高中物理模型教学法的实践探究

李志国

(江苏省滨海中学 224000)

在高中物理课程的教学展开与推进中，教师要多做教学方法的有效探寻，在夯实学生理论根基的同时，要不断加强学生对于各种学习方法和思维模式的吸收掌握.这会帮助学生在知识的学习上更为高效，并且会让学生在各类具体问题的分析解读上有良好的依托.高中阶段物理知识的学习难度在逐渐提升，尤其是在就各种运动过程展开分析探究，以及就一些微观层面的知识做分析解读时，很多学生都会产生一定程度的理解认知障碍.对此，教师可以多采取模型教学法，化解学生的认知误区，构建学生良好的思维能力.模型构建可以有不同的方式和切入点，教师需要结合具体的教学知识点和问题分析的需求做有针对性的选择.加强模型教学法的构建，会让很多问题的分析解答更为轻松，学生的学习能力和思维能力会有明显提升，这才是教学过程中要培养学生具备的综合学科能力.

一、基于研究对象进行模型构建

构建模型有多样化的实施方法，教师要根据具体的知识要点对于模型构建的方式做合理选择.首先，针对研究对象可以合理的构建模型，这可以让问题的研究要点更加明晰，能够帮助实际问题更好的分析解答.在很多运动过程中，我们会将研究对象作为一个特定模型，忽略其身上的其他特质，简单将其视为运动的一个点.这可以尽可能避免其他因素对于研究过程带来的不必要的影响，能够让具体问题的分析更加轻松明确，问题解析的效率也会更高.教师可以由浅入深的给予学生思维上的引导，可以结合知识教学首先融入这种模型建构的方法，让学生形成初步的学习印象.随后，教师可以多引入一些相关的练习作为教学依托，让学生在各类实际问题的分析解答中熟悉这种模型构建方式，并且可以灵活的利用这种方法解决各类实际问题.

基于研究对象进行模型的构建，这个过程主要是帮助学生构建对象模型，掌握对象模型的定义和特征.高中阶段很多物理知识的学习中都会用到这种思维方式，比如在《运动的描述》的教学中首先引入了质点的概念，这就是一个非常典型的基于研究对象构建模型的过程.课本中质点的定义为用来代替实际物体的一个带有质量的点，其特征为当物体的形状和大小对于物理所研究问题没有影响，或是影响可以忽略不计的时候，就可以将物体看着一个质点.引入质点这个概念后，问题分析的过程可以很大程度被简化，研究的方向也更为清晰.这会让学生在实际问题的化解上效率更高，并且避免了一些无关条件可能带来的感染.高中物理课程的学习中基于研究对象构建模型还有很多范例，比如轻弹簧、轻滑轮、单摆、无弹性的轻绳、理想气体、点光源、点电荷等等，这些研究对象都可以被构建为具体的模型，为实际问题的研究带来辅助.教师要让学生在学习的过程中熟悉这种思维方式，加强学生建模观念的形成，这会为学生的课程学习带来很好的思维上的向导.

二、基于研究过程进行模型构建

物理问题的研究过程有时候较为复杂，尤其是在研究运动过程时，受到的感染因素很多.如果将这些因素都考虑在内，那么问题会极为复杂，基本难以找到准确的解答方案.在实际问题的研究中，为了剥离这些不重要的因素对于运动过程可能会构成的影响，往往会选择忽略这些因素，基于过程进行有针对性的模型构建.有了这种思维转换后，原有的问题会变得清晰很多，需要解答的问题也变得十分具体.这可以让学生集中注意力解决那些关键问题，会让实际学习过程的效率更高.

过程模型法可以让学生免受不必要因素的干扰，直接探究物理过程的本质，从而帮助学生掌握物理过程的本质内容，提高学生的自主学习效率.基于研究过程构建物理模型，这种方式更多的使用在对运动过程的研究中.比如，学生在学习《匀变速直线运动的研究》、《曲线运动》这些内容时就需要构建过程模型，涉及的运动类型主要有：匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动、竖直上抛运动、匀速圆周运动、简谐运动、气体等温、等压、等容变化、恒定电流等等.当对于这些运动方式和运动状态完成模型构建后，运动的方式和特点都更为清晰，需要解决的实际问题也变得更为突出.这会让学生更快的形成与建立解题思维，能够帮助学生更加准确与高效的化解实际问题.

