蘇寅

摘要：初中物理在學(xué)生的學(xué)習(xí)生涯里起著承前啟后的作用，而物理建模教學(xué)對于提升初中生的物理核心素養(yǎng)也起著舉足輕重的作用。筆者基于初中物理建模教學(xué)的意義、初中物理建模教學(xué)現(xiàn)狀，提出了初中物理建模教學(xué)策略與建議：建模問題的選擇要精益求精;教學(xué)的過程要力求合作探究;建模方式要多樣化;建模教學(xué)要與實(shí)踐結(jié)合;建模教學(xué)要與信息技術(shù)相結(jié)合;建模教學(xué)要與大數(shù)據(jù)采集與分析相結(jié)合。

關(guān)鍵詞：初中物理 建模教學(xué) 策略研究

中圖分類號：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

物理學(xué)科是一門需要抽象思維與邏輯思維的學(xué)科，對于學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力有很強(qiáng)的要求，由于很多因素影響，想要提升學(xué)生包含物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等能力的物理學(xué)科的核心素養(yǎng)具有一定難度。而物理建模教學(xué)可以將物理知識化繁為簡，將抽象概念直觀化，對于處理物理教學(xué)中的重難知識點(diǎn)有很大的好處。本文就以培養(yǎng)初中物理學(xué)生的建模思維為基礎(chǔ)，來探討初中物理建模教學(xué)的策略。

一、初中物理建模的含義

（一）物理建模的特征

構(gòu)建物理模型要基于現(xiàn)實(shí)中物理現(xiàn)象的深入考量，因?yàn)槟Ｐ蛦栴}的探究是以生活為基礎(chǔ)的。物理模型可以簡單理解為在復(fù)雜的物理現(xiàn)象中，通過挖掘一個主題性的知識點(diǎn)，將本知識點(diǎn)進(jìn)行問題化處理，通過忽略次要因素來追求原理本質(zhì)與解決問題。

在建模過程中，首要任務(wù)是挖掘目標(biāo)內(nèi)容，然后來解決主要問題。那么將目標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行直觀性簡化就需要教師極其專業(yè)的物理素養(yǎng)，選擇哪一種知識處理方式來解決問題、來探究規(guī)律就成為了教師與學(xué)生課堂的任務(wù)生成。最后與將主題型知識點(diǎn)進(jìn)行普遍化，學(xué)生在參與過程中就會很容易利用邏輯推理來驗(yàn)證事物的一般規(guī)律。

（二）初中物理建模教學(xué)的含義

物理建模指的是為了解決實(shí)際問題，利用工具手段將問題簡單化，并轉(zhuǎn)化為模型的具體過程。而初中物理建模教學(xué)是指初中物理學(xué)科通過課堂、課后等引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理建模學(xué)習(xí)的過程與方法。一般情況下分為在實(shí)際情境中提出問題、科學(xué)建立物理模型、通過模型求解得出結(jié)果并分析、模型的檢驗(yàn)等步驟。在初中物理建模學(xué)習(xí)中需要教師極其專業(yè)的技能與素養(yǎng)，同時考查學(xué)生的提出問題、分析問題、歸納總結(jié)、邏輯思維等能力。

二、初中物理建模教學(xué)的意義

首先，物理建模教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。隨著近些年學(xué)科新課改理念的落實(shí)，學(xué)生主體性得到發(fā)揮，使其在探索之中獲得真知灼見成為教學(xué)的重要任務(wù)。而物理建模教學(xué)基于實(shí)際問題的解決，可以讓學(xué)生在可以感知的生活中建立學(xué)習(xí)物理的動力，在學(xué)與用的結(jié)合下提升學(xué)生的解決問題的意識。

其次，物理建模教學(xué)可以為學(xué)生物理能力的提升帶來巨大的好處，建模能力是學(xué)生思維能力與物理能力的綜合體現(xiàn)，在理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)過程中，物理的應(yīng)用型成為了物理教學(xué)的主要指導(dǎo)，通過加強(qiáng)學(xué)生的能力培養(yǎng)，在一次次的鍛煉中，學(xué)生的物理基本功越來越扎實(shí)。而且建模教學(xué)具有一定的難度，學(xué)生在挑戰(zhàn)自我中強(qiáng)化知識，反思方法，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才可以讓學(xué)生更加自信。

再次，初中建模教學(xué)可以為高中物理學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。高中物理學(xué)習(xí)難度更大，如果初中學(xué)生在教師引導(dǎo)下強(qiáng)化建模思維，到了高中物理階段就會容易很多。

三、初中物理建模教學(xué)現(xiàn)狀

（一）教師方面

物理建模教學(xué)需要教師足夠的物理知識與綜合能力，更需要教師扎實(shí)的教學(xué)基本功與靈活的課堂生成技巧。這樣的話才可以將建模理論與建模方法全面而生動地傳達(dá)給學(xué)生。如果僅僅是知識的灌輸與概念的詮釋，僅僅在某一題中進(jìn)行訓(xùn)練，最終不但不會簡化物理知識，而且會增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)與理解壓力。

