基于梯子模型对物理教学的研究(精)

教材衔接搭梯，突破知识台阶牛顿运动定律是物理动力学部分的核心内容，是动力学的根基所在。

牛顿第一定律又是整个牛顿运动定律的基础，它阐述了运动和力的关系，打破了几千年来人们对两者关系的错误认识，在物理学发展史上具有划时代的意义。

牛顿第一定律被誉为物理动力学的第一定律，因此，在初高中物理教学中的地位显得尤其重要。

在人教版初高中物理教材“运动与力的关系”这一章节中，第一节内容都是牛顿第一定律，它是动力学教与学的开端。

本文从初高中物理教材知识梯度衔接的视角，阐述牛顿第一定律在初高中教学中的知识衔接方面的一点认识，希望能对初高中物理动力学部分的教与学过程中有一点启发和参考。

标签：牛顿第一定律初高中物理衔接理想实验科学推理运动和力惯性同一个物理知识在初高中物理教材中会重复出现，例如，运动学中的路程、速度，力学中的重力、弹力、摩擦力，动力学中的牛顿运动定律等。

由于对于一个物理知识或概念的理解深浅不一，因此，牛顿第一定律这一节在初高中教材中的内容设置编排方面，不仅要注意知识的难易程度，还要兼顾初高中物理学习的连续性，做好章节的知识梯度衔接显得尤其重要。

一、初高中教材中运动与力的章节命名上承启衔接在初高中动力学部分的教材设置上，人民教育出版社义务教育教科书第八章标题是“运动和力”，人民教育出版社（2019版）通高中物理教材第四章标题是“运动和力的关系”。

从章节标题上看，“关系”二字，就可以体现出在初高中的章节命名上，有一种承上启下、递进衔接的层次关系。

尤其是初高中教材在本章的第一节都编排的是牛顿第一定律，标题都叫“牛顿第一定律”，这是动力学的开篇第一节，默契的命名也体现了牛顿第一定律的动力学的基础地位不可动摇，更让牛顿运动定律在初高中物理动力学部分的重要性充分展现出来，同时，从初中进入高中的物理学习过程中，学生感觉初高中的知识有承启衔接的特点，更容易接受本章节的内容学习。

二、初高中教材中牛顿第一定律在新课引入上遥相呼应高中的新教材（2019版）中牛顿第一定律是在考虑到了初中我们已经学习了牛顿第一定律的基本内容的基础上，用“你能说说牛顿第一定律”揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？开始新课的引入，把学生从刚刚结束的初中物理学习中引到了即将开始的高中牛顿运动定律的学习中去，给学生一种高中的物理学习与初中物理有着很好的衔接的感觉，小小的一个问题具有一定代入感的问题，把初中到高中的物理学习铺上了垫子，放缓了台阶，有了衔接。

