湖南省醴陵市第一中学 412200
摘要：高中物理新课程标准强调和倡导在教育教学过程中要强化学生建模能力的构建与培养，从推理分析、逻辑研判、总结反思等方面强化学生物理思维能力的有效提升，将宏观的、各种类型的物理问题汇聚到建模的思维框架之下，进而实现物理知识体系的构建和学科核心素养的持续性提升。本文主要对新课程理念下的高中生物理建模能力培养策略进行分析和探究。
关键词：新课程理念 高中生 物理 建模能力 培养策略
一、强化高中生物理建模能力培养的内涵与意义
从本质上来看，学生的物理建模能力就是问题分析和解决能力，建模能力是实现学生由物理知识掌握到物理知识具体应用过程的能力。物理建模能力是教学方法模式的创新，是学生物理学科核心素养提升的重要载体和途径。新课标明确提出，学生需要通过持续不断的努力学习来具备适应社会发展所需的各种能力素质，其中的一项核心内容就是物理建模能力，即学生借助物理知识实现物理问题解决的能力，有效解决现实生活中的一些物理问题。这就要求教师在高中物理教学过程中将建模能力的思想意识、技能水平等充分应用进来，帮助和引导学生实现物理定理与概念的正确理解。
二、新课程理念下高中生物理建模能力培养策略
（一）强化建模思维在新知识学习中的渗透
在高中物理课堂教学中教师应当紧紧地把握好新知识与旧知识点之间的联系，强化教学情境的创设，帮助和引导学生进行物理建模思维与方法的充分理解与感悟，让学生借助类比推理思维方法实现知识的有效迁移，在实际物理学习过程中，不同物理知识在结构模型的构建中可以是同一个物理模型，即教师要引导学生把握好物理知识内容的思维特征和问题求解的套路方法，让物理建模成为联接知识内容、形成问题解决有效思维的“引擎”。比如，在“匀变速直线运动”一章节的教学中，教师可以创设这样的情景：某一辆汽车在市区内的道路上行驶，此时司机发现了前方存在的异常情况，于是立即进行刹车操作，伴随着刺耳的轮胎与地面的摩擦声，汽车停了下来并且在马路上可以清晰地看到刹车的痕迹。由于汽车行驶过程中遇突发情况紧急刹车的现象学生们较为常见。可以借此提出问题：汽车行驶路段的限速为50千米每小时，监控录像清晰地记录了刹车的全过程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果你是一名交通警察，如何去认定和判断该车辆在刹车之前是否存在超速行驶行为？这样的物理问题学生们兴趣度较高，而且让学生定位自身的角色为交通警察，更提升了学生探究的参与性。在此基础上组织学生以合作学习小组的形式进行交流与探究，综合运用相关物理原理进行这一物理问题的解决，学生通过积极的思考、交流和探讨，就能够形成良好的问题解决思路、方法、步骤等，构建解决问题的有效结构模型。
（二）强化建模思维在概念教学中的引入
高中阶段的物理知识包含了两个维度的内容，一个是表层次，主要是物理的定理、定律、概念等基础性的知识内容，另一个是深层次，包含了物理的建模思维等，在学习过程中只有让学生具备坚实的表层知识内容基础，学生才能够以此为基础进行思维的发散、从而实现对深层次内容知识的理解与认知，进而去更好地构建物理知识体系、解决物理各种类型的问题。高中阶段物理的概念较多，有的概念总体上较为复杂、晦涩，学生仅仅通过字面的意思是难以有效理解与掌握的，这就需要强化抽象内容的直观展示、强化比较分析与抽象概括，进而形成有效的思维过程等，需要高中物理教师在基于概念教学中尽可能地让学生对建模的思维进行学习感悟。比如在进行温度一章节的教学中，教师应当努力将变化与对应的思想突出出来，在基于环境与温度相互联系的教学中，教师可以设定一个自变量的值，然后引导学生去计算与之相对应的变量值，这个过程中学生就会对自变量导致因变量的变化这一内涵有科学认知，弄清楚了物理模型构建的基本含义和方法等。同时，建模思想的拓展、建模能力的提升能够强化学生对相关物理知识内容消化与理解的持续深化。
（三）强化实际问题解决过程中的建模应用
物理模型的构建往往并不是只有一条道路可走，而是基于给定条件，从中选择不同的研究对象，对物体运动过程中的某些因素进行忽略或忽视，进而选择不同的物理模型进行构建，这些都需要教师在实际的教学过程中进行针对性的条件设置和思维引导，强化学生思维的充分发散和建模能力的持续性提升。例如，假定弹簧劲度的系数为k，将弹簧的一端连向物体、另一端固定于墙壁之中，假定该物体质量为M，其保持静止状态在O点，一颗质量为m的子弹以V0的速度水平向物体射入，提出的问题是物理到达O点所需要的时间是多少，质量为M的物体最大位移的值应该是多少？这一问题是较为典型的物理建模问题，在建模的过程中教师应当强化问题的设计实现学生思维的启发：①在子弹射入物体的过程中所做的运动是什么状态的？此时是否可以设定子弹为质点？原因是什么？②子弹从射入物体内部开始到在物体之中进行停留，这一阶段的时间如何计算？在这一过程中弹簧所发生的形变是什么样子的？③在研究中应当将什么列为该过程的研究对象？应当进行何种物理模型的构建？④在后续的研究过程中应当将什么列为研究对象？其所作的运动是什么？应当进行何种物理模型的构建？在问题的分析与思考过程中，教师要引导学生对于子弹射入物体过程之中的转动情况进行忽略，将子弹运动的状态设定为水平，此时就可以进行质点系统模型的构建。在子弹由外部射入物体内部直至停留这个过程中的时间极其短暂，因此带给弹簧的形变也是可以忽略的，在建模的过程中在研究对象的选择上可以是子弹也可以是物体，水平方向的合外力是不存在的，碰撞也是非弹性的，因此可以从非弹性碰撞模型的角度进行构建，还可以以能量守恒定律为依据，忽略位移，忽略弹簧质量、摩擦以及空气阻力等，将研究对象定位为子弹、物体或者弹簧构成的系统，实现弹簧阵子模型的构建。
三、结束语：
新课程理念下高中物理教学的关键与核心就在于学生物理建模思维的发展与建模能力的提升，在新知识内容的学习中、在概念的理解认知中、在实际问题的教学中，教师都应当实施针对性的引导和点拨，从多个角度进行建模思维、理念、方法与策略的渗透与融入，实现学生物理建模能力的层次性提升。
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论文作者:宋惠龙
论文发表刊物:《成长读本》2018年9月总第34期
论文发表时间:2018/9/26
标签：物理论文; 建模论文; 能力论文; 学生论文; 思维论文; 过程中论文; 物体论文; 《成长读本》2018年9月总第34期论文;