徐曉威

【摘要】本文討論了初中科學教學中引入模型教學的必要性，并對中學生建模過程中的思維障礙進行分析，認為學生缺乏對物理對象和物理場景做理想化處理的方法和能力。為了解決學生在建模環(huán)節(jié)存在的思維障礙，引導學生學會建立模型的一般方法，在教學中提出了具體的對策。

【關(guān)鍵詞】模型 模型教學 初中教學 思維障礙

【中圖分類號】G63 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）28-0170-01

一、模型

所謂模型，就是人們?yōu)榱搜芯课锢韱栴}的方便和探討物理事物的本質(zhì)而對研究對象所作的一種簡化的描述和模擬。在物理教學中，最關(guān)鍵的兩個環(huán)節(jié)是：第一，要明確學習和研究的對象是什么？第二，要明確學習和研究的對象是如何運動變化的、遵循什么樣的規(guī)律。按照這兩個環(huán)節(jié)將物理模型分類，我們發(fā)現(xiàn)中學物理教學中涉及到的常見的物理模型包括：對象模型、過程模型和理論模型。

1.對象模型

對象模型是根據(jù)研究對象的特點，舍棄次要的、非本質(zhì)的因素，抓住主要的、本質(zhì)的因素，從而建立的一個易于研究的、能反映研究對象主要特征的新形象。理想模型是科學抽象與概括的結(jié)果，在物理學中到處可見，如質(zhì)點、彈簧振子、單擺、理想氣體、點電荷、理想變壓器、薄透鏡等。

2.過程模型

過程模型是為了研究復(fù)雜問題，建立在物體運動變化過程的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究問題的性質(zhì)和需要，在包含多種復(fù)雜因素的物理過程中，找出主要因素，略去次要因素，建立能夠揭示事物本質(zhì)的理想過程。

3.理論模型

理論模型是在觀察、實驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過物理思維，對某一物理客體和研究對象的結(jié)構(gòu)、相互作用、運動規(guī)律等所作的一種簡化的描述由于物理事物的復(fù)雜性，某些物理事物的本質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)、規(guī)律等比較隱含，人們當時還搞不清楚，這時就要在實驗事實和物理思維的基礎(chǔ)上提出假說，建立起理論模型。在物理學研究過程中有許多這樣的模型，如哥白尼的太陽系模型是對天體運行的一種簡化描述；盧瑟福原子的有核模型是對原子結(jié)構(gòu)的一種簡化描述。

二、初中科學中模型教學的意義與教學模式

1.模型教學的教學目標

主要有知識與技能目標、過程與方法目標、情感、態(tài)度與價值觀目標。

2.模型教學的教學原則

學生的主體能動性與教師的引導性相結(jié)合的原則、學性、藝術(shù)性、思想性相統(tǒng)一的原則、STS教育相結(jié)合的原則、展性原則、實驗優(yōu)先原則、多媒體輔助原則、綜合效果最佳原則。

3.模型教學的教學環(huán)節(jié)

在初中科學課堂教學中開展模型教學的基本教學程序應(yīng)由以下五個教學環(huán)節(jié)組成：創(chuàng)設(shè)情境—建模準備—建立模型—應(yīng)用模型—反饋評價。

4.模型教學的教學措施

在教學中強化滲透模型意識。研究物理問題離不開模型，是否能熟練地建立和運用模型來處理具體問題，仍是教學和學習中的一個重要任務(wù)。只有加強模型意識，領(lǐng)會物理學研究問題的思維方法，才能使學生做到學有所獲。

三、初中生建模過程中的思維障礙分析

1.學生缺乏準確的物理模型

在實際問題的眾多對象中，思維容易受到問題表象的干擾，很難抓住對象本質(zhì)特征，因而難以從實際問題中抽象出物理圖景和物理模型，形成認識上的思維障礙。

2.學生缺乏程序化的思維訓練

由于現(xiàn)行教材、教科書中應(yīng)用性的生活事例很少，學生在學習新知識時，缺少該環(huán)節(jié)的思維訓練，在問題的應(yīng)用上，學生仍然習慣于傳統(tǒng)的認識經(jīng)驗和思維習慣，久而久之，就認為物理就是代代公式的數(shù)學運算而已，因而淡化了物理思維的訓練，形成方法上的思維障礙。

四、對策

1.充分展示物理知識發(fā)生發(fā)展的過程，幫助學生建立準確的模型

傳統(tǒng)的教材安排的教學內(nèi)容都是已經(jīng)選擇、壓縮過的，具有典型化、簡約化和抽象性的特征?？梢猿浞掷脠D形圖片、電視錄像、多媒體課件等現(xiàn)代教育技術(shù)手段再現(xiàn)知識發(fā)生發(fā)展的變化過程，用圖文并茂的方式向?qū)W生提供信息。這樣就可以降低學生學習的難度，并將物理學研究問題的方法和思想寓于情景的建立和分析過程中，促進學生開展分析問題的思維活動，自然地悟出其中的道理和規(guī)律。在潛移默化的過程中，學生逐漸掌握分析過程、建立正確物理情景和模型的一般方法，從而建立出準確的模型。

2.重視解決實際問題的思維程序訓練和學生學習習慣的培養(yǎng)

學生遇到問題時的困難，還表現(xiàn)為思緒的混亂、缺乏思維的程序化。因此在教學中更要重視思維程序的建立和訓練，解決實際問題的思維程序大體可分六步，即審題—提取文字信息、排除干擾因素—抽象出物理對象和物理情景—尋找問題所滿足的定量和定性的規(guī)律—建立數(shù)學模型—求解。首先從實際問題中提取與問題有關(guān)的文字信息，并用相應(yīng)的圖形或符號表示，使復(fù)雜的變化過程代碼化。然后確定對象、建立情景，運用示意圖幫助理解題意，尋找變化規(guī)律，建立各物理量的聯(lián)系。邊審題、邊畫圖，并一一把條件和問題用字母符號注在圖上，使問題能在腦中形成完整的表象，同時示意圖能使解答問題所必須的條件同時呈現(xiàn)在視野內(nèi)，圖像成為思維的載體，視圖凝思實際上是視覺思維參與了解解題的過程。最后將物理模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型，用數(shù)學方法立式求解。

3.重視示意圖在解題中的作用

示意圖是學生對對象、過程分析的結(jié)果，它反映了學生的物理水平。蘇霍姆林斯基說過教會學生把應(yīng)用題畫出來，其用意就在于保證由形象思維向抽象思維的過渡。實際上在上面對策二中的第二步，由文字到示意圖的思維跨度非常大，有時學生問問題時，教師可能會無意中畫出示意圖，而此時學生的問題已經(jīng)得到解決，關(guān)鍵就在于學生不會畫圖。在教學中，要引導學生養(yǎng)成讀圖釋義、審題畫圖的習慣，最終能從靜態(tài)圖中聯(lián)想到動態(tài)變化的過程，由動態(tài)圖中能看到瞬時的狀態(tài)圖景。

參考文獻：

[1]閻金鐸，田世昆.中學物理教學概論，高等教育出版社，1991年5月第一版

[2]曹雪蓮.物理模型在中學物理教學中的意義，滄州師范專科學校學報，2004，（1）