引言:学生在学习高中物理的过程中,难以接收并学习超出自身认知范围的知识,因此在课堂学习的过程中,表现为理论知识易于接收,实践内容较为有趣,但是缺少自主动手的经验,缺乏创新性的想法。这主要源于学生在处理物理问题时,采取多样化的教学方法,培养学生构建物理模型的能力。
一、高中物理模型的类型及特点
在高中物理教学中,常用到的模型主要有五种,分别为条件模型:包括光滑面、零电阻、匀强磁场等;问题解决模型,其核心是先设置问题,然后再围绕此问题提出解决办法;过程模型,如自由落体运动定电压、绝热过程等;对象模型,如在物理教学中使用的单摆就是对象模型中的一种。
典型性是物理模型的首要特点,物理模型是从一类物理问题中,抓住主要的本质问题,删除干扰和次要因素,集基础知识与基本规律于一体,具有代表性的结晶。方法性是物理模型的第二个特点,物理模型不只是知识的结晶,同时也是思维的结晶。掌握好物理模型,除了加深对物理概念的理解之外,还可以从物理模型的建立,理解物理知识深刻的内涵及外延,体会将物理知识应用于解决实际问题的思路和逻辑方法入手。美学性是物理模型的第三个特点,物理模型能简明扼要地揭示物理问题,体现了他的形式美。物理模型是知识与思维的产物,是知识与能力的完美结合,体现了和谐美,随着学习的深入,对同一模型会有不同层次的体会和感悟,会为它丰富的内涵所折服,体现它的内在美。
二、培养高中生物理建模能力的重要作用
1.培养学生的建模能力是高中新课程标准的要求。《普通高中物理课程标准》(2017年版)明确指出:高中物理的学科核心素养主要包括"物理观念""科学思维""科学探究""科学态度与责任"四个方面,而"科学思维"主要包括模型建构、科学推理、科学谁、质疑创新等要素。在课程目标中也明确指出,通过高中物理课程的学习,学生应具备建构模型的意识和能力。
2.培养学生的建模能力是提高学生分析问题和解决问题能力的重要切入点。学生在学习过程中建立起恰当的物理模型,从心理学的知识来说,就相当于形成了"定势"。定势也叫心向,是指在原有知识经验的影响下,心理活动所形成的准备状态,它使后继的心理活动具有一定的倾向性。这种积极的倾向可以为学生提供方便快捷的思维角度,从而为解决问题提供有效的思路。特别是在当前考试的特定环境下,它不仅考察学生是否能够做题,而且还考察学生是否有解题的能力。此时,当学生面对不熟悉的具体物理问题时,他们是否能够建立一个模型并能够灵活地转移现有的物理模型,将对他们的表现起着决定性的作用。
三、培养高中生物理建模能力具体措施
只有全面系统地了解了各类物理模型,才能在教学实践中应用自如。因此,在高中物理教学中,教师必须学会如何培养学生的建模能力,以期最大限度地提高物理学科的高考备战效率。培养学生建模能力的基本思路主要包括:研读分析教材,使基础知识体系化;重视学生主体地位,培养学生独立思考能力;理论结合实践,培养学生动手能力。在遵循以上思路的基础上,具体应做到以下几方面:
1.培养学生物理模型建立的意识
当学生需要解答物理问题的时候,要先将题目中无关紧要、不影响结果的因素剔除出去,抓住问题的主要因素,做到透过现象看本质。比如,在解决电磁强度等物理问题中,学生往往很难准确地看到这些事物的本质,这就需要建立物理模型来解决问题。
老师在课堂的教学中也要突出物理建模在解决问题的优点,要求学生通过物理建模的方式来解答相对应的物理问题,培养学生在解决物理问题时优先考虑用物理模型来解答的意识。
2.高度关注教学过程中的模型建构
在以往的高中物理教学过程中,及时习惯把定理、概念等理论内容作为传授重点,忽略了对物理模型的建构。高中物理中的各个规律和概念都有相对应的物理模型,解决物理问题的本质就是发现问题并构建相关的应用模型,然后对模型进行完善。高中物理教学工作在新课程教学改革目标下,需要积极转变教学方法,注重物理模型的建构,尽量提高学生的物理思维,因此,高中的物理教师可以针对不同类型的理论知识,采取相应的模型教学方式,并且对物理知识的具体形式进行充分考量,明确物理习题、物理规律等内容,提升物理模型建构的针对性。
学生在解决物理习题的过程中,需要把题目中的已知条件、隐藏条件、未知条件等进行一一提取,同时明确研究思路,构建物理模型,依据物理规律进行科学解答。采用规律性的教学方法,利用“整理富含多种物理规律的生活现象-找到其和固有模型之间的关联-构建新模型-明确构建模型的事实依据-客观描述规律变化-应用规律的条件-运用规律模型”的教学方法。包含匀变速直线运动规律、机械能守恒定律、振动规律等。针对概念教学,可以采取“观察物理实验-发现相同特点-构建物理模型-抽象概念的本质-利用数字或文字进行表达-利用模型”的教学方法。包含时间和位移、向心加速度、平均速度等。
3.培养学生独立建立物理模型的能力
高中物理中许多物理定理都很抽象化,学生单从课本的文字中学习会对物理这门学科产生厌恶。老师在课堂中可以利用“物理建模思想构建”来展开教学,如分析“光的折射”时,通过一些小的实验,(如将一根筷子放入装满水的水杯中,筷子“断了”,让学生对这一定理发生兴趣,老师再加以引导、启发使学生自己通过建立物理模型来解决问题。
在解决物理问题时,学生构建的物理模型时常会出现一定的偏差,教师需要对其进行正确的指导,使其对物理定律产生更加深刻的认知,使其具有清晰的解题思路,经过长时间的培养,学生就具备独立构建物理模型解决物理问题的能力。
4.建立科学的互动教学评价体系
在互动教学的过程中,物理教师不仅仅是重要的教学组织者,还是互动教学的管理者。在物理课堂上的互动环节,可以说每个教育对象的课堂表现会千差万别,学生的参与程度和精力投入也会有所区别,这时教师的教学评价就会显得格外重要。首先,针对物理课堂互动中的“两极分化”现象,教师在对学生进行评价时,要多一些鼓励,少一些批评,尤其是互动热情不是很高的学生,教师要通过鼓励和引导让学生回到互动学习的正确轨道上来;其次,除了教师向学生开展单向评价外,还应当鼓励学生的相互评价和自主评价,因为这样更能凸显出学生在课堂上的主人翁地位,避免因为教学评价造成师生关系的紧张;再次,物理教师还应当针对学生的互动学习开展过程性评价,这样能够更好的把握学生在互动学习时的思维过程,发现学生的物理知识缺陷和学科思维缺陷,从而为学生接下来的物理学习提供更好的指导与帮助。例如,在高中物理的实验互动环节,物理教师应当重点做好实验互动教学的组织和管理工作,教学评价的权利可以下放学生,让学生彼此监督实验流程,评判实验结果,在相互对比中发现自身的实验流程缺陷,总结个人在理论知识和实验技能上的不足,及时完善自身的知识结构,而物理教师则是要重点监控学生的实验过程,对学生的学习成果重点进行整体上的评价,实现实验教学流程的不断优化即可。
综上所述,在高中物理教学过程中,通过构建物理模型,满足自身的教学需求,改善学生的学习能力和认知水平,物理教师需要依据建构物理模型的难点制定科学的教学对策,提高学生的模型建构能力。
参考文献:
[1]张洪燕.浅析高中物理教学中物理模型的有效性及学生建模能力的培养[j].教育教学论坛,2012(15).
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