本课题获宁波市第五届基础教育教学成果奖
高中《物理建模》课程开发的研究
慈溪中学 叶 全 浩
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教育研究最佳实验室之一就是教室。 教师专业发展最佳途径之一就是课题研究。 教师执教能力发展最佳途径之一就是课程
开发。
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一、研究的背景及意义
1、 研究思想的产生
1989届、1992届、1995届连续三届学生的高 考成绩与全国物理竞赛成绩引起我对自己教学过程 的思考，发现课堂教学中重视物理过程的分析与物 理思维方法教育对提高学生物理水平比较有效，两 者结合起来就是要重视物理建模的过程。因而1996 年开始就着手进行物理建模的研究。
2、物理建模。将实际问题转化为纯物理问 题，运用合适的物理模型加以解决叫物理建 模。
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3、物理建模的思想
在客观实际的现象中提取物理问题，为了 让问题能变得清晰，自然、有条理，我们 常常是忽略某些次要因素或暂时可以不考 虑的因素，抓住主要因素各个击破，建立 相应的物理模型，利用物理模型，能具体、 形象、生动、直观、深刻地反映出事物的 本质和特征，明确分析思路，然后利用相 关规律给以分析处理，解决问题，这就是 物理建模的思想。
（一）理论成果 1、比较完整地界定了物理建模课程的基 本概念。
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1、物理模型。模型是一个广义的概念。有 一类称为物质模型，另一类称为理想模型。 它是根据人们的抽象思维和想象力，采用理 想化和纯粹化的办法，所创造的能再现原型 的本质联系和内在特性的一种简化模型。后 者是在物理学研究中常用的模型。物理学中 的规律就是通过对理想化的物理模型的研究 得出来的。本课题研究所指的物理模型就是 这一类模型。
试把每月中出现两次小潮时地球、月球和 太阳的相对位置示意图定性地画在下面．
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4、通过建模教育，使学生掌握了 高中物理中典型的物理模型 。
理解物理模型是对基础知识的高度概括，物 理模型具有典型性、抽象性等特点。
理解物理模型集基本概念与基本规律于一体。 理解物理模型是一个理想化的形态。从不同 的角度研究物理模型可以有不同的区分方法。
第一阶段，1996年到1999年。对高中 物理教材中建模过程进行梳理。初步确定 物理建模的目标、内容、过程、策略 。
分析高中物理建模的过程。总是遵循这样 一条重要的方法论原则，即从简到繁，先 易后难，循序渐进，逐步深入。
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分析物理模型的特点。
物理模型是抽象性和形象性的统一。 物理模型的建立是舍弃次要因素，把握主
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课题有关成果在以下单位作过推广：
奉化市、镇海柴桥中学、宁波姜山中学、 宁波李惠利中学、宁波二中、宁夏银川市 第二中学、慈溪龙山中学、慈溪杨贤江中 学、慈溪实验高级中学、慈溪育才中学、 余姚市第二中学、余姚市第五中学。
在省新教材备课会议上作过介绍，并多次 在宁波市教研室组织的和慈溪市教研室组 织的高中物理备课会议及高考复习会义上 作过介绍。
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2、通过建模教育，提高了学生物理建模的 思想方法，使学生明确物理建模基本思想。
3、通过建模教育，使学生学会了构建与 运用物理模型解决实际问题的基本策略。
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①通过物理建模教育使学生解决物理问 题的建模过程形成如下总的思路：
物理事 实物理 问题
建立物 理模 型
运用物 理模 型
重新解释或
修
正
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②学生学会了构建物理模型的一般步骤。
第一步：建模中第一件要做的事便是题目的 选取，然后利用实体映射影像构建模型存储。
第二步：利用对比方法，重视主要的，忽略 次要的，构建模型存储。
第三步：知识深化，状态——过程构建模型 存储。
第四步：知识类化，理想实验构建模型存储。 第五步：知识交叉，物理——数学构建模型
有助于对客观物理世界的真实认识， 达到认识世界，改造世界的目的。
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总结高中物理模型的类型。
根据物理研究的内容进行分类，高中物理 模型类型有：研究对象模型化，研究对象 所处的条件模型化，理想化实验，物理中 的数学模型等。
经研究认为物理建模的前提是学生头 脑中必须有丰富的物理表象。
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第二阶段，2000年到2005年， 构建《物理建模》课程的结构 。
写出校本教材供全校使用。
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（二）实践效果
1、2009年物理建模教育思想在省内进 行推广，物理建模教育论文获浙江省学科 教学论文一等奖
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成果入编普通高中《物理2》必修教 师教学用书 。
研究成果中撰写的“航空航天模型”部分入 编人民教育出版社出版的普通高中《物理2》 必修教师教学用书，出版时间2007年5月。 书号是：
构建物理模型的主要步骤。 运用物理模型解决实际问题的步骤。 物理建模教育的评价。 在此基础上再写课程纲要，按课程纲要对
原教材重新进行修改。
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三、研究成果与反思
经过三个阶段的研究与实践，结累了资 料，写出《物理建模课程纲要》、《物理 建模》的校本教材(另附)，形成了物理建 模教育的比较完整的体系。通过物理建模 教育的研究得到以下几方面成果：
