物理模型與中學(xué)物理教學(xué)的研究

1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告題目物理模型與中學(xué)物理教學(xué)的研究題目類型囗 理論研究囗 應(yīng)用研究囗 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)囗 其他命題來(lái)源囗 教師命題囗 學(xué)生自主命題囗 教師科研課題擬完成時(shí)間2013年4月1日一、選題依據(jù)及意義（不少于300字）物理學(xué)是研究自然界中物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和基本運(yùn)動(dòng)的學(xué)科，由于物理學(xué)的特殊性，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生解答一般的物理的習(xí)題還是不成問(wèn)題的，但這樣就把學(xué)生教條化，在遇到實(shí)際的物理現(xiàn)象時(shí)候，學(xué)生可能力不從心，不知道如何下手。物理模型是物理規(guī)律和理論賴以建立的基礎(chǔ)，在中學(xué)物理，中學(xué)生所學(xué)習(xí)的每一條物理原理、定理或定律都與一定的物理模型相聯(lián)系。解決每個(gè)物理問(wèn)題的過(guò)程，都選用物理模型。

2、熟練使用模型方法是學(xué)生應(yīng)該具備的基本物理素質(zhì)。在中學(xué)物理教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理模型及其科學(xué)方法的正確有效建立及其思維方法的掌握，直接關(guān)系到中午物理教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)的成敗。因此，物理模型的研究對(duì)于中學(xué)物理教學(xué)的理論和實(shí)踐方面具有重要的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。理論層面上,雖然有關(guān)物理建模的研究較多,但因研究不同，整體研究物理模型教學(xué)的不多，通過(guò)研究全面的中學(xué)物理模型教學(xué)理論，能夠幫助整體把握物理模型教學(xué)。實(shí)踐層面上，重視物理模型的建立過(guò)程，探討了這一新模式的教學(xué)策略，和教學(xué)流程，并給出了教學(xué)案例供參考。物理模型使物理問(wèn)題簡(jiǎn)單化，從而幫助中學(xué)生更容易改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，增強(qiáng)學(xué)習(xí)能力，擴(kuò)展中學(xué)生物理學(xué)習(xí)的深度和

3、寬度，進(jìn)而更好地提高中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。二、研究目標(biāo)與主要內(nèi)容（含論文(設(shè)計(jì))提綱，不少于500字）1.研究目標(biāo)：近幾年高考改革總趨勢(shì)是由知識(shí)立意轉(zhuǎn)向能力立意，試題內(nèi)容大多源于生產(chǎn)生活實(shí)際，面對(duì)這一類原始物理問(wèn)題，學(xué)生最頭痛的就是不知道如何建立合理的物理模型，于是就只能是亂套公式，因此抽象出合適的物理模型顯得尤為重要。在新課程改革大環(huán)境下，現(xiàn)今的教育要求培養(yǎng)的人才具有創(chuàng)新能力，而我國(guó)現(xiàn)階段的物理教學(xué)中，對(duì)模型思維能力的培養(yǎng)往往忽略，這就不利于學(xué)生掌握科學(xué)的思維方法，物理模型教學(xué)能幫助學(xué)生掌握物理模型建立的，培養(yǎng)科學(xué)思維方法和創(chuàng)新實(shí)踐能力，因此物理教學(xué)中應(yīng)提高對(duì)模型教學(xué)的重視。物理模型既是重要的學(xué)

4、習(xí)方法，也是重要學(xué)習(xí)內(nèi)容。物理模型教學(xué)有利于加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)研究力。 本文的目的是，通過(guò)對(duì)當(dāng)前物理模型教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行研究，又對(duì)現(xiàn)有物理模型教學(xué)理論進(jìn)行理論綜述，運(yùn)用了文獻(xiàn)研究和案例研究?jī)煞N研究方法，研究整理當(dāng)前與物理模型教學(xué)有關(guān)的教學(xué)理論，了解中學(xué)物理模型教學(xué)現(xiàn)狀，深入分析模型教學(xué)中的模型建立過(guò)程以解決學(xué)生建模能力弱的問(wèn)題,提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力，提出有效的中學(xué)物理模型教學(xué)流程,理論層面上豐富自身物理教育學(xué)理論，最后以“探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”為教學(xué)案例，對(duì)物理模型教學(xué)做好整體的把握。本文希望通過(guò)對(duì)物理模型教學(xué)的整體研究，形成系統(tǒng)的物理模型教學(xué)理論。通過(guò)研究，既豐富物理教學(xué)理論，又可對(duì)物理模型教

