关键词： 类比教学法   高中物理   电磁学   教学实践  

摘要： 新课程标准提出高中物理教育应该加强培养学生的思维以及探究能力,类比教学法的运用产生了事半功倍的效果,其能够培养学生科学思维以及扩展思维模式。分析类比教学法在高中物理电磁学教学中的应用情况。

关键词： 仿真模拟   高中物理   抽象概念教学   电磁学  

摘要： 物理学科要培养学生的物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四大核心素养。物理概念是物理学科核心素养的基础,然而高中物理概念多、概念抽象、逻辑性强等特点,导致了物理概念和规律的难教和难学,尤其是物理抽象概念。因此探究促进高中物理抽象概念教学的研究非常重要。PHET仿真模拟(Physics Education Technology interactive simulation)主要是研究仿真模拟技术如何改进物理及其他理科教学。本文将PHET仿真模拟应用于高中物理抽象概念的教学中,在文献调查的基础上,通过教学实践寻找能够促进高中物理抽象概念教学的教学模式。本文研究分为理论研究和实践研究两个部分。在理论研究方面,通过阅读和分析文献,总结物理概念教学取得的成果,探索有效的概念教学方法;总结国外和国内将仿真模拟应用到物理概念教学的成就。在实践研究方面,以电磁学内容为例,展开基于预测-观察-解释的POE教学策略的仿真模拟辅助高中物理抽象概念教学的教学设计。在教学实践中注重使用POE教学策略辅助教学,并引导学生使用PHET仿真模拟进行实验设计和探究,加深对抽象概念的理解。实践后,结合学生问卷调查、学生访谈和教师访谈结果进行分析,最后得出本文的结论。结论是:第一、将仿真模拟应用于高中物理抽象概念教学,结合预测-观察-解释的POE教学策略的教学模式,不仅可以增强学生对物理抽象概念的理解,还可以提高学生的学习主动性,提高学生的科学探究能力。第二、本研究为广大教师提供了更有效的高中物理抽象概念教学模式,解决了高中物理抽象概念难教的问题,更激励广大教师坚持学习,勇于创新,设计出更多、更好的仿真模拟程序来服务教学。第三、在缺乏实验的线上教学中,使用仿真模拟辅助教学可以在一定程度上锻炼学生的实验探究能力,弥补线上教学的实验缺失问题,促进物理学科核心素养的培养。

关键词： 学习进阶   衔接教学   电磁学   课堂教学  

摘要： 随着我国课程改革的逐渐深入,课程目标、内容安排以及评价标准也随之改变,相比旧课标来说,新的课程标准强调教材内容精简、结构化,重视核心概念以及学生持续连贯的学习。物理学科是一门具有严密逻辑性的自然学科,在高中阶段,电磁学的很多内容对学生来说远离生活实际,过于抽象,难以理解,学习过程并非一蹴而就。因此,教师要注重学生的学习现状,划分不同的层次水平作为“台阶”,在教学活动中层层衔接,达到最终教学目标。近年来,学习进阶理论成为国际教育界热门话题,基于其对学习者在学习某一主题时所遵循的连贯逐渐深入学习路径的描述,笔者借助solo分类法,结合教材、课程标准解读、学生迷思概念研究建构出“电与磁”主题的学习进阶研究框架,按照学生的进阶需求设计层层递进的“衔接教学”,采用对比教学实验法研究基于学习进阶理论的衔接教学对学生的概念掌握是否有促进作用。笔者于2020年9月至2021年1月在广东省某普通高中教育实习,借此机会进行教学实践研究,设置实验班与对照班,对实验班采取有针对性的衔接教学活动进行授课,对对照班采取传统常规教学,在实验前后分别对研究对象进行“电与磁”概念测试并参考市统考成绩,实验结论为:应用学习进阶进行衔接教学可以促进学生对物理概念和规律的理解。笔者结合前期理论研究和实际教学经历对应用学习进阶进行衔接教学提出如下建议:第一,衔接教学设计应该建立在学生的思维发展路径上,确立合适的教学目标,设计有针对性的教学活动帮助学生突破难点;第二,电磁学概念比较抽象,教师在教学准备阶段要充分考虑到学生这一认知状况,结合现代教育技术增加教学可视化程度,帮助学生突破思维障碍;第三,在实际课堂教学中,学生受高考对电磁学要求的影响,习惯将精力放在刷题、突破难题上,轻视理解、巩固基础概念与规律,教师应当改善物理学习环境,适当开展一些科普活动,激发学生的内部学习动机,引导学生形成正确的物理学习习惯。

