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核心素养背景下物理模型建构能力的培养策略

2021-09-10徐旸

名师在线·下旬刊 2021年6期
关键词:高中生高中物理核心素养

摘 要:物理模型是高中物理的重要组成部分,学生建构物理模型,有助于对物理知识的掌握与运用。本文阐述了高中物理模型构建的内涵,并从三个方面提出培养学生高中物理模型建构能力的具体策略,为高中物理教师提供一定的教学参考。

关键词:核心素养;高中物理;物理模型建构;高中生

中图分类号:G427 文献标识码:A 文章编号:2095-9192(2021)18-0030-02

引 言

高中物理是一门基础学科,学生学习高中物理可以锻炼动手操作能力和创新能力。随着新课程改革的不断推进,核心素养的培养成为每门学科课堂教学的主要目标,高中物理课堂教学也不例外。为此,笔者对核心素养培养背景下学生物理模型建构能力培养的策略进行了深入探讨,并结合自身的教学经验讲述了具体的教学过程,进而为高中物理课堂教学提供新的教学思路,让更多的学生发挥自身潜能,深入探究物理知识。学生首先通过自主学习建立一定的物理思维,然后通过模型建构将物理知识内化,最后应用物理知识解决生活问题,提升自身的综合能力。

一、物理模型建构的内涵

物理模型建构是指将物理模型作为教学出发点,让学生在顺利构建物理模型的基础上发散思维、提升能力,进而掌握物理知识、形成物理思维。物理模型建构主要有两種形式:一种是在学生原有知识的基础上,教师指导学生运用物理模型认识事物,掌握物理知识;另一种是学生通过建立模型分析、探讨和解决物理问题。无论哪种情况,教师在教学过程中都应当作为引导者,尊重学生的学习主体地位,让学生在教师的引导下总结学习方法,掌握学习规律,最后构建一定的知识体系 [1]。

物理模型主要包括概念模型、理论模型和数学模型。概念模型建构是为了帮助学生将具体的物理现象抽象为物理概念;理论模型建构是为了让学生对物理现象和物理规律进行解释,进而形成一定的自我认知;数学模型

建构是为了让学生采用数学工具对物理运动和属性进行

描述,最后掌握物理规律。针对不同的问题,学生要学会建构不同类型的模型,从而高效解决物理问题,发展物理模型建构能力,提升自身的关键能力和学习品质。二、核心素养下物理模型建构能力的有效培养

(一)情境导入,培养物理模型建构的意识

很多学生虽然对物理基础知识理解得深刻,掌握得也相当到位,但是很少思考物理模型建构。在物理课堂教学中,学生只是单一构建了知识框架,而核心素养却没有得到发展。为了激发学生模型建构的意识,教师可以为学生创设学习情境,导入物理模型,做好课下与课上的衔接,为提升学生模型建构能力创造有利的条件,鼓励学生积极探讨物理模型的建构过程 [2]。

以“水平方向圆周运动”教学为例,为了吸引学生的注意力,并引导学生对生活实例进行探讨,进而培养学生的建模意识,笔者为学生展示了太空飞椅的照片,并提出问题:“当人在太空飞椅的最高处时做何种运动?圆心和半径如何确定?由什么力提供向心力?”从而导入相应的情境,让学生构建基本的物理模型,并运用物理模型解释生活中的问题,进而形成模型建构意识。这一情境的导入将课下与课上进行了有效衔接,让学生运用物理知识解释实际问题,既消除了学生对物理知识的陌生感,又激发和调动了学生的学习兴趣和主动性。

(二)任务驱动,体验物理模型建构的过程

为了在物理模型建构的过程中调动学生的积极性,同时培养学生的合作能力,教师在开展模型建构时,可以为学生布置相应的任务,让学生以小组合作的方式完成任务,分析和解决物理问题,体会物理模型建

构的意义和乐趣,从而积极进行模型建构,提升自身的模型建构能力,发展自身的物理核心素养 [3]。

以“汽车过桥”教学为例,为了让学生亲身体验物理模型的建构过程,笔者给学生布置了具体的课堂任务,让学生以小组合作的形式分析汽车过桥所受的力,以及汽车过桥的状态。汽车过桥分为两种情况:第一种情况是汽车过凸形桥,在最高点时向心力 F=mg-F =mv2/r、压力 F=FN=mg-mv2/r,汽车对桥面的压力小于自身的重力,所以汽车处于失重状态;第二种情况是汽车过凹形桥,在最低点时向心力 F=F -mg=mv2/r, 汽车对桥面的压力为 F=F =mg+mv2/r,汽车对桥面的压力大于自身的重力,所以汽车处于超重状态。在这一任务的驱动下,学生亲身体验了物理模型建构的过程,进而提升了自身的物理模型建构能力,最终探究出物理问题的解决方案,也促使自身的物理核心素养得以发展。

(三)师生互评,拓展物理模型建构的思维

在学生以小组合作的形式探讨物理模型建构后,教师和学生要对探究过程进行评价。教师的评价可以让学生进行自我反思,完善自我,拓展自身的模型建构思维;而学生的评价可以让教师对教学过程进行总结和分析,及时作出调整,构建高效课堂,提升教学质量和效果。所以,师生互评对学生物理核心素养的培养具有积极意义,教师在设计和开展教学活动时应特别重视这一环节,从而体现课堂教学的完整性,优化教学效果。

以“磁感性模型建立”教学为例,笔者首先运用实验为学生创设了相应情境,以营造良好的课堂教学氛围,然后让学生通过实验探究寻找实验规律,最后指导学生建立条形磁铁空间立体的实体磁感线模型,以此探究条形磁铁其他面周围的磁场分布情况,并通过小组合作得出结论。在师生互评环节,笔者和学生对这一模型构建的过程进行了总结和评价。笔者评价:在整节课中,学生在真实的情境中建立磁感线模型,并发挥自身的联想思维探究磁感线的概念,培养了物理模型建构能力,实现了本节课的学习目标,发展了物理核心素养。学生评价:在整个实验过程中,小组成员之间进行了密切合作,通过对问题的分析和探讨,让模型建构变得更加容易,真正体现了学生的学习主体地位,促使学生深刻理解了物理重点知识,取得了较好的学习效果,因此,希望教师以后还能够以这种方式开展教学活动。通过师生互评,物理课堂教学变得更加高效,“教”与“学”的开展变得更具有方向性和目的性,进而促进了高中物理课堂教学的良性发展。

结 语

总而言之,在高中物理课堂教学中培养学生的物理模型建构能力,既是当前课堂教学的重要目标,也是学生学习和成长的需求。所以,在设计和开展教学活动时,教师应采取有效的教学策略,促使学生积极主动地探讨和分析物理知识,形成一定的学习能力和学习思路,进而培养学生的物理模型建构能力。物理模型建构能力的培养不是一朝一夕就能实现的,接下来,教师还要结合《普通高中物理课程标准(2017 年版)》提出的教学目标及学生的学习特点合理设计教学活动,提高教学效率,进一步推进高中物理课堂教学发展。

[参考文献]

[1]宋威葳.高中生物理模型建构的难点及教学对策[J].西部素质教育,2016,2(04):162.

[2]袁媛.高中生物理建模能力及其培养对策研究[D].大连:辽宁师范大学,2017.

[3]陈雪.高中物理教学模型建构能力的培养[J].高中数理化,2014(20):41.

作者简介:徐旸(1979.7-),男,甘肃民勤人,本科学历,中学一级教师,研究方向为高中物理教学。

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