工科物理研究性教学的设计与实践 - 图文(17)

确定课题 查阅文献 确定与课题相关的关键内容 对信息材料作摘要或总结 撰写研究报告 交流总结 例如，在学习热力学第一定律时“永动机的历史和教训”一提就采用的是该

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图5.4

张学民 朱琼瑶 《教学设计理论》 辽宁师范大学 2000年

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模式。

（4）实验或观测模式32

物理学是一门以实验为基础的学科，通过科学实验或科学观测来获得数据和进行研究和学习，是物理学的最重要的研究方法。在大学物理教学中，理论课与实验课往往是两门课，这就要求我们对这两门课进行合理的整合，增加设计性实验，开放实验室，为学生研究性教学提供方便。运用此类模式，关键是要控制好变量和条件，真实准确地记录变量，以确保数据的可靠性，另外，学会误差处理的技巧和方法。其基本流程如下：

（5）调查研究模式

在社会调查和资料分析基础上进行深入研究。一般可运用于有关社会性问题的研究课题。实际上，这一模式是由两个步骤组成的，即先进行调查，再分析调查结果。要调查就要列出调查计划和调查提纲，包括确定样本的对象和数量、调查方法、设计调查文本和进行社会交际与开展具体调查等；要分析调查结果，就要甄别调查资料的真伪和价值程度，有的还需建立一定的数据库，找到问题及其原因，研究并提出相应的对策等33。其基本流程如下：

图5.6

明确课题 访谈程序或调查问卷的建构 数据收集 分析处理 结论报告 选择课题 设计方案 实验研究 结果处理 讨论成果 总结交流 图5.5

例如，“甘肃的能源结构与可持续发展”，“微波对人体的影响”等课题都可采用该模式。

（6）理想模型和理想实验研究模式

通过想象建立物理模型或理想实验来进行带技术性的物理研究。这种方法忽略复杂事物的次要因素，抓住主要矛盾，使人们便与找出事物发展和变化的规律。

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萧菲 修义主编，研究性学习的组织与管理，广西师范大学出版社，2002.4，155 靳玉乐 杨红 《当前活动课程建设的问题与对策》 《中国教育学刊》1997.6

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物理学中的理想模型一般分为三种类型34：一是实体理想模型，如质点、理想气体、点光远、光滑平面、刚体、细线等；二是系统理想模型，如保守力场系统、绝热系统、简谐振动系统等；三是过程理想模型，如匀速直线运动、匀加速直线运动、匀速圆周运动、准静态过程等。例如，“理想气体内能的研究”可采用该方法。其基本流程如下：

图5.7

确立课题 资料调查或实地考察 构思设计方案 制作或设计模型 文字报告（设计、过程的说明） 理想实验有叫思想实验，它是想象推理来完成的。理想实验是建立在可靠的实验基础之上，但又不是直接用操作来实现的实验，理想实验是一种科学的抽象方法，尽管它不是直接演示物理现象，而是用想象来描绘实验过程，但是有可靠的实验基础作保证，因此它的可靠性让人深信不疑。爱因斯坦、玻尔等人擅长理想实验，伽利略用理想实验发现了惯性定律。其基本流程如下：

图5.8

确立课题 实验基础资料调查 构思设计方案 描绘实验过程 文字报告（设计、过程的说明） 例如，用“重力场描绘静电场电势的研究”采用了该方法。 （7）畅想论证模式

一种假设或假想，再加以论证的研究方法，一般可运用于需要在创造性思维基础上进行创新性研究的课题。在物理学史上，用该模式取得研究成果的事例不计其数。例如，德布罗意用类比方法提出物质波的假设，时隔不久该假设得到了实验证实。科学研究有时也需要大胆畅想，要做得到先要想得到。但“猜想”决不是瞎想，它应是艺术性和科学性的结合，要将大胆设想和论证相联系。虽然对学生而言能论证到什么程度还不可能苛求，但要进行这方面的训练。其基本流程如下：

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提出问题 形成假说 设计实验 实验验证 反思小结 再次实验 总结交流 图5.9

阎金铎主编，《物理教学论》，广西教育出版社，1996.12，424

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