5、學(xué)進(jìn)行總體的把握。2.主要內(nèi)容（提綱）:(1)物理模型的概念、分類、特性及心理學(xué)基礎(chǔ)；（2）物理模型的教學(xué)過(guò)程理論；（3）在不同課型中的物理模型教學(xué)，包括物理概念、規(guī)律、習(xí)題的模型教學(xué)；（4）物理模型教學(xué)案例：“探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”教學(xué)案例，由此對(duì)物理模型教學(xué)做好整體的把握。三、研究方法和手段（一）研究方法本文主要使用了文獻(xiàn)研究、案例分析等科學(xué)研究方法。（1）文獻(xiàn)研究：在研究過(guò)程中查閱了國(guó)內(nèi)外大量的相關(guān)報(bào)道、期刊文獻(xiàn)、論文著作，并對(duì)之進(jìn)行提取、整理、歸類從而確定了此項(xiàng)研究工作的重要意義。對(duì)國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的物理模型教學(xué)的相關(guān)研究情況進(jìn)行比較分析，吸收一些成果到物理模型教學(xué)中來(lái)。（2）案例分析：結(jié)合“探究

6、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”這節(jié)給出了具體的物理模型教學(xué)過(guò)程和方法。（二）研究手段以傳統(tǒng)文獻(xiàn)檢索手段為主，輔以網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)等手段，開(kāi)展資料收集、數(shù)據(jù)整理等工作。四、參考文獻(xiàn)目錄（作者、書(shū)名或論文（設(shè)計(jì)）題目、出版社或刊號(hào)、出版年月或出版期號(hào)）參考文獻(xiàn) 1廖建平，基于原始問(wèn)題解決的中學(xué)物理模型教學(xué)研究D.南昌：江西師范大學(xué)，2008： 30-45.2彭森，中學(xué)物理模型教學(xué)研究D.江西師范大學(xué)，2004：9,29-36.3Malcolm Wells,David Hestenes,Gregg Swackhamer.A modeling method for high school physics instruct

7、ion.Am.J.PhysJ.63(7),1995:606-6194林應(yīng)國(guó)，物理模型在物理教學(xué)中的作用J.四川文理學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，（6）：149-151. 5田世昆，胡衛(wèi)平著.物理思維論M.南寧：廣西教育出版社，1996：143,201.6劉海，高中物理模型構(gòu)建教學(xué)的理論與實(shí)踐研究D.長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2008：26-40.7裴娣娜，教育研究方法導(dǎo)論M.安徽：安徽教育出版社，2000. 8李新鄉(xiāng)，張軍朋.物理教學(xué)論M.北京：科學(xué)出版社，2009.9賈光武，高中物理模型教學(xué)的研究與實(shí)踐D.蘭州：西北師范大學(xué)，2006：54-56.10譚會(huì)，中學(xué)物理模型教學(xué)設(shè)計(jì)的理論與實(shí)踐研究D.東北師范大

8、學(xué)，200911陳傳堯，啟發(fā)式教學(xué)與創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)J.高等教育研究，1998(5):62-6412吳國(guó)勇，談物理模型在物理教學(xué)中的地位和作用J.物理教師，1999，（1）：19-20.13王少靜，運(yùn)用原始物理問(wèn)題提高學(xué)生建立物理模型能力的研究D.河北師范大學(xué)，2010.五、文獻(xiàn)綜述（在對(duì)選題涉及的研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行廣泛閱讀或調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)等內(nèi)容進(jìn)行綜述，并提出自己的見(jiàn)解和研究思路。不少于700字）物理學(xué)是一門(mén)研究物質(zhì)最普遍、最基本的運(yùn)動(dòng)形式的自然科學(xué)。而所有的自然現(xiàn)象都不是孤立的。這種事物之間復(fù)雜的相互聯(lián)系，一方面反映了必然聯(lián)系的規(guī)律性，同時(shí)又存在著許多偶然性，使