第1篇一、引言随着我国教育改革的不断深入，幼儿园教育越来越重视户外活动的开展。

户外活动不仅可以丰富幼儿的生活体验，还能促进幼儿身心健康发展。

梯子作为一种常见的户外活动器材，既能锻炼幼儿的平衡能力，又能提高他们的协调性。

为了更好地利用梯子这一资源，提高户外活动的质量，我们开展了本次梯子教研活动。

二、教研目的1. 了解梯子在幼儿园户外活动中的价值及作用。

2. 探讨如何根据幼儿年龄特点设计合理的梯子活动。

3. 分析梯子活动中的安全隐患，提高教师的安全意识。

4. 总结梯子活动的经验，为今后开展类似活动提供借鉴。

三、教研内容1. 梯子在幼儿园户外活动中的价值及作用（1）锻炼幼儿的平衡能力：梯子的高度和倾斜角度可以调节，有利于幼儿在攀爬过程中锻炼平衡能力。

（2）提高幼儿的协调性：梯子活动需要幼儿手脚并用，有助于提高他们的协调性。

（3）培养幼儿的勇气和自信：通过梯子活动，幼儿可以克服恐惧，勇敢地面对挑战，从而增强自信心。

（4）促进幼儿之间的合作：梯子活动需要幼儿相互配合，有助于培养他们的团队协作精神。

2. 根据幼儿年龄特点设计合理的梯子活动（1）小班：以简单的攀爬、平衡活动为主，如爬梯子、走斜坡等。

（2）中班：增加梯子活动的难度，如爬高梯、过障碍等。

（3）大班：开展更具挑战性的梯子活动，如攀爬高梯、搭建梯子等。

3. 分析梯子活动中的安全隐患，提高教师的安全意识（1）梯子材质：选择坚固、稳定的梯子，避免使用易变形、易损坏的梯子。

（2）梯子高度：根据幼儿年龄和身高调整梯子高度，确保幼儿在攀爬过程中安全。

（3）梯子倾斜角度：梯子倾斜角度不宜过大，以免幼儿攀爬时失去平衡。

（4）梯子摆放：梯子摆放要稳固，避免幼儿攀爬过程中梯子倒下。

4. 总结梯子活动的经验，为今后开展类似活动提供借鉴（1）活动前，教师要对幼儿进行安全教育，提高他们的安全意识。

（2）活动中，教师要密切关注幼儿，确保他们在攀爬过程中安全。

（3）活动后，教师要对幼儿进行总结，帮助他们巩固所学知识。

专题1.2 梯子滑动模型1．如图，一架2.5m长的梯子，斜立在一竖直的墙上，这时梯子的底部距墙底端0.7m，如果梯子的顶端沿墙下滑0.4m，那么梯子的底部将平滑( )A．0.9m B．1.5m C．0.5m D．0.8m【解答】解：Q梯子的顶端下滑了0.4米，A C m\¢=，2Q在Rt△A B CA C m¢=，¢¢=，2A B m¢¢中， 2.5\¢===，B C m1.5BB B C BC m\¢=¢-=-=．1.50.70.8故选：D．2．如图，一根长25m的梯子，斜立在一竖直的墙上，这时梯足距离底端7m．如果梯子的顶端下滑4m，那么梯足将滑动( )A．7m B．8m C．9m D．10m=，24m=，15m-=．m m m1578故选：B ．3．一架2.5米长的梯子靠在一座高10米的建筑物上，此时梯子底部离建筑物墙面0.7米．若梯子的顶部滑下0.4米，则梯子的底部向外滑出距离为( )A ．1米B ．0.8米C ．0.6米D ．0.4米【解答】解：在Rt AOB D 中，根据勾股定理222AB AO OB =+，可以求得：2.4OA =（米)，现梯子的顶部滑下0.4米，即 2.40.42OC =-=（米)，且 2.5CD AB ==米，所以在Rt COD D 中，222DO CD CO =-，即 1.5DO ==（米)，所以梯子的底部向外滑出的距离为1.50.70.8-=（米)．答：梯子的底部向外滑出的距离为0.8米，故选：B ．4．要登上12m 高的建筑物，为了安全需使梯子底端离建筑物5m ，则梯子的长度至少为( )【解答】解：如图所示：12AC m =Q ，5BC m =，\在Rt ABC D 中，13()AB m ==，故选：A ．5．如图，一根长25m 的梯子，斜靠在一竖直的墙上，这时梯子的底端距墙底端7m ．如果梯子的顶端下滑4m ，那么梯子的底端将向右滑动( )A ．15mB ．9mC ．7mD ．8m24()m =，15()m =，1578()m -=．故选：D ．6．如图，一个梯子斜靠在一竖直的墙AO 上，测得4AO m =，若梯子的顶端沿墙下滑1m ，这时梯子的底端也下滑1m ，则梯子AB 的长度为( )【解答】解：设BO x =m ，由题意得：1AC m =，1BD m =，4AO m =，在Rt AOB D 中，根据勾股定理得：222224AB AO OB x =+=+，在Rt COD D 中，根据勾股定理得：22222(41)(1)CD CO OD x =+=-++，22224(41)(1)x x \+=-++，解得：3x =，5()AB m \===，即梯子AB 的长为5m ，故选：A ．7．如图，小巷左右两侧是竖直的墙，一架梯子斜靠在左墙时，梯子底端到左墙角的距离为0.7米，顶端距离地面2.4米，如果保持梯子底端位置不动，将梯子斜靠在右墙时，顶端距离地面2米，则小巷的宽度为( )A ．2.2米B ．2.3米C ．2.4米D ．2.5米【解答】解：在Rt ACB D 中，90ACB Ð=°Q ，0.7BC =米， 2.4AC =米，2220.7 2.4 6.25AB \=+=．