高中物理建模能力的实践探究

高中物理建模能力的实践探究

张洪波

桦南县第一中学，黑龙江 桦南154002

摘要：在教学改革深入发展的背景下，当前的高考制度也随之改变，各个地区纷纷实行了实行“选科”的制度，并且将重点放在了对考生的科目素质评价上。在高校招生考试中，要注重对考生综合素质的训练与考察。物理作为高中阶段一门难度系数较高、分数占比大、能力培养效果突出的学科，备受广大师生的重视。新高考下如何培养考生物理建模能力，是一项重要的教学工作，对此，本文深入理解新课改背景下构建高中物理建模的必要性，积极探究培养学生物理建模能力的可行策略，从而能有效培养学生的物理学科核心素养。

关键词：高中；物理；建模能力；实践

物理是一种比较严格的科目，在进行课堂教学时，要注意课堂教学的灵活性，对教学方式进行持续的调整与优化，让它更适合于学生的学习特征，从而更好地调动学生对物理的学习热情。在高中物理课堂上，教师要让学生通过观察和试验来为基础构建物理模型，以此来培养学生的思维习惯，激发学生的创新意识，提升学生的实践能力。

1新课改背景下高中物理建模的必要性

1.1涵义分析

物理学科是一个十分复杂和广阔的研究领域，它与人们的日常生活密切相关，外界的条件很可能会对它的教学产生一定的干扰，要想让物理学科的研究继续下去，就必须把那些外在的因素剔除掉，把研究对象变得简单化，建立起一个合理的物理建模，从而形成一个更为流畅的物理研究过程。在物理教学中，排除了外界的干扰，可以很好地反映出研究目标的实质，保证了每一个物理模型都具有代表性。物理建模是建立在物理现象的基础上，由研究者的思维和分析所组成，不是凭空想象的，因此，物理建模是物理研究的一种手段。一个物理模型可以准确而简洁地反应研究事物的本质，它可以表现出物理学的形式。

1.2师生在物理建模过程中存在的问题

目前，在高中物理课堂上，存在着一些教师对物理建模意识的认识不足，没有重视榜样的引导，只把物理的理论传授给学生。另外，有些教师在做了物理建模之后，并没有对其进行及时的归纳和总结，也不擅长对学生进行建模的指导，这使得他们的建模思维并没有得到很好的发展，因此，他们的建模能力并没有得到很好的提高。另外，一些同学对高中物理的建模意识不清楚，没有完全掌握，这就造成了他们在解决物理问题时，不能对物理现象和情景进行高效的剖析与归纳，也不能从中提炼出重要的信息，不能将现有的知识与物理建模相结合。这些学生的知识迁移能力往往相对较弱，不能将物理教学中的模型运用到解题过程中。

1.3高中物理建模的意义

在解题时，要指导学生建立与现实相联系的物理建模方法。把一些抽象的事物用形象的形式表现出来，是使人们把抽象的思想可视化的一种有效途径。比如，在求解匀速圆周运动和抛体运动等运动问题时，可以用可视化的图形进行建模，从而达到提高求解速度的目的。在高中物理课堂上，大多数的物理建模都是基于现实问题而抽象出来的，但与真实的模型并不完全一致。物理建模更强调的是概括性和抽象性，因此，教师们要在课堂上起指导的角色，让他们对物理建模有一个很好的掌握，从而真正地学会运用知识。为此，在物理教学中，应从建立物理建模的角度，对一些较难的物理问题加以归纳、总结。其次，要建立简明清晰的物理建模，使问题变得简单。通过这种方式，既可以拓宽学生的物理学眼界，扩展他们的物理学思想，使他们的物理学建模的能力得到加强，同时也可以激起他们的学习兴趣，增加他们的自信，从而使他们的学习效果得到改善。

