建构物理模型的教学实例
单元教学视域下的高中物理模型建构教学设计——以鲁科版“动量和动量定理”为例
单元教学视域下的高中物理模型建构教学设计——以鲁科版“动量和动量定理”为例摘要：如何开展单元教学设计理念下课时教学，以“动量和动量定理”教学为例，创设生活化和学习探索化的问题情境，使学生思维外显，展现物理概念和规律的建构过程，再运用形成的物理观念和物理模型解决真实的问题情境，达到培养学生的物理建模能力的目的。
关键词：单元教学；模型建构；问题情境；动量；动量定理一、问题背景过去的教学中，常出现学生“知识我都会，可在考试时没想到”这一现象。
究其原因就是学生课堂被动倾听、机械记忆，学习缺乏深度的思考，这样一旦走向社会就不会与人合作与交流，难以解决真实问题、更缺乏迎难而上的勇气与智慧。
新课程的实施，物理科考试内容改革以核心价值为引领，以学科素养为导向，以关键能力为重点，以必备知识为基础，通过增强考试的基础性、综合性、应用性和创新性，考查学生进入高等学校继续学习的能力，促进学生综合能力和创新思维的提升，引导高中教学培养和发展学生的物理学科素养，为学生终身发展、应对现代和未来社会发展的挑战奠定基础。
因此要求教师转变教育理念，站在学科大观念的视角下，开展单元设计教学，将孤立的、细碎化的知识点，转化为结构化、情境化的知识，凸显学科单元整体结构，培养学生的物理核心素养。
模型建构是科学思维的核心要素，模型建构能力是高中物理科考试5种关键能力之一。
开展模型建构教学，通过创设生活实践或学习探索问题情境，能激发学生的学习热情，促进学生主动积极地思考解决问题，体验问题解决的成就感，让学生获得建模能力的同时发展了高阶思维能力，养成自主探究和自觉地将所学物理知识来解决物理实际问题的习惯，从而有效提升学生的物理核心素养。
二、模型建构教学钱学森认为：模型就是通过对问题的分析，利用我们考察的机理，吸取一切主要因素，略去一切次要因素所创造出来的一幅图画。
物理模型建构就是根据学生已有的经验材料，对一类问题构建问题本质图景，并用物理模型解释和预测现象的科学思维能力的科学实践活动。
高中物理模型的建构及教学方法
高中物理模型的建构及教学方法一、高中物理模型的建构高中物理模型的建构是一个系统而复杂的过程，它涉及到对物理现象的观察、实验、分析以及模型的构建和验证。
具体来说，高中物理模型的建构主要包括以下几个步骤：1、观察物理现象，提出问题：学生需要仔细观察物理现象，从中发现问题，并尝试用物理学的语言来描述这些问题。
2、设计实验，收集数据：根据提出的问题，设计合理的实验方案，并进行实验操作，收集相关的实验数据。
3、分析数据，提出假设：对收集到的实验数据进行分析处理，找出其中的规律，并基于这些规律提出合理的假设。
4、构建物理模型：根据假设，运用物理学的原理和方法，构建出能够反映物理现象本质的物理模型。
5、验证模型：通过进一步的实验或理论推导来验证所构建的物理模型的正确性和适用性。
二、高中物理模型的教学方法为了帮助学生更好地建构和理解物理模型，教师需要采用多种教学方法。
以下是一些常用的教学方法：1、实验探究法：通过搭建实验装置、进行实际操作，让学生亲身参与实验过程，观察实验现象，发现物理规律和现象。
这种方法能够直观、生动地展示物理过程，帮助学生建立直观的物理模型。
2、示范演示法：教师利用实际物件、模型、仪器等进行演示，将抽象的物理概念或现象具象化，帮助学生理解和记忆。
这种方法能够增加教学的趣味性和实用性。
3、讨论交流法：教师以问题引导学生进行讨论和交流，促进学生之间的思想碰撞和知识交流。
这种方法能够激发学生的思维和积极性，提高他们的思考和表达能力。
4、问题解决法：通过提出实际问题，引导学生进行探究和解决问题的过程。
教师可以使用案例分析、思维导图等方法，培养学生的问题分析和解决能力。
这种方法能够提高学生的实际动手能力和应用能力。
5、项目研究法：设计和实施小型项目，帮助学生深入理解物理知识和提高综合运用能力。
教师可以根据实际情境和学生的兴趣，引导学生进行项目的选择和实际操作。
这种方法能够培养学生的自主学习能力和团队合作精神。