9、我們的研究產(chǎn)生了復(fù)雜性，為了解決問(wèn)題我們提出了物理模型。物理模型是指:物理學(xué)所分析的、研究的實(shí)際問(wèn)題往往很復(fù)雜，為了便于著手分析與研究，物理學(xué)中常常采用“簡(jiǎn)化”的方法，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)抽象的處理，用一種能反映原物本質(zhì)特性的理想物質(zhì)(過(guò)程)或假想結(jié)構(gòu)，去描述實(shí)際的事物(過(guò)程)。這種理想物質(zhì)(過(guò)程)或假想結(jié)構(gòu)稱之為“物理模型”2。美國(guó)學(xué)者David Hestenes(1995)提出概念化表征說(shuō)，認(rèn)為物理模型是，對(duì)物理系統(tǒng)和過(guò)程的概念化表征（conceptual representation）。模型分為三類：系統(tǒng)圖式schema，包括(內(nèi)部)組成要素、(外部)施力物體、連接物描述符（示例），包括物

10、體變量m,q,I、狀態(tài)變量x,v、相互作用變量F、相互作用律F=GmM/r、變化律Ft=P3。作為對(duì)物理事物簡(jiǎn)化描述的物理模型，不僅能夠解釋物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)定律，而且也常常能夠作出科學(xué)的預(yù)言，指明進(jìn)一步研究的方向。比如海王星的發(fā)現(xiàn)就是對(duì)物理模型的研究而作出科學(xué)預(yù)言的實(shí)例。法國(guó)學(xué)者布瓦爾得通過(guò)不斷地對(duì)天王星觀測(cè)后發(fā)現(xiàn)，根據(jù)不同時(shí)間的資料計(jì)算出的天王星運(yùn)行軌道互不相同。德國(guó)數(shù)學(xué)家貝塞爾為解釋這一實(shí)驗(yàn)事實(shí)，利用開(kāi)普勒行星軌道模型和牛頓引力理論，大膽預(yù)言存在一顆新的行星。1946年9月23日，德國(guó)天文學(xué)家伽勒觀測(cè)到了這顆行星，即海王星，從而證實(shí)了貝塞爾預(yù)言的正確性。再如，盧瑟福的原子核核式模型。盧瑟福從

11、實(shí)驗(yàn)事實(shí)（ 粒子散射實(shí)驗(yàn)）出發(fā)，分析粒子偏轉(zhuǎn)的三種現(xiàn)象，推翻湯姆生的葡萄干布丁模型，再建立起原子核的核式結(jié)構(gòu)。在這一過(guò)程中，既利用了分析、比較、抽象、概括等抽象思維的方法，也利用了形象類比等形象思維的方法，是抽象思維和形象思維共同作用的物理模型的建立過(guò)程。物理模型是物理規(guī)律和理論賴以建立的基礎(chǔ)。法拉第在1852年，對(duì)帶電體、磁體周?chē)臻g存在的物質(zhì)，設(shè)想出電場(chǎng)線、磁場(chǎng)線一類力線的模型，并用鐵粉顯示了磁棒周?chē)拇帕€分布形狀，從而建立了場(chǎng)的概念，對(duì)當(dāng)前的傳統(tǒng)觀念是一個(gè)重大的突破。1905年愛(ài)因斯坦受普朗克量子假設(shè)的啟發(fā)，大膽地建立了光子模型，并提出著名的愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，圓滿地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)

12、象。盧瑟福以特有的洞察力和直覺(jué)，抓住粒子轟擊金箔有大角度偏轉(zhuǎn)這一反?，F(xiàn)象，從原子內(nèi)存在強(qiáng)電場(chǎng)的思想出發(fā)，于1911年構(gòu)思出原子的核式結(jié)構(gòu)模型?！肮伞彼从车拇蟊ㄓ钪婺Ｐ?，指出了我們周?chē)挠钪娌⒉皇庆o態(tài)的、恒定的、而是動(dòng)態(tài)的、膨脹的。從而沖破了傳統(tǒng)觀念的束縛，為研究宇宙的起源和演化掃清了道路。在研究物理問(wèn)題當(dāng)中，將物理對(duì)象、物理過(guò)程或物理情境處理成簡(jiǎn)單的模型后進(jìn)行分析與計(jì)算十分常見(jiàn)。例如宏觀現(xiàn)象中的“日心說(shuō)”、微觀現(xiàn)象中的“原子核式結(jié)構(gòu)模型”等；又如物理概念的建模有：質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、單擺、彈簧振子、電場(chǎng)線等；物理過(guò)程的建模有：勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)

