物理模型教学对提高学生问题解决能力的研究

摘要

高中学生物理建模教学和应用模型解决问题能力的培养已经引起高中物理教师的高度重视，如何有效进行物理模型教学是教师不断探索的问题。国内还没有针对物理模型组织系统而完整的教学，本文通过收集整理国内外关于物理模型研究的文献资料，对教师、学生在物理模型教学方面的问卷调查，结合自身教学实践，在此基础上，主要作了以下内容的研究:
　　一、针对学生难以抓住现象的本质特征以及已有经验所造成的思维定势的问题，本文逐步厘清物理模型的概念和常见分类方法，在此基础上，结合心理学知识，归纳高中物理常见的七种模型:(1)连接体模型(2)场结构模型(3)导体轨道模型(4)相互作用模型(5)守恒模型(6)时空模型(7)过程、状态模型等。
　　二、针对学生缺乏解题思维的训练和学习的现状，本文运用心理学知识研究物理建模思维过程的五个分析:物理情景分析、任务分析、研究对象确定、对研究对象的受力分析和运动情况分析，全面把握学生对物理模型的了解情况及解题关键环节上对物理建模的敏感度，结合专家们的研究，较系统的归纳与整理了常见的建模的过程和方法，以实例的方式掌握建模的八大方法:量纲分析法、近似分析法、抽象分析法、虚拟假设法、类比分析法、微元极限法、等效代换法、理想化方法，为模型教学的实践打好理论基础。
　　三、针对学生没有良好的构建模型意识，又没有足够重视科学方法、解题思维的学习等问题。本文通过对各项研究结果的综合分析设计出模型教学的四个活动元:“模型引入”—“模型建立”—“模型应用”—“模型反馈”，形成设计流程，并完成不同类型模型的教学案例设计。在具体的教学实践中，结合开发学生物理思维的特点，研究物理模型的基本概念、特征及高中物理模型教学的理论、实践策略，从基于对比策略的情境创设和基于整合策略的问题运用，提炼了九项教学策略，以此培养学生的问题解决能力，发展学生的科学思维素质，提高高中物理课堂教学的教学质量。
　　本文的研究以学生为中心，以问题解决为基础，结合物理模型构建，来进一步提升学生的创新思维能力。把物理模型教学与建构主义、认知心理学相结合，论证物理模型教学的优势，分析其教学效果，践行“以人为本”的教育理念，为推广模型教学、推动新高考背景下课程改革的发展尽绵薄之力。

目录

摘要

一、绪论

(一)课题的提出

(二)国内外研究概况

(三)研究的意义与方法

二、研究的理论基础

(一)建构主义学习理论

(二)现代认知心理学理论

三、高中物理模型教学的理论建构

(一)物理模型概念及其分类方法

1．物理模型概念

2．物理模型类型

(二)高中物理模型建模方法及其解题思维过程

1．高中物理建模的常用方法

2．高中物理模型解题的思维过程

四、高中物理模型教学的实施策略

(一)创设基于对比策略的情境—模型教学

(二)创设基于整合策略的问题—模型教学

五、高中物理模型教学的实践操作

(一)确立合理的教学目标——“手段—目的’’分析方法

(二)设计恰当的教学流程——模型课类型的设计

(三)编写教学设计方案——案例分析

六、高中物理模型教学的成效分析

(一)教师教学行为的影响

(二)对学生学习行为的影响

(三)模型教学的评价分析

总结

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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