高中自制物理模型教案模板
高中自制物理模型教案模板
科目：物理
年级：高中
主题：自制物理模型
教学目标：
1.了解物理模型的概念和作用；
2.掌握制作物理模型的基本步骤和方法；
3.培养观察、思考和创造力。
教学内容：
1.什么是物理模型；
2.为什么要制作物理模型；
3.如何制作物理模型。
教学步骤：
1.引入：介绍物理模型的概念和作用，引发学生对物理模型的兴趣；
2.探究：通过实例讲解为什么要制作物理模型，让学生了解物理模型在学习和应用中的重要性；
3.实践：指导学生选取一个简单的物理现象或原理，进行自制物理模型的实践操作；
4.展示：让学生展示他们制作的物理模型，并讨论其优缺点以及改进方向；
5.总结：回顾本节课的内容，强调物理模型的制作方法和意义。
教学资源：
1.教师准备：展架、工具、材料等；
2.学生准备：笔记本、笔、纸等。
教学评估：
1.观察学生的制作过程，看是否按照要求进行；
2.收集学生的展示作品，评估其制作过程和效果；
3.听取学生对物理模型的理解和看法。
【教学反思】
通过本节课的教学，学生能够更深入地了解物理模型的概念和意义，培养观察和实践能力。
在未来的教学中，可以多安排类似的实践活动，激发学生的学习兴趣和创造力。
一道中考题的物理模型建构过程
由上 两 式可 以求 出 Ｒｏ４Ｑ， 电源 ） １ ＝ Ｕ（ ＝ ５Ｖ。移 动 滑
片 前后 滑 动 变 阻器 两 端 电压 、 阻 以及 通 过 的 电流 大 小 电 如 图 ２所 示 。
滑 片移 动 方 向
元 件 及 其连 接 关 系 。 电路 中一般 有 电源 ， 导线 和 开关 ， 由
了 １５Ａ， 以此 前 电流应 大 于 １５Ａ， ． 所 ． 由欧姆 定 律 ，
Ｒ≤ 了 Ｕ
』
：
Ｑ： ６Ｑ
Ｉ． ］
移 动 滑 片前 滑 动 变 阻器 接 人 电路 的阻 值 Ｒ应 小 于
６ｎ。可 以假 设 Ｒ－ 由欧姆 定律 求 出 ／ ３Ａ， 一步 可 － Ｑ， － ３ － 进 知 移 动滑 片后 的 电流 为 １ ． Ａ，再结 合 串联 电路 中各 部 ５ 分 电压 之 和等 于 总 电压 ， 以得 到 下列 两个 式 子 ， 可
时 ． 要 有 根据 的抽象 ， 粗取 精 、 伪存 真 。 需 剔 去
图 ２
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６ ９
生生 堂遂
参基
！ 竺 ：！ 竺 ！
二 是 向 右移 动 滑 片 ， 电阻 变 大 ， 动 变 阻 器 两 端 的 滑 电压将 增 大 ６Ｖ． １ 为 ５Ｖ。通过 滑 动 变 阻 器 的 电流 减 小
大 于 １５Ａ， ． 由欧 姆 定律 ， Ｒ≤丁 Ｕ：
ｎ＝ ２Ｑ。
分析： 本题 没有 给 出 电路 图 ， 电路 中的元 件 和连 接 方 式都 不 清楚 ， 知从 何下 手 ， 面 我们 就从 模 型建 构 的 角 不 下 度人 手 ：建 构模 型 的指 导思 想—— 为 了解释 一 些物 理 现 象． 我们 需要 提 出种种 假说 或假设 。我们 在解 释本题 电压
高中物理模型建构教学中geogebra软件的应用举例
高中物理模型建构教学中geogebra软件的应
用举例
利用geogebra软件建构高中物理数学模型是现在教学中应用比较广泛的方式，它能够帮助学生更直观地掌握物理公式，加深印象，提高学习效率。
下面就以抛体运动模型的建构为例来讲解如何在教学中使用geogebra来辅助模型的建构：
1、首先选择geogebra3D工具，然后建立一个空间坐标系，并在空间坐标系的原点上新建一个球形物体，作为抛体；
2、在空间坐标系内设定一条可以调节的射线，作为抛体施加的初始速度，将这个射线设定为抛体施加初始速度的方向；
3、在坐标系内设定一个引力，并把抛体作为它的受力物体，并让引力施加在抛体上；
4、然后运行程序，观察运动状态，并可以在画面中标注出抛体的运动轨迹；
5、最后，观察抛体的运动轨迹，用物理公式计算出运动轨迹的参数和速度变化的规律，而geogebra的辅助下，使学生对运动轨迹及其变化有更直观的理解。
