培养高中生物理模型构建能力的实践研究

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作为一门研究物质结构、相互作用与运动规律的学科,物理学始终不能与五光十色的物质世界脱嵌。这意味着,在客观事物的本质属性周围,不可避免地横生着许多迷惑性情景,它们常常滞碍学习者解决问题的思路,并使其在情景迷雾之中误入歧途。普通高中物理课程标准(2017版)明确定调,将情境和知识关联的水平,往往能够陶染学生使用物理知识解决复杂问题的能力。培养学生的建模能力,可使之学会廓清无关条件,撷取主要元素,通过删繁就简的方式迅捷准确地处理问题,并在更深层次的思考中触摸科学的本质。从近年来国内教育者们在各类文献条陈、网络平台分享、线下示范课展示以及教学研究会上等的反馈来看,目前国内对高中物理模型构建教学的主要研究,聚积在理论界定、模型分类、特征功能、作用机制与发展情况等方面,仍存在部分薄弱亟待补充。比如,提出最多也最广泛的一个问题,则是我国的教育研究者们在教学环节里,重“应用”而轻“构建”。通过教学实践我们也可以发现,学习者在模型构建方面也确实存在着与这种教学薄弱相对应的模型构建的薄弱。为了更加深入的研究这个问题,本文将大致分成五个部分来阐述。第一部分,通过对文献的查阅与研究,并结合日常教学经验,确定本文的主要研究问题,即物理模型教学当中广泛存在的“重应用而轻构建”现象。并通过案例实践、试卷测评、定量研究、访谈调查等多种方法协同,对研究问题进行多角度的充分研究。第二部分中,笔者进行了更富针对性的理论阐幽,对模型教学的理论流派进行了逐一分析,最终确定建构主义教学观作为本文的理论基础,与2019年发布的《中国高考评价体系》之中对物理模型能力的要求进行结合,首次创制出能够作为衡量学习者建模水平层级与具体建模能力类型的核心素养层级表。在第三部分中,笔者对目标学生群体进行问卷调查与一个学期的跟踪访谈,对目前学习者在物理模型构建当中遇到的困难,进行更加真实具体的了解与分析,同时,按照实际教学进度以及上个部分的能力层级表,制定能够检测与分析学习者建模能力的试卷,进行投测与分析。在第四部分中,笔者列举了4个教学实践案例。最后一部分,对本研究做出了总结与反思。物理建模能力是当下教界讨论热度较高的研究课题之一,其教学策略更是重之又重。在研究过程中,为了更精准的切中所要研究的问题,必须从更为隐蔽且实际的角度,寻求提升其模型架构能力的有效办法,并发现学习者在研究物理问题时存在的其他思维漏洞。许多学生在教师的指导下,已经学会有意识的学会用模型思维解决物理学问题,以往在迷惑性物理情境之中毫无头绪的情况也有了改善,从最后的成绩分析,以及对部分同学的访谈中窥见,构建物理模型对物理学习的效用是非常能够准确解决其所遇所困的。通过对物理模型的深度学习与进阶掌握,使之能够将陌生情景熟稔化、具象情景物理化、复杂情景简要化,从洞悉模型初态再到逐步架构完成,领略通过建模来解决具体问题的妙用,渐次培养其主动操纵模型,来实践所学所悟的科学意识。
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