在Rt △A BD ¢中，90A DB Т=°Q ，2A D ¢=米，222BD A D A B +¢=¢，222 6.25BD \+=，2 2.25BD \=，0BD >Q ，1.5BD \=米，0.7 1.5 2.2CD BC BD \=+=+=米．故选：A ．二．填空题（共6小题）8．如图，一架梯子AB长5米，底端离墙的距离BC为3米，当梯子下滑到DE时，1AD=米，则BE=　1　米．AC===（米【解答】解：在Rt ABCD中，根据勾股定理，可得：4)，\=-=-=（米)，DC AC AD413CE===（米)，在Rt DCED中，4\=-=-=（米)，431BE CE BC故答案为：1．9．如图，一架10米长的梯子斜靠在墙上，梯顶A刚好抵达8米高的路灯．当师傅沿梯上去修路灯时，梯顶A下滑到A¢处，前后梯脚B、B¢间的距离为2米，则下滑后梯顶离路灯　2　米．【解答】解：在直角三角形AOB中，根据勾股定理，得：==，6()OB m根据题意，得：628()OB m ¢=+=，又Q 梯子的长度不变，\在Rt △A OB ¢¢中，根据勾股定理，得：6()OA m ¢==．则862()AA m ¢=-=．答：梯顶离路灯2米．故答案为：2．10．如图，有互相垂直的两面墙OM ，ON ，梯子6AB m =，两端点A ，B 分别在两面墙上滑动(AB 长度不变），P 为AB 的中点，柱子4CD m =，底端C 到墙角O 的距离为6m ．在此滑动过程中，点D 到点P 的距离的最小值为　3)-　m ．【解答】解：Q 木棍的中点为P ，AOB D 为直角三角形，132OP AB m \==，即点P 到点O 的距离为3m ，\点P 的轨迹为以O 为圆心，3m 为半径的弧上，如图，连接OD 交O e 于P ，则D 到P 的距离最小．在弧上任取一点P ¢，连接OP ¢，DP ¢，OP DP OD OP DP ¢+¢>=+Q ，OP OP =¢，DP DP \¢>，DP \为最小值，在Rt OCD D 中，6OC =，4CD =，OD \===，3)()PD OD OP m \=-=-，故答案为：3)-．11．如图，“人字梯”放在水平的地面上，AB AC =，当梯子的一边与地面所夹的锐角a 为60°时，两梯角之间的距离BC 的长为2m ．周日亮亮帮助妈妈整理换季衣服，先使a 为60°，后又调整a 为45°，则梯子顶端A 离地面的高度下降了　-　m ．【解答】解：如图1所示：过点A 作AD BC ^于点D ，由题意可得：60B C Ð=Ð=°，则ABC D 是等边三角形，故2BC AB AC m ===，则2sin 60AD =°=，如图2所示：过点A 作AE BC ^于点E ，由题意可得：60B C Ð=Ð=°，则ABC D 是等腰直角三角形，AC AB =，则12AE BC ==，故梯子顶端离地面的高度AD 下降了m ．故答案为：．12．如图，一架2.6m长的梯子AB斜靠在一竖直的墙AO上，这时AO为2.4m当梯子的顶端A沿墙向下滑的距离AC与梯子底端B向外移的距离BD相等时，AC的长是　1.4　m．【解答】解：90AB=， 2.4Q， 2.6OA=，Ð=°O\===，OB1设AC BD x==，OD x=+，\=-，1OC x2.4222\=+，CD OC OD222\=-++，2.6(2.4)(1)x x解得： 1.4x=，\=．1.4AC故答案为：1.4．13．如图所示，一个梯子AB长2.5米，顶端A靠墙AC上，这时梯子下端B与墙角C距离为0.7米，梯子滑动后停在DE的位置上，测得BD长为1.3米，则梯子顶端A下滑了　0.9　米．【解答】解：在Rt ABC D 中， 2.5AB =米， 1.5BC =米，2.4AC \===米，在Rt ECD D 中， 2.5AB DE ==米， 1.30.72CD =+=米，1.5EC \===米，2.4 1.50.9AE AC CE \=-=-=米．故答案为：0.9．三．解答题（共7小题）14．如图，一架长5m 的梯子AB 斜靠在墙AC 上，90C Ð=°，此时，梯子的底端B 离墙底C 的距离BC 为3m ．（1）求此时梯子的顶端A 距地面的高度AC ；（2）如果梯子的顶端A 下滑了2m ，那么梯子的顶端B 在水平方向上向右滑动了多远？【解答】解：（1）90C Ð=°Q ，5AB m =，3BC m =，4()AC m \===，答：此时梯顶A 距地面的高度AC 是4m ；（2）Q 梯子的顶端A 下滑了2m 至点A ¢，422()A C AC A A m \¢=-¢=-=，在Rt △A CB ¢¢中，由勾股定理得：222A C B C A B ¢+¢=¢¢，即22225B C +¢=，)B C m \¢=，3)()BB CB BC m \¢=¢-=-，答：梯子的底端B 在水平方向滑动了3)m -．15．如图，一架梯子AB斜靠在某个走廊竖直的左墙上，顶端在点A处，底端在水平地面的点B处．保持梯子底端B的位置不变，将梯子斜靠在竖直的右墙上，此时梯子的顶端在点E 处．