高中物理习题教学中提升学生建模能力的实践分析

张随宏

摘 要：众所周知，物理模型构建属于科学思维方法中的一种，在分析物理现象与物理过程以后，能够掌握物理学科的核心本质，提高学生分析问题和处理问题的能力，使其具有终身学习的能力。在物理教材中，其数量多且阅读量也相对较大，在解题方面必须保证学生第一反应正确才可以在短时间内解题。为此，在物理习题教学过程中，教师就应当重视培养学生的建模能力。

关键词：高中物理；习题教学；建模能力；实践分析

高中物理知识的抽象性非常明显，所以，学生学习的难度也相对较大。为了能够全面掌握物理知识并取得理想的成绩，就需要在习题教学中培养学生的建模能力。只有这样，才能够使学生在解题过程中提高速度与准确性。

一、注重规范性训练并引导学生建模

如果模型构建合理就可以作为解题的有效方式。在解题过程中，首先需要将问题中所表述的所有物理情景复现出来；其次，应把握主要矛盾，实现情景和模型的有效关联；最后，把具体的问题转化成物理模型。而关联的过程则是物理抽象的过程，所以，应当将题目中有价值的信息内容提取出来，并把握事物本质。对于物理模型转化，则是一种梳理与完善的过程，因而，必须找到所抽象模型和学生既有模型存在的共性与异性。若存在共性，那么就可以利用已知模型规律：若存在异性，那么就必须考虑存在差异的原因，对原有物理模型进行合理的改善。

二、充分发挥主动意识并引导学生灵活运用建模思维

习题是高中物理知识的载体，是学生将知识和实践结合的关键。学生解题能力的高低是对知识掌握情况的检验，是学生学习能力的再现，进而构建与实体相吻合的模型。在这种情况下，学生脑中的模型也会更加丰富。在模型构建方面，最关键的就是要深入分析物理状态过程。而要想确保模型的合理性，就一定要深入地分析试题含义，审题也是审视模型的一个过程，在分析了研究对象状态特征和运动变化以后，有效地劃分出不同因素所具备的主次关系，进而同脑中既有的物理模型相互关联，最终构建出问题的具体模型。

以某物理试题为例，如下图所示，将A、B、C、D作为端点的两个半圆形光滑轨道被固定在竖直的平面之内。其中，一滑板静止于光滑的水平地面之上。其左端与B点相靠近，且上表面所在平面和两半圆相切，切点分别为B、C。而一物块被放置在正处于水平匀速运动的传动带上，以E点代替。在运动至A点的时候，同传送带的速度保持一致。随后，经过A点并沿着半圆轨道进行下滑运动，并经由B点滑到滑板上，当滑板运动至C点粘连。将物块当作质点，其质量是m，且滑板的质量是2 m。与此同时，两半圆的半径都是R，且滑板的长度是6.5 R，滑板的右端与C点的距离是L。那么，试求出：（1）物块滑至B点的速度；（2）物块在滑到滑板至离开滑板右端的整个过程中，克服摩擦力所做的功和L之间的关系，同时请判断出物块是否可以到达CD轨道的中间。

试题解析：学生在结合图来阅读试题的过程中，可以联想到三种物理模型：第一，传送带模型，物块在E处匀加速运动至A处；第二，竖直平面圆周运动的模型，也就是物块由A到达B处；第三，子弹打木块的模型，也就是物块由B运动至C处。由此可见，该试题的情景相对较难，要想尽快解答具有极大的难度。但是，可以运用模型分析的方法，将物理过程进行有效的拆分，进而完成试题解答。若学生的模型能力较强，那么在审题的过程中就能构建模型，且脑中已经具备与之相对应的物理规律，如果能够在其中找到隐含的条件就可以尽快解答问题。

三、总结与反思，并实现物理模型的有效完善

因为模型并非始终不变，所以，在习题教学的过程中，物理教师也同样应积极激发学生对这一物理现象的兴奋点，鼓励他们主动寻找知识的内涵，但是在本质上都相同，很多不同类型的物理问题所对应的物理模型都是相同的，因而，在讲解物理习题的时候，需要遵循多题归一与一题多解等基本原则，进一步增强学生提取模型的能力。而在练习的过程中，也同样需要对学生进行有效引导，使其能够积极反思与总结，将物理模型和现实原型之间的差异细化出来，并采取类比与对比等多种方式对模型予以完善和改进，使学生具备更明确的模型构建意识。

综上所述，构建物理模型是高中物理学习过程中学生必须掌握的思维方法。特别是在习题教学当中，因为物理试题的形式多样，涉及范围较广，所以，学生必须在其中找到能够反映物理现象的本质与规律，只有这样才能更好地解答问题。文章将高中物理习题教学作为重点研究内容，通过对三种途径的分析与研究，希望更好地培养学生的建模能力，即规范训练、强化主动意识与总结思考。学生在具备了建模能力以后，就可以在短时间内进入解题阶段，提高自身的解题速度与质量，为解答其他更复杂的问题提供充裕的时间。这样一来，学生的物理学习兴趣也会不断提升，进一步加快其解题的速度。

参考文献：

[1]程义厚.浅议高中物理习题教学与培养学生能力的联接[J].神州（上旬刊），2012（8）：173.

[2]张金波.浅谈高中物理习题教学有效性的策略[J].物理教学探讨：中学教学教研专辑，2012，30（3）：48-50.

注：本文系甘肃省“十三五”教育科学规划课题。（课题立项号：GS[2016]GHB1545）。endprint