13、動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧波等；物理情境的建模有：碰撞模型、子彈打木塊模型、帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)模型等；物理實(shí)驗(yàn)的建模有：伽利略的理想實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⒈R瑟福的 粒子散射實(shí)驗(yàn)等。在建構(gòu)物理模型的思維方法方面，國(guó)內(nèi)研究者，雖然已認(rèn)識(shí)到物理模型不只是簡(jiǎn)單的圖形，還有深刻的理論內(nèi)涵，但是在觀念上卻沒(méi)有完全轉(zhuǎn)變，相比之下，國(guó)外學(xué)者的觀念突破了物理模型的“形”的局限，達(dá)到了“質(zhì)”的高度，他們把圖像或圖景看作是對(duì)物理模型的一種形象化表征方式。下面綜合各資料將有關(guān)物理模型的一些概念及教學(xué)理論做個(gè)綜述。同時(shí)也給出本人的一些研究思路和見(jiàn)解。xia（一）物理模型分類物理模型是一種高度抽象的理想化的心理構(gòu)造物，根據(jù)理想化的對(duì)象的不

14、同，有些資料上認(rèn)為應(yīng)分為兩類，但本人認(rèn)為應(yīng)分為三類更為恰當(dāng)。（1）對(duì)象模型中學(xué)物理模型教學(xué)研究用來(lái)代替研究對(duì)象實(shí)體的理想化模型為對(duì)象模型，高中物理中對(duì)象模型主要有以下一些：質(zhì)點(diǎn)、輕繩、輕桿、輕滑輪、輕彈簧、不可伸長(zhǎng)的細(xì)線、理想氣體、點(diǎn)電荷(光源)、檢驗(yàn)電荷、勻強(qiáng)電(磁)場(chǎng)、純電阻用電器。 （2）條件模型把研究對(duì)象所處的外部條件理想化建立的模型為條件模型，高中物理中學(xué)物理模型教學(xué)研究中的主要條件模型有：光滑表面、恒力、真空。 （3）過(guò)程模型實(shí)際的物理過(guò)程都是諸多因素作用的結(jié)果，忽略次要因素的作用考慮主要因素引起的變化過(guò)程為過(guò)程模型。高中物理的主要過(guò)程模型有：勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速運(yùn)動(dòng)（自由落體運(yùn)動(dòng)

15、、豎直上拋運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)）、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧振動(dòng)、碰撞、等溫、等容、等壓變化4。（二）物理模型特性物理模型都是從自然界中抽象概括出來(lái)的，它是在理想化思維條件下建立的結(jié)果。理想化思維方法是一種思維主體運(yùn)用非邏輯性思維認(rèn)知和邏輯性思維認(rèn)知相結(jié)合的科學(xué)思維方法。物理模型是理想化思維的一個(gè)具體表現(xiàn)形式，它具有以下基本特性。（1）抽象性和形象性的統(tǒng)一抽象性和形象性的統(tǒng)一，即物理模型的建立離不開(kāi)抽象思維和形象思維相結(jié)合，物理模型也是抽象性與形象性的統(tǒng)一。（2）科學(xué)性與假定性的統(tǒng)一科學(xué)性與假定性的統(tǒng)一，即物理模型以科學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)，經(jīng)過(guò)分析、綜合、比較、抽象、概括、推理等一系列邏輯論證而建立，因而

16、具有科學(xué)性；另外，在建模過(guò)程中，除抽象思維，還要利用形象思維和直覺(jué)思維，而任何物理模型都只是對(duì)客觀實(shí)際的近似反映，又具有一定的假定性，其正確性要靠實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。 （3）美學(xué)性美學(xué)性，即物理模型能簡(jiǎn)明扼要地揭示物理問(wèn)題，體現(xiàn)了它的形式美；物理模型是知識(shí)與思維的產(chǎn)物，是知識(shí)與能力的完美結(jié)合，體現(xiàn)了它的和諧美；隨著學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生對(duì)同一模型會(huì)有不同層次的體會(huì)和感悟，會(huì)為它豐富的內(nèi)涵所折服，體現(xiàn)它的內(nèi)在美5。（三）物理模型心理學(xué)基礎(chǔ) 認(rèn)知加工理論認(rèn)為加工系統(tǒng)是在認(rèn)知過(guò)程中對(duì)實(shí)際信息進(jìn)行加工和處理的，這是整個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)的中心，它包括五個(gè)基本的認(rèn)知過(guò)程：注意、編碼、復(fù)述、聯(lián)結(jié)和監(jiān)控。這五個(gè)基本過(guò)程可以有多種不