（1）如图1，若顶端A距离地面的高度AC为2.4米，BC为0.7米．①则梯子的长为　2.5　米；②若顶端E距离地面的高度EF比AC少0.4米，求走廊的宽是多少米？（2）如图2，G是线段AE上中点左侧一点，若2×=，则梯子的长为 BG=，AG GE米．【解答】解：（1）①在Rt ABCD中，AB===（米)，2.5故答案为：2.5；②Q梯子的长度不变，\==，BE AB2.5Q顶端E距离地面的高度EF比AC少0.4米，EF\=-=，2.40.42在Rt BEFD中，BF===，1.50.7 1.5 2.2CF BC BF \=+=+=（米)，答：走廊的宽是2.2米；（2）如图，设AE 的中点为H ，连结BH ，设AG x =米，AG GE ×=Q，GE \米，设梯子的长为y 米，AB BE =Q ，AE 的中点为HBH AE \^，在Rt ABH D 中，22222BH AB AH y =-=-，在Rt BGH D 中，222222)BH BG GH x =-=-，22222)yx \-=--，化简得：24y =+1y \=．\梯子的长为1)+米，故答案为：1)+．16．某校秉承“学会生活，学会学习，学会做人”的办学理念，将本校的办学理念做成宣传牌()AB ，放置在教室的黑板上面（如图所示）．在三月雷锋活动中小明搬来一架梯子(5AE =米）靠在宣传牌()AB A 处，底端落在地板E 处，然后移动的梯子使顶端落在宣传牌()AB 的B处，而底端E 向外移到了1米到C 处(1CE =米）．测量得4BM =米．求宣传牌()AB 的高度（结果用根号表示）．【解答】解：由题意可得：5AE BC ==米，4BM =米，1EC =米，在Rt MBC D 中，3MC ==（米)，则312EM =-=（米)，在Rt AEM D 中，AM =)，故4)AB AM BM =-=-米，答：宣传牌()AB 的高度为4)-米．17．在一次消防演习中，消防员架起一架25米长的云梯，斜靠在一面墙上；梯子底端C 离墙20米，如图．（1）求这个梯子的顶端A 距地面有多高？（2）如果消防员接到命令，要求梯子的顶端上升4米（云梯长度不变），那么云梯底部在水平方向应滑动多少米？【解答】解：（1）由题意得：25AC =米，20BC =米，则15AB ===（米)．答：这个梯子的顶端距地面有15米；（2）由题意得：4EA =米，则19BE =米，BD ===)，20BC =Q 米，(20CD \=-米，答：云梯的底部在水平方向应滑动(20-米．18．一梯子AC 长2.5m ，如图那样斜靠在一面墙上，梯子底端离墙0.7m ．（1）这架梯子的顶端离地面有多高？（2）设梯子顶端到水平地面的距离为m ，底端到垂直墙面的距离为n ，若m a n=，根据经验可知：当2.7 5.6a <<时，梯子最稳定，使用时最安全．若梯子的顶端下滑了0.4m ，请问这时使用是否安全．【解答】解：（1）由题意可知，90B Ð=°， 2.5AC m =，0.7BC m =，2.4()AB m \===，答：这架梯子的顶端离地面有2.4m 高；（2）这时使用不安全，理由如下：由题意得：0.4AA m ¢=，在Rt △A BC ¢¢中， 2.40.42()A B AB AA m ¢¢=-=-=， 2.5A C m ¢¢=，1.5()BC m ¢\===，\242.71.53m n ==<，\这时使用不安全．19．生活经验表明，靠墙摆放梯子时，若梯子底端离墙的距离约为梯子长度的13，则梯子比较稳定，如图，AB 为一长度为6米的梯子．（1）当梯子稳定摆放时，它的顶端能达到5.7米高的墙头吗？1.414)»（2）如图2，若梯子底端向左滑动使OD=留1位小数）【解答】解：（1）由题意可得，6AB m=，123OB AB m==，在Rt AOBD中，由勾股定理可得，5.656AO===»，5.656 5.7<Q，\梯子的顶端不能到达5.7米高的墙头；（2）在Rt DOCD中，由勾股定理可得，OC===米，1.4AC OA OC\=-==»米．\梯子的顶端将下滑动1.4米．20．如图，一个梯子AB斜靠在一面墙上，梯子底端为A，梯子的顶端B距地面的垂直距离为BC的长．（1）若梯子的长度是10m，梯子的顶端B距地面的垂直距离为8m．如果梯子的顶端下滑1m，那么梯子的底端A向外滑动多少米？（2）设AB c=，BC a=，AC b=，且a b>，请思考，梯子在滑动的过程中，是否一定存在顶端下滑的距离与底端向外滑动的距离相等的情况？若存在，请求出这个距离；若不存在，说明理由．【解答】解：（1）由题意知：10AB m =，8BC m =，由勾股定理得：6()AC m ==，当梯子的顶端下滑1m 时，如图，7CB m ¢\=，由勾股定理得)A C m ¢==，6)AA A C AC m ¢¢\=-=-，\梯子的底端A 向外滑动6)m -；（2）存在顶端下滑的距离与底端向外滑动的距离相等的情况，设梯子底端向外滑动x 米，则222()()a x b x c -++=，解得1x a b =-，20x =（舍)，x a b \=-，即梯子底端向外滑动()a b -米．。

