| 标题 | 物理建模思想在初中物理教学中的应用研究 |
| 范文 | 张利霞 摘要：初中阶段的物理教学中，教师十分注重系统的知识传授，但基本上都是采取“口授、耳听、笔演”的方法，学生观察生活、观察事物或过程表象的机会很少，没有形成物理建模思维，导致学生普遍存在物理学习畏难情绪。文章首先概述了物理建模的概念和特点，分析了初中物理运用物理建模思想教学的障碍，并针对障碍一一提出了教学策略。 关键词：物理建模;初中物理;物理教学 中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2021）-14-294 初中物理教学中培养学生物理建模意识，可以是学生在解决问题时候，突破思维的限制，从事物或过程的表象中抽象出本质，迅速找到解决问题的思路，提高学习效率。 一、物理建模的概念 在物理学中分析和研究的实际问题非常复杂。为了便于分析和研究，物理学经常采用一种“简化”并能够反映其内在特性的方法来科学地抽象出事物的过程，描述出事物的本质结构。这种理想过程称为“物理模型”，其建立的过程时人们认识自然、把握自然的典范。建立“物理模型”是一个物理创新的过程，是从物理知识、物理理解到模型建立，培养了学生的创新思维和能力。 二、物理模型的特点 （一）高度抽象性 物理模型的建立是把物体或过程中的次要因素，或者表面现象舍弃掉，把物体或过程的主要因素简单化，完成事物或过程由现象到本质的过程，从具象中抽象出反应物体或过程本质特征的假想结构，再现事物或过程的本质关系，是用物质形式或思维形式对物理世界中物质或过程抽象的反应。 （二）具有形象性 虽然物理模型抽象出了事物或过程的本质属性，但是它用简单独特的语言描绘了研究客体，是一种简化的、直观的表述，具有事物或过程的具体研究对象，因此又具有事物或过程的形象直观的特点。 （三）具有科学性 物理模型的建立是在研究物体或过程中，面对复杂的研究对象，略去次要因素，保留主要因素，得出一种反映事物本质的科学抽象，不仅是对已知知识的形象在线，而且以已知知识为依据，经过科学的判断，缜密的推理，严格的逻辑论证后得到的具有深刻理论基础反应研究客体本质特征的论断，还可以被实验所证实，因此物理模型具备了高度科学性。 （四）具有假定性 物理模型是人们基于物理现象，高度抽象后形成的科学性的物理或过程构想，既来源于研究客体，又高于客观现实，是思维抽象结果，是可以被科学证实的假想表述，因此具有假定性。 三、物理模型应用到初中物理教学中的障碍分析 （一）表象干扰 研究初中物理教材，我们把物理表象分为三类：第一，成熟的物理表象，如质量、机械运动、摩擦起点等与生活密切相关的表象，这些都已经在学生的思维中形成了一种概念和规律的雏形，学生只是缺乏正确使用物理语言概括的能力，因此学习困难小。第二，不成熟的物理表象，如光的折射、电流、电压等，这些也在生活中常见，学生很熟悉，但是从物理学角度来看，学生对于这些物理表象的理解不清晰或者不完整，形成的常识性认知不容易纠正，因此有一定的学习难度。第三，较为贫乏的物理表象，如电场、磁场等。这些物理表象要么是生活中不常见，要么是生活中见到但是无法触摸的，是教学中的重难点。 （二）思维定式 学生的思维定式是由于之前学习习惯和特点引发的，虽然从积极方面考虑能让学生学习新知识的心理准备处于一个良好的状态，但是在物理模型学习中，思维定式却是一种迁移障碍。这是因为初中生很难通过分析当前遇到的学习难题，打破原有的学习行为反应定式，从而难以灵活处理物理问题，创造性的提出解决方案。 （三）缺乏思维训练 运用物理模型学习物理知识，需要建立一套程序性的学习体系。它包含了应用知识的程序，如解决问题的思维过程;还包含了学习活动的程序，如理想化处理研究客体。学生在原有生活认知基础上，会有一些物理建模的偏差，教师在运用物理建模教学时，学生很多时候观察的是教师已经简化过的物理现象，导致学生物理模型建立过程的缺失，而且在物理模型的应用中，学生也只是利用已知的物理公式计算出最后结果，不是真正意义上的物理思维训练。 四、基于物理建模思想的图像图景教学策略 （一）加强演示实验 演示实验是为了更好地形成表象，让学生在观察、思考、总结中归纳出物理本质。在教学中，教师要区分三类表象，根据不同表象的特点设置不同的演示实验。成熟的表象，由于已经是学生生活中常见的，因此这样的表象演示实验要侧重于思考，让学生在思考中归纳或验证概念构思。不完善的表象，教师要引导学生观察事物或过程的细节，侧重于思考典型事物或过程现象，让学生据此推导出一般現象，进而在用实验验证出事物或过程的本质。较为贫乏的物理表象演示实验，会让学生获得新奇的观感，学生的学习兴趣自然高涨，但教师要注意不能让学生的注意力放到新奇的实验现象上，而是引导学生在考察问题与研究中建立有关的表象，通过实验论证事物或过程的本质。 （二）充分利用多媒体建立可视化物理情境 通读物理教材，我们会发现教材中的内容已经是高度抽象、高度简约、高度典型，教师照本宣科的讲解，学生听得云里雾里，不利于物理能力的提升。在教学中，借助多媒体手段，建立可视化视频、图像，配合演练无力的实验，让学生在多个感官刺激下开展分析问题的思维活动，能更容易让他们掌握分析过程的正确方法，建立恰当的物理模型，理解物理现象的本质。 五、重视过程，训练思维 （一）问题教学策略打破思维定式 首先，问题的提出要有明确的目标指向，也就是让学生明白物理建模的目的是为了让思维活动指向事物或过程的本质;其次，问题要具备开放性和探索性，让学生可以通过多种途径解决问题，这给不同水平、不同思维能力的学生平等的机会，都能获得不同程度的物理建模能力的提升;再次，问题要有一定的典型性，物理教师提出的问题应该充分反映事物或过程的典型特征，让学生在一般的研究思想和方法指引下能够揭示本质内容，培养学生正确的物理建模思维;最后，问题要有冲突，也就是让学生在教师设置的问题“陷阱”中找到自己的物理思维不足，弥补知识漏洞，对物理模型的理想化条件和本质产生深刻的认识。 （二）程序化思维训练 学生在遇到物理问题的时候，思维混乱是因为缺乏程序化的思维模式，教师在教学中要带领学生遵从程序化思维来构建模型、分析模型和解算模型。一般情况下可以按照以下步骤来完成学生的程序化思维训练：观察生活，提出一个具体的问题，在学生的思考讨论中抽象出实体模型、状态模型、过程模型，通过数学方法构建解算方程式，通过演算得到数学方程式的解，把解套用会物理模型，翻译成物理问题的解释。 结束语 在初中物理教学中，抓概念、重规律的同时还要让学生在实验中观察表象，在讨论中总结出基本的物理模型，通过练习能够迅速唤起物理知识的记忆，迅速解决问题。 参考文献 [1] 郑梅芳. 物理模型在中学物理教学中的应用[J]. 物理通报， 2001， 000（010）：17-18. [2] 周春雨. 物理模型在中学物理教学中的应用[J]. 物理教师， 2000， 021（004）：11. [3] 李新. 中学物理模型教学的理论与实践研究[D]. 华中师范大学， 2003. [4] 柏海宵. 物理模型与中学物理教学[J]. 考试周刊， 2012， 000（086）：122-122. |
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