在建构主义的理念下培养学生的“建模” 能力

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1、在建构主义的理念下培养学生的“建模”能力朱 琦江苏教育学院附属高级中学，南京，210036所谓物理模型就是人们为了研究物理问题的方便和探讨事物的本质，通过对各种事实和现象的分析、综合、比较、分类等思维过程，根据研究对象和问题的特点，对研究对象所作的一种简化的描述或模拟。在高中物理中，学生所学的每一条物理原理、定理、定律都与一定的物理模型相联系，解决每一个物理问题的过程都是选用物理模型、使用模型方法的过程。特别对于一些高中物理问题(比如高考题)的解答，应用到高中物理教材中一些常见的物理模型。使用这些模型时，或是在物理规律的应用上进行深层次的发掘，或从相互关系上进行巧妙的组合。因而，培养学生正确识

2、别、活化、发掘、建立模型的能力，是物理教学中需要注重的问题。那么在物理教学中如何培养学生的“建模”能力呢？建构主义理论认为，学习是在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程。“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。在教学中利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。即通过情景的创设，启动学生思维，建立物理模型。一、巧设问题情景，确立研究对象“研究对象”是参与所研究的物理对象的客体。物理中的实际问题往往参与了众多客体，影响因素复杂，故解决问

3、题首先要对客体进行简化，抓住其主要特征，舍弃其次要因素，确立研究对象，建立物理模型。心理学研究表明：高中生乐于提出问题，并试图解决问题，喜欢讨论问题的发生及解释、论证事物发展的因果关系。因此教学中创设问题情景，要激发学生主动探索的欲望，通过讨论分析各个“研究对象”之间的相互联系，找出关键的客体，确立研究对象。图1比如：(见图1)劲度系数为k的弹簧一端固定于墙壁，另一端连着质量为M的物体，物体静止于光滑水平面的O点上，现有一质量为m的子弹以水平速度v0 射进且留在物体中，试问最少需要多少时间物体又到达O点？物体的最大位移是多少？此题对象比较多，有墙壁、弹簧、物体、子弹，应研究什么物体为研究对象呢

4、？可以通过如下的设问启迪学生思维：(1) 子弹射入物体的过程做什么运动？能否把子弹看成质点？为什么？(2) 从子弹开始射进物体到停留在物体中这一过程时间如何？在此过程中，弹簧的形变怎样？(3) 这一过程可以取什么为研究对象？建立怎样的物理模型？为什么？(4) 以后应取什么为研究对象？此对象做什么运动？可以建立怎样的物理模型？为什么？通过对问题的思考，领悟到子弹射入物体过程中自身转动可忽略，认为子弹射进物体的过程为平动，建立质点系统模型，子弹从开始射进物体到停留在物体中这一过程时间极短，弹簧的形变微小到可以忽略，在此过程中，可取子弹和物体组成的系统为研究对象，沿水平方向系统所受合力为零，系统的变

5、化为完全非弹性碰撞，从而可建立完全非弹性碰撞过程模型。系统动量守恒，故有：。又系统获得速度的过程短暂，它们的位移微小到可以忽略，故可以认为系统虽已具有速度但还处在平衡位置O点处。此后，选取子弹、物体和弹簧组成的系统为研究对象，忽略弹簧质量、空气阻力与摩擦力，建立弹簧振子模型；振子从平衡位置O处以速度向左运动的过程，满足简谐运动模型。 故由 得 此题先后建立了两个研究对象的理想化模型(相互作用的质点及弹簧振子)和两个运动变化的理想化模型(完全非弹性碰撞及简谐振动)，经过引导、启发、分析，学生自然而然地就会品味到其中思维过程的真正意义，从而培养学生正确的思维方法和建模能力。二、通过“协作”、“会话

6、”，正确分析物理过程物理过程是指“研究对象”发生物理变化的历程，正确分析物理过程是建立清晰、正确物理图景，建立物理模型的关键。图2比如：在原子核物理中，研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”，这类反应的前半部分过程和下列力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直轨道的固定档板P，右边有一小球C沿轨道以速度射向B球，如图2所示，C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变。然后，A球与档板P发生碰撞，碰后A、D静止不动，A与P接触而不粘连。过一段时间，突然解除销定(

