建构理想模型 培养物理核心素养

纪兆明

(江苏省运河中学 221300)

传统的高中教学比较注重知识的传授，对学生知识的领悟过程有所忽略.在这种教学模式中学生对知识掌握比较牢固，但遇到解决实际问题、自己建立物理模型等探究性较强的问题时，就显得力不从心，不知如何下手.而开展模型教学将有效改善这些问题，在高中物理课堂建构理想模型，让学生亲历物理学习的过程，突破传统教学局限性，激发学生的学习兴趣，有效培养学生的物理核心素养.

一、认清条件模型，紧抓主要矛盾

所谓条件模型，就是一个对所学知识内容“取舍”的过程，舍弃次要的内容，紧抓主要内容，将条件模型化，为问题的求解铺设好主要的干线，达到简洁解题的目的.高中物理知识量大，内容复杂，因此在教学过程中条件模型的建立，能使我们研究的问题得到很大的简化.

例如，我在教学高中物理必修一“位移和时间的关系”这一节时，便充分应用条件模型，如为使得问题变得简化，笔者便在操作过程中，让学生假设性地认为物体所做的是匀速直线运动，这样就默认了物体所受的力为平衡力，这便是一个理想型的模型，进而进行实验活动，探究位移和时间的关系.在理想条件下的模型中，学生记录的数据如下：1t时位移1s，2t时位移2s…分析数据得出，位移S与发生这段位移所用时间t成正比，虽在其简洁的过程中，排除掉了一些因素，但这些因素并不影响本次探究活动的内容，因此，可以引导学生在处理类似问题中，广泛应用.

高中物理学习的过程中，建立正确使用条件模型可帮助学生更好地内化知识，条件模型的适时引入，让学生在理想化的条件下了解，探究物理学规律的过程中，是逻辑性与探究性的相结合.

二、强化过程模型，形成直观图景

强化过程模型，就是用模型表示物理的科学过程，利用分解、简化、抽象的方式，使得复杂繁琐的内容变得简洁.通过强化过程模型认知能力，能使得学生形成主观的图景，使抽象的内容变得直观具体，弱化学生对于知识的抽象，对学生认知物理概念理论，掌握并能运用物理相关规律，养成灵活的物理思维均有很大的帮助.

例如，我在教学高中物理必修二“太阳与行星间的引力”这一节时，由于宇宙无边无际，星系离我们很遥远.为了学生方便观察，我利用气球进行实验操作，使抽象的星系知识，变得具体生动，本人在气球上标注一些小圆点，来模拟星系，然后向气球中不断注入空气，气球开始膨胀，各标注点的距离也在不断的变化，学生便直观感受到随着气球的不断膨胀，能使得各点之间的距离发生改变，并以此来联想到宇宙和星系.那么如何研究宇宙膨胀和星系运动呢？学生了解到物理学史上人们曾根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表.课本上指出的内容，学生在笔者的实验操作中，都得到了具体的现象认知，学生在本人利用气球演示的实验中，获得灵感和启发，感受到宇宙的膨胀，和星系的距离变化，这样一个简单的过程模型实验，便使得学生对于原本抽象的内容，形成了具体直观的认知.

对于高中生来讲，在物理课堂中展开科学过程的模型化，能够让学生经历知识的形成过程，引导学生进行自主地实验探究.这种方式下，有效培养了学生观察能力，以及养成良好的物理科学思维，对培养学生的核心素养，也会产生意义深远的影响.

三、触及转换模型，完善认知体系

模型之间，总存在着种种联系，使得各个独立的物理模型，建构成一个完善的知识框架体系，因此，模型之间总存在着联系，学生在研究中，可尝试通过对模型的转换，完成探究过程.在高中物理这门课程中有很多变化、性质都是有普遍性规律的，教师要引导学生进行模型间的转化，从模型转换的实践探究中，展开对物理知识的应用，达到对物理规律的正确认识.

例如，我在教学高中物理选修三“欧姆定律”这一节时，设计课堂小实验要求学生能够进行模型的转换，将电流表改装成电压表.我首先带领学生回顾了两表的用途及原理，学生进行比对变换后，利用半偏法测出表的内阻Rg进行记录，与最后的改装表进行较对.学生在将电流表改装为电压表时，选用了串联电阻分压原理(n为量程的扩大倍数).

在高中物理的教学过程中，思维转换十分重要，转换模型的探究方式，对培养学生思维的灵活性、创造性有明显的作用.能够使学生的思维在对比转换的过程中得到锻炼，克服思维定势的干扰.学生主动地进行探究学习，提高思维的敏捷性.模型的转换，也是对学生知识掌握程度的一个考查，学生只有深度内化知识，才能在具体转换中，达到培养思维的目的.

高中物理的教学过程中，采用理想化的物理模型，来替代原本繁琐但存在的实际事物，可使得内容变得简洁，也使得学生能更好的抓住主要干线内容，完成探究内容.学生在这个建构理想模型的过程中完成知识的探究与学习，能够使自己的思维能力得到有效发展，理想化物理模型的建构和实际运用，让学生在学习的过程中做到手脑的共同开发利用.全面培养高中生的物理思维能力，对高中生物理学科核心素养的培养有很大的帮助.