【新课程视野下高中物理“模型教学”的探究】高中物理的十二个实验

　　摘要：在高中物理教学中，模型一直占有重要的地位，物理学科的研究对象是自然界物质的结构和最普遍的运动形式，对于那些纷繁复杂事物的研究，首先就需要抓住其主要的特征而舍去那些次要的因素，形成一种经过抽象概括了的理想化的“模型”。这种以模型概括复杂事物的方法，是对复杂事物的合理简化。因此，无论问题情境多么新颖多变，或是与日常生活密切联系的实际问题，都可以归结为学生熟悉的物理模型。
　　关键词：新课程；高中物理；模型教学
　　一、“模型教学”的理论基础
　　在国际教育改革的探索中，建构主义的理论越来越受到重视。基于建构主义的“模型教学”对教和学提出了一些新的要求，一是要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者；二是要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者；三是要求教学过程使用全新的教育思想、教学模式、教学方法、教学设计等。为了发挥学生的主动性、积极性，相应的教学设计主要围绕“学习策略”和“学习环境”两个方面进行。前者是整个教学设计的核心——通过各种学习策略激发学生去主动建构物理模型；后者则是注重模型建立的过程，强调模型的立体面，旨在提高学生的科学素质，掌握物理学主要的思想方法，为学生的终身学习打下基础。
　　二、当前高中物理“模型教学”的现状与思考
　　目前，在高中物理课堂教学中虽已重视了物理模型的教学作用，但许多教师还只停留在单纯地利用物理模型进行物理知识和技能的训练层面上，典型的教学模式往往也是先由教师总结、归纳出一些物理模型呈现给学生，让学生跟着教师的思路去理解，并辅以大量机械性训练。这样的课堂教学完全由教师主宰，忽视了学生的认知主体作用。学生往往只会识别已接触过的模型，不会辨别未遇到过的情景，更不会自己建立模型、解决问题。这就造成了学生不重视构建物理模型的过程，更多的是运用形象思维方式，只记住物理模型的静态结论，生搬硬套。
　　我们应改变物理模型脱离学生认知规律和新课程要求的状况，把物理模型放在问题中，放到现实中，放到一定的情景中，由学生感知、体验模型的建立过程，使物理模型在课堂中灵动起来，为学生提供探索物理规律并解决物理问题的有效途径。
　　现在国内有关物理模型的研究范畴和着眼点更多地局限于单一的知识板块。例如，子弹打击木块的模型、汽车启动模型等等，这类研究已涉及众多模型的建立与应用，被许多一线物理教师用来整合学科知识，大大提高了学生解决问题的效率，但各物理模型呈现出无序状态，没有形成系统，学生只是照着教师的模型去简单套用，以致条件一旦有所变化便无法识别模型。所以，我们认为应完善物理模型在教学中的应用研究，建立一种扬长避短的模式——物理“模型教学”，努力做到既能发挥教师的主导作用，又能充分体现学生的认知主体作用，既注意教师的教，又注意学生的学，把教师和学生两方面的主动性和积极性都调动起来，优化教学过程和学习效果。根据物理学科的教学任务、内容、学生的具体情况，运用典型的物理模型串联教学全过程，引导学生主动学习，培养学生的创新能力。在新课程理论指导下，寻求运用物理“模型教学”提高物理学科教学质量，培养学生创新能力的途径和方法，总结出一套行之有效的教学模式、学习模式，为传统的课堂教学注入新的活力，培养出具有较强建模能力、创新能力、物理学习成绩优良的学生群体。
　　三、“模型教学”的基本策略
　　物理“模型教学”中蕴藏着丰富的学科教学资源、物理思想和方法，通过实践开发以物理模型为平台的探索性学习、自主学习、小组合作学习等新的学习及体验方式，为学生生动、主动地学习、创新能力的培养提供良好的氛围环境。例如，在“单摆”的教学中，教师先用“引导探索总结”方式引导学生对影响单摆物理过程的诸多因素进行分析，总结出单摆的结构特征、动力学特征、运动学特征和能量特征，建立起常用的基本模型。这个过程要组织学生对基本模型所涉及的物理量、物理过程、物理规律、物理方法深入讨论，加深学生对牛顿第二定律、机械能守恒定律等知识及规律的认识，同时也再次应用了圆周运动的模型。在后面的教学中通过“研究性学习”辨别单摆模型在各种情景中的具体表现，使学生对此模型建立起更丰富的感性认识，对头脑中的物理模型不断进行修正和建构，使这一模型不断充实、发展和完善起来，从而培养学生思维的正确性和深刻性。
　　当然，对学生这种能力的要求并非一朝一夕就能培养出来的，“模型教学”正是把这种建模意识贯穿在教学的始终，重视思维程序的建立和训练，循序渐进地启发、引导学生，使学生逐步熟悉并掌握“物理模型”这种科学研究的思维方法，养成良好的思维品质，这样才能使构建物理模型的意识成为学生思考问题的方法与习惯，让学生在建立模型的过程中逐渐提高。
　　(作者单位江苏省宿迁市宿城区马陵中学)