高中阶段物理建模问题的深入剖析与教学建议.pdf

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Vol.53No.2

Feb.2024物理教学参考

课改在线

口中阶段物理建模问题的深入剖析与教学建议

李维峰1林云强姚华鑫3

(1.济南市章丘区官庄中学250217;2.安庆市石化第一中学246002)

山东济南安徽安庆

(3.北京师范大学未来教育学院519087)

广东珠海

摘要:基于国内外的科学建模研究现状与背景,分析现阶段中学物理建模教学存在的问题与成

因,追溯物理建模的本源、剖析建模教学的本质,指出物理建模教学中常见的错误与容易混淆的

认识,为循序渐进地将建模教学渗透至物理课堂之中,提出合理化的教学建议。

关键词:物理建模;建模教学;问题与成因;教学建议;建模能力

文章编号:1002-218X(2024)02-0007-06中图分类号:G632.0文献标识码:A

一、国际与国内的建模研究背景与现状发展。

1.国际物理建模教学的概述2.我国物理课程标准对物理建模教学的要求

科学建模教学起源于20世纪80年代美国教变化

育学家DavidHestenes与几位同提出的理念。我国于1996年颁布的《全日制普通高级中学

从“以模型为中心的教学”(Model-basedTeaching)物理教学大纲(供试验用)》中首次提到了物理模

到“以建模为中心的教学”(Modeling-basedTeach-型,要求教师“通过概念的形成、规律的得出、模型

ing),相关研究使得理论与实践不断完善。鉴于其的建立、知识的运用等,培养学生抽象和概括、分析

对学生的知识学习与创造性思维培养的促进作用,和综合、推理和判断等思维能力以及科学的语言表

逐渐在科学教育与科学研究领域确立了科学建模达能力”,对于实际生活中具体问题,要求学生能运

的重要地位。用所学的物理概念、规律和模型等知识进行具体分

在国际范围内,建模教学模式的发展主要经历析。2003年,《普通高中物理课程标准(实验)》要

了三个主要阶段。第一阶段,Hestenes在《中学物求学生“认识物理实验、物理模型和数学工具在物

理的建模方法》一书中,与Wells共同提出了“建模理学发展过程中的作用”,但并未明确指出学生应

循环”的教学理论,该理论将建模教学分为模型发达到什么程度的建模水平。《普通高中物理课程标

展和模型部署两个阶段,向世人展现出一个与传统准(2017年版)》(以下简称“2017版课标”)将模型

教学模式完全不同的教育景象。第二阶段,建构作为科学思维素养的关键要素之一,并对不同

Schwarz在Hestenes的基础上将建模能力根据知水平的建模能力表现进行了五个水平层级的划分

识与技能划分为建模实践能力和元知识两部分。及相应描述,如表1所示。

于此,Schwarz成为第一个将元知识纳人建模能据此分析,我国中学课程标准对物理模型的要

力的人。元知识是指学生对模型本质、建模的意求逐步明确和深入,物理模型与建模教学逐渐走进

义以及建模过程的自我评价。第三阶段,Halioun大众视野,成为中学物理教育教研的热点话题。一

将建模过程划分为五个环节,即为模型的选择、模些学者和教

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