17、同的組合，以適用于形成不同的概念、命題和圖式。物理模型作為物理知識(shí)理解及處理信息的圖景在個(gè)人的認(rèn)知記憶系統(tǒng)及加工系統(tǒng)中具有重要的作用。在加工系統(tǒng)中，模型有利于進(jìn)行知識(shí)的編碼，形成正確的圖式進(jìn)行復(fù)述、聯(lián)結(jié)。物理模型在物理學(xué)科的學(xué)習(xí)中具有自身的認(rèn)知機(jī)制，所表現(xiàn)在學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)的構(gòu)建模型過(guò)程與解決問(wèn)題時(shí)的運(yùn)用模型過(guò)程。對(duì)于物理模型的認(rèn)知機(jī)制，它應(yīng)該具有一種是“知識(shí)組塊圖示”的理解。物理模型的實(shí)質(zhì)是運(yùn)用有關(guān)的知識(shí)組塊對(duì)當(dāng)前要解決的問(wèn)題進(jìn)行分析及推理，利用原有的知識(shí)組塊（舊的模型）迅速發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的方向或途徑的思維方式6。 物理模型可以提高學(xué)生對(duì)所學(xué)的物理知識(shí)（包括陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)）的概括和組織程度。

18、構(gòu)建模型的過(guò)程及應(yīng)用模型解決問(wèn)題的過(guò)程實(shí)際上就是一種知識(shí)的深加工過(guò)程，模型具有的是一種有機(jī)框架結(jié)構(gòu)，而且具有一定程度的問(wèn)題分析、解決的邏輯性，可通過(guò)物理模型學(xué)習(xí)、應(yīng)用提高問(wèn)題解決能力。（四）物理模型教學(xué)理論 1物理模型教學(xué)過(guò)程理論 深入分析物理模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合教育教學(xué)規(guī)律并借鑒前人的研究成果和物理學(xué)科探究的特點(diǎn),有如下的實(shí)踐模式：提出問(wèn)題-探究建模-應(yīng)用模型-變式訓(xùn)練-反饋評(píng)價(jià) 環(huán)節(jié)一：提出問(wèn)題 這一環(huán)節(jié)的主要任務(wù)是：創(chuàng)設(shè)具有一定興趣的實(shí)際生活問(wèn)題情境，但最好給出相關(guān)數(shù)字，所創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題情境要形象生動(dòng)，且有利于學(xué)生內(nèi)心體驗(yàn)，問(wèn)題要使學(xué)生產(chǎn)生知與不知的矛盾，激發(fā)學(xué)生求知欲。 環(huán)節(jié)二：探究建模 這

19、一環(huán)節(jié)的任務(wù)：對(duì)所提出的問(wèn)題情境仔細(xì)思考，進(jìn)行分析，在分析問(wèn)題情境的基礎(chǔ)上，確定問(wèn)題的對(duì)象、過(guò)程和實(shí)質(zhì)；通過(guò)排除次要因素和理想化等手段，使研究對(duì)象理想化和研究過(guò)程理想化，建立相應(yīng)的模型。這一環(huán)節(jié)要強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)參與，讓學(xué)習(xí)者參與模型的建立過(guò)程。 環(huán)節(jié)三：應(yīng)用模型階段 這一學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)有兩部分：利用模型形成概念和規(guī)律、應(yīng)用物理模型解決問(wèn)題。課堂教學(xué)中新課教學(xué)主要涉及到第一部分，即在學(xué)習(xí)中通過(guò)建立的物理模型，加深對(duì)物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的理解，進(jìn)而形成概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律。復(fù)習(xí)課和習(xí)題課中主要涉及到第二部分，利用建立好的物理模型來(lái)解決問(wèn)題。 環(huán)節(jié)四：變式訓(xùn)練 教師提供新的類似的問(wèn)題情境，考查學(xué)生前面建立的物理

