李凯

【摘要】模型思维就是运用可视化思维模型理解抽象复杂的知识点，借此打通学生思维的“堵点”.这种以结构思维为框架，揭示本质和规律的思维方法，能够帮助学生厘清结构关系、简化系统，教会学生分析问题，精准地找到解决问题的方案，从而让学生的思维在课堂飞扬.本文从初中物理教学过程中模型思维的价值及其实践运用方面进行探讨，旨在培养学生思维的综合能力和品质，不断提升初中物理课堂教学质量.

【关键词】初中物理;课堂教学;模型思维

随着新课程改革的不断深入，以实验探究为手段、目标为主线、问题为导向的高中物理课堂逐渐成为培养学生学科核心素养的“主阵地”.这种新型课堂的教与学不但有利于激发学生的学习兴趣，驱动学生主动参与物理实验进行自主探究，挖掘学生的学习潜力，引导学生进行核心知识的深度学习，而且可以让学生在自主合作研究的过程中学会物理研究的方法，掌握物理的知識技能，逐渐形成物理的概念，培养物理思维品质，从而促使学生的碎片思维向系统思维蜕变.

因此，在教学过程中，教师需要引导学生创设生活化的学习情境、建构物理模型化的思维模式，助力学生自主学习，帮助学生寻找问题，并找到解决问题的方法，渗透物理学科核心素养，培养物理模型思维的方法，揭示物理规律和本质，促进学生深度学习.笔者根据多年的初中物理教学实践经验，从以下几个方面开展物理模型进行教学研究，取得了明显的教学效果.

1 在生活场景问题中形成实物模型

教师在物理课堂教学中，常常可以设置熟悉的生活场景，让学生能够身临其境，了解其所要学习内容的结构和特征，并亲身体验，驱动学生学习兴趣点，激发学生内在学习动力；同时可以让学生直接观察到实物模型，了解实物模型的价值以及意义.

例如 在进行“杠杆”一课的教学时，笔者首先给学生呈现了“跷跷板”模型（见图1），然后邀请了一位同学在左边施力，笔者在右边施力，在力不断变化的过程中，“跷跷板”会出现两种状态：①一边低一边高，②左右两边大约一样高.然后笔者提问学生：“我们都知道跷跷板左右.两边在同等高度的时候，处于平衡状态，那么在一边着地时，这时候还处于平衡吗？”学生立马摇了摇头，笔者对学生说：“别着急回答，等学完本节课再回答也不迟.”然后引领学生学习本节课内容.

利用生活中的实物模型，设置物理问题，构建沉浸式课堂，这样不但更能调动学生学习新知的积极性和欲望，让学生从自己的生活中去走近物理、学习物理，用实物模型真正体验运动方式的过程，引导学生厘清概念，理解掌握新知，寻找揭示物理现象的原因及其本质特征，从而更好地学习物理.

2 在深度探究问题中建构实验模型

2.1 在探究物理实验中理解物理规律

生活中的物理现象是错综复杂的，教师若想帮助学生寻找物理现象中的规律，剖析厘清物理概念，就需要把物理现象模型化，促使学生在生活中用相对应的物理器具来重现物理现象，仔细观察、研究、剖析，并找出规律.实验的最终目的就是让学生能物理实验中寻找出物理规律，因此，建构实验模型就是便于操作，去发现并总结规律.

例如 在教学“探究动能大小与哪些因素有关”时，笔者首先让学生猜想：动能大小可能和哪些因素有关？学生初步猜想：动能和速度、质量有关.然后展开了实验探究（见图2）：（1）取一个小球从斜面的不同高度滚下，观察和标记小木块被撞击后所处的大概位置；（2）取质量不同的小球分别从斜面的同一高度滚下，观察和标记出小木块被撞击后所处的大概位置.通过控制变量法（高度不变，质量变；高度变，质量不变），得出动能和速度、质量的关系，从而明确了三者之间的变量关系.

本节课的教学，不但有利于培养学生自主动手能力，而且还能引导学生找出正确的变量关系，从而促使学生的物理学习能力得到提升.

2.2 在分析实验数据中构建数理模型

教师在进行物理实验教学时，要精心指导学生：在抽象的物理现象中深度思考，仔细观察并记录实验过程中所产生的数据，利用多种分析数据的方法，比如图像法、控制变量法、EXCEL处理等，从多种角度构建数理模型.

