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第一篇初中物理建模论文范文参考：初中物理网络学习空间模型设计研究
知识经济时代的快速步伐深刻影响着教育信息化进程,技术支持下的学习环境构建作为实现教与学变革的基础被赋予了从未有过的价值和使命.网络学习空间作为我国教育信息化建设“十二五”的核心目标与标志工程之一,是随着国家政策、技术发展以及教与学变革的多重需求应运而生.作为数字化学习环境的新型学习形态,网络学习空间可以为教与学的不断变革与创新提供适切的技术支持和个性化服务,是促进教与学方式变革的核心与关键.初中物理作为义务教育阶段的基础学科,以培养学生逻辑思维、创新性思维能力为目标.研究显示,由于物理知识内容抽象复杂,信息技术可以有效支撑教与学.对此,笔者将设计的视角投向运用网络学习空间进行初中物理学习领域,探究以初中物理为学科基础的网络学习空间模型设计与研究.本文定位于初中物理网络学习空间模型的设计及其支撑工具的构建.论文采用“领域建模—功能模块设计—支撑工具构建—效果分析”的研究思路:首先对网络学习空间现状和相关理论进行了梳理,然后在网络学习空间价值取向、需求调研的基础上,从学科视角依据、技术视角依据、学习者视角依据构建了初中物理网络学习空间STSCS模型,并依据不同视角通过功能关 键 词 提取,对STSCS模型下的初中物理网络学习空间具体功能模块和体系结构进行了探讨,然后根据模型中设计的应用层并结合物理知识类型构建了三种类型九种空间学习支撑工具,最后通过案例的方式对所提出的STSCS模型和支撑工具进行了具体阐述和效果分析.本文的研究工作具体体现在如下几点:1.通过对国内外网络学习空间研究现状和理论基础的梳理,对比分析目前网络学习空间的研究缺失提出问题,探求本文的研究思路和模型构建维度.2.从理论层面对网络学习空间的价值取向和影响因素进行探讨,提出应以智慧教育、高阶思维能力和个性化学习为建设价值取向,对学习动机、学习体验和学习共同体影响因素进行分析,并探讨了网络学习空间中学习方式转变的路径.3.从实践层面对网络学习空间实际需求进行调查研究,通过问卷调查法、质化访谈法选取教师和学生两个不同目标群体,从信息素养、初中物理教学现状、现有网络学习空间应用现状和对空间需求和期望等不同角度寻找空间构建的现实依据.4.以价值取向和需求分析为根基,从学习者视角、技术视角、初中物理学科视角三个依据维度设计了初中物理网络学习空间模型(STSCS模型),通过论证STSCS模型与不同维度依据的映射关系,以初中物理整合点和解决办法为核心进行功能提取,从物理学科应用、支撑工具、公共服务平台三层对初中物理网络学习空间模型的功能模块进行设计.5.依据所设计的STSCS模型和功能模块,对物理概念与原理工具、物理现象观测类工具、物理实验观测类工具进行具体设计,其中包括力、光、电认知工具设计、现象解释工具、虚拟仿真实验等九种支撑工具.6.以物理概念原理课、探究学习课和实验课为例,对所设计的空间模型和支撑工具进行具体解释并进行效果分析.
第二篇初中物理建模论文样文：中学物理课程中数学知识的支持性研究
在数学与物理学的整个发展历程中,两者总是紧密交织、相互促进的.然而,由于现代课程的分科体系,导致物理与数学课程及其教学互相分离、彼此孤立.虽然很早就有人注意到因分科而造成学科间知识、技能和能力的割裂,并提出了进行数学课程与科学课程整合以协调两者教学的实践与研究,但直到目前仍缺乏系统研究.教学实践表明,中学物理课程学习中存在数学基础不足和数学运用困难问题.然而,在应试教育观念的影响下,国内有关中学物理课程中数学运用问题的研究主要侧重于运用数学知识解决物理问题的技巧和方式、方法,鲜有从协调数理关系的角度进行的研究.