基于TAP论证模型的中学物理教学设计探索———以“自由落体运动”为例作者：朱万琼来源：《新教育·科研版》 2019年第2期朱万琼【摘要】普通高中物理课程标准（2017年版）已明确论证是物理学科核心素养的科学思维的重要内容之一，但目前省内的物理课堂论证教学实践研究仍然较少。

自由落体运动是理想状态下的物理模型，是中学物理学习的重点内容。

依据最新修订的普通高中物理课程标准，基于图尔敏论证模型制定“自由落体运动”的论证教学目标及教学设计，通过创设“问题情境”，与学生的日常经验，原有的认知冲突、矛盾，为开展论证活动提供“空间带”，学生以小组合作的形式探讨打点计时器纸带实验提出暂时的论证，在教师引导下全部讨论、评价提出的论证，最后以书面形式完成论证。

【关键词】多图尔敏论证；教学设计；自由落体一、引言很多人批评物理课堂上的科学探究活动属于“假探究”，学生在课堂上的实验探究仅仅是为了拼凑已知的实验结果。

很多学者观察到，科学家“真实的”科学探究是在一个诠释、辩解与论证的社会情境中来进行的。

基于论证的科学教学是促进学生迈向真正科学家的科学探究活动，这就是论证式教学的意义。

2013年美国新一代科学教育标准（Next Generation Science Standard）强调了科学论证是科学领域和科学课堂之间建立起一个桥梁，课堂教学应围绕科学论证进行。

科学论证的本质是科学的本质，即求真。

科学论证在科学教育领域始于20世纪80年代末美国开始对科学论证教学进行大量的理论与实证研究。

普通高中物理课程标准（2017年版）课程目标提出，通过高中物理课程的学习，学生应达到如下的目标：具有使用科学证据的意识和评估科学证据的能力，能运用证据对研究的问题进行描述、解释和预测；具有批判性思维的意识，能基于证据大胆质疑，从不同角度思考问题，追求科技创新。

