楊玉梅

摘 要：物理建模屬于物理學(xué)中普遍又基礎(chǔ)性的一種科研方法。對(duì)高中階段物理教學(xué)而言，物理建模是其中不可或缺的重要內(nèi)容，同時(shí)物理建模能力地提升也是新時(shí)期高中生進(jìn)行物理學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)性能力。

關(guān)鍵詞：高中教學(xué);物理建模;能力培養(yǎng);探析

引言：物理建模的目標(biāo)立意即為了探尋物理事物內(nèi)涵要義，運(yùn)用分析、綜合、類比及分類等思維方式，探析物理學(xué)中各類既定事實(shí)及信息化數(shù)據(jù)，從而有機(jī)將物理體系明晰、簡(jiǎn)潔化，后續(xù)獲得物理體系構(gòu)架及特性等的闡述?？傊?，建模屬于物理學(xué)研究的基礎(chǔ)性方式，且直觀地呈現(xiàn)出了物理科學(xué)的具體探究過程。

一、當(dāng)前物理建模教學(xué)中實(shí)存的相關(guān)狀況

（一）較難透過現(xiàn)象抓本質(zhì)

1、物理問題處理時(shí)涉及對(duì)象較為多元，因而學(xué)生思維方式上易被問題外觀特征所誤導(dǎo)，該狀況不利于他們解決物理問題時(shí)可“透過現(xiàn)象找到本質(zhì)”，后續(xù)很難從具體問題中汲取有效信息及建構(gòu)適時(shí)物理模型，在思維認(rèn)知方面存在一定阻礙。

2、傳統(tǒng)固式化物理教學(xué)限定下，受眾學(xué)生在物理問題處理期間總過度的“精細(xì)化解題”，即解答困惑時(shí)考量要素較苛刻，很難去自主排除不必要因素等，該類過于中肯、近乎脫離實(shí)際的問題處理心理，常不利物理建模及發(fā)散思維。

（二）固式化既定模式深化，缺少靈活變通

實(shí)踐教學(xué)了一定基礎(chǔ)性物理模型學(xué)識(shí)后，譬如單擺、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)等，學(xué)生們常會(huì)自主構(gòu)建起一定思維定式，該固式模式的深化較缺失能動(dòng)變通性，使得學(xué)生面臨客觀物理題型時(shí)，總會(huì)不假思索地生搬硬套固有模型，該做法常難以高效解決實(shí)際問題。

（三）客觀的思想、方法及模型意識(shí)亟待提升

該方面主要體現(xiàn)在受眾學(xué)生在面對(duì)物理題型時(shí)，總是缺少將具體題型升級(jí)及轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)模型的能動(dòng)自主意識(shí);此外，日常物理學(xué)識(shí)學(xué)習(xí)中，實(shí)踐對(duì)模型要義領(lǐng)悟不夠透徹。

二、提升與培養(yǎng)學(xué)生物理建模能力的相關(guān)要措

（一）教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生加深對(duì)物理建模內(nèi)涵的認(rèn)知

物理教師在施教過程中，應(yīng)當(dāng)使學(xué)生們悉知建模的內(nèi)涵、相關(guān)的類別分化、建模的優(yōu)勢(shì)所在等等，以更好地使得學(xué)生領(lǐng)悟其現(xiàn)實(shí)意義并主觀能動(dòng)去實(shí)踐運(yùn)用。例如，在實(shí)踐教學(xué)《平拋運(yùn)動(dòng)》相關(guān)學(xué)識(shí)期間，教師基于自由落體運(yùn)動(dòng)、現(xiàn)實(shí)生活中的拋體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象等學(xué)識(shí)，來適時(shí)構(gòu)建體系化的平拋運(yùn)動(dòng)物理的模型，針對(duì)實(shí)踐應(yīng)用題型來科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用自身掌握學(xué)識(shí)等，去有機(jī)建構(gòu)創(chuàng)新型的物理學(xué)識(shí)網(wǎng)等。而并非單一性地教授學(xué)生該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)是水平勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直自由落體運(yùn)動(dòng)的組合等。

（二）提升學(xué)生的物理建模能動(dòng)意識(shí)

1、更多引導(dǎo)學(xué)生基于生活實(shí)際自主性進(jìn)行模型構(gòu)建。該方式主要是指學(xué)生在實(shí)際生活情境中自主聯(lián)想到相關(guān)已有物理模型。例如，生活中平滑桌面上的小綠植被不經(jīng)意撞落，可以聯(lián)想到物理中的“加速度”、“自由落體”等學(xué)識(shí)定律模型;當(dāng)家庭內(nèi)洗衣筒轉(zhuǎn)動(dòng)甩干水分時(shí)，可以聯(lián)想到“引力”相關(guān)已有物理模型等。