综上所述，geogebra是一款强大的软件，它可以帮助学生在物理模型的建构中，更快更准确地理解物理公式。
同时，它也可以让学生更直观地观察模型的运动规律，加深对物理现象的理解。
因此，在高中物理模型建构教学中，geogebra软件应用是必不可少的手段。
高中物理知识模型建构教案
高中物理知识模型建构教案
教学目标：
1. 学生能够了解物理知识模型的定义和重要性
2. 学生能够掌握构建物理知识模型的基本方法和步骤
3. 学生能够运用物理知识模型解决实际问题
教学内容：物理知识模型的概念、构建方法和应用
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师通过引入一个实际问题，让学生思考如何用物理知识模型解决问题，引出物理知识模型的概念。
二、讲解（15分钟）
1. 介绍物理知识模型的定义和作用
2. 讲解构建物理知识模型的基本方法和步骤，包括确定问题、收集资料、建立假设、验证假设等。
3. 举例说明物理知识模型在实际问题中的应用
三、实践（25分钟）
1. 学生分成小组，选择一个实际问题，运用构建物理知识模型的方法解决问题。
2. 学生在小组内讨论并撰写成果报告，包括问题描述、建立的模型、解决方案等。
3. 学生展示成果并相互交流，讨论不同模型的优劣势。
四、总结（5分钟）
教师总结本节课的重点内容，强调物理知识模型对解决实际问题的重要性，并鼓励学生在以后的学习和探究中多运用物理知识模型。
教学反思：
通过本节课的教学，学生能够了解到物理知识模型的重要性，掌握了构建物理知识模型的基本方法和步骤，并运用知识解决实际问题。
在实践过程中，学生充分发挥了团队合作和创新思维，提高了问题解决能力和综合运用知识的能力。
在以后的教学中，可以进一步拓展学生对物理知识模型的认识，培养学生的科学思维和实践能力。
高中自制物理模型教案
高中自制物理模型教案
教学目标：
1. 通过自制物理模型，帮助学生深入理解物理知识；
2. 培养学生动手能力和创造力；
3. 激发学生对物理学习的兴趣。
教学内容：
自制物理模型的制作与应用
教学步骤：
一、导入
1. 引导学生了解物理模型的重要性和应用意义；
2. 介绍本节课要制作的物理模型和其相关知识。
二、制作物理模型
1. 讲解物理模型的相关原理和制作方法；
2. 学生分组制作物理模型，老师进行指导和辅导；
3. 学生展示自己的物理模型，并相互交流讨论。
三、探究实验
1. 让学生使用自制物理模型进行实验，观察现象和记录数据；
2. 引导学生分析实验结果，巩固物理知识。
四、总结与展示
1. 结合实验结果，总结物理模型的应用和作用；
2. 学生展示自己的成果，分享自己的心得体会。
五、作业布置
要求学生写一份实验报告，总结自己的实验过程和心得体会。
教学评价与反馈：
1. 观察学生制作物理模型的过程，评价学生的动手能力和创造力；
2. 收集学生的实验报告，评价学生对物理知识的掌握和运用能力；
3. 根据学生的实际表现，及时给予肯定和建议。
初中物理模型建构教学的意义及作用——以“物体的浮与沉”为例
体 依 次 放 入 水 中 ， 记 录 每 个物 体 放 进 水 箱 后 的 浮 沉 状
态 。
沉 在 水 底 的 物 体 有 未 开 封 的 袋 装 橡 皮 泥 、 铁 钉 、
小 钢 珠 、 葡 萄 ； 浮 在 水 面 上 的 物 体 有 蜡 烛 、 小 木 块 、 小
塑 料 瓶 、 苹 果 等 物 体 。
学 生 的 物 理 建 模 能 力 在 日 常 教 学 中 进 行 培 养 ， 不
仅 能 提 髙 学 生 解 决 问 题 的 能 力 也 ， 为 学 习 较 为 复 杂 的
内 容 奠 定 基 础 。 物 体 的 浮 与 沉 教 学 多 以 对 物 体 受 力
分 析 之 后 判 断 物 理 浮 沉 的 条 件 ， 这 样 学 生 虽 然 理 解 过
初 中 学 生 处 于 感 性 认 知 的 初 级 阶 段 ， 是 通 过 直 观
的 物 理 现 象 、 物 理 实 验 形 成 物 理 表 象 解 决 问 题 ． 如 果