而在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，一部分教師將物理建模作為拔高學(xué)學(xué)習(xí)的重要手段，但是沒有培養(yǎng)學(xué)生的建?；竟?，導(dǎo)致教學(xué)目標(biāo)難以達(dá)成。有的教師依舊運(yùn)用傳統(tǒng)的滿堂講授法，面對物理能力參差不齊的學(xué)生，往往會事倍功半。所以在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，教師要以自己的學(xué)生基本情況為前提，深度解讀建模教學(xué)的林林總總，將自己的教學(xué)水平不斷提高，利用教研的平臺、集體的智慧來打造優(yōu)質(zhì)的教師團(tuán)隊(duì)。

（二）學(xué)生方面

物理建模需要學(xué)生的物理基礎(chǔ)極其扎實(shí)，要具有堅(jiān)實(shí)的思考力與分析力。但是在現(xiàn)實(shí)中一部分學(xué)生基礎(chǔ)較差，在物理建模過程中即使理解了建模的步驟與思路，但是在計算中出現(xiàn)的問題也會讓學(xué)習(xí)更加吃力，逐漸的也會喪失建模的樂趣與興趣。其次，學(xué)生的思考力與分析力是物理的長期功夫，也是一部分學(xué)生的物理短板，那么他們面對建模學(xué)習(xí)就會難上加難。

四、初中物理建模教學(xué)策略與建議

（一）建模問題的選擇要精益求精

物理建模教學(xué)的前提是對于建模問題的選擇.教師要在了解學(xué)生學(xué)情的前提下，依據(jù)課標(biāo)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)具體內(nèi)容來選擇建模的問題.盡量選擇與學(xué)生生活關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，可以激發(fā)學(xué)生興趣的問題，通過調(diào)動學(xué)生的知識基礎(chǔ)進(jìn)行合理科學(xué)的假設(shè)，然后建立模型.同時要考慮到問題難度的選擇，太難的建模問題會打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.當(dāng)然要立足學(xué)生的興趣點(diǎn)，可以將生活中的熱點(diǎn)問題或者熟悉的問題作為建模情境.

（二）教學(xué)的過程要力求合作探究

物理課堂要建立在以學(xué)生為主體的理念上，建模教學(xué)時要調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，引導(dǎo)學(xué)生熟知建模的步驟，通過課堂上建模案例分析來內(nèi)化學(xué)生的建模方法與技巧。將常見的幾類建模方法與思路傳達(dá)給學(xué)生，讓學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中靈活轉(zhuǎn)換。同時課堂上要鼓勵學(xué)生合作學(xué)習(xí)，在自己假設(shè)情境、合作解決問題中、發(fā)散思維中舉一反三，一次不斷提升物理學(xué)習(xí)能力。

比如一些物理規(guī)律性的知識理解，有時似乎與實(shí)際所見的現(xiàn)象不同，老師可以借助他們對于生活現(xiàn)象與規(guī)律表達(dá)的看似不相符來進(jìn)行模型化探究。通過學(xué)生一步步在模型中證實(shí)自己的判斷，或者糾正自己的誤區(qū)來達(dá)到物理規(guī)律的真正掌握。如學(xué)生在學(xué)習(xí)《牛頓第一定律》時，學(xué)生會有疑問，因?yàn)樗坪跖c實(shí)際不符，為了讓學(xué)生理解，教師建立模型問題“力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因還是維持物體運(yùn)用狀態(tài)的原因？”，接著教師引導(dǎo)學(xué)生用理想化真空試驗(yàn)來探究阻力的作用，然后讓學(xué)生合作進(jìn)行滑坡實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中虛擬阻力如果不存在，讓學(xué)生探討小車的運(yùn)動結(jié)果。整個建模過程與解決問題過程，通過學(xué)生的協(xié)作與探究，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主動性在思維認(rèn)知的轉(zhuǎn)變下，拋開實(shí)際誤區(qū)，深刻理解物理規(guī)律。

（三）建模方式要多樣化

首先，構(gòu)建模型可以運(yùn)用類比法。類比法是指用生活中常見的、學(xué)生可以直觀感受到的事務(wù)來理解與之相似的物理原理或者物理定理。類比法就是想要將抽象難懂的物理知識與學(xué)生熟悉的具體物象進(jìn)行關(guān)聯(lián)，學(xué)生在理解了生活化現(xiàn)象的基礎(chǔ)上來探究物理知識。面對學(xué)生不易理解的物理原理，如“在電路中是電壓使電路中形成了電流，而電源則是提供電壓的裝置”。物理老師可以先讓學(xué)生理解電壓與電流的關(guān)系，可以用水壓與水流的關(guān)系來類比。這個類比關(guān)系里學(xué)生理解了后者模型中的道理，也就懂了前者的原理。當(dāng)通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生明白了電壓就如同液面差導(dǎo)致的水壓，而電流就如同水流后，教師就很容易讓學(xué)生得出結(jié)論：水路類比電路，抽水機(jī)類比電源，閥門類比開關(guān)，水輪機(jī)類比燈泡。

