普通高中物理课程标准(2017年版)中明确指出：高中物理课程应在义务教育的基础上，进一步促进学生物理学科核心素养的养成和发展。学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。科学思维是物理核心素养的一个方面，其主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。物理模型的建构不仅能够解释物理现象与解决物理问题，而且能够有效地促进学生的思维发展，提升学生问题解决的能力，为学生的终身发展奠基。
本文以“人教版用牛顿定律解决问题（二）共点力的平衡条件”教学设计为例探索模型建构在教学设计中的应用研究，教材设计注重在机械运动情境下培养学生的运动与相互作用观念和模型建构等物理学科核心素养。教学中应根据本课所学物理模型的特点，联系生产生活实际，从多个角度创设情境，提出与物理学有关的问题，引导学生探讨，让学生体会建构物理模型的必要性及方法等。
一、多维度创设情境，微实验情境建模。
在教学设计课堂引入环节和教学环节过渡时可以多维度创设情景，通常可以采用多媒体辅助教学，可以通过图片、动画、视频等多媒体技术以生动、形象的视听效果使得物理教学更直观，引发学习兴趣。此外，还有体验式创设情境，通过微实验引导学生针对问题进行情境建模，将实际情景与物理问题相结合，促进学生的科学思维。
例如：共点力的平衡条件教学设计
【环节1课堂引入】
1.播放视频，引起兴趣
视频内容：塔吊、走钢丝等在生活中遇到的平衡问题以及不平衡状态给人们带来的损害及其应用。
设计意图：引起学生对平衡问题的兴趣，提高学习的重视度。
2.演示实验，引起思考
实验内容：教师将利用纸带两端对折后，下面挂上钩码，分析静止、匀速上提和把纸带两端打开时钩码的受力情况。
设计意图：简化平衡问题，引导学生经历平衡概念的建构过程，建立平衡状态模型，学习平衡状态概念。
3.分组实验，合作探究
实验内容：使用弹簧测力计得出重锤受到的重力G=
请分别画出物体的受力图并分析展示：
（1）使用一个弹簧测力计，重锤受几个力？合力为多少？
（2）使用两个弹簧测力计，重锤受几个力？合力为多少？
（3）实验中重锤处于什么运动状态？
设计意图：通过合作探究，建构二力平衡、三力平衡模型，并得出平衡条件。
【环节过渡例题1】
分组实验，合作探究
实验内容：使用细绳、一次性筷子和重锤建构三角形结构悬挂结构简化模型。
1.结合教材例题1分析O点的受力情况画出受力图，在平衡状态下所受合力为0。
2.感受手受力的情况，判断出正确的选项是（ D ）
设计意图：通过实验合作探究，亲手体验构建实际生活应用的平衡模型，从生活走向物理，由感性体验到理性分析。
二、分步骤转化情境，探究式问题建模。
生活中具有很多能生成有价值的科学探究问题的情境，在教学设计中的实验探究和实际应用环节中需要把问题中的实际情境转化成解决问题的物理情境，分析影响问题的主要因素和次要因素，把一个复杂的问题分解为若干个简单的问题。通过课内外探究的方式，在探究中创设一些任务，让学生在完成任务中运用科学思维，自己提炼出应探究的科学问题，同时鼓励并引导学生基于物理学科核心素养解决生活中的问题，建立相应的物理模型，全面提高学生的问题解决能力。
例如：共点力的平衡条件教学设计
【环节2例题1教学】
例1分步探究问题：
（1）研究悬挂的物体，物体受哪些力的作用，大小是多少？请画出受力示意图。
（2）研究结点O，结点0受几个力作用？请画出受力示意图。
（3）以O为原点，沿水平和竖直方向建直角坐标系，求OA绳拉力在坐标轴上的分失量。
（4）应用平衡条件，列出坐标轴上的合力方程求解。
设计意图：通过例题教学，引导学生处理多个研究对象时，思考事物间的因果关系，合理建构问题研究的物理模型，提高学生解决能力的问题。
【环节3课内探究】
课堂练习1：小球放在两板间，如图所示，当OA绕O点转动使θ变小时，两板对球的压力和的变化为( B )
A．FA变大，FB不变 B．FA和FB都变大
C．FA变大，FB变小 D．FA变小，FB变大
分步探究问题并小组讨论：
（1）对小球受力分析，受 个力作用，画出受力示意图。
（2）根据共点力平衡条件画两个力的合力与第三个力（一般选择重力，大小不变的力）等大反向。
（3）有一个力的方向不变（FB），画平行四边形，观察分力线段的长度变化，从而得到力的大小变化。
（4）通过探究，感受力的变化情况。
设计意图：通过课内探究，重现问题研究物理模型，巩固受力分析，运用牛顿运动定律和共点力平衡条件，由静变动的进行科学探究。
【环节3课外探究】
拓展练习1：（2017年广西学考）30（多选）．如图26所示，某同学将细绳两端由虚线位置缓慢向外移动到实线位置的过程中（ BC ）
A. 双手感受到的拉力始终不变
B．双手感受到的拉力逐渐增大
C. 细绳对砝码拉力的合力方向竖直向上
D. 细绳对砝码拉力的合力方向竖直向下
分步探究问题并小组讨论：
（1）对细绳节点受力分析，受 个力作用，画出受力示意图。
（2）根据共点力平衡条件画两个力的合力与第三个力（一般选择重力，大小不变的力）等大反向。
（3）改变两个分力的夹角画平行四边形，观察分力线段的长度变化，从而得到力的大小变化。
（4）通过实验探究，感受力的变化情况。
设计意图：通过课外探究，可以从理论和实验两方面进行探究，巩固所学平衡状态模型，用于解决实际问题。
本节设计注重引导学生经历建模过程，通过情境和问题进行建模帮助学生形成物理概念，侧重发展学生的建模能力、分析能力、探究和交流能力，精心设计的系列问题和围绕问题解决开展的探究活动，让学生“跳一跳、摸得到”，激发学生的学习动机和探究欲望，多方面促进学生物理学科核心素养的发展。
作者简介：符冬琼（1984.10.18-），女，汉族，湖南省祁阳县人，柳城县实验高级中学，大学本科，一级教师，研究方向：高中物理教学。
