2023年中考物理二轮复习《如何模型构建》

聚焦专题设计、促进深度理解 二轮复习 北京景山学校朝阳学校 刘静思老师 2023.03 模型的构建和应用 ——以能量转化效率模型的构建为例 朝阳区九年级物理 说课内容 课标中的科学思维——模型建构 中考中的物理模型 能量转化效率模型构建和应用 物理模型概述 1 2 3 4 5 物理模型的构建 报告内容 我的报告大体分为以下五部分 感知 一、物理模型概述 物理学 描绘 物质世界 认识 物理学作为一门研究自然界物质基本结构、相互作用和运动规律的科学，其目的是希望通过简洁、完备、准确的方式来“描绘”物质世界。然而，物质的复杂程度是无限的。面对这种自然的无限性，人类却是渺小的，有限的。人类的感知能力有限，不可能获取自然原型的全部信息；人类的认识能力有限，不可能理清所有因果关系。 自然原型 模型 简化和近似 一、物理模型概述 感知 认识 因此，我们唯一能做的就是，从能被我们感知的信息中提取少量关键因素，忽略掉各种次要因素，建立所谓“物理模型”。物理模型是对自然原型的一种“近似”，它虽然总是和自然界中真实的事物稍有出入，但大体上能够反映出该事物的“精髓”。物理学的研究本就不可能直接针对无限复杂的自然原形展开，有了作为真实事物近似的物理模型，物理学就可以直接针对这个“模型”进行研究了。所以物理模型不单单是一种工具，也是物理学研究的直接对象。 大爆炸宇宙模型 一、物理模型概述 大 小 大到宇宙，有大爆炸宇宙模型，小到亚原子尺度，有粒子物理标准模型，物理模型几乎贯穿了物理学研究的各个领域，模型的思想是物理学研究最底层的思想，可以说没有物理模型就没有物理学。 初中：会用所学模型分析常见物理问题 高中：具有构建模型的意识和能力 高中：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 初中：有利用证据对所研究的问题进行分析和解释的意思，能使用简单和直接的证据表达自己的观点，具有初步的科学论证能力 初中：能独立思考对相关信息方案和结论，提出自己的见解，具有质疑创新的意识。 高中：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 初中：对相关问题和信息进行分析并得出结论，具有初步的科学推理能力 高中：能运用科学思维方法，从定性和定量两个方面对相关问题进行科学推理，找出规律、形成结论 模型构建 科学推理 科 学论证 质 疑创新 科学思维 初中：会用所学模型分析常见物理问题 二、课标中的科学思维——模型建构 正因为物理模型如此重要，初、高中物理新课标都将模型建构定为科学思维素养的四个要素之首。我列出的是初、高中不同学段科学思维素养四要素对应的课程目标要求。其中，模型建构在初中阶段只需要会用所学模型分析常见物理问题即可，不需要像高中那样具有构建模型的意识和能力。至于另外三个要素，初高中要求的对比我也一并整理出来了，由于不属于本报告的主题，在此我就不再展开细说了，感兴趣的老师可以自行关注并研究，这不光有利于初高中的衔接，也有助于系统性地培养学生的科学思维。 高中课标中关于模型构建的水平划分 二、课标中的科学思维——模型建构 水平划分 表 现 水平1 能说出一些简单的物理模型。 水平2 能在熟悉的情境下应用常见的物理模型。 水平3 能在熟悉的情境中根据需要选用恰当的模型并解决简单的物理问题。 水平4 能将实际问题中的对象和过程转换成物理模型。 水平5 能将较复杂的实际问题中的对象和过程转换成物理模型。 对应初中课标要求 以下是高中课标中关于模型构建的水平划分，其中前三个水平分别要求知道模型、应用模型、选择模型解决问题，这正好对应初中的课程目标要求。而高中还进一步要求将对象和过程转换成物理模型。说明初高中的培养是一体的，不能割裂开来。只有在初中阶段把相应的水平发展好了，高中才会站在一个更高的起点发展更高的水平。这也提醒我们初中老师，应当做好初高中的衔接工作。 一级主题 与模型构建有关的学业要求 物质 知道构建模型是物理研究的重要方法，了解原子的核式结构模型。 运动和相互作用 知道匀速直线运动、杠杆、光线等物理模型。 能量 知道能量的利用存在效率问题，100%的能量利用率只是一种理想情况。 实验探究 知道科学探究会受到各种因素的影响，在实验中能关注主要因素，忽略次要因素。 跨学科实践 能在跨学科实践中尝试找出影响活动成效的主要因素，能运用简单模型解决问题。 二、课标中的科学思维——模型建构 下表是初中课标五个一级主题的学业要求中，与模型构建对应的要求。 （读） 其中明确指出的只有原子的核式结构、匀速直线运动、杠杆、光线四个模型。其中有三个一级主题的学业要求中并未直接提及具体的模型，但在描述中都渗透了模型构建的基本思想。 常见模型 力学 匀速直线运动、杠杆、滑轮