由此可见，新课标对基于证据这一思维强调之深之重。

基于证据的物理学习是新课标重点倡导，这就是论证思维，论证思维首先强调的就是基于证据。

·专论—模型建构·对物理教学中模型建构的研究与实践马朝华崔琰（北京市海淀区教师进修学校北京100081）摘要：《普通高中物理课程标准（2017版）》中将模型建构列为科学思维的要素之一．发展学生模型建构的思维能力是发展学生物理学科核心素养的一个重要方面．因此，有必要研究模型建构的基本路径，并通过教学实例说明模型建构教学的思路，以实现更有效地促进在课堂教学中发展学生的模型建构思维能力的目标．关键词：模型建构；科学思维；教学策略文章编号：1008－4134（2019）17－0013中图分类号：G633.7文献标识码：A作者简介：马朝华（1969－），女，河北人，本科，中学高级教师，研究方向：物理教育；崔琰（1982－），男，天津人，博士，教研员，中学一级教师，研究方向：物理教育．物理学是自然领域的一门基础学科，自然界中物质种类繁多、运动错综复杂，各种现象间相互联系、相互影响，几乎每个具体的实际问题都涉及到多种因素．在物理学研究中，根据研究的问题和内容，在一定条件下，从研究对象多维的具体图象中，抓住最具有本质特征的图象，建立一个易于研究、能从主要方面反映研究对象的新图象，这就建构出了“物理模型”．模型建构的方法是科学研究中的常用方法，模型建构思维也是一种重要的科学思维方式，《普通高中物理课程标准（2017版）》将模型建构列为科学思维素养的要素之一，因此，研究如何在物理教学过程中培养学生的模型构建能力是非常重要的．1对模型建构价值的认识1.1有助于形成知识结构发展认知学生的学习虽与科学家的研究有所不同，但就学习者或研究者的主体而言，都是探索对未知事物的认识过程，当面对一个客观的物质现象或过程时，复杂的组成因素会使他们难以把握其本质和规律．通过模型建构，关注主要因素，忽略对象系统中的非本质因素，将复杂的物质现象和过程进行抽象的概括和简化，进行形象化的表征，有利于发现物理现象、物理规律在一定条件下必然发生、发展和变化的规律，并在此基础上形成系统的、自洽的、严密的物理理论体系．例如，运动和力关系的知识结构就可以看作是在研究不同模型的过程中形成的：研究质点、刚体等对象模型，在光滑表面、恒定不变的力等条件模型的情况下，进行匀速运动、匀变速运动等运动过程．我们用模型的建构思想，丰富了学生对运动多样性的认识，形成了知识体系．1.2有助于解释物质现象和过程“证据、模型和解释”被认为是统一的科学概念与过程，其中，证据指的是对事实或饰演的观察结果，但这仅是对物质现象和过程的一种描述；解释指的是把现有的科学知识和新的证据组合成具有内在一致性的、符合逻辑的说明；模型则是利用证据来进行科学解释的一种工具，它能将已有知识与新的证据联系起来．例如，光电效应现象，与经典电磁理论矛盾，爱因斯坦则利用光的波粒二象性模型做出了完美的解释．学生可以自主构建模型来进行探究学习，也可以直接使用科学家们已经研究成熟的模型进行科学解释．1.3有助于预测和控制模型反映事物某一方面的本质属性，能够用于解决同一类问题，在面对新情境时，可以通过模型把握住问题的共性和本质，就能对新情境中可能出现的结果进行预测，指明进一步研究的方向，或者采取有效的措施促进现象向预设的方向发展或控制现象的发生发展．例如，用一个经典故事来说什么叫模型，模型就是火车时刻表，有了时刻表才知道火车是否晚点，如果没有时刻表这样的东西，铁路员工和乘客将无所遵循．可以说物理模型提供给人们一种解决物理问题的方法或者方向，利用建立的物理模型来实现研究者或学习者有目的地解决问题．物理模型的建立是一个创新的过程，学生在学习物理模型的过程中，需要通过分析和抽象，抓住事物的关键要素，加深对概念、过程和系统的理解，形成系统思维，这是一个培养学生创新性思维的过程，因此，发展学生的模型建构思维方式也是重要的教学目标之一．·31·中学物理Vol．37No．172019年9月2发展学生模型建构思维的教学思路高中阶段的模型建构思维表现在能够分析模型所涉及的各个要素及其结构，使用模型解释物理现象和过程，阐明物理概念和原理，在真实的情境中具有构建模型的意识和能力等．因此，可以基于实际问题解决的思路来设计促进学生模型建构思维发展的教学．即从实际情景中抽象出物理问题，再以物理方法和工具进行研究，并将研究结论用来解决实际问题，这个过程可以概括为“实际问题→物理问题→物理解决方案→实际解决方案”．在这个过程中，所提出的物理解决方案，则常是以物理模型的形式表现出来的；实际解决方案，则是模型的拓展应用，用来解决起初提出的实际问题．基于这个思路，为了在课堂教学实践中更易于把握模型建构过程的阶段性，明确各阶段模型建构教学的目标，我们将课堂实践中模型建构教学的过程分为四个阶段，即描述阶段、建立阶段、修正阶段和应用拓展阶段，如图1所示．2.1描述阶段模型建构过程是依托于具体的问题情境，因此，教学中首先给学生提供真实的问题情境，让学生根据已有的知识和经验，建构起对当前情境的理解，并将自己的这种理解表达出来．这就是建立模型前的准备，即描述清楚情境和问题，以及研究的方向．例如，质点是高中物理学习的第一个物理模型，在教学时，教师常会采用火车过桥的情境，一列火车在铁轨上行驶，如何描述它的运动情况呢？在描述阶段，学生就要依据所遇到的问题，结合已有的认知，尝试用一些合适的模型对研究的问题进行描述．学生虽然不清楚火车的具体传动结构，但他们知道这些结构是复杂的，其运动也是复杂的，就是外在表现出来的车轮的运动也是复杂的，要准确详细地描述其所有部件的运动情况就很难做到了．这就要仔细确认所遇到的问题，以及我们想研究的主要问题，比如是关心车轮的转动，还是列车整体的运动？如果我们只关心列车整体的运动时，就可以认为列车上的运动情况完全相同，选择用车上面的一个点的运动来表示列车的运动．这样就初步确立了建立“质点”模型的思路．2.2建立阶段基于现象的观察和分析，在描述中预设了一些能描述现象的参数、条件或关系．在建立模型的阶段，就要进一步分析问题情境中的组成部分和各部分之间的关系，包括确定研究对象、建立描述研究对象的状态或过程的变量、探究将各变量建立联系的规律，并且要反复比较预测和实际情境的差异，提炼模型，同时建立起此模型的适用范围．例如，简谐运动是一个典型的运动模型，它建立在对弹簧振子运动的描述基础上，如图2所示的弹簧振子的频闪照片，两个坐标轴分别代表了时间t 和小球的位移x ，它反映了小球在平衡位置附近往复运动过程中的位移随时间变化的关系，可以看作是小球运动的位移－时间图象，由图可以看出，小球运动时的位移与时间的关系很像正弦函数的关系，这个函数关系，即是我们预设的运动模型中参数间的关系．