(shí)。此外，教師也要注意物理模型的建立是一種輔助教學(xué)的方式，而不是教學(xué)重點(diǎn)。教師在課堂中不能花費(fèi)過多時(shí)間用于建立物理模型，否則會(huì)忽視對(duì)教學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容的系統(tǒng)性講解，導(dǎo)致本末倒置。

3.2? 打破思維定勢，學(xué)習(xí)知識(shí)本質(zhì)

雖然利用物理建模思想學(xué)習(xí)物理知識(shí)有很多好處，但是建立物理模型并不是學(xué)習(xí)物理的唯一方法，一味地注重物理建?？赡苁箤W(xué)生形成思維定勢，在解題時(shí)過分追求物理模型的構(gòu)建，或是看到類似情況，不加思考地直接套入物理模型，而忽視題目細(xì)節(jié)或創(chuàng)新處，出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤。這樣不僅難以發(fā)揮物理建模的作用，反而限制學(xué)生的思維，導(dǎo)致學(xué)生在遇見全新情境時(shí)，容易陷入死板建模的思維定勢，缺乏獨(dú)立思考的能力與創(chuàng)新意識(shí)。

教師和學(xué)生都需要明確，引入物理建模的本質(zhì)是為更好地幫助學(xué)生理解復(fù)雜多變的物理知識(shí)，鍛煉學(xué)生的物理思維能力。物理學(xué)習(xí)的本質(zhì)是掌握并在生活中運(yùn)用知識(shí)，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生思考，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)以致用。

總之，高中物理學(xué)習(xí)有一定難度，教師需要采用合理的教學(xué)方法，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。在教學(xué)中引入物理建模思想，可幫助學(xué)生理解并掌握所學(xué)的知識(shí)，簡化復(fù)雜條件，排除干擾項(xiàng)，直擊問題核心。教師要利用教學(xué)各環(huán)節(jié)展開物理建模思想教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生學(xué)會(huì)建模，形成基本的物理思維和知識(shí)體系，為今后的學(xué)習(xí)、生活、工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張燈紅.淺談高中生物理建模能力的培養(yǎng)策略[J].文存閱刊，2020（8）.

[2]張啟杰.基于問題解決下高中物理模型教學(xué)的實(shí)踐分析[J].考試周刊，2020（55）.

【作者簡介】

趙瑞（1978～），女，漢族，安徽宿州人，本科，中學(xué)一級(jí)教師。研究方向：高中物理教學(xué)。