摘要 : 物理是 一 门较为严谨的学科 , 开展教学的过程要注重教学的灵活性 , 不断调整和 优化教学方法 , 使其能够更好地适配学生的学习特点 , 进而更好地激发学生的物理学 习 兴趣 。在教学中 , 结合物理模型开展教学能够凝练题目和知识点的核心要素 , 最终达到 举 一反三的教学效果 。 因 此 , 本文结合高中物理课程知识的要 素 展 开 物 理 建 模 教 学 分 析 , 首先列举高中物理教学中常见的物理模型及作用 , 其次分析物理模型在教学活动中 的意义 , 探讨物理建模能力评估的方法要义 , 最后给出高中物理建模思维的能力拓展对 策 。本文的探讨为横向的教学改革与教师实践提供参考和借鉴 。

　　关键词 : 高中物理,物理建模,能力评估,思维拓展

　　一 、高中物理教学中常见的物理模型及作用

　　陶行知先 生“社 会 即 学 校”的 教 学 理 论 明 确 指出 , 社会场景 、 自然场景都是知识学习的场所 , 对 于物理学科的教育来说也是如此 。物理问题的发现 本身就来自生活实践 , 丰富学生的社会实践经验能 够更好地帮助学生总结知识要义 。在进行高中物理 知识的学习过程中 , 正确地应用物理模型能够显著 提升学生的理解能力和知识的应用能力 。其中常见 的物理模型主要有 :

　　1. 对象模型

　　对象模型能够对实体模型进行高度的凝练 , 在 问题分析的 过 程 中 能 够 更 加 针 对 问 题 主 体 展 开 求 解 , 是模型处理中最为常见的一种类型 。

　　2. 条件模型

　　在问题处理中 , 将研究对象所处的外部条件全 部进行理想化处理 , 例如 , 对结果参数影响不显著 的几何体都可以成为简化条件的载体 , 使得问题求 解意图更加明确 。

　　3. 理想实验模型

　　通过实验能够充分模拟出真实情境的物理参数变化情况 , 进而总结物理过程的一般规律 。 实验模型以物理问题为核心 , 诠释了一种解释问题的关键方法 , 使得问题解决的思路更加清晰和明确 。学生通过物理模型进行问题求解能够快速地分析问题和简化问题 , 将抽象的物理问题以更加直观和具体的形式展现在题目中 , 进而充分突出问题的主要矛盾点 , 在这个过程中 , 学生的思维能力和解题能力得到充分锻炼 , 起到事半功倍的效果 。

　　二 、物理模型在教学活动中的意义

　　1. 培养学生的创新意识

　　模型具有较好的可视化效果 , 层级结构 、关联关系都是展现知识要素的关键核心 。结合模型的基础线条 , 学生可以 自主进行模型构建 , 使问题的解决思路更加清晰明了 , 这个过程充分锻炼学生的创新意识和创新能力 。通过物理模型的深化学习 , 能够使学生对复杂模型开展具体的问题分析 , 在不断地知识要点交互中 , 学生能够紧紧地抓住问题的本质 , 培养学生的创新意识 。

　　2. 培养学生正确的思维方法

　　正确的思维方法才是创 新 的 基 本 保 证 , 因 此 ,指导学生应用正确思维方法开展学习活动是问题解 决的关键核心 。物理模型只是解决物理问题的 一 种 工具 , 是知识桥接的关键信息载体 , 在开展分析活 动的过 程 中 , 通 过 不 断 地 引 导 、启 发 以 及 数 据 分 析 , 学生自然能够主动领悟其中的知识要义 , 最终 实现培养创新能力的 目的 。

　　3. 培养学生的核心素养

　　物理核心素养的形成是高中物理教 学 的 关 键 。 高中物理中的知识要素较为抽象 , 如果借助物理模 型开展教学 , 需要重点突出物理问题的核心主 干 , 及时梳理问题思路 , 将问题化繁为简 。这个过程可 以不断强化用物理模型解决问题的意识 , 使学生能 够结合问题情境实现问题的延伸 , 在不断“提 出— 分析— 交流”的互动中深化核心素养的 要 素 , 实 现 学生的全面发展 。基于物理模型建构的物理核心素 养人才培养机制如图 1所示 。