2.3修正阶段在修正阶段，可以利用不同实验或评价方法来检验模型的内在一致性；也可以利用建立的模型解释新的实证．在此过程中，模型若能够表现出持续一致的有效性，该模型被验证为正确；若存在一定的问题，就要修改参数及其关系．一旦模型被验证，模型就是一致的，模型应用可回应建模的目的，对问题进行解释．模型是在一定目的的前提下，利用理想化等方法建立的，具有自身的局限性，这一点可以在修正过程中明确模型的适用范围．例如，在建立单摆简谐运动模型的过程中，我们进行了小角度的近似处理，也就是偏角很小的情况下，摆球对于平衡位置的位移x 的大小，与摆角θ所对应的弧长、θ角所对应的弦都近似相等，才可以推导出摆球受到的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比，方向总是指向平衡位置，因此单摆作为简谐运动的模型，要用实际摆球的运动进行检验，以确定理想化条件是否合理．2.4应用拓展阶段在应用拓展阶段，利用模型对现象或事实进行解释和辨别，或者利用建立的模型来解释新情境或复杂情境，甚至在已建立模型基础上进行延伸，再建构一个新的模型，这样就使模型得到了延伸和拓展，这样也就能通过建构不同的物理模型研究综合性的实际问题．例如，用圆周运动的模型分析天体运动，用磁感线、匀强磁场等模型分析磁场和电磁感应问题．建模的这四个阶段在每个模型建构教学的实例中未必会界限分明地出现，有的建模过程简单、有的·41·2019年9月Vol．37No．17中学物理复杂，建模的几个阶段有可能重叠在一起，但其整体的思维过程是一致的．3促进学生建构模型思维发展的教学案例———自由落体运动3.1基于模型建构教学的学习目标分析教材在“匀变速直线运动的研究”一章中，前几节学习了匀变速直线运动的速度与时间、位移与时间、速度与位移的关系，即描述匀变速运动的几个物理量遵循的规律．“自由落体运动”作为一个典型的运动实例，由学生利用匀变速直线运动的规律进行研究．要研究自由落体运动，首先就要在复杂的落体运动中，建立自由落体运动的模型，因此，本节学习内容中的一个很重要的学习目标，就是引领学生学会将实际的落体运动抽象出自由落体运动这个理想模型，体会建构模型的思维过程，促进学生模型建构能力的发展．教学过程设计见表1．3.2教学过程设计表1教学过程活动设计设计意图描述阶段情景1：观察生活中常见的落体运动（视频和演示）．纸片的下落、树叶从枝头的下落、粉笔头的下落、小石子的下落问题1：生活中这些常见的运动，有什么相同或不同的特点？下落过程有什么规律？学生活动1：落纸实验．让两个相同的纸片下落，观察下落情况是否相同，进一步思考问题1情景1给学生提供了一个真实的情景，把生活中常见落体运动在这里集中展示，把学生思考的方向聚焦在落体运动上．在这个基础上通过问题1由学生归纳其共性，都是从静止开始下落的运动，其特点除了初速度为零之外，就是下落，下落过程的规律性则看不出共同的特点；同时也通过这个问题，启发学生明确要研究的物理问题是物体下落的运动．活动1中，学生的操作不同，两个纸片的运动则会出现不同的结果．在学生明确了研究问题为落体运动的基础上，再次感受实际问题的复杂性，体会建立理想模型的必要性建立阶段问题2：下落过程的复杂性是由什么原因造成的？物体下落的快慢与什么因素有关？问题3：如果简化处理，物体只受重力，物体下落的快慢与物体受到的重力是否有关？初步建立模型：自由落体运动问题2是针对运动的复杂性，分析导致运动复杂性的原因，从复杂的问题中抽象出要研究的物理问题．问题3的分析，让学生认识到，建立模型要依据研究的问题，分析简化处理的方式，也就是分析建立模型的条件．同时，这个问题也是建立自由落体模型的核心问题．在分析这几个问题之后，实际上已经有了初步的模型，并且利用这个模型可以解释所观察得到的现象或事实修正阶段演示：牛顿管实验第一次：管内有空气时，观察管内羽毛和小金属片的下落情况第二次：将管内空气抽出去，再次观察管内羽毛和小金属片的下落情况情景2：月球上的落体运动（视频）自由落体这个模型是否正确需要去检验．牛顿管的对比实验，就起到检验的作用．这个对比实验，所对比的是要简化的条件，通过实验现象的对比分析来判断处理的是否合适、是否正确，也就是验证所预设的模型条件．如果现象与建立的模型一致，则可以说是建立了合理的物理模型．通过牛顿管的演示实验，验证了没有空气阻力、只受重力作用时物体下落的快慢是一样的，与物体所受重力大小无关．情景2展示月球上的落体运动视频，在月球上羽毛和锤子的同时落地，既增加了实验普适性的验证，又进一步明确了模型的条件应用拓展阶段学生活动2：能否让小纸片和粉笔头的下落情况基本相同呢？试一试，说明依据活动2是模型的应用拓展过程，让学生尝试设计方案使纸片和粉笔头下落情况相同，就是要利用模型来解释现象以及预测、控制结果．学生通过分析，想到当空气阻力和重力（次要因素和主要因素）相比可以忽略时，实际的落体运动就可以抽象成物理理想模型，这样就可以实现同时落地．当捏紧的小纸团和粉笔头同时落地的现象呈现在学生面前的时候，也就表明了学生对利用模型有了进一步的认识．这个活动既有建模条件理解的目的，也有将模型再次回归到实际解释问题的目的，同时对近似条件的处理，也更拓展了模型的应用价值中学物理教学中，很多内容都能以物理模型为基础进行学习，也就是说物理模型教学渗透在物理概念的形成、物理规律的掌握和物理问题的解决等各种学习过程中．在进行物理模型建构教学中可以考虑利用原始物理问题，为学生提供建模情景，利用实验演示创设物理情境，为学生提供建模支持，利用物理模型整合教学内容，促进学生模型思维能力的发展．参考文献：［1］中华人民共和国教育部．普通高中物理课程标准（2017版）［M］．北京：人民教育出版社，2018．［2］廖伯琴．普通高中物理课程标准（2017年版）解读［M］．高等教育出版社，2018．［3］刘海．高中物理模型构建教学的理论与实践研究［D］．东北师范大学，2008．［4］张晋，毕华林．模型建构与建模教学的理论分析［J］．化学教育（中英文），2017，38（13）：27－32．［5］张静，郭玉英．物理建模教学的理论与实践简介［J］．大学物理，2013，32（02）：25－30．（收稿日期：2019－06－20）·51·中学物理Vol．37No．172019年9月。