三、基于研究条件进行模型构建

随着学习的逐渐深入，学生在分析具体的问题时不仅需要考虑到运动过程、运动方式，还需要对于周围的环境和条件有所考量.尤其是在学到电磁学知识的过程中，电磁场的变化会直接决定物体的运动状态，对于这些条件需要做全面深入的考虑.通常情况下在研究这类问题时可以对于这些条件构建相应的模型，让周围的环境和条件相对固定下来，不至于由于环境条件的变化而无法决定物体的运动状态.这样的研究方式十分普遍，并且是很多物理问题能够产生的基础.教师可以结合一些特定知识的分析解读让学生理解这种思维，并且在大量实际问题的分析解答中让学生进一步感受将研究条件构建模型的过程.这会让学生更好的适应这种问题研究方式，并且能够辅助大家将各类实际问题有效化解.

物理研究对象所处的外部条件也有主要因素和次要因素之分，在教学过程中，教师让学生排除次要因素的干扰，突出对外部条件的主要因素进行探究，建立理想化的条件模型.只有在相对固定和理想化的条件下，后续问题的研究才能有良好的实施基础，否则在真实状态下基本无法分析物体的运动状况和运动过程.基于研究条件构建模型在很多知识的教学中都会使用，比如在电流、电场、磁场这些内容的学习中就需要用到这种方法，常见的条件模型有匀强电场、匀强磁场、恒力、光滑表面、绝热容器、真空等.为了让学生更好的适应这种模型构建方式，教师可以多引入一些有代表性的实例作为分析的参照，让学生认识到这种基本的研究思维，加强学生模型构建意识的培养.

四、在习题教学中展开模型构建

除了在知识教学中可以广泛应用物理模型构建的思维，在实际问题的解答中建模思想的使用也十分普遍.学生如果具备较好的模型构建能力，这会让学生的解题能力和学科素养有很大的提升.教师要随着教学的不断推进，加强学生模型建构能力的培养，要多列举一些有代表性的例题来锻炼学生的这种能力素养.一开始学生可能难以非常准确的利用建模过程来化解设计问题，教师可以多进行一些范例的分析解读，让学生逐渐适应这种思维方式，加强学生建模能力的培养.随着接触问题的逐渐增多，学生的建模能力会有明显提升，就各类实际问题的化解也会更好的完成.

比如，学习完《牛顿第三定律》后，学生会基本建立对于超重和失重的学习认知.为了考察学生的知识吸收与掌握程度，教师可以设计一些有代表性的练习.比如：小王站在电梯(斜面电梯)上不动，电梯匀加速，问小王处于什么状态？失重还是超重？很多学生在乍一看到题目时会觉得非常简单，因为只要是向上加速就是超重，反之则是失重.但进一步思考后会意识到，斜面电梯并非垂直运动，而是斜向上运动，那么这种情况下算不算超重呢？教师在引导学生由浅入深的分析这个问题的过程中可以逐渐引入建模思想，可以让学生将整个电梯视为一个整体，基于这个整体做具体的受力分析，这时学生就能够找到电梯和人分别的受力状态，问题就会变得更为明确.学生之所以会在这个问题的解析上存在认知偏差，这很大程度在于在平时的学习中，很多同学只是将超重的概念单纯地理解成竖直向上，实际上并不是这样的，向上不但包括竖直向上还包括斜向上以及所有的向上方向，只有将其作为一个整体展开研究，构建这样的思维模型，这样才不会忽略这些受力状态.透过这种典型范例的分析解读，会让学生建立更加深刻的学习印象，并且大家也会吸收掌握一些实用的解题方法和技巧，这才是物理课程的教学中要达到的综合培养目标.

总之，高中物理教师在课堂教学中采取模型教学法时，可以基于研究对象进行模型构建，基于研究过程进行模型构建，基于研究条件进行模型构建，在习题教学中展开模型构建，从而有效提高课堂教学质量.