　　三 、物理建模能力评估的方法要义

　　1. 应用学习评价分析建模教学

　　高中物理的知识点较多且关联较为复杂 , 学生 想要通过物理模型解决问题 , 首先应当充分了解知 识点的核心内涵 , 辨析不同物理主体在不同状态下 的特性 , 而后通 过 所 掌 握 的 物 理 知 识 开 展 物 理 建 模 , 最终深度剖析问题的本质和基本 现 象 。 对 此 , 教师在开展模型教学的过程中 , 应制定不同层次的 评价标准对问题进行评估 , 使学生能够对基础知识 有较为充分的了解 , 这个过程可以采用对比和思维导图的形式让学生明确不同物理主体之间的评价目标 , 进而开展高效建模和准确建模 。

　　2. 应用学习评价开展实验建模教学

　　在开展物理模型构建的过程中 , 学生可能只是 通过理论分析开展建模活动 , 因此使得物理建模的 形式停留在表面 , 无法促进建模能力和探究能力的 综合提升 。 因此 , 在开展模型建立的过程中 , 教师 应对建模的条件进行合理的界定 , 并且匹配不同水 平的学习评价目标 。让学生在具备动手实践的条件 下能够开展自主建模 , 在不断完成阶段性目标的过 程中 , 使学生真切地参与建模并且感受建模的内在 乐趣 。

　　3. 应用学习评价营造情境式建模教学

　　高中物理的知识点和理论体系都较为复杂 , 学 生在学习的 过 程 中 可 能 会 因 为 没 有 耐 性 而 失 去 信 心 , 从而使学习过程更加困难 。 因此 , 教师在为学 生讲解物理知识以及培养学生建模能力的同时 , 应 当充分地注重情境式教学氛围的营造 。通过情境式 教学能够更好地匹配预设评价问题 , 让学生充分地 体会物理学科的魅力所在 , 实现物理建模能力与实 践探究能力的双重提升 。

　　四 、高中物理建模思维的能力拓展对策

　　1. 培养学生建立高中物理模型的意识

　　任何物理问题都可以回归到物理模型作为根本 依据 , 但是在传统的教学中 , 对于模型的理解和应 用存在两个问题 : 一是学生对于基本模型的掌握和 理解不够全面 , 导致问题解决流程存在错误; 二是 学生即便掌握基本模型 , 但是换了一种问题或者换 一种问法学生就无法对模型进行延伸 , 学生思考问 题的方法较为固化 , 无法很好地实现拓展 。这些现 状都是学生物理思维能力欠缺的重要表现 。 因 此 , 在开展教学实践的过程中 , 教师要有针对性地培养 学生建模的灵活意识 。

　　例如 , 一 只 重 量 为 G 的 小 虫 子 , 掉 入 一 个 半 径为 r 的碗中 , 其中碗的深度是d, 已知小 虫与碗 之间的动摩 擦 因 数 为μ, 试 求 解 d 的 最 大 值 是 多 少 。这道题目需要学生深度理解物体在曲面运动的基本情况 。传统的物理学习大多数涉及的是水平面和倾斜面上的问题 , 学生通过动脑想象就可以直接 联想到运动路径 , 但是曲面一直都是知识学习的难 点 。 因此 , 教 师 需 要 引 导 学 生 积 极 地 建 立 物 理 模 型 , 以物理模型为基本铺垫 , 将晦涩难懂的题目情 境转化为生活中熟悉的可视化例子 , 让学生面对难 题时能够及时地转变思考方向 。物理题目虽灵活多 变 , 但基础模型是不变的 , 只要引导学生积极观察 生活现象 , 并且更好地进行思维转化 , 便能应对不 断变化的题目 。

　　2. 培养学生严谨的物理逻辑思维

　　高中物理题目强调的是学生综合能 力 的 应 用 , 一道物理大题往往是由多道小题组合而成 。学生习 惯于采用套公式解决问题 , 但这样的求解思路遇到 综合题时往往难以实施 。 因此 , 在开展思维拓展的 过程中 , 教师应注重学生逻辑思维的培养 , 不能简 单地将物理知识当作一个单独的知识点 , 而是要将 所有的知识点完整地串联起来 。