本研究以基础教育课程改革所倡导的“改变学科本位”、“强调学科渗透”思想为指导,通过对物理课程中数学运用情况的宏观调查和数学运用困难原因的微观剖析,层层深入地研究了数学知识对物理课程的支持问题.研究内容为:首先,通过对中学物理课程标准和教材进行的文本调查和内容分析,从客观上获得物理课程中的数学运用情况,然后通过对初、高中物理教师进行广泛而深入的问卷调查,获得了物理课程所需数学知识、物理课程学习存在的数学知识基础不足与滞后、数学知识的运用困难等情况.在此基础上,就问题的解决进行了两项探索性研究,其一,为获得数学知识滞后对物理学习影响的证据,进行了补充有关三角知识的教学实验,以此探讨如何解决数学知识滞后问题,其二,为研究数学运用困难的具体表现及其原因,以函数图象表征物体运动问题作为测试内容,对20名被试进行了口语报告的分析研究,在此基础上尝试探索减少数学运用困难的途径.本研究的基本结论是:
(1)初中物理课程标准要求达到理解以上的物理概念共有8个、物理规律有3个,而高中物理课程标准的要求分别为25个和39个,并且高中物理课程中的有关内容与初中相比,无论在广度、深度还是综合程度上都有很大提高.高中物理教材中定量概念、规律、以及相应习题的数量,分别是初中教材的2倍、4倍、4倍,从这些内容的教学设计所反映数学能力需求来看,高中物理对学生数学建模能力、空间想象能力、数学推理与分析能力、以及数学运算技能的要求较之初中大大提高了.
(2)初中物理课程学习所需数学知识主要涉及数、比例及代数式的运算知识、基本几何知识等12项,需要程度均为“一般”以下.高中物理课程学习所需数学知识涉及数与式、方程、不等式等的运算知识,函数及其图象、函数求极值知识、平面几何、三角函数、解三角形知识等,共46项,大部分知识的需要程度都在“一般”以上,表明物理课程学习所需数学知识的数量、范围、及需要程度随着阶段上升而不断提高.
(3)高中物理学习所需三角学的知识普遍存在不足或滞后,且对物理学习的影响较大.高中数学中的弧度制、用导数求函数极值、排列与组合、数列及其求和,以及初中几何体的三视图、圆的弧-弦-圆心角的关系等数学知识也存在不足或滞后,但对物理学习的影响一般以下.
(4)高中物理学习中存在运用困难的数学知识主要有函数及其图像、解三角形、锐角三角函数、方程、不等式、求函数极值、几何体的三视图等,然而,平面几何、立体几何知识、数与式的运算、三角函数公式、排列组合、数列求和、概率等知识基本没有运用困难.调查显示,所有“运用困难”问题对物理学习的影响程度总体上高于数学基础不足所带来的影响.分析表明,存在数学运用困难的主要原因在于物理情景与数学情景的差异,数学知识在物理情景中的运用还需要经历新的知识建构过程.
(5)教学实验研究发现,对物理学习影响较大的滞后数学知识予以补充性教学,能够显著提高学生的物理成绩,而对物理学习影响一股的滞后数学知识予以补充对提高学生的物理成绩并不显著.研究还发现,补充数学知识对改善女生以及中等程度学生的物理成绩更为有效.
(6)采用口语报告分析方法研究学生解释运动图象问题时发现,学生能够较好地理解运动图象的特征信息与物理概念之间的联系,而在将图象语言与实际运动情景进行联系的任务中表现欠佳.另外,学生倾向于对不同曲线的点与点进行比较以获得个别信息,较少将图象语言转化为数学符号语言,从而不能从整体上把握图象表征的实际意义.进一步分析发现,学生图象应用困难的原因一方面与数学函数教学本身所具有的抽象性有关,另一方面,函数图象的实际运用能力尚需在物理学习中得到进一步发展.
第三篇初中物理建模论文范文模板：体验式虚拟实验研究
科学实验是指人们利用科学仪器和设备,通过人为地控制或模拟自然现象来认识自然事物本质和规律的一种科学探究活动.虚拟实验是指在计算机系统中采用虚拟现实技术实现的各种虚拟实验环境,实验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目,所取得的学习或训练效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果.虚拟实验的应用是对传统教学观念的革新,它的强大优势在于实验情景可视化,实验数据可视化,实验过程可控性以及实验学习的经济性、安全性等方面.在概念掌握、动作技能、知识迁移以及情感形成学习领域,虚拟实验都可表现出强大的教育功能.本研究具有明显的教育意义与现实意义.
虚拟实验是虚拟现实技术与科学实验课程整合的结果,而这种整合必须要在相关理论的指导下实现.体验学习理念将体验与学习等同起来,强调学习的目标是体验,学习的结果是体验,学习的过程是体验的过程,指出在体验中学习才是最基本和最自然的学习方式,是真正意义上的学习.虚拟现实技术可以为学习者创设一个三维真实感实验环境,使得学习者可以象在真实环境中一样从事虚拟实验学习,其过程同样是一个体验的过程.所以,虚拟实验研究需要体验学习理论的指导,创建体验式虚拟实验系统才是我们追求的目标.