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15、单摆振动模型 16、理想气体模型
17、“柱体”导电模型 18、原子结构模型 第五章 物理建模在工程技术中的应用 19、房屋建筑模型 20、桥梁建筑模型 21、航空航天模型 第六章 物理建模在物理解题中的应用 22、物理建模与物理解题(模型法解题）
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第三阶段，2006年到2013年，撰 写纲要，建立比较完整的建模教育体系。
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4、《普通高中物理课程标准》
在过程与方法的目标中指出： “通过物理概念和物理规律的学习过 程，了解物理学的研究方法，认识物 理实验、物理模型和数学工具在物理 发展中的作用。”
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5、浙江省深化普通高中课程改革
（六）增加选修。选修课程分为知识拓展、职业 技能、兴趣特长、社会实践等四类。（1）知识拓展类 选修课程包括必修内容的拓展课程、大学初级课程、 介绍学科最新成果的课程和学科应用性课程等，旨在 让学生形成更为扎实的知识基础。（2）职业技能类选 修课程是通过中等职业学校合作，从职业教育引入的 职业教育课程，旨在让学生掌握一定的职业技能，培 养创新精神和动手能力。（3）兴趣特长类选修课程为 有助于培养学生兴趣，发展个性特长的各类课程。（4） 社会实践类选修课程指指调查探究活动、社会实践活 动、校园文化活动、学生社团活动等课程。
ISB 97 N 7 8101778 463 G•10(9 课 52 ）
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物理建模教育课题获慈溪市第 四届教育科研优秀成果一等奖
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高中物理建模课程获宁波市人民政府 第五届基础教学成果二等奖
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2013年6月评为宁波市第三批精品课程
推荐为省第三批普通高中选修课网络课程 。 立项为2013年浙江省教研重点规划课题。
要因素,化复杂为简单，完成由现象到本 质、由具体到抽象的过程，而模型的本身 又具有直观形象的特点。 物理模型是科学性和假定性的辩证统一。 理想模型来源于现实，又高于现实，是抽 象思维与形象思维相结合的结果。
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分析物理模型的主要功能。
可以使问题大为简化，从中较为方便 地得出物理基本规律。
可以对模型讨论的结果稍加修正，即 可用于实际事物的分析和研究。
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6、有利于提高学生科学思想方法。
物理建模着重解决与物理模型相关的建模 问题，为学生之后的学习与工作打下方法 论基础。从哲学角度来说，在处理具体问 题时，学会抓住事物的主要因素与本质特 征，忽略事物的次要因素，从而科学地解 决问题。
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二、《物理建模》课程的构建与实施
本课题已经历整整16年的研究与实践， 共分三个阶段。
F=ILB
I=nqvS F=（ nqvS）LB 这段导线中含有 电荷数为N=nLS 则f=qvB
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例题、潮汐是一种常见的自然现象，发生 在杭州湾钱塘江入海口的“钱江潮”是闻 名世界的潮汐现象．在农历初一和十五前 后各有一次大潮，在两次大潮之间又各有 一次小潮．试把每月中出现两次大潮时地 球、月球和太阳的相对位置示意图定性地 画在下面．Βιβλιοθήκη 16物理建模教育的基本策略：
物理建模教育要尽可能地通过实验、图片、 模型等方法丰富学生的表象，在客观事实 与实验的基础上抽象与构造物理模型。在 课堂教学中不断渗透物理建模教育，介绍 科学家物理建模的历史过程与方法。在习 题课中有意识地运用物理模型解决实际问 题，以物理模型为专题编印训练题。
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总结确定高中物理建模的总体思路
第一章 物理建模的意义及作用 1、什么叫物理模型 2、物理模型在物理学发展中的作用 3、物理建模有利于形成正确的科学文化
第二章 物理建模的思想方法 4、物理建模的思想方法 5、物理建模的原型 6、物理建模的基础
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7、物理建模的科学方法 8、物理模型的进化
第三章 物理模型的分类 9、对象模型 10、条件模型 11、过程模型 12、数学模型 第四章 典型的物理模型 13、天体运行模型 14、弹簧振子模型
《物理建模》课程性质：将物理知识、物 理方法、物理思想融为一体，理论性与技 能性相结合的课程。
物理建模教育的目标：⑴使学生掌握物理 建模的过程与方法；⑵使学生正确认识高 中教科书中的有关物理模型；⑶要求学生 会用物理模型解决一些实际问题。
物理建模教育的内容：物理建模教育的内 容框架体系（见校本教材） 。
存储。
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③学生学会了运用物理模型解决实 际问题的步骤。
Ⅰ、模型准备 Ⅱ、模型假设 Ⅲ、模型建立 Ⅳ、模型求解 Ⅴ、模型分析 Ⅵ、模型检验 Ⅶ、模型应用
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解题建模的具体步骤可用下面框图表示：
模型准备 模型假设
模型建立
模型应用
模型分析 模型检验
模型求解
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I=Q/t =nqvtS/t =nqvS
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5、物理建模教育的作用。