提高學(xué)生物理建模能力的教學(xué)實(shí)踐探究

楊偉騰

【摘要】在科學(xué)思維方法構(gòu)建期間，物理模型構(gòu)建屬于最關(guān)鍵的組成環(huán)節(jié)。在對物理現(xiàn)象和物理過程進(jìn)行分析期間，模型構(gòu)建不僅能幫助學(xué)生掌握物理學(xué)科的核心思想，還能全面提升學(xué)生分析問題與解決問題的能力，有助于學(xué)生終身學(xué)習(xí)與發(fā)展。但現(xiàn)有物理教材中知識含量較大，知識專業(yè)性較強(qiáng)，因此在解題期間，只有保證學(xué)生第一反饋的正確，才能實(shí)現(xiàn)對問題的有效解決。

【關(guān)鍵詞】高中物理試題;物理知識;建模能力

一、在規(guī)范化訓(xùn)練中引導(dǎo)學(xué)生完成建模

在物理教學(xué)過程中合理進(jìn)行模型構(gòu)建，是解決題目的重要手段。在解題期間，最關(guān)鍵的就是將問題中表述的物理情景進(jìn)行體現(xiàn)。在掌握題目中主要矛盾后，將情景與模型構(gòu)建的基礎(chǔ)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。當(dāng)完成具體問題物理模型化后，可以發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)的過程本質(zhì)意義上就是物理抽象的過程，因此需要及時(shí)將題目中有價(jià)值的物理信息內(nèi)容進(jìn)行提取，從而掌握事物本質(zhì)。在對物理模型進(jìn)行轉(zhuǎn)化過程中，也是對知識的梳理和完善過程，所以要準(zhǔn)確尋找抽象模型和學(xué)生固有思維模型中的共性與差異。如果存在共性，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生在已知模型作用下尋求規(guī)律，如果存在差異性，就要引導(dǎo)學(xué)生對差異出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，只有這樣才能對原有物理模型進(jìn)行優(yōu)化和改善。

二、在調(diào)動(dòng)學(xué)生參與性的同時(shí)引導(dǎo)其應(yīng)用建模思維

在高中物理教學(xué)階段，試題是重要的知識載體，對于學(xué)生將知識和實(shí)踐結(jié)合有著重要幫助。在某種程度而言，學(xué)生解題能力的高低可以幫助教師直接掌握學(xué)生對知識的理解情況。其不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)能力的直觀表現(xiàn)，還能幫助教師引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建學(xué)習(xí)模型。在此種教育手段下，學(xué)生腦海中的模型意識將更為健全。在對模型進(jìn)行構(gòu)建期間，最重要的就是對物理狀態(tài)過程予以明確分析，而為保障模型構(gòu)建的準(zhǔn)確性與合理性，就需要學(xué)生對試題蘊(yùn)含的含義進(jìn)行深刻了解。比如在《圓周運(yùn)動(dòng)》的學(xué)習(xí)過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確掌握圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與特征。為保證學(xué)生更有效的接受知識，教師可以應(yīng)用生活中常見工具進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)的模擬，特別是講授“豎直平面的圓周運(yùn)動(dòng)”期間，可以準(zhǔn)備一根繩子和一個(gè)網(wǎng)球，用繩子將網(wǎng)球拴起來，并讓網(wǎng)球在豎直平面內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，通過此種方式實(shí)現(xiàn)對圓周運(yùn)動(dòng)的簡單模擬。同時(shí)，教師還可以準(zhǔn)備其他物品，反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，并將多次試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行比對，觀察每次試驗(yàn)過程中的受力情況。通過這種試驗(yàn)學(xué)習(xí)，學(xué)生對知識的掌握情況將不斷得到優(yōu)化，而在模型審視階段，審題尤為關(guān)鍵，其不僅能幫助學(xué)生對研究對象的狀態(tài)特征與運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行了解，還能幫助學(xué)生準(zhǔn)確劃分不同影響因素下的主次關(guān)系。通過腦海中已有的物理模型進(jìn)行知識聯(lián)動(dòng)，可以構(gòu)建出物理知識的具體方案和模型特點(diǎn)。