探究学习有时被称为基于问题的学习.虚拟实验学习是一种探究活动,虚拟实验中虚拟现实的真实感与探究活动的实践性都是体验赖以存在的基础,我们要从虚拟现实与科学探究两个层面设计体验式教学环境、体验式教学模式与策略.在进行体验式教学环境设计时,为了实现真实感体验,要注重虚拟场景的真实性、实验内容的科学性、实验过程的现实性、学习迁移的有效性原则,为了实现科学实验的实践性体验,要以问题作为探究活动的开端,注重问题情境的沉浸性、问题情境的互动性、问题情境的多样性原则.相对应的,进行体验式教学模式设计时,虚拟情境体验模式设计要注重情境作用的全面性、全程性、发展性与可接受性原则,实验探究体验模式要以有利于知识建构为原则,同样地,进行体验式教学策略设计时,也要从以情感促体验和以认知促体验两个方面来考虑.
分布式协同虚拟实验以CSCW的理论与技术为基础,为学习者提供了一个通过网络进行协同实验的虚拟环境,使得体验不仅来自于虚拟环境中的亲历实践,还产生于与协作者的交流过程.系统开发采用了Delphi下的GLScene技术,其中关键技术包括对象实体建模、动态视景建模、智能虚拟仪器、系统交互与虚拟世界的绘制等.
虚拟实验系统的体验学习效果需要在应用中通过评价来加以验证.体验学习尤其关注情感领域的学习,关注学习者在学习中的心理感受和情绪状态.本研究对布卢姆的学习目标体系进行了改进,从情感产生与意义生成的角度设计出了虚拟实验学习应该达到的体验式目标体系,同时给出了进行体验式学习评价的方法和策略.在具体实施阶段,针对保定市涞源县兴源中学九年级102名学生在虚拟实验中的体验式学习效果,通过问卷调查与访谈的形式进行了评价研究.数据的分析结果显示,虚拟实验系统的应用有助于体验学习的进行,同时某些问题的存在也说明本系统在应用模式与功能上仍需改进.
本研究力求对体验式虚拟实验系统的相关理论、系统设计与应用评价进行深入的探讨,然而尚存在许多不足之处有待将来继续加强.
第四篇初中物理建模论文范例：控制系统基于模型的系统工程开发方法研究
航天领域控制系统要求必须具有极高的可靠性、可测试性和可重用性,对国内航天领域控制系统来说,还需要考虑国产化、开发人员习惯和开发周期短等问题.基于模型的系统工程是一种新兴的系统工程技术,它以模型贯穿了整个开发周期,可以有效地提高系统的可靠性和开发效率.
本文针对航天领域的控制系统开发问题,采用基于模型的系统工程思想,对航天领域控制系统开发的全过程提供支持.本文的具体研究内容包括：
1)提出了一种针对航天领域控制系统开发的方法论.该方法论包括了对建模、模型验证、自动代码生成、软件在环、硬件在环和远程调试等开发过程的支持,以及对这些过程中开发方法和支撑开发工具的支持.
2)针对物理模型和控制器的开发,分别提出了基于控制流模型扩展的数据流图层次化建模方法和基于状态图加程序流程图的控制器模型建模方法.
3)为验证2)中建模方法得到的模型实例是否满足给定的约束,给出了基于一阶逻辑的模型验证方法.
4)针对2)中的模型,提出了各自的自动代码生成算法.特别地,针对程序流程图,提出了由标准流程图模型到结构化C代码的自动生成算法.
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5)在自动代码生成的基础上,给出了物理模型和控制器模型代码的软件在环测试和硬件在环测试方法.
6)为了便于定位在环测试中发现的各种缺陷,提出了一种基于虚拟机的远程逆向调试方法.
实验研究和工程应用充分表明,本文所提出的航天领域控制系统开发方法能有效提高系统的可靠性、可测试性、可重用性和开发效率,相应的开发工具满足了国产化的要求并且符合国内开发人员的习惯.本文相关成果已成功应用于某型洲际弹道导弹的研制中.
第五篇初中物理建模论文范文格式：面向学习者的化学教学设计
如何在新型的学习文化中,真正促进学习者的化学学习与科学素养的发展是当今化学课程与教学改革研究的核心议题.对此,笔者选择的研究视角是：面向学习者的化学教学设计.面向学习者的化学教学设计意为聚焦学习者的学习与发展,在学习活动中强调学习者的主动性,基于当今关于人类学习研究的新成果以及教育系统发展的新观点,以化学科学为依托,突出学习者的整体和谐发展,将培养学习者科学素养和创新意识作为贯穿化学教学的核心要素,来设计化学教学过程.