关键词： 演示实验   高中物理   电磁学教学   应用策略  

摘要： 物理学是基于观察与演示的学科。演示实验作为高中物理实验教学中的一种典型模式,在教学中有着十分重要的地位和功能,演示实验可以有效帮助学生提升学习兴趣、启发科学思维、建立物理规律、提升科学素养。然而受传统观念、实验条件、演示技巧等因素的限制,演示实验在实际教学中的应用还存在着很多问题。随着时代的发展和科技的进步,越来越多的物理教育工作者投入到对演示实验应用的探索研究中,使得演示实验的应用已有较大改进和突破,但是通过查阅大量文献可以发现当前有关电磁学演示实验的研究却很少,师生对于电磁学演示实验的重视程度和应用程度也还不够。实际上,电磁学是高中物理最重要的板块之一,其演示实验数目是高中物理各板块中最多的,演示实验能够帮助学生理解抽象复杂的电磁学概念和规律,因此加强对演示实验在高中物理电磁学教学中的应用策略研究非常有必要。为提高演示实验在高中物理电磁学教学中的有效性,使演示实验充分发挥出其作用和功能,本文进行了细致的研究。研究一共分为六个部分:1.引言。通过查阅相关文献,明确了研究现状,确定了研究的重点和方向。2.电磁学演示实验理论研究。通过对相关学术论文、高中物理新课程标准和高中物理新教材进行研究,明确了相关概念界定和高中物理电磁学演示实验的教学地位及功能。3.演示实验在高中物理电磁学教学中的应用现状调查。通过对一线教师、学生和实验管理员进行问卷调查和访谈调查,了解了演示实验在高中物理电磁学教学中的应用现状,明确了目前演示实验的应用优势和应用难处,其应用难处主要在于学业压力大、课堂时间紧、实验条件差、优秀案例少等等。4.演示实验在高中物理电磁学教学中的应用策略研究。为改进应用策略,本文对应用中的不足之处进行了详细的分析和研究,提出了演示实验在高中物理电磁学教学中的应用策略,即改善师生观念、优化实验条件、增强演示技巧、结合现代化教育技术和加强自制教具的开发利用。5.演示实验在高中物理电磁学教学中的应用案例研究。根据应用策略,结合教学经验,本文研究了一种自制电磁小车演示实验在电磁学教学中的具体的应用案例,并通过实践证实了案例具有很强的实用性和可操作性。6.总结与展望。本文在最后对整个研究过程的内容和成果进行了总结、反思和展望。本研究调查了当前演示实验在高中物理电磁学教学中的应用现状,分析了问题出现的原因,提出了详细的改进策略和具体的应用案例。希望本课题的研究能够为一线教师的物理实验教学提供一些参考,使演示实验在高中物理电磁学教学中进一步发挥作用与功能。

摘要： 电磁学是物理学的一个重要分支,是电力、通信等现代工程技术的基础,其主要研究对象是"电磁场",看不见且难以感受,非常抽象,造成了其课程的难教、难学。在《电磁学》教学过程中,引入电磁学发展史中运用的"类比法",既能让学生清楚电磁学知识的来龙去脉,又可以将抽象的"场"具体化,提高教学效果。

关键词： 光伏并网系统   动态相量   不对称控制   低电压穿越  

摘要： 随着近年来光伏并网的大规模开发利用,光伏并网系统的动态研究成为了电力领域和光伏产业共同关心的内容。光伏系统的发电特点不同于传统能源,所以建立能够快速反应、准确描述光伏并网系统的运行特性的模型是相关研究工作的基础。目前相关研究暂时缺少对大规模光伏系统的整体仿真以及相应的控制策略的动态相量模型,为此,本文以两级式三相光伏并网发电系统为研究对象,围绕光伏并网系统的动态相量模型和控制策略开展研究,主要内容包括:（1）建立三相光伏并网系统电磁暂态模型,并详细介绍了最大功率点跟踪原理和实现方法,针对逆变器的控制部分介绍了双环控制策略,并通过仿真验证不同环境情况下最大功率点跟踪和双环控制的有效性。（2）根据动态相量法推导建立光伏并网系统的动态相量模型,其中逆变器部分的建模包括三相静止坐标系和旋转坐标系下的动态相量模型,还针对电压电流双环控制部分建立了旋转坐标系下的双环控制动态相量模型,并通过搭建的150MW光伏电站的仿真结果比较,验证光伏系统的动态相量模型能准确反映光伏系统中各电气量的动态特性,并提升了仿真速度。（3）对电网发生不对称故障时的电气量进行谐波分析,结合对称分量法,加入一种正、负序分离的不对称控制策略,并推导了基于旋转坐标系的控制系统的动态相量模型,通过150MW光伏电站的仿真结果对比,验证了不对称控制对于平衡三相电流的有效性,以及不对称控制的动态相量模型具有分析光伏系统不对称时的动态特性的能力,并显著降低了仿真时间。（4）对于电网电压跌落的情况,介绍了低电压穿越控制,加入了一种基于无功支撑的低电压穿越控制策略,并建立了其动态相量模型。通过150MW光伏电站的仿真分析,验证了控制策略满足低电压穿越要求,以及低电压穿越控制的动态相量模型能准确反映光伏系统在电压跌落期间的动态特性。

