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“双减”背景下运用行知理论构建初中物理建模课堂

【摘要】“双减”政策的出台，凸显出高效课堂的重要性。“行是知之始，知是行之成”，“知行合一”奠定了陶行知先生生活教育思想的理论基础。科学建模是学生在当前背景下应具备的学习理解能力，发展模型建构能力也是初中物理的新课程标准。课堂是教学的主阵地，为学生构建高效课堂是教学的核心目标，通过建模教学，使学生真正掌握物理知识，学生的核心素养真正能提升。

【关键词】知行合一；物理建模；高效课堂；模型

“双减”政策的出台，旨在减轻学生的课业负担，让教育回归本真，让学习成为一种关于知识、生活和个体经验情感的整体性学习，实现学生全面而立体的生长。[1]教师要理解国家进行“双减”的目的，课堂是教学的主阵地，高效的课堂教学在“双减”背景下尤为重要。

构建高效物理课堂的主要原则是减少教师的讲解，让学生主动对物理知识进行研究，以此来获得课堂教学的最大化效率。新课标要求发展学生的核心素养和关键能力，理清概念建构的层次，依据核心素养目标指向，通过序列化的实验探究项目作为载体，通过“探究行为”为核心学习行为，格物致理，知（物理认知）行（探究行为）合一。这正与陶行知先生的“教学做合一”理论呼应，他提出了“行是知之始，知是行之成”的观点，“知行合一”观点奠定了陶行知先生生活教育思想的理论基础。“教学做合一”从“知行合一”中继承、发展。对学生来说，探究行为是物理认知的开端，物理认知是探究行为的成果。陶行知先生要求“教”与“学”同“做”结合起来，同实际的生活活动结合起来。物理认知即为“学”，探究行为即为“做”。

科学建模是学生应该具有的重要的学习理解能力，具体表现为学生通过学习后获得的，从事实经验中提取事物和过程的本质特征，形成物理概念和规律的能力；科学建模又是学生应该具有的重要的迁移创新能力，具体表现为学生通过学习具有的，在陌生物理问题情境中主动合理的建构模型，有效的解决问题的能力。[2]《江苏省义务教育学科核心素养·关键能力框架》（试行）中也提出建模是初中物理的关键能力。[3]新课标的颁布，明确提出了“模型建构”的教学要求，因此如何准确把握物理问题，建立正确的物理模型就成为了广大教师需要探索解决的主要问题。笔者根据参考的文献，在陶行知教育思想的引导下，结合自身实际的教学事例，梳理关于建模教学的一些心得体会。

一、物理模型的相对概念

物理研究总是在探索着概念世界与现象世界的关联，用物理概念和物理规律描述自然界真实的物理现象，这种规律的集中体现和直观表达就是物理模型。经研究认为，学生头脑中必须有丰富的物理表象，将实际问题转化为纯物理问题，运用合适的物理模型加以解决，叫物理建模。

钱学森曾指出：“模型就是我们通过对问题的分解，利用我们考察的机理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所抽象创造出来的一幅图画，……，是形象化了的自然现象。”[4]

二、物理模型的分类

依据初中物理教学内容，初中物理模型有以下类型：

1.研究对象所处的条件模型化

把研究对象外部条件理想化，突出本质特征或最主要的方面，排除次要因素，这样建立的物理模型称条件模型。这样可以简化对问题的研究。例如，在探究二力平衡条件的实验中，在分析平衡条件时，可忽略小卡片的重力对实验的影响，只分析小卡片所受的拉力。

2.研究对象模型化

通过对实际问题仔细研究，找其特点，充分联想或建立某个对象，称之为对象模型。例如科学家在对原子结构的研究过程中，最先根据现有的实验现象提出的是“枣糕”模型，随着进一步深度的研究，最终认定为“核式结构”模型。

3.物理中的数学模型

把物理学研究对象的状态、经历的过程或者客观物理规律用数学形式表示出来的称为数学模型。例如在研究物体运动时，将物体的运动过程用v-t图像的形式表示出来，受力的情况也用F-t的图像表示出来，学生一目了然。用数学公式描述物理模型，其本质还是物理模型，所以，物理公式通常有它特定的边界条件。

4.理想化实验

有些实验无法实际完成，如果在物理实验的基础上抓住重点，通过推理得出其规律。例如在研究不受力的物体是如何运动的，现实生活中无法让物体不受阻力，牛顿在伽利略等人实验的基础上经过科学推理，最终总结出牛顿第一定律。

三、建模教学的有效措施

陶行知先生说过：“我们要教人，不但要教人知其然，而且要教人知其所以然。”物理问题解决的最佳方式是物理建模，而学生是否能够全面掌握模型的使用环境以及模型建立是否科学合理，将会直接影响物理模型的构建和使用质量。基于科学探究构建物理模型，是科学思维的核心。这里有它的思维过程，有它的路径可以选择，其中指向真实问题解决的项目学习和资源载体、问题链的设计至关重要。

1.指向真实问题解决的项目学习，设计有效问题链

陶行知先生说过：“创造始于问题，有了问题才会思考，有了思考