构建模型在物理教学中的运用1. 引言1.1 背景介绍构建模型是将抽象的物理现象或理论用具体的模型呈现出来，让学生通过观察、比较、分析等方式深入理解物理现象背后的规律和原理。

通过构建模型，学生不仅可以更直观地理解抽象的物理理论，还可以培养他们的动手能力、思维能力和创造力。

构建模型在物理教学中逐渐被引入，并取得了一定的成效。

在本文中，我们将探讨构建模型在物理教学中的具体应用和价值，以及模型对学生学习的影响。

同时也将分析模型在实验教学和理论教学中的作用，探讨未来发展方向，为进一步推动物理教学的创新和改进提供参考。

1.2 研究意义研究构建模型在物理教学中的具体应用，可以帮助教师更好地设计教学内容和教学方法，提高教学效果。

深入探讨模型对学生学习的影响，有助于了解学生对模型的接受程度和理解能力，从而更好地指导学生学习。

研究模型在实验教学和理论教学中的应用，可以为教学改革提出新的思路和方法，丰富教学手段，提升教学质量。

通过对构建模型在物理教学中的深入研究，不仅可以为教学实践提供有益的启示和借鉴，也有助于促进学科教学的创新和发展，推动物理教学向更加个性化、深入和多样化的方向发展。

【研究意义】2. 正文2.1 构建模型的基本原理构建模型的基本原理是在物理教学中非常重要的一环。

模型是对现实世界的简化和抽象，可以帮助学生更好地理解和掌握物理知识。

构建模型的基本原理包括以下几个方面：1. 归纳总结：通过观察和实验，归纳总结出规律性的现象，将其建立成模型。

通过实验发现牛顿第二定律F=ma，可以建立起运动力学的模型。

2. 简化抽象：模型是对现实情况的简化和抽象，忽略一些次要的因素，突出主要的关键因素。

这样可以让学生更容易理解和应用。

3. 数学描述：模型通常会用数学语言来描述，这样可以更清晰地表达物理规律。

学生通过学习模型，也可以提升其数学能力。

4. 验证实验：构建模型之后，需要通过实验来验证其准确性和有效性。

这样可以增强学生对模型的信任，并加深对物理规律的理解。

建构物理模型在高中物理教学中的实践研究作者：徐亮来源：《新课程·教师》2016年第11期摘要：随着社会的不断进步，物理知识越来越与人们的生活息息相关，学好物理知识、会用物理知识是时代发展的一种必然趋势，物理模型帮助学生更容易掌握物理知识，对今后的学习发展有重大意义。

关键词：物理模型；高中物理；教学物理模型将高中物理知识进行简化，直观形象地把零散的知识点汇成一体，帮助学生清晰地掌握物理中的难点与重点，对于学生今后学习物理知识打下了基础。

一、物理模型教学的含义以及原则物理模型教学是指针对物理教学内容，帮助学生构建物理知识结构，拓展学生的思维，增强学生学习能力的一种教学模式。

物理模型教学的构建有利于加深学生对物理知识点的理解与运用，培养学生的创造性思维。

它是在新课程背景下衍生的，是物理课堂教学中的重要教学内容。

1.尊重学生的主体地位，发挥他们的主体作用在传统高中物理教学课堂上，单项式的知识教授模式，以及物理教师权威地位，造成了师生之间的对立，学生必须无条件地接受教师的知识灌输，不利于培养学生的探索精神以及创新精神。

基于此，在教学过程中，物理教师应当激发学生的内部潜能，调动学生的积极性，引导学生进行自主探究。

在物理模型教学中，物理教师应当充分发挥学生的主体作用，激发学生的探究欲望，主动参与到教学过程中，充分吸收内化物理知识，培养学生的探究精神和创新精神。

2.教学方式多样化（1）生活是物理教学中的重要素材。

身边的事物散发着物理的气息，物理教师应当为学生提供相关的感性材料，帮助学生更加深入地了解物理模型的建立背景以及理论基础，对物理模型的“本源”，以及应用环境有正确的认识。

例如，在教学“机械运动”这一章节内容的时候，课堂上去研究汽车的运动过程显然无法实现，可以用质点模型进行替代，简化了其运动过程，使相关物理过程变得更加容易理解，能帮助学生更好地掌握本章知识的重点和难点。

（2）物理学是一门建立在实验基础上的学科，引导学生在实验中进行探究性学习，学生亲自动手，能加深对物理过程的认知，便于掌握相关知识点。