浙江省宁波市初中科学教育教学评比获奖论文 科学教学中应加强建模能力的培养

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1、科学教学中应加强建模能力的培养内容摘要：模型是一种重要的研究方法，研究问题时可忽略一些次要因素的干扰，将客观事物的本质抽象成一定的模型，便于得出科学结论。教学时可以借助实物、图片、挂图、动画、实验、习题等建立模型，也可以采用虚拟、类比的方法建立模型。建模能力的培养需要贯穿在整个教学中，通过实验、探究以及一些开放性的思维训练，结合课内外教学，分层次地推进。关键字：模型建模方法建模能力一、问题的提出“模型”是一种很重要的研究方法。它是分析研究问题的主要手段。无论试题情景多么新颖多变、与日常生活联系多么紧密融合，大都可以归结为学生

2、熟悉的模型。教师要善于指导学生运用已知的科学原理、规律、熟悉的解题方法、经验去分析、寻找事物间的本质联系，寻求解决问题的途径和方法，从而不断提高他们解决实际问题的能力。但学生在应用时往往就事论事，就题论题，缺乏处理实际问题的思维策略和技巧，不善于运用“模型”的巧妙沟通。现行中考的命题趋向，要求在教学中体现“从生活走向科学，从科学走向生活”的思想。即要引导学生在研究问题时建立最简单的、最贴切的模型。所以，在科学教学中加强学生建模能力的培养，显得尤其重要和迫切。本文将从模型的概念、建模的方法和途径、建模能力的培养等方面作以下阐述

3、。二、问题的研究1、什么是模型通俗地说，如果被研究的对象（现象或过程等）跟已知的事务（现象或过程等）中的一部分相似，则后者可称作是前者的模型。但是这种表述是粗略的，还可做进一步的表述：“模型”是事物或过程的内在特性及其相互关系的简洁性、仿真性的表述，是众多事物或过程的典型代表，是抽象思维的形象化表示，是理论的基本框架。例如：船闸、茶壶是一个连通器模型；盘山公路、螺丝、斧子是一个斜面模型；抽水机抽水、人爬楼梯是一个做功模型等。2、什么要引入模型引入模型的目的在于简化复杂的条件，突出解决研究对象的本质因素，准确而简明地得出科学结

4、论。例如，简单机械的许多结论，就是在忽略机械的自重、摩擦、形变等条件下，即在“理想机械”的条件下得出的。如将上述因素一概予以考虑，则无法得到一个普遍的结论。7分析和解答科学问题的过程，就是建立模型，使用科学规律的过程。引入了模型，就可以用模型来解释某些运动规律、实验现象，进行严格地计算；有时还能根据模型作出科学预言。模型法是一种重要的科学思维方法，能培养学生的抽象思维能力和解决实际问题的能力。那么怎样在实际问题中建立正确的模型呢？2、建立模型的方法、途径从模型的形成和运用来看，有如下的特点：“问题→建模→扩展完善模型→应用→

5、新的问题和更广泛的模型→……”。用式子概括为：理论模型实践。建模的主要程序是：按照研究对象的运动规律和研究目的，舍去或忽略其余的诸因素，将客观事物的原型抽象为认识论上的模型；通过对模型的研究，获得对客观事物原型的更本质、更深刻的认识。建立模型的主要途径有：（1）借助实物、图片、挂图、动画等多媒体直观演示，建立模型心理学研究表明，人脑对事物的认识是从表象开始的。初中学生正处在形象思维偏强，抽象思维相对偏弱的阶段，在教学中，应尽量多地借助实物、图片、挂图、动画等多媒体直观手段，演示抽象问题，为模型的建立形成表象基础；而且色彩鲜艳

6、的画面、具体生动、活动多变的事物、奇异罕见的现象最容易引起学生的兴趣和注意。（2）列举生活实例、开展模拟实验和学生亲身体验，建立模型科学来源于生活，取之于生活，生活中的自然现象，既是科学教学的良好素材，又是学生运用科学知识解决问题的“廉价实验田”。例如：我在复习电路故障的检测方法时，先展示一个真实的台灯故障，让学生猜测、尝试检测，之后让学生小组之间互设故障，互相检测，由学生自行分析故障，介绍检测方法，教师进行汇总，抽象概括出常见电路故障的检测方法。由于亲身体验，解决的又是接近真实生活的问题，学生既兴奋又快捷地投入活动，并积极

7、主动地建构模型。又如，在速度教学时引入刘翔跨栏实例，根据观众和裁判判断物体运动快慢的方法对比建立速度概念，使速度模型建立得顺理成章，同时又极大地激发了学生的学习热情。生活素材真实、可靠，实验现象直观、生动、事实结果令人信服，亲身体验使概念赋予了具体意义，这些经历都为今后解题提供认识基础。经后遇到类似比较陌生、复杂的问题只要加以认真分析，抓住其本质，建立正确的模型，就可以迎刃而解。（3）用虚拟法建立模型7有些模型是看不见、摸不着的，甚至是不存在的。但为了研究问题方便，我们通常形象地引入一虚拟的物质结构或过程。典型的例子有：为了

8、便于描述光的传播，我们引入了光线；为了便于描述磁场的方向，我们引入了磁感应线。（4）用类比法建立模型有些模型建立起来有些抽象，较难理解，或者不便于展示，这时可以选一些已知的、较形象的事物作类比，帮助学生建立新的合理的模型。例如：电压和电流的概念很抽象很陌生，也无法通过实验来展示研究，但水压