新课程理念下学生物理建模能力的培养 高中物理获奖论文

新课程理念下学生物理建模能力的培养

温岭二中  郭仁勇

摘  要：本文分析了高中物理模型教学和学生物理建模能力培养的重要性,结合新课改背景对物理模型的应用、学生建模能力的培养进行了分析和探索,并从教学理论和实践上提出了一些建议。

关键词：  物理模型   建模能力  新课程

一、背景

随着新的《物理课程标准》的逐步实施，新的教学思想、教育理念都应随之形成和发展，其目的就是为了全面实施素质教育，以提高全体公民的素质，适应时代发展的要求。在这样的新形势下，教师必须将素质教育的教育思想贯穿在教学过程中。

物理新课程标准中关于教学目标提出了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标，三维目标是新课程理念的一个重要特色，是体现新课改精神的一个重要方面，也是指导教师在教学实践中体现新课改精神的具体要求和指针。如何在教与学的过程中落实新课程的三维目标，提高教学实效，培养高素质人才，就成为一线教师应该探索和孜孜不倦追求的主题。物理新课程理念中要求教师能精心的设计教学过程，力求使知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标融合，使学生在亲身经历的过程中实现知识与能力乃至生命的同步发展。而学生各种能力的发展，是和他们在学习中的相关行为联系在一起的，要发展某种能力，就必须经历相关的学习过程。新课程改革要求给予学生活动的空间，思维的空间，慢嚼细咽的教学不再适合课改要求。让学生主动参与，培养能力是落实课改的措施。

在多年的物理教学工作中，我发现重视学生物理建模能力的培养，养成良好的解题习惯，对于提高学生的解题能力及提高解题速度有很大的帮助。在物理教学中，不管从促进学生主体性发展角度而言，还是从培养学生的创新意识、创新能力而言，都应提高学生的物理建模能力。而抓物理模型的教学就是以物理知识为基础，以科学方法为中介，相互和谐和融合，在教与学的过程中实现新课程的三维目标的很好途径。

二、物理模型教学的意义

二十一世纪的教育改革，向我们教师提出了新的更高的要求。以往那种“深挖洞”寻难题，为应付高考而大量集训的做法，培养的只是一个个解题的机器人，创新意识、开放思维已经变得麻木，这样的教育肯定不适应时代的需要。而培养学生综合应用所学知识的能力，收集和处理信息的能力，以及培养学生独立思考，激发创新意识和“重在参与”的意识，是我们每位教师在教学活动中努力的方向。所以教师们原有头脑中存在的那种陈旧的教育思想和教学观念必须彻底更换。在向学生传授知识的同时，要重视宣扬科学家们那种大胆联想，勇于构建物理模型的创新思维，让他们体验到科学家们为人类、为科学寻求真理的进取精神和科学态度，唤起学生们对建模意识重要性的认识，激发他们的兴趣，逐步提高他们构建物理模型的能力。

三、物理模型特点和分类

1、物理模型的特点

(1) 抽象性和形象性的统一。物理模型的建立过程是一个抽象思维和形象思维相结合的过程，而建立的物理模型本身又是抽象性与形象性的统一体。例如，质点模型，在许多实际问题中，并不需要考虑物体的大小和形状特征，如电场线对电场的描述；磁感线对磁场的描述；光子模型对光的粒子性的理解等。因此说物理模型是形象性和抽象性的统一体。

（2）物理模型是科学性和假定性的辩证统一，物理模型不仅再现了过去已经感知过的直观形象，而且要以先前获得的科学知识为依据，经过判断、推理等一系列逻辑上的严格论证，所以，具有深刻的理论基础，即具有一定的科学性。理想模型来源于现实，又高于现实，是抽象思维的结果。所以又具有一定的假定性，只有经过实验证实了以后才被认可，才有可能发展为理论。

2、物理模型的分类

以上五种模型的分类并不能相互割裂，但理想模型的建立皆为科学抽象的结果，是一种感性认识到理性认识的上升，它更有利于揭示并掌握物理现象及物理运动的内在规律。

四、物理建模能力的培养

1、重视物理学史的教育意义，培养学生的建模能力

早在20世纪30年代著名的物理学家朗之万就指出:“在科学教学中，加入历史的观点是有百利而无一弊的。而在新课程改革的今天如何更好的实现三维目标物理学史就是一个很好的载体。通过物理学史教育不但能更好地进行情感态度与价值观的教育，也让学生置身其中，体会前人构建物理模型的过程与方法。

例如：伽里略让小球从弯曲的斜槽上自由下落，当斜槽充分光滑时，小球可沿另端斜槽上升到初始高度，如果另端斜槽末端越接近水平，小球为达到初始高度,将运动很远。如果末端完全水平，小球将一直运动下去，永不停止。正因为伽里略构建了光滑这一理想化的模型，才有惯性定律的重大发现。

法拉第在1852年，对带电体、磁体周围空间存在的物质，设想出电场线、磁场线一类力线的模型，并用铁粉显示了磁棒周围的磁力线分布形状，从而建立了场的概念，对当前的传统观念是一个重大的突破。1905年爱因斯坦受普朗克量子假设的启发，大胆地建立了光子模型，并提出著名的爱因斯坦光电效应方程，圆满地解释了光电效应现象。卢瑟福以特有的洞察力和直觉，抓住α粒子轰击金箔有大角度偏转这一反常现象，从原子内存在强电场的思想出发，于1911年构思出原子的核式结构模型。

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