　　例如 , 假定 一 辆汽车的正前方有 一 辆 自行车在 行驶 , 其中 自行车 匀 速行驶的 速 度 为 6m/s, 而 汽 车 以 18m/s 的 速 度 追 赶 前 方 的 自 行 车 , 如 果二 者 之间是同向运动的 , 则 (1) 二 者之间第 一 次相遇时 需要花费多长时间 ; (2) 当汽车遇到 自 行车后立刻 进行刹车 , 刹车的加速度是 2m/s, 则 两 者 再 次 相遇时需要花费多长时间 。第一个问题很多学生通过 直接套用公式 的 形 式 进 行 综 合 求 解 , 但 在 解 答 第 二个问题时 , 这部分内容仅仅依靠套公式的方法无 法直接得出答案 , 必须根据实际物理情境构建追及 相遇问题的模型 , 尤其要对汽车减速到零时进行重 点分析 , 根据运动的变化情况综合判断相遇时汽车 是做匀减速直线运动还是处于静止状态 , 这是建模 开展问题分析的核心所在 。 因此 , 在开展物理模型 分析的 过 程 中 , 要 始 终 保 持 严 谨 , 不 能 忽 视 任 何 一个模型条件 。

　　3. 培养学生灵活处理物理问题的能力

　　开展思维训练的过程本身也是一个引导学生灵 活思考问题的过程 。为了让学生在思考物理知识的 过程中能够达到举一反三的效果 , 需要学生对物理 知识和物理问题展开由点及面 、 由浅及深的深度思 考 。其中思维能力的培养能够帮助学生对客观事物以及事物本质有更加清晰的了解 , 让学生清晰地了解到 , 物理知识的学习本身就是对本质属性 、 内在规律的深度挖掘 。

　　例如 , 船 的 长 度 为 5m , 质 量 为 150kg, 船 上站立 一 个 质量 为 50kg 的 人 , 初 状 态 二 者 均 以0.2m/s 向左 匀 速运动 。 若人以 10s的 时间 匀 加 速运动从船头走到船尾 , 那么在这段时间 内 , 船以及人的位移分别是多少? 该 问 题 可 视 为 传 统“人 船 模型”的延伸和拓展 , 可 利 用 动 量 守 恒 定 律 结 合 运 动学知识去处理 。教师可以在解题方法和解题技巧讲解的过程中不断地拓展学生的思维观点 , 引导学生多角度 思 考 。首 先 , 与 学 生 一 起 构 建 分 析 传 统 的“人船模型”, 在开展建模时 , 需考虑把人和船作为一个系统 , 应用动量守恒定律构建方程 ; 其次 , 再对人和船的运动分别进行分析 , 以船的长度作为桥梁 , 利用运动学 公 式 找 出 二 者 之 间 位 移 大 小 的 联系 。通过模型的构建 、 问题的分析 , 着重培养学生的物理思维 , 使学生能够更好地认识问题的规律 。

　　五 、结语

　　在开展高中物理教学实践的过程中 , 为了实现思维能力的拓展 , 教学活动需要注重培养学生的物理建模能力 。教师须理论联系实践 , 将课本知识的源头 、过程以及实践要素深度地联系在一起 , 帮助学生构建完整的知识逻辑体系 , 不断整合和拓展知识网络 , 才能实现高质量教学 。

参考文献

　　[1] 赵绍明 . 深度学习视角下的高中物理建模教学设计—以“变 压 器”建 模 为 例 [J] . 物 理 教 师 , 2022. 43(5) : 6-10.

　　[2] 焦越 . 深耕物理规 律 教 学 , 培 养 学 生 建 模 能 力[J] . 天津教育 , 2019(35) : 122-123.

　　[3] 罗翀 . 进阶式物理建 模 教 学 的 设 计 与 实 施[J] . 教 学 与管理 , 2019(34) : 70-72.

　　[4] 张广宏 , 顾益芳 . 科学推理与合理建模在物理教学中的作用浅析— 以“气泡运动问题”为例[J] . 中学物理教学参考 , 2020. 49(16) : 30-32.

　　[5] 宋威 葳 . 高 中 生 物 理 模 型 建 构 的 难 点 及 教 学 对 策 [J] .西部素质教育 , 2016. 2(4) : 162.