例如 在教学“电流与电压、电阻的关系”时，通过探究实验学生获得了有关电流、电压和电阻的数据（见图3），然后笔者提问学生：“如何最直观地看出这三者的关系呢？”话音刚落，就有学生回答：“可以运用图像法.”当大家采用这一方法之后，发现无法得出三者之间的关系，于是笔者启发性地说道：“大家还记得之前探究声音高低的因素时所用的方法吗？”学生立即反应过来，可以运用控制变量法：（1）控制电压不变，探究电流与电阻的关系；（2）控制电阻不变，探究电流与电压的关系；（3）控制电流不变，探究电压与电阻的关系.从而得出结论：当电流一定时，电压与电阻成反比.

多种分析数据的方法，不但可以帮助学生掌握更多的实验方案，而且还可以培养学生敏锐的观察力和实事求是的科学态度，为以后学习高中物理奠定良好的基础.

2.3 在建立理想模型中建构物理概念

物理概念的教学必须让学生了解概念的内涵、内容和含义，并且知道概念的外延以及适用条件和范围，掌握本质特征，加深对概念的巩固和升华，以此达到活学活用，学以致用.因此，教师在物理实验教学过程中，通过对物理运动现象的分析和探讨，让学生从物理现象学会和掌握物理概念，深度理解概念.

例如 在教学“升华与凝华”时，笔者首先给学生呈现了如下物理现象（见图案和图5）：将粉末状的樟脑丸放入烧瓶中，用酒精灯微微加热一段时间后停止加热，几分钟后，放入烧瓶的松枝上出现了洁白的“人造雪景”，过了一会，“雪”消失了.然后笔者提问学生：“这消失的过程是什么？”学生依旧沉浸于之前的“景象”，对于笔者提出的问题有些许反应滞后，笔者适时地提醒道：“樟脑丸的变化是怎么样的呢？”学生想了想答道：“由固态变成了气态.”笔者反问道：“你们知道这一物理现象的术语叫什么吗？”学生摇了摇头，于是笔者在黑板上了写下了“升华”这一物理概念.

给学生呈现生动形象的物理现象，不但有助于学生清晰地认识概念，理解物理本质，而且还可以促使学生对物理学习产生极大的兴趣.

3 在解决实际问题中巧用物理模型

深度学习的关键就是让学生能够运用物理知识来解决生活实际问题，学生在分析问题和解决问题的过程中，不断提升识别和还原物理模型.因此，教师在教学时从生活中的物理出发，运用理想模型的方法，引导学生小组合作学习、探究问题、讨论交流，加强知识的内化，拓展迁移，促进学生深度学习.

例如 笔者给学生呈现了这样一道题目（见图6）：小船M被水冲走后，用一绳子把它拉回岸边的A点，假定水流速度C1沿着河宽不变，而拉绳子的速度为C2，求小船的轨迹.让学生先进行小组讨论，有的小组成员立马拿起笔画了起来.见此情景，笔者邀请这部分学生谈一谈他们的解题思路，然而他们以小船上各个点的轨迹为出发点，反倒将问题复杂化.于是笔者提示性地说道：“我们学过不少理想化的模型，在本题中，小船相对于河面来说，它的大小是不是可以忽略不计呢？”话还没说完就有学生答道：“老师，可以运用质点模型来解这道题目，将小船看作一个整体（质点）.”笔者听了连连点头，并鼓励道：“那我们一起来解这道题目吧.”在正确方法的引导下，学生很快求出小船的运行轨迹.

物理模型在解决问题过程中的应用，不但可以帮助学生温习已学的知识，还可以点燃学生的思维火花，让学生的思维进行碰撞，从而习得物理新知，形成批判性思維，掌握相应的物理技能，积累更多的物理经验，走向探究物理真谛的路径.

4 结语

总之，新课标下的初中物理实验课程，不再是单纯的传授知识和机械学习，而是需要教师贴近学生的生活，设置一定的物理任务情境，创建相应的物理模型，引领学生自主学习、合作探究，从而促使学生质疑思辨，找到解决问题的核心，快速解决实际问题.综合分析物理模型的过程有利于学生由直观形象思维向抽象逻辑思维过渡，不断提升学生的思维梯度，锻炼学生思维灵敏度，为其迅速抓住物理现象的本质、解析物理概念、处理物理问题奠定良好的基础，不断提升学生的物理综合素养.

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