20、模型能否用來(lái)解決新的問(wèn)題，以達(dá)到鞏固建立的模型的目的和培養(yǎng)學(xué)生的模型遷移能力和原始問(wèn)題解決能力。 環(huán)節(jié)五：反饋評(píng)價(jià)反饋評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)雖然列在最后一個(gè)環(huán)節(jié)，但它應(yīng)當(dāng)貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，以便及時(shí)幫助學(xué)生調(diào)整思維方向，認(rèn)知策略。在這個(gè)過(guò)程中采取過(guò)程評(píng)價(jià)為主，終結(jié)性評(píng)價(jià)為輔的評(píng)價(jià)。2.在不同課型中的物理模型教學(xué)2.1物理概念的模型教學(xué) 物理概念是物理現(xiàn)象的共同特征和本質(zhì)屬性在頭腦中概括和抽象的反映。學(xué)生形成物理概念一般要經(jīng)歷認(rèn)知定向、找出共同特征、認(rèn)識(shí)本質(zhì)屬性、進(jìn)抽象表達(dá)和深入理解概念這樣一個(gè)大致的過(guò)程。物理概念的模型教學(xué)可如下進(jìn)行：引入概念理由找出共同特征建模抽象本質(zhì)表述概念應(yīng)用模型 下面對(duì)以上概念教學(xué)

21、過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明： （1）教學(xué)的起點(diǎn)上，讓學(xué)生明確為什么要引入這個(gè)概念，使學(xué)生認(rèn)知活動(dòng)有一明確的指向。這個(gè)過(guò)程是依托一定的事實(shí)情景來(lái)實(shí)現(xiàn)的，只有適應(yīng)學(xué)生心理的描述，才能有效地接受。 （2）指導(dǎo)學(xué)生找出物理現(xiàn)象或物理過(guò)程的共同特征。這一過(guò)程一般有兩種方式：首先是歸納的方式進(jìn)行。其共同特征直接從事實(shí)中總結(jié)出來(lái)的概念，通常由歸納分類的方法得出。其次是概括的方式進(jìn)行，一般用在學(xué)習(xí)比較抽象的物理概念。 （3）指導(dǎo)學(xué)生抓住共同特征所反映的本質(zhì)物理屬性。只有抓住了物理現(xiàn)象或物理過(guò)程的共同特征所反映的本質(zhì)屬性，才能形成物理概念。 （4）指導(dǎo)學(xué)生對(duì)抽象的結(jié)果進(jìn)行表述。在抽象出一類物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的共同特征和本質(zhì)屬

22、性之后，用簡(jiǎn)潔的文字語(yǔ)言、數(shù)學(xué)式或圖象表示物理概念。 （5）指導(dǎo)學(xué)生深入理解物理概念。這一過(guò)程實(shí)際上就是在概念形成中抽象出的物理模型進(jìn)行再現(xiàn)的運(yùn)用過(guò)程，并要依據(jù)模型的圖景對(duì)概念進(jìn)行豐富及完善。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中通常用變式和例證來(lái)指導(dǎo)學(xué)生理解物理概念。在物理概念的學(xué)習(xí)中建立模型要求必須有足夠的物理情景及物理事實(shí)去進(jìn)行對(duì)比歸納，從中找到最基本的特征進(jìn)行描述，當(dāng)然要把概念的描述與頭腦中的物理抽象模型進(jìn)行對(duì)應(yīng)，以利于在新的情景中進(jìn)行遷移。2.2物理規(guī)律的模型教學(xué) 物理規(guī)律是自然界中物理客體屬性的內(nèi)在聯(lián)系體現(xiàn)，是事物發(fā)展和變化趨勢(shì)的反映。物理規(guī)律包括物理定律、定理、定則、原理、方程等。學(xué)生掌握物理規(guī)律的一

23、般過(guò)程如下： 認(rèn)知規(guī)律定向規(guī)律模型建立規(guī)律表述規(guī)律適用條件規(guī)律模型應(yīng)用 教學(xué)實(shí)踐中通過(guò)以下程序指導(dǎo)學(xué)生掌握物理規(guī)律：（1）指導(dǎo)學(xué)生明確規(guī)律的定向。要讓學(xué)生明確物理規(guī)律建立的目的，從哪些方面的過(guò)程及情景中來(lái)建立這一規(guī)律，從而使學(xué)生的思維加工活動(dòng)指向確定的方向。（2）指導(dǎo)學(xué)生弄清規(guī)律的建立過(guò)程，要有效地抽象出其對(duì)應(yīng)的最簡(jiǎn)潔模型。物理規(guī)律的建立過(guò)程有兩種形式。首先是歸納法，我們必須指導(dǎo)學(xué)生明確它的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，并樹(shù)立起物理定律的建立需來(lái)自于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀念，明確要由現(xiàn)實(shí)情景抽象出物理學(xué)的最簡(jiǎn)潔規(guī)律。其次是通過(guò)演繹法建立物理規(guī)律。（3）把握物理規(guī)律的“文字表述”、“數(shù)學(xué)表達(dá)式”、“