其次，構(gòu)建模型可以運(yùn)用虛擬模型法。以光學(xué)知識點(diǎn)為例，老師可以引導(dǎo)學(xué)生立足于實(shí)際問題，在相應(yīng)情境里，通過假設(shè)想象的方式建立一個虛擬模型，比如讓學(xué)生用激光手電照射到鏡子，發(fā)現(xiàn)光線轉(zhuǎn)彎的現(xiàn)象，為了直觀，教師用虛擬線條建立入射光線和直射光線的模型，學(xué)生在形象的模擬中就會理解光線的原理。

最后，利用生活化實(shí)驗(yàn)構(gòu)建物理模型。面對抽象的物理知識和高度概括的物理原理，學(xué)生很難理解。但是在實(shí)驗(yàn)的過程與實(shí)驗(yàn)參與中，學(xué)生就會很容易理解物理的知識。尤其是運(yùn)用生活化的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生面對熟悉的事物，探索欲增強(qiáng)，對于知識的理解也會更有主動性。

（四）建模教學(xué)要與實(shí)踐結(jié)合

物理建模重在培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，初中生正處于對于生活有著極其敏銳的觀察與適應(yīng)階段，那么在課堂上培養(yǎng)學(xué)生的物理建模方法與思路的同時，也要引導(dǎo)學(xué)生在生活中實(shí)踐物理建模的綜合性，提升利用課堂所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。同時教師要引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中進(jìn)行創(chuàng)新，在建模學(xué)習(xí)的反思中尋求最佳方案。當(dāng)然可以借助物理建模來解決跨學(xué)科的實(shí)際問題。比如學(xué)生學(xué)習(xí)了光線的傳播后，就會明白入射光線與反射光線的位置關(guān)系，那么同樣的原理在生活中是常見的，比如打臺球的實(shí)質(zhì)就是這個原理的運(yùn)用。球的運(yùn)用路線就是最好的現(xiàn)實(shí)實(shí)踐。

（五）建模教學(xué)要與信息技術(shù)相結(jié)合

趣味性是初中物理教學(xué)課堂的突出特點(diǎn)，通過信息技術(shù)的使用，讓建模教學(xué)的趣味與知識合二為一?？梢岳眯旅襟w來創(chuàng)設(shè)建模情境。比如在學(xué)習(xí)慣性時，老師通過展示生活中汽車慣性的視頻、人行走時的慣性存在，或者一些生動的動畫視頻中慣性的體現(xiàn)，學(xué)生會更加愿意在這個興趣感染下主動探尋模型教學(xué)的過程與意義。

初中的的物理課堂，可以讓學(xué)生在豐富有趣的活動中了解建模教學(xué)的內(nèi)容與知識。教師要積極主動運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)理論與現(xiàn)代信息技術(shù)來挖掘教學(xué)過程中的資源與設(shè)計，以此進(jìn)一步優(yōu)化新型教學(xué)的探索。

（六）建模教學(xué)要與大數(shù)據(jù)采集與分析相結(jié)合

大數(shù)據(jù)是當(dāng)下教育信息技術(shù)的重要資源，初中物理教師可以借助班級、年級等各類數(shù)據(jù)的采集與分析，制定出適合自己學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法。比如在建模預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，教師以微課的形式下發(fā)預(yù)習(xí)材料，再結(jié)合相關(guān)軟件的分析數(shù)據(jù)，可以精準(zhǔn)得出建模學(xué)習(xí)中學(xué)生知識盲區(qū)及知識的難點(diǎn)，基于此制定對應(yīng)的突破方式。通過精準(zhǔn)教學(xué)，既節(jié)省了課堂時間，也更了解學(xué)生的知識盲區(qū)。再如建模教學(xué)后的知識反饋環(huán)節(jié)，教師通過大數(shù)據(jù)下班級學(xué)生的得分率、失分率可以明確學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的漏洞，那么教師可以很有針對性的進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。同時也可以利用往屆學(xué)生的數(shù)據(jù)結(jié)果來預(yù)判學(xué)生的知識難點(diǎn)等。

結(jié)語：新課改的當(dāng)下，對于初中物理建模教學(xué)的探討與實(shí)踐還在進(jìn)行中，作為初中物理教師，不但要在平時的教學(xué)中滲透建模思維，而且要在實(shí)際教學(xué)中熟練應(yīng)用此方法，這樣學(xué)生會將生活實(shí)際與抽象理念相結(jié)合。對于學(xué)生掌握物理核心素養(yǎng)有很大的幫助。相信在一線教師教學(xué)實(shí)踐與專家的研究中初中物理建模問題一定會得到更好的發(fā)展。

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