学 生 只 利 用 学 习 的 表 象 解 决 问 题 ， 当 遇 到 实 际 问 题 就
会 出 现 不 会 分 析 的 状 况 ？ 并 且 很 多 学 生 认 为 解 决 物 理
题 发 ． 展 学 生 良 好 的 科 学 思 维 习 惯 和 严 谨 科 学 的 学 习
态 度 ． 从 而 提 高 学 生 解 决 问 题 的 能 力 形 ， 成 学 生 终 身
发 展 的 必 备 品 语 。
二 、 物 理 模 型 建 构
学 生 在 刚 接 触 物 理 的 时 候 是 对 物 理 原 理 ， 特 别 是
，
完 善模 型－
整合 教学 方法 促进 学 生总 结模 型
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建构物理模型的教学实例
作者：曾小明李清华
来源：《理科考试研究·高中》2013年第01期
随着新课程标准的实施，高中物理教学中让学生学会探究和创新越发显得更重要，而这一切又离不开物理建模能力的培养.如何帮助学生树立建模意识，构建物理模型，运用建立起的物理模型解决实际问题，是中学物理教学的一个重点，也是难点.因此教师在课堂教学中要积极挖掘教材中可供学生自主构建物理模型的内容，大胆尝试，使课堂教学实现学习方式多样化，使学生具有不同的认知途径.从而在课堂教学中培养学生的创新精神和实践能力、树立终身学习的意识、提高终身学习的能力等方面发挥作用，最终促进学生的全面发展.
高一物理教学中可对《单摆》这一节课（人教版选修3-4第十一章的第四节）进行物理模型处理，以简谐运动和圆周运动两个物理模型为主线进行教学.
一、教学目标分析
单摆是第十一章《简谐运动》继弹簧振子之后的又一个基本运动模型.它是机械振动的核心内容，既是本章的中心，又是本章的教学重点，也是一个圆周运动的典型模型，因而是很多省份高考中考查的热点.这节课还用到了理想化方法、科学近似处理方法、控制变量法帮助学生建构"单摆"这个物理模型.
二、情景创设
新教学之前，设计一个故事和一些演示实验使学生很快熟悉单摆的运动形式，为学生建立单摆模型提供必要的直观形象.
1.讲述故事（伽利略发现“摆”的等时性）
通过故事将“摆”的规律用于制作摆钟的技术，对学生是一次很好的模型教学的教育.学生将形成从建立到应用模型的直观感受.
2.小实验
演示实验①：单摆摆球的摆动；演示实验②：摆钟的摆动
在引入生动的故事的基础上，通过实验演示，向学生展现单摆的各部件，使学生初步认识单摆这个实体模型.另外也能使得学生很快熟悉单摆这种运动形式，为学生建立单摆振动模型提供必要的直观形象.
三、构建单摆的理想化模型
1.指导学生阅读课文有关内容.
2.要学生回答什么是单摆.
如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置叫单摆.
3.激励评价并提出问题：为什么对单摆有上述限制要求呢？
4.教师小结
（1）线的伸缩和质量可以忽略——使摆线有一定的长度而无质量，质量全部集中在摆球上.
（2）线长比球的直径大得多，可把摆球当作一个质点，只有质量无大小，悬线的长度就是摆长.
5.总结.通过上述学习，知道单摆是实际摆的理想化的物理模型.
这个模型的建立首先以观察、实验以及已有的知识为基础，而后运用抽象思维，进行分析、综合、归纳和概括.抽象出反映事物主要因素和本质特征，用抽象思维构建理想化的物理模型.
四、构建单摆简谐运动模型
单摆模型是把实际摆球视作质点，系统质量集中在摆球上，这样摆球受到的空气阻力可以忽略不计，摆球的运动只由重力和绳子的拉力决定，摆球只在竖直平面内做偏角很小的振动.
1.演示：用力将摆球拉离平衡位置，使摆线与竖直方向成一角度，然后释放，并利用多媒体课件动画模拟单摆的摆动.
2.“抛出式”教学实施过程
（1）由教师提出问题
问题一：学生认为摆球做什么运动？
（2）由学生对照以往学习过的运动模型的特点进行判断
学生可能回答：以悬挂点为圆心在竖直平面内做圆弧运动.
学生还可能答：摆球以平衡位置O为中心往复运动.
（3）再由教师提出问题
问题二：是什么原因导致摆球以平衡位置O为中点的一段圆弧做往复运动呢？。