24、函數(shù)圖像”三種表達(dá)式，并能把它們?nèi)跒橐惑w。不論哪一種表述的本質(zhì)上來(lái)看都應(yīng)與一定的物理模型進(jìn)行映射，通過(guò)模型的情景對(duì)應(yīng)，使規(guī)律的本質(zhì)與現(xiàn)象相應(yīng)結(jié)合。（4）強(qiáng)調(diào)物理規(guī)律的適用條件和范圍。即相對(duì)應(yīng)的模型在圖景展示上要有確定條件，模型只是對(duì)相關(guān)規(guī)律構(gòu)建上的情景抽象，因而所構(gòu)建的模型要有清晰的實(shí)際條件限定?？偟膩?lái)說(shuō)，我們可以通過(guò)通過(guò)對(duì)物理模型的類比遷移和把生活中的原型分解簡(jiǎn)化抽象成理想物理模型，可以突破思維障礙，簡(jiǎn)化并正確解答看似復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題。 2.3物理習(xí)題的模型教學(xué)物理習(xí)題教學(xué)是物理概念及規(guī)律的應(yīng)用中知識(shí)提高的課程教學(xué)。物理概念及規(guī)律對(duì)應(yīng)的物理模型在學(xué)習(xí)中得到有效的運(yùn)用有利于加強(qiáng)學(xué)生形成良好的知識(shí)

25、與模型的對(duì)應(yīng)理解。通過(guò)習(xí)題的物理模型構(gòu)建學(xué)習(xí)使得學(xué)生對(duì)物理知識(shí)所對(duì)應(yīng)的情景有更深的理解，尤其是對(duì)于抽象概括出來(lái)的概念及規(guī)律特征得到較明確地認(rèn)識(shí)。 習(xí)題教學(xué)中應(yīng)做到一下幾方面：(l)抓住模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理聯(lián)想，活躍解題思路，可以使題目化繁為簡(jiǎn)，變難為易。 (2)挖掘模型中隱含的相關(guān)知識(shí)，把握特征，強(qiáng)化應(yīng)變能力。 (3)緊扣模型的物理本質(zhì)，抓住關(guān)鍵，活化知識(shí)結(jié)構(gòu)。 (4)建構(gòu)合理的知識(shí)體系，巧用類比，觸發(fā)頓悟性聯(lián)想。 例 ：有一項(xiàng)血液檢查叫“血沉”。設(shè)血液是由紅血球和血漿組成的懸浮液，將它放進(jìn)豎直放置的血沉管內(nèi)，紅血球就會(huì)在血漿中勻速下沉，其下沉的速率就叫血沉。某人的血沉值為v10mm/h。把紅

26、血球看作是半徑為R的小球，它在血漿中下沉?xí)r所受的粘滯阻力為 f6Rv，其中 1.8×103Pa·s，血漿的密度為11.0×103kg/m3，紅血球的密度為 21.3×103kg/m3，試估算紅血球半徑的大小。解：紅血球在血漿中勻速下沉?xí)r的受力 ,F1為血漿對(duì)紅血球的浮力，F(xiàn)2為紅血球的重力，f 為粘滯阻力。這三個(gè)力的合力為零。F2=F1+f，F(xiàn)11Vg，F(xiàn)22Vg，V4/3R3代入數(shù)據(jù)計(jì)算后可得 R27×10- 6m。分析：很多學(xué)生看到這樣一道隱藏在生物學(xué)中的物理題時(shí)，都會(huì)感到束手無(wú)策，不知道從何下手。在此題的物理情境中，建立物理模型過(guò)程如下：

27、（1）明確研究對(duì)象。血漿為液體，紅血球?yàn)橐后w中的物體；（2）弄清物理過(guò)程。紅血球勻速下沉，物理過(guò)程為勻速直線運(yùn)動(dòng)；（3）深刻挖掘其與熟悉的物理模型間隱含的共性，實(shí)現(xiàn)模型的類比和移植。勻速直線運(yùn)動(dòng)物體受力平衡，根據(jù)受力分析列出公式，解決物理問(wèn)題。在習(xí)題練習(xí)中，首先要讓學(xué)生搞清問(wèn)題，建立問(wèn)題的物理圖景，其次構(gòu)成“物理模型”，“突出實(shí)質(zhì)，顯示關(guān)鍵”，就會(huì)對(duì)解題的要領(lǐng)、途徑，甚至結(jié)論進(jìn)行快速正確的直覺(jué)判斷。在中學(xué)物理教學(xué)中運(yùn)用物理模型教學(xué)法，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)具有很大的指導(dǎo)作用，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）有利于學(xué)生形成清晰的物理概念。物理概念是反映物理現(xiàn)象和過(guò)程的本質(zhì)屬性的思維形式，是物理事實(shí)的