摘要： Growing evidence suggests that we understand the mental states of others by internally recreating, or simulating, their actions with our own sensorimotor system. For example, the magnitude of the mu rhythm, a neural oscillation between 8 and 13 Hz over sensorimotor cortex, decreases both when individuals perform actions themselves and when they observe the actions of others. This mu suppression is reduced in individuals with autism spectrum disorder (ASD), a neurodevelopmental disorder associated with atypical social perception and communication. However, individual variation in the sensorimotor mu rhythm, and how it relates to autistic tendencies, remains relatively unexplored. In this study, we quantify variation in the mu rhythm across individual participants by directly comparing its peak frequency during action execution and observation. Consistent with the idea that mu suppression for action execution and observation reflects the same neural generators, the individual peak mu frequency (PMF) for these two tasks was highly correlated. We further compared PMF during action observation as a function of self-reported autistic tendencies within our neurotypical sample. Similar to prior results for alpha frequency in ASD, we observed a significant negative correlation between PMF and AQ, such that slower mu rhythms were associated with higher autistic tendencies. These results provide new insights into how mu rhythms vary across individuals, with potential applications to understanding and identifying social perception differences in ASD.

关键词： 现代信息技术   电磁学课程   互动式课堂教学模式  

摘要： 现如今,随着现代信息技术的越趋完善,互动式教学模式得以有效地开展.互动式教学模式,是把教学过程看成一个动态发展着的教与学统一的交互影响和交互活动的过程.而现代信息技术可以运用多媒体、电脑、手机、网络传媒等方式优化教学互动模式.在本文中,我们围绕现代信息技术在电磁学互动课堂教学中的应用,通过线上线下混合式教学,探索和实践了电磁学互动式课堂教学模式.实践表明,基于现代信息技术的电磁学互动式课堂教学模式符合新时代的课堂教学模式,具有很好的可行性.实践结果也表明,这种模式可以推广到其他的大学课程教学中去.

关键词： 中德初中物理教材   教材比较   电磁学   核心素养  

摘要： 常言道:“他山之石,可以攻玉”,新时代的物理教师非常有必要借鉴他国教材之精华,博采众长。而教材作为教育内容最重要的载体,不可不谓我们研究德国教育的突破口与“着陆点”。教材连接着教与学、思与行、能与创,是教育和课程改革最直观的呈现内容之一,它反映了整个国家的教育理念和教学模式。研究发展学生核心素养的方式、媒介是落实立德树人根本任务的核心要义,是适应世界教育改革大潮流、提升国际竞争力的迫切需要。电磁学作为物理学的重难点内容,在培养学生核心素养方面起着示范性作用。德国的教育与科技水平处在世界领先地位,它在培养学生核心素养方面也具有一定的先进性。本研究选取中德初中物理教材的电磁学作为研究的切入点,尝试通过两国教材所体现的核心素养培育差异来获得一些有益启发。本文的第一章主要介绍了选题的背景和研究的意义,中外物理教材比较研究现状,国内物理教材研究现状,研究目的、内容、方法及技术路线;第二章为相关的理论基础和概念介绍,理论基础主要包括:建构主义和认知发展理论、初中生认知特点、中小学教科书编写原则、中德核心素养概念的界定,相关概念主要包括:物理学科核心素养的定义以及核心素养四个维度的内容;第三章为对中德两套初中物理教材的内容进行比较,包含两套教材知识点、实验内容、例题及习题比较;第四章为中德两套初中物理教材的体系结构与特色的比较,包括对两套教材的章节体系、知识呈现形式、具体知识点、版式、语言风格和插图的比较;最后一章则是研究结论与对教材编写、教师教学的建议。研究结果表明:(一)KPK初中物理教材比人教版教材选取的内容深度更深、广度更大;(二)KPK初中物理教材对实验的要求突出体现在通过生活化的小实验来解释相关物理现象和规律,而人教版初中教材则是通过实验室的器材并严格依照实验操作步骤来激发学生的探索精神;(三)两套初中物理教材电磁学的例题都比较基础,都比较看重学生对基本规律的运用;KPK初中物理教材电磁学部分开放性题、实践性题的比重不如人教版教材;两套教材的习题总量都不多,人教版的习题更具开放性,更着重应用知识与对实际问题的解决;(四)KPK教材的知识分布比较连贯且知识点之间的连接过渡非常合理;人教版教材的栏目设置更丰富,相比之下KPK的栏目设置略显单一;(五)KPK教材的语言幽默,运用了很多吸引学生的幽默性词句和帮助学生理解的过渡句子;KPK在插图方面以漫画图居多,整体给人风趣、和谐的感