7、锁定及解除锁定均无机械能损失)，已知A、B、C三球的质量均为m。(1) 求弹簧长度刚被锁定后A球的速度。(2) 求在A球离开档板P之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能。此题为2000年的高考压轴题。命题人暗设机关，巧布干扰，只有当学生全面读懂、领会题意，并在头脑中建立起非常清晰的物理图景和过程，才能化难为易，变繁为简，明察秋毫，予以识破。故此题也是培养学生建模能力的一个好题。若用问题引导教学，引起学生的注意，通过“协作”、“会话”，激活学生的概念，分析物理过程，让学生真正领悟其思维过程与方法，提高思维品质。可以通过以下设问启发学生的思维，组织学生讨论：(1) 当C与B发生碰撞并立即结成一个整体

8、D 时A处于怎样的状态？为什么？故此过程可以取什么为研究对象？建立怎样的物理模型？(2) 当整体D向左运动，压缩弹簧，D、A分别做什么运动？什么状态弹簧最短？此过程遵循什么物理规律？建立怎样的物理模型？(3) 当弹簧锁定后，A、D一起向前运动与挡板P相碰静止，意味着什么？(4) 当解除锁定，A、D将怎样？为什么？此过程遵循什么规律？(5) 在什么情况下A开始运动？A做什么运动？D做什么运动？为什么？A、D处于什么状态时弹簧的形变量最大？此过程遵循什么物理规律？故可建立怎样的物理模型？学生通过“协作”、“会话”对以上的过程分析，建立相应的物理模型，列出一系列动量守恒、能量守恒的方程，解出(1)速

9、度为，在A球离开档板P之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能为。三、通过物理模型解决新的问题，实现“意义建构”“意义建构”是整个学习过程的最终目标，在学习过程中帮助学生建构意义，就是要帮助学生对当前学习内容所反映的事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间的内在联系达到较深刻的理解，并且能够正确应用。物理模型是有限的，而客观事物是无限的，特别是中学物理，就还需要学生对模型进行转换、迁移、虚拟，发掘模型的物理内涵，实现“意义建构”。为最终达到符合要求的“意义建构”，需设计出有一定针对性的补充强化练习，这类练习应经过精心构思，即要反映基本概念，基本规律，又要能适应不同程度的学生的要求，以便学生对模型的

10、内涵能真正的理解，实现意义的建构。比如在建立了完全非弹性碰撞的模型后，为了培养学生完全非弹性碰撞的模型的迁移能力，可以通过如下问题进行训练：(1) 如图，质量为M的滑块，静止在光滑的水平桌面上，滑块的光滑弧面与桌面相切，一个质量为的小球以速向滑块滚来，设小球不能越过滑块，则小球达到最高点时，小球的速度大小为多少？(2) 如图，质量为M的平板车B静止在光滑的水平面上，另一质量为的物体A以水平速度滑上平板车的左端，如果物体A不会从平板车B的另一端落下，求平板车的最大速度？通过交流、讨论，使学生对完全非弹性碰撞模型的真正领悟。又比如在讲带电体在电场中的运动时为培养学生的思维转换能力，可以如下题进行训

11、练：一条长为的细线，上端固定，下段拴一质量为的带电小球，将它置于一匀强电场中，电场强度大小为E方向水平向右。已知当细线偏离竖直位置为时，小球处于平衡状态，如果使细线的偏转角由增大到，然后将小球由静止开始释放，则应为多大，才能使在细线到达竖直位置时小球的速度恰好为零。此题如果想象人站在平衡位置，等效类比小球在重力场中摆动，将简谐运动的对称性模型，转换到此情景中，很快得出当时细线到竖置小球的速度恰好为零。总之，在建构主义理念下的物理模型教学，既能对学生进行学科教育，建构了知识，掌握了解决问题的方法，培养了学生的思维能力，还能使学生经历了探究过程，获得了理智和情感的体验，符合当今课改重过程重学生参与

12、的客观要求。参考文献：1 何克抗 著，建构主义革新传统教学的理论基础。2 阎金铎主编，田世昆、胡卫平著，物理思维论，广西教育出版社，1998年6月3 陈留庚 著，重视“建模”过程，提高物理素养，“物理教师”2001。54 陈兆金 著，从物理素质考核谈模型方法的使用，“物理教学”1999。4我的大学爱情观1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的

13、不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1.

14、 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安

15、排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（1） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（2） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选

16、择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（3） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使

17、爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（4） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（5） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起

18、的时间的多少程度。（6） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！