高中物理模型构建教学的实践探究

覃金林

◆摘  要：物理学一直是自然科学类的领军科目，这是对自然之谜的真相的逻辑理解，这是人坚持不懈地寻找的结果通过教学的方式教给学生。但是能够很好的表达出物理学各学科现象的方法就是构建物理模型，然后通过构建的物理模型，就可以将抽象的问题变得具象化，让学生对疑难问题有一个更加清晰的理解和认知，本文我将针对在高中物理教学构建模型所长产生的积极作用做一个简单的陈述。

◆关键词：高中物理;模型;构建教学

大自然蕴含着无穷无尽人类尚未了解的神秘，而物理学就是探求大自然中物质的客观运动，从而揭示大自然的奥秘。在研究无法直接通过视觉观察的事物时往往会采用模型将事物具象化、可视化，高中物理建模教学就是基于这样的理论，在物理教学中教导学生使用模型来解决不可视、抽象的问题，从而培养学生自助建模能力，帮助学生解决物理学及以后学习生活中的一系列抽象问题。

一、学习物理的重要意义

物理学是其他自然学科的研究基础，物理学研究的是一切物质的最基本运动形式和发展规律，是人类对自然无限的探究，是人类对自然规律的总结，是概括经验的科学理论认知。物理学具有六大特质：真理性、和谐统一性、简洁性、对称性、预测性、精巧性。物理学是通过对物质运动客观规律的总结揭示自然界的奥秘。物理学用相对论统一了时间、空间，用光的波粒二象性统一了粒子性和波动性。通过麦克斯韦电磁理论实现了电与磁的统一。物理学是用简洁语言总结的物质运动的客观规律，通过对物质已知运动现象的推算预测未来运动现象，而且通过物理学精巧的实验会发现物质的客观运动和发展规律其实是具有一定的对称性，比如正负电极，比如作用力与反作用力等。物理学是人类探求大自然奥秘的基础学科和重要工具。

二、物理模型意义及作用

物理学是自然学科的一种，是揭示大自然规律本质的学科。高中物理主要教学目的是让学生学习物理知识并学会常用的物理研究方法。相比初中物理，高中物理的知识难度是几何级增长的，会涉及很多抽象问题，不再像初中物理一样可以在生活中找到模型，需要学生对抽象问题要有一定的想象力和分析能力。高中物理模型就是将一些抽象的，文字描述不直观的实验、原理用模型的方式展现出来，让学生能直观、方便地理解抽象问题。物理建模通常具有一定的趣味性，能很好地提高学生的学习热情，而且物理建模是将科学研究与模型合二为一，是培养学生探求物质科学本质的有效方式。

三、高中物理教学模型构建方法

高中物理学习的主要内容有牛顿万有引力定律、动量定律、动量守恒定律、光的本性、能量守恒定律、分子运动理论等。在学习这些抽象的知识时有些现象无法直观地给学生介绍，这时就需要构建物理模型。

（一）类比

在物理教学中，有的实验之间是存在共通性或者相似性。所以可以采用这种关联的物理特性来构建物理模型。比如光和声都具有折射反射属性从而推断出光具有波动性，最终得出光的波动理论。通过对抽象现象同属性实验推演证明抽象现象也具有直观实验属性，是物理教学、研究中常用的教学方式。

（二）抽象

抽象建模方法是指在理想环境理想条件内进行的实验，然而现实中无法实现或者实现难度较大时通常会使用抽象的方法将不利因素剔除，只留下研究课题所涉及的条件。

（三）借代

在物理教学中会出现事物过于宏大，无法用实物展示，比如天体运转，或者事物过于微小，如分子、原子结构，还有事物无法具象地展示出来，如光的波粒二象性等，需要通过构建合理模型进行同质转换，建立可视的物理模型，方便学生学习。

（四）假说

在物理教学实验中有些问题中的物体不能实际展示出来，比如客车在匀速运动，客车是非重要的实验元素，我们需要研究的是匀速运动的过程，这时我们可以将客车假想成一个质点，这样就可以方便实验模型建立，简化模型建立过程

四、高中物理教学模型构建措施

在进行高中物理模型的构建前，教师可以通过指导学生，然后可以将学生进行一个分组，对实验的项目做出假设，可以培养学生的举一反三的思维能力，还有想象力，并构建简单物理模型。如教学能量守恒定律时，可以从生活中各种摆件中汲取灵感，制作物理模型。为了提高学生的认知水平，要将物理教学的实验题材具象化，比如微小不可视的分子结构，大到天体运行，都要通过想象将其具化成物理模型。

五、优化模型建构方法

传统的生物模型建构大多是以实际的物质材料为基础的，比如泡沫、硬纸板、绳子等. 但是在现代化的科技支撑下，生物模型的构建变得更加方便简易. 利用计算机技术模拟出生物模型的三维动画，不仅画面生动形象，吸引学生的注意力，而且动态性的展示更能抓住知识的要点，提高生物教学的针对性. 因此，高中生物教师应该掌握计算机构建模型的方法，并且在教学中培养学生的这一能力. 多媒体的教学方式也能够配合好生物模型的构建，比如在讲解生命的起源、有丝分裂中染色体的变化过程等就可以采用 PPT 或者动画的方式进行。

六、结语

目前，随着我国时代的进步，还有科学的不断发展和创新，人们对自然科学的探索一直是无穷无尽的，物理学作为一门自然科学的一项重要的科目，一直以来受到了社会的普遍关注，所以，从小就需要打好学习的基础，尽快的掌握了解物理学的建构模式，能够更好的帮助学生解决在学习的过程中所遇到的一系列问题，不断地去探索隐藏在事物表面下的科学知识，提高综合素养。不仅能够促进学生学习能力的提高，也能切实改善生物教学的成效. 因此，生物教师应该培养学生构建模型的能力，在课前预习、课堂学习、课后复习等不同环节中落实模型构建教学.

參考文献

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