论核心素养下的高中物理模型教学

    许松

    

    摘 要：构建物理模型是学习和探索知识的有效方式，可以充分体现学生的分析能力、创造能力和实践能力，实现对学生科学素养的培养。在新的教育背景下，核心素养成为课堂教学的重要目标，教师应重视高中物理模型教学，引导学生将物理知识、方法和自然规律有效结合，联系生活中的物理现象，构建相应的物理模型，有效解决物理问题，实现对学生科学素养的培养。

    关键词：核心素养;高中物理;模型教学

    中图分类号：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号：2095-624X（2020）16-0024-02

    引 言

    物理是一门研究自然的学科，事物之间有着非常复杂的关系，这使学科研究更加复杂，同时要求学生能够结合抽象内容构建相应的物理模型，提高课堂教学效率和质量[1]。物理模型是解决问题的有效方式。在高中物理课堂中，学生理解能力不足，知识归纳和总结能力较弱，对抽象知识理解不够透彻。教师应注重物理模型构建，优化课堂教学设计，使学生掌握科学的学习方式，提高学生的自主学习能力。在课堂活动中，教师不仅要让学生掌握物理模型的构建方式，还要让学生灵活利用物理模型，解决实际的物理问题。

    一、核心素养下高中物理模型教学策略

    1.注重学习动机培养，优化模型教学

    建模能力是物理核心素养的重要内容。学生的学习兴趣和动机影响着建模实践活动的质量。高中物理模型教学中，教师应注重知识内容和物理技能的培养，关注学生非认知能力的发展。在具体的课堂教学活动中，教师应培养学生对物理模型的兴趣，了解学生的个体需求，以此来调动学生的学习主动性，激发学生学习物理的热情[2]。在物理模型兴趣培养中，教师可以从直接兴趣和间接兴趣两个层面入手，保证物理建模教学的有效开展。直接兴趣主要是学生对物理建模活动本身有着比较大兴趣，教师通过建模活动能够满足学生的学习需求。在实际的课堂教学活动中，部分学生对物理模型和建模活动缺乏兴趣，教师可以借助模型学习或模型活动，激发学生的物理学习兴趣，提高学生的物理学习效果。另外，在高中物理課堂教学中，教师可以创设学生熟悉的生活情境，拉近学生和课堂的距离，为学生提供独立学习的机会，引导学生自主构建物理模型，丰富学生的建模体验，帮助学生掌握物理模型构建方式，理解物理模型知识。通过这样的方式，教师会更关注学生的模型学习，并优化建模活动的细节，激发学生的学习兴趣和动机，进而提高物理模型教学效果。

    2.革新课堂教学观念，培养模型思维

    高中物理模型教学中，教师在要求学生掌握基础知识和模型知识的同时，应加强对学生模型思维的培养。高中物理教师应转变自身的教学观念，注重对学生模型思维的培养，使学生形成良好的模型思维，提高学生物理模型构建和应用能力。要想培养学生的模型思维，教师需要做好物理模型的分析，探究物理模型之间的关系，掌握模型构建方式，结合学生的认知规律，优化课堂活动设计，提高学生的建模能力。

    在物理模型构建中，教师需要注重建模方法，不断丰富学生的建模经验。高中物理模型教学中，模型构建的方式比较多，教师可以借助建模方法构建物理模型，引导学生开展学习活动，从而有效解决物理问题。教师可以通过构建模型示范，引导学生分析和总结，帮助学生掌握物理模型构建方法，进而提高模型教学质量。在学生掌握模型构建方式后，教师可以借助相应的问题，引导学生自主构建物理模型，使学生树立建模思维，提高建模能力。

    3.创新课堂活动方式，提高实践能力

    高中物理模型教学中，教师借助正确的教学方式，可以有效完成教学任务，实现课堂教学目标。在实际的课堂教学中，教师应结合学生的认知特点，引入多样化的教学方式，提高课堂教学效果和质量[3]。教师应深入挖掘教学内容，结合教学内容特点，选择有针对性的教学方式，激发学生的物理学习兴趣，使学生树立良好的建模意识，形成建模能力。

    由于学生的认知能力、兴趣爱好等不同，其学习方式也不相同，因此，教师应采取多样化的教学模式，优化模型教学设计。同时，教师应注重对学生建模能力的检测，设计相应的习题，帮助学生巩固所学知识。由于课堂时间有限，教师应优化习题选择，充分发挥习题的作用，结合模型教学活动，加强对学生模型思维的培养。教师应带领学生从题目中提取有效信息，完成物理模型构建，培养学生的物理模型构建能力。相同的物理模型可以衍生出很多习题，教师应引导学生发现其中的规律和特点，实现物理模型的应用和创新，提升学生物理模型应用能力。

    二、核心素养下物理模型的具体构建

    1.物理对象模型构建

    在具体模型构建中，学生将对象模型化，紧抓对象主要因素，反映研究对象的本质。物理对象模型构建主要包含力学、热学及电学等知识。比如，理想气体的气体模型构建中是科学抽象的实际气体，从微观角度来看有两个特点，理想气体忽略不计分子大小，只有质量而没有分子大小，分子和分子之间、分子和器壁之间只存在弹性碰撞，没有其他作用力。如图1所示，容器中含有一定量的氢气，在绝热密闭情况下，将活塞稍微下移，对气体进行压缩，下列陈述中正确的是（ ）。

    ①气体分子之间的平均距离没有变化。

    ②气体温度一定升高。

    ③气体压强增加。

    ④气体内能增加。

    在解答这道题时，学生将氢气进行理想化模型构建，根据理想气体模型对其进行分析，分子之间没有引力和斥力，理想气体和普通气体性质存在不同，分子之间没有作用力，相应的分子势能也不存在，分子动能总和就是气体内能。在对气体压缩时，就是对气体做功，绝热就意味着没有热传递，根据热力学第一定律，气体内能增加。温度是分子平均动能的标志，分子总数没有发生变化，气体温度上升。在压缩状态下，气体体积减小，分子平均动能增加，分子密集程度增加，随之带来的便是气体压强增加。在核心素养下，物理教学不仅要让学生掌握物理学知识，还要让学生根据事实掌握抽象概念，加深学生对理想化模型的理解。