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全文分作六个部分. 第一部分是整个研究的学科背景.笔者分析了当今化学教育的现状与发展前景,概括出六个主题：化学在跨越边界中发展；理解化学是培养科学家和公民科学素养的需要；化学实验是化学学习与探究的基本方式；科学与人文——科学的意义与价值；现代信息技术融入化学课程与教学；化学教师在设计与研究中成长.这些主题也是我国化学课程与教学改革的着手点.笔者指出,在化学课程及教学内容设计上必须关注化学科学的发展历史及其在整个科学中的地位和跟其他科学之间的本质联系,突出化学实验作为理解化学的基本方式的重要性,要彻底改变以往只把化学实验当作工具而经常将其取而代之的状况,在化学教育中强调科学精神与人文精神的统一,利用信息技术优势促进学习者的化学学习,同时,化学教师要努力提高自己的专业素养,成为教学设计者和学习者.笔者对国内外化学教学设计的研究状况的调研发现：如果缺乏了先进的学习理论和教育教学的理论知识,化学教师往往就会依赖教科书和教学大纲,希望那些并不熟知其所身处的文化与境及其所面对的具有独特个性学生的课程开发者为其开处方.本部分研究确定了面向学习者化学教学设计研究的具体问题和研究思路. 第二部分对教学设计的发展历程进行了释读,厘清了长期以来在化学教学设计领域中混淆的概念：教育技术、教学媒体、教学设计的模式与由来、教学设计背后的理论支撑,等等.所有这些,都为研究面向学习者的化学教学设计呈现了一幅清晰的技术背景,尤其是对历史上教学设计理论的反思,使笔者对面向学习者化学教学设计理论基础的研究有了一个警醒和慎重的态度. 第三部分,研究了设计、教学设计、教学设计观等教学设计的基本问题,意在确立笔者对教学设计的看法,指出本文的面向学习者化学教学设计强调的是教学问题解决,意在提供设计的知识库、策略包和实践案例.在本部分中笔者运用了叙事法,讲述了一名专家化学教师思考与设计教学的故事,并通过跟流行于化学教师培训领域的专业教学设计模型进行比较,找到了教师设计教学跟专业人员教授教学设计之间的差距,从而提出实现面向学习者的化学教学设计必须让教师成为设计者,并指出专业人员要为化学教师成为设计者提供支撑,概括出教师作为设计者的,面向学习者化学教学设计的“对话、辩证、发展”的互动式教学设计的特征. 第四部分对面向学习者的化学教学设计的理论基础做了探讨.当代学习研究的重要成果如建构主义和与境性说,以及科学教育中的人本建构主张对研究面向学习者的化学教学设计提供了重要启示.一方面,化学教学要创设优化的学习环境,在问题的真实情境脉络中支撑个体对化学意义的建构,评价学习者的科学理解,另一方面,鼓励学习中的协商与互助,让所有的学生发出自己的声音,在协商与互动中实现集体知识的增长和协作文化的弘扬,因此有必要创建学习者共同体.在面向学习者的化学教学中,不可忘记化学科学的本质,必须注意追求科学理解不可放弃批判,关注语言的协商,不可忽视经验世界,关注活动设计不可忽视目标.在探讨了学习理论基础之后,笔者尝试研究了一个极富挑战性的问题,即实现面向学习者的化学教学设计必须首先要有一个面向学习者的化学教学系统.笔者根据系统要素运行状态中表现出的整体涌现性的功能区分出了由学习者准备、动力、学习环境、学习活动和媒体传输五个子系统构成的化学教学系统的运行结构,并对这样一种结构的特点进行了初步分析.最后,根据面向学习者化学教学系统的特点以及学习理论的启示,笔者提出了面向学习者的化学教学设计的原则. 第五部分是实践研究.笔者对前面各部分提出的观点进行了融合,详细探讨了实现面向学习者化学教学设计的一种途径:化学教学中的学习者共同体,提出了化学教学中学习者共同体设计的理论框架,该框架包含十个要素:目标、任务/主题、学习活动、角色分工、中心/边缘和身份认同、资源、话语/对话、知识、产品/过程、评价,并给出了关于各个要素的说明,然后通过四个案例,详细描述和分析了学习者共同体在化学教学中的实践,提出了包括“问题、目标、工具/资源和脚手架”四个要素在内的基于问题设计面向学习者化学学习环境的框架,并对其中运用“主题型学习知识分类”设计共同体学习的知识,以及教师设计脚手架作了较为深入的探讨,最后,对学习者共同体的有效实施提出了八条建议. 第六部分对全文研究从五个方面进行了总结和新
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