2高中物理建模能力培养策略

2.1培养学生建立高中物理模型的意识

所有的物理问题都能以物理模型为基础，然而，在传统的课堂上，在对模型的认识与运用上，主要有两方面的问题：第一，学生对基础建模的把握与了解还不充分，造成了问题求解过程中的失误。二是就算掌握基础建模知识，但是换了一种问题或者换一种问法学生就无法对建模进行延伸，学生思考问题的方法较为固化，无法很好地实现拓展。以上种种现象，都是由于缺乏科学的物理建模思维能力而造成的。因此，在开展教学实践的过程中，教师要有针对性地培养学生建模的灵活意识。因此，教师要指导学生主动构建一个物理建模，在一个物理建模的基础上，把一个难以理解的问题场景变成一个常见的、直观的实例，这样在遇到困难的时候，可以让他们迅速改变自己的思路。虽然物理问题有很多种形式，但是基本的模式还是一样的，如果能让学生们主动去关注现实中的问题，并将他们的思想转变成更好的方式，那么他们就可以根据不同的情况，做出不同的选择。

2.2培养学生严谨的物理逻辑思维

高中物理试题侧重于考查考生的综合运用能力，一道大题通常都是几个小问题组成的。在解题过程中，常出现“套式”解题方法，但在解题过程中，“套式”思想在解题中很难体现出来。所以，在进行思维扩展的时候，教师要重视对学生的逻辑思维能力的训练，不要仅仅把物理知识作为一个独立的知识点来看待，要把各个知识点进行有机的联系。所以，在进行物理模型分析时，必须严格，不能忽略某一种情况。

2.3培养学生灵活处理物理问题的能力

在进行思想教育的同时，也是指导学生进行创造性思维的过程。要使学生在对物理知识进行思维时，可以做到举一反三，就要求学生从点及面、由浅及深地进行深入的思维。而思维能力的培养可以使学生对客观事物和事物的本质有一个更为清楚的认识，使他们清楚地认识到，学习物理知识是对本质属性和内在规律的深入发掘。通过建立模型，分析问题，加强对物理思想的训练，加深对问题的理解和把握。

2.4运用信息技术手段，构建可视化物理模型，提升学生物理建模能力

物理学是基本概念和系列数学表达式组合而成的一门学科，所涉及的物理知识和规律往往具有抽象化的特征。因此，通过建立能够突出其内在特性的可视化物理模型，能够使抽象的认识更加清晰。此外，由于近几年来网络的迅速发展和信息技术的持续革新，信息技术的应用也越来越多。在高中物理课堂上，利用信息技术，可以使学生对有关的知识与规则有更深刻的了解，从而提升他们的物理素质。

2.5展开规范练习,活化学生建模思维能力

物理学科在学生建模思维能力培养中优势显著，每个物理问题所描述的物理过程与现象，都能够与一个物理模型相对应。因此，对物理习题的解答实际上就是要指导学生建立一个与问题相关的物理模型。比如，用一个直接、简洁的模型来解决传统的动态问题，可以让这个问题变得更现实、更清晰。在以往的物理问题中，对学生进行建模与解析的研究较少，而对其进行建模与分析的教学环节也比较少。要提高和加强学生的分析模型的能力，就必须转变以往的教学方法，指导他们进行自学，并在教学过程中加强建模教学。例如，将模型化的概念运用到质点相关的知识的教学中，能使学生的学习更加直观和有效。

2.6借助新媒体,让学生全面认识物理建模

新媒体教学是在课堂上根据教育目标和教育目的特点，进行教学步骤的合理选择和运用。然而，由于物理学是一门以试验为主的课程，利用新媒体技术对其进行物理建模，可以使其更好地展现给同学们。

3 结语

在新课程改革背景下，“小船过河”建模问题研究能有效地拓展学生的科学思维，提高学生的建模能力，引导学生构建运用物理知识解决现实问题的物理观念，有效培养物理学科核心素养，为国家培养新型人才。

参考文献

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[2]康海涛.浅谈学科核心素养背景下的“小船过河”模型[J].高考，2018（21）：255.

[3]嵇桢，虞妍.基于希沃白板的动态可视化物理模型指向科学思维——以“小船过河”为例[J].中学物理，2022（7）：23-26.