三、利用概念教學(xué)法對學(xué)生物理建模能力進(jìn)行優(yōu)化

在對學(xué)生建模能力進(jìn)行培養(yǎng)過程中，引導(dǎo)學(xué)生正確理解物理概念是最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，只有學(xué)生對物理概念完成深入分析和準(zhǔn)確理解后，才能在腦海中構(gòu)建對應(yīng)的物理模型。學(xué)生在構(gòu)建物理模型之前，應(yīng)對物理概念予以充分掌握，只有這樣才能掌握物理問題本質(zhì)的同時(shí)，構(gòu)建正確合理的物理模型。物理模型本質(zhì)意義上而言是針對某種物理現(xiàn)象或問題提出的一種模型方案，其主要作用就是對事物某一特點(diǎn)和特征進(jìn)行體現(xiàn)。而不同事物的特性表現(xiàn)不同，比如形狀、輕重、大小、溫度、性能等等。正確的物理概念中主要蘊(yùn)含了上述特性，所以在教學(xué)期間，物理教師也要加強(qiáng)對學(xué)生物理概念教學(xué)法的關(guān)注，幫助學(xué)生在掌握正確物理概念的同時(shí)構(gòu)建起健全的物理模型。下文將舉例說明，在物理模型構(gòu)建期間，概念教學(xué)法的重要意義。在高中物理教學(xué)中一個(gè)基礎(chǔ)概念為質(zhì)點(diǎn)。所謂質(zhì)點(diǎn)就是物理學(xué)中用于表示物體質(zhì)量，但沒有形狀和大小的點(diǎn)。在對這一物理概念進(jìn)行建模期間，如果學(xué)生不能正確掌握質(zhì)點(diǎn)的概念特點(diǎn)，很可能將質(zhì)點(diǎn)錯(cuò)誤理解為物體的質(zhì)量大小。由于學(xué)生對物理概念的掌握存在偏差，理解能力有限，所以很難用正確的模型法進(jìn)行物理教學(xué)內(nèi)容問題的解決。這就要求教師要積極應(yīng)用概念教學(xué)法，在此方法的有效帶動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)學(xué)生建模能力的提升。

四、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)法作用下實(shí)現(xiàn)學(xué)生物理建模能力的提高

為實(shí)現(xiàn)學(xué)生物理建模能力的全面提升，學(xué)校也要加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)，確保每一位同學(xué)在學(xué)習(xí)期間都能在實(shí)踐課程中不斷進(jìn)行探索，通過必要的動(dòng)手操作，加深學(xué)生對物理知識的了解，全面提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力。在物理實(shí)踐教學(xué)開展期間，物理教師可以引導(dǎo)學(xué)生組建物理小組，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停處熗ㄟ^從旁指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，不斷加深對物理知識的理解和掌握。比如教師在課程中對自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行講述期間，可以先在課堂中構(gòu)建對應(yīng)的物理模型，從而進(jìn)行詳細(xì)內(nèi)容的講解。在《平拋物體的運(yùn)動(dòng)》講解期間，教師可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)講解，選取一個(gè)點(diǎn)在多媒體設(shè)備幫助下進(jìn)行水平方向拋棄，在初速度相同情況下，此種方式被稱之為平拋運(yùn)動(dòng)。通過實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開展，學(xué)生對平拋運(yùn)動(dòng)的記憶將更為深刻，能有效認(rèn)識到平拋物體運(yùn)動(dòng)的特征。在此期間，教師還要在實(shí)驗(yàn)課程上引導(dǎo)學(xué)生按照以往所學(xué)知識進(jìn)行模擬制作，在實(shí)驗(yàn)過程中及時(shí)記錄不清楚或記憶模糊的位置，統(tǒng)一向教師提問。通過此種方式，不僅能幫助學(xué)生更準(zhǔn)確的掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的原理和過程，還能更深刻的感知物理模型的應(yīng)用與特點(diǎn)，在不斷實(shí)現(xiàn)對自我能力提升的同時(shí)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)物理知識的知行合一。

結(jié)語

綜上所述，在高中物理學(xué)習(xí)過程中，物理模型的構(gòu)建是學(xué)生思維方法得到提高的重要手段。尤其是在試題教學(xué)期間，學(xué)生更需要在不斷的練習(xí)和探索中尋找物理現(xiàn)象的本質(zhì)規(guī)律，從而為試題解答提供有效幫助，實(shí)現(xiàn)物理知識學(xué)習(xí)效果的全面提升。

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