28、抽象，這不僅是物理基礎(chǔ)理論知識(shí)的一個(gè)重要組成部分，而且是構(gòu)成物理規(guī)律和公式的理論基礎(chǔ)，物理概念中有相當(dāng)一部分是以模型的形式出現(xiàn)（概念模型）。它們是物理現(xiàn)象和事實(shí)抽象出來(lái)的，用來(lái)表征物質(zhì)屬性和描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的。學(xué)生對(duì)物理模型這個(gè)科學(xué)方法的精髓是否領(lǐng)會(huì)，直接影響他對(duì)有關(guān)概念的理解、掌握和運(yùn)用，影響對(duì)物理知識(shí)整個(gè)大廈的構(gòu)建，因?yàn)楦拍钍菢?gòu)建這個(gè)大廈的基石。（2）有利學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的正確理解。物理規(guī)律是物理知識(shí)的骨架，是物理學(xué)的核心的內(nèi)容。物理學(xué)中所總結(jié)出的反映運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律實(shí)質(zhì)上就是物理模型的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，從研究的主體對(duì)象到研究的過(guò)程無(wú)不體現(xiàn)模型觀點(diǎn)和方法。物理規(guī)律的教學(xué)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理

29、模型，運(yùn)用物理模型，有助于學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的深刻理解，有利于學(xué)生對(duì)物理意義領(lǐng)會(huì)，準(zhǔn)確把握物理規(guī)律的成立條件和適用范圍。（3）有利于學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題。每一個(gè)具體的物理問(wèn)題所描述的物理現(xiàn)象或過(guò)程都對(duì)應(yīng)著一定的物理模型，要解決問(wèn)題必須要對(duì)對(duì)象進(jìn)行抽象簡(jiǎn)化和近似處理，以建立起一個(gè)合適的物理模型，若模型建立起來(lái)了，就等于已經(jīng)揭開(kāi)了掩蓋著物理現(xiàn)象和過(guò)程本質(zhì)的面紗，必要時(shí)再用等效、類比等方法將問(wèn)題進(jìn)行異形處理（異化構(gòu)建模型），問(wèn)題就迎刃而解了。在當(dāng)前教育界把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力作為素質(zhì)教育主旋律的大背景下，以及國(guó)外物理教育改革的方向，我國(guó)的物理教學(xué)也將更多地面向科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)。因此，在中學(xué)物理的教學(xué)

30、中要有意識(shí)地向?qū)W生滲透和灌輸物理模型的思想，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握物理模型的能力。這不僅是學(xué)好物理書(shū)本知識(shí)的客觀需要，而且是素質(zhì)教育的必然走向。六、工作進(jìn)度安排（時(shí)間、內(nèi)容、步驟）七、預(yù)期成果 （以上內(nèi)容在教師指導(dǎo)下由學(xué)生填寫(xiě)）學(xué)生簽名：20年月日八、指導(dǎo)教師審核意見(jiàn)：指導(dǎo)教師簽名： 20年月日九、教研室審核意見(jiàn)：教研室主任簽名： 20年月日附件： 物理模型教學(xué)案例“探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”教學(xué)案例1教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo)：1）了解平拋運(yùn)動(dòng)概念； 2）掌握平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算； 能力目標(biāo)：1）理解理想化的方法建立物理模型； 2）學(xué)會(huì)用近似處理方法來(lái)解決物理問(wèn)題； 3）培養(yǎng)學(xué)生的觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑺季S能力； 情感目標(biāo)：1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，以此滲透刻苦學(xué)習(xí)、勤奮工作精神的美德教育； 2）培養(yǎng)交流合作精神，自己與他人交流中養(yǎng)成既堅(jiān)持原則又尊重他人的品德； 2教學(xué)用具 多媒體、平拋豎落儀、平拋水平分解儀、數(shù)碼攝像機(jī)、視頻處理等軟件。3教學(xué)過(guò)程： （1）提出問(wèn)題 先用生動(dòng)活潑的語(yǔ)