利用实验器材培养学生物理建模能力的教学模式研究

潘国伟

【摘要】基于既往学习经验和知识积累，高中物理教学着重于全面提高学生的物理学科核心素养，建模则是物理学习中的关键环节，是学生形成科学思维的重要前提。本文首先简要阐述了如何运用实验器材培养学生物理建模能力，促使学生能够在物理学习中发现问题、解决问题，形成物理思维和科学观念，不断提高物理素养。

【关键词】实验器材;高中物理;建模能力

引言：伴随着现代信息技术的应用和普及，社会生活出现了方方面面的转变，人们对于教育事业的重视力度不断加强，物理建模慢慢开始演变成为教育教学的综合实践活动，物理建模能力是学生物理学习中的重要思维模式和专业能力，注重建模能力培养，也会在一定程度上实现学生的全面成长和进步。

一、学生物理建模能力现状

高中物理学科涉及内容十分广泛，物理建模也是物理学习的过程。但是现有的学科学习中，还有很大一部分学生并未形成系统化的建模思维、抽象模拟能力较为薄弱，对于学习中遇到的问题，多是基于既有学习经验和生活经验从事，对物理学习存在认知偏差，难以有效解决问题。而物理学科作为一个系统性学科，将各个知识点有机整合到一起，形成完整的学科知识体系，物理建模也并未只是学习某一个知识点，更需要注重引导学生将分散知识点相联系。

与此同时，在高中物理学习过程中，培养建模能力一直都是学生培养中的难题，如果单纯依靠文科学习方法理解物理难题，很难真正做到透过现象看本质。但是现有的学科学习中，很多学生并不习惯也不善于运用物理模型解决实际问题，促使理论知识和生活实际出现割裂。需要注意的是，建立物理模型则需要从实际生活出发，对复杂的生活情境进行抽象和简化，只有这样，才能促使学生在物理建模的过程中，有效调整模型、解决问题[1]。

二、运用实验器材培养物理建模能力的教学方式

（一）形成建模意识，强化建模兴趣

在高中物理學科教学中，为了培养学生的物理建模能力，需要积极应用课堂中既有的多种实验器材，提高学生对于物理建模的学习兴趣，自主展开科学探究，体验物理学科的真正魅力，不断深化学生的问题解决能力。在高中物理学习中，含有多个物理模型，如果学生不能理解，将会影响到后续知识吸收。一些模型书中虽然已经初步介绍了建模情况，但更多时候集中于直接下定义，促使学生还没有理解建模内容，就直接进行记忆背诵。在此情况下，形成抽象学习思维、强化学生理解能力，能够促使学生在潜移默化中强化自身理解水平和学习能力。例如，在鲁教版高中物理《质点和位移》学习中，将会涉及到质点这一理想模型。学生依旧秉持着旧有思维展开学习，甚至将物理学习等同于背定义，将记住知识点等同于理解知识点。构建质点这一物理模型，则可以充分应用实验器材，向学生展示物质运动，提问学生物质运动方式，促使学生能够深入思考不同物体的运动方式，进而引出质点这一概念，探寻物体作为质点的存在条件。需要注意的是，建立物理模型后，需要加强教学引导和规律总结，物理学习并非局限于课堂、实验室，而应当将其和实际生活相结合，防止模型固化，深入理解物理模型的本质。

（二）创新教学方式，提高主观能动

在高中物理课程教学中，教师通过创新教学方式，能够吸引学生、提高学生的物理学习兴趣，促使学生能够始终保持着主观能动性，更加积极地参与到物理学习中，培养物理建模能力。想要高质量展开物理教学，则可以通过应用现有的实验器材，将抽象化的物理模型以更具直观的方式进行展示，促使学生能够直接查看不同模型的自身特点，定期组织学生学习物理建模，在物资条件充足、建模并无危险性的情况下，还可以让学生一同参与到模型构建，探索物理学科知识。物理模型作为物理学的主要学习内容，高中课程不同于初中阶段，更加注重物理思维创造，在课程教学时也应当从现实生活出发，创设良好的课堂教学情境，将行业最新研发成果和基本理论知识相结合，强化物理模型的生命力[2]。与此同时，在物理建模教学的过程中，还需要予以学生足够练习机会，通过类比、抽象等多种方式，将模型反馈到实际生活进行校验和修正。

（三）理论联系生活，形成建模基础

高中物理学习，不仅是对理论知识的学习，也是理论和生活实际相结合的过程，通过分析物理现象、利用实验器材、展开物理建模，能够进一步突出基础物理、规律建模的重要意义。物理建模本身也具有一定的学习难度，将静态的书本知识转化成为立体化的物理模型，不是单单依靠死记硬背就能够完成，需要学生充分发挥想象力和创作力，强化物理学习观念。在课程教学中，主要会应用到模板、物块，形成滑块-滑块模型、传送带模型，形成建模思想、提高建模能力，则需要以课程学习为基点，和自然界的物质变化相结合，例如种子成熟、煤炭燃烧等。在课程教学过程中，教师可以相应提出问题，将课程教学的重难点引出，促使学生能够深入理解物质存在形式和物质能量守恒。需要注意的是，培养物理建模能力并非一蹴而就，需要经过长时间的努力和思考，教师作为课堂学习的引导者、讲解者，需要秉持着宏观视野，予以学生充足的思考时间，提问学生科学合理的思维问题，促使学生能够给结合生活实际作出回答，为学生物理学习奠定良好的学科基础。

结论：综上所述，对利用实验器材培养学生物理建模能力的教学模式展开分析具有至关重要的意义。在高中物理学科教学中，针对当前学生建模中的不足，今后，应当积极应用多种实验器材，引导学生形成建模思维、创新建模方式、促使学科理论和生活实际相联系、加强物理知识的内在联系，从而全面提高学生建模能力。

参考文献：

[1]朱玲.高中生物理建模能力评价指标体系建构研究[D].天津师范大学，2021.

[2]张永刚，朱巧萍.高中生物理建模意识和能力的培养策略研究[J].物理教师，2021，42（06）：2-4+9.

[3]李孝峰.高中物理课堂建模能力的培养策略探寻[J].数理化解题研究，2021（09）：55-56.