2、教學(xué)期間實(shí)踐解決物理困惑與汲取物理學(xué)識(shí)時(shí)，為了更好地使學(xué)生將認(rèn)知的物理模型聯(lián)動(dòng)生活實(shí)際，教師可積極塑造相關(guān)實(shí)際性的教學(xué)情境。比如，更多運(yùn)用校內(nèi)的配套物理實(shí)驗(yàn)室，以更好地為班級(jí)學(xué)生提供實(shí)踐操作等實(shí)驗(yàn)服務(wù)，從而有效加深學(xué)生們的直觀化物理模型印記，后續(xù)利于物理模型建構(gòu)思維的良性培育，這種方式也可以較大程度上提升學(xué)上面的實(shí)踐物理建模能力素養(yǎng)等。

3、有機(jī)引導(dǎo)學(xué)生貫穿建模思維去時(shí)效性處理物理困惑。該方式可在實(shí)踐性的探析、綜合、對(duì)比與分類等途徑的基礎(chǔ)性，更加深化學(xué)生們的物理建模能動(dòng)自主性意識(shí)，這對(duì)于他們進(jìn)行物理科學(xué)研究等有極大地助推效用。例如，一項(xiàng)關(guān)于物理假想模型的構(gòu)建，具體內(nèi)容如下：英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)原子無核模型時(shí)，發(fā)現(xiàn)占萬分之一的α粒子散射角>90°，甚至等于180°的大角度散射。他將原子內(nèi)電子繞核運(yùn)動(dòng)與太陽系中各行星繞太陽運(yùn)動(dòng)加以類比，提出了原子的行星式有核模型。但是由于類比的偶然性，該模型無法解釋原子的穩(wěn)定性以及原子分立線狀光譜的現(xiàn)實(shí)。

4、適時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行專項(xiàng)化物理建模特訓(xùn)。具體的物理模型常可有效解決生活中的實(shí)踐性問題，相對(duì)而言配套教材的設(shè)定內(nèi)容有一定的范圍約束性，這樣常使得眾多學(xué)生難以有機(jī)達(dá)成對(duì)具體問題的模型化轉(zhuǎn)化。例如，可引導(dǎo)學(xué)生們多利用課余時(shí)間運(yùn)毒課外物理素材、科普雜志等;還可日常更多從相應(yīng)科教節(jié)目等之中拓寬物理學(xué)習(xí)視野等，如《我愛發(fā)明》等。

（三）強(qiáng)化學(xué)生模型思維能力

物理建模的思維方式較為多元，譬如類比、概括、分析等。具體相應(yīng)的作法如下所示：

1、實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行中，教師為了拓展學(xué)生物理建模思維意識(shí)，可在實(shí)踐教學(xué)期間應(yīng)用直觀化物理模型來加深學(xué)生領(lǐng)悟等，比如借助電子教學(xué)課件、特定的教具等輔助性要素。

2、鼓勵(lì)學(xué)生能動(dòng)自主實(shí)踐運(yùn)用物理模型。該方式可在實(shí)踐困惑解決過程中提升與強(qiáng)化學(xué)生們的物理模型思維意識(shí)。例如，物理學(xué)在建構(gòu)物理模型時(shí)，也在不斷建造表現(xiàn)物理狀態(tài)以及物理過程規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，而數(shù)學(xué)模型本身具有近似性，所以實(shí)際分析解決具體問題時(shí)，如果一味追求精確求解，常會(huì)適得其反，甚至將自己限定在繁雜的數(shù)學(xué)計(jì)算中。比如計(jì)算氫原子能級(jí)時(shí)，以原子核式結(jié)構(gòu)模型為對(duì)象，選定γ=∞時(shí)的勢(shì)能為零。再比如單擺的擺線與豎直方面的夾角不得大于10°，使弧線計(jì)算轉(zhuǎn)化為三角計(jì)算等。

三、結(jié)束語

物理建模是科學(xué)探究物理學(xué)的基礎(chǔ)性方式之一，該模型思維貫穿體系化物理教學(xué)全過程，因而對(duì)高中生施教期間應(yīng)尤為關(guān)注對(duì)他們?cè)摲矫娴呐嘤c強(qiáng)化。

項(xiàng)目來源：廣西貴港市2018年度教育科學(xué)研究A類課題，課題編號(hào)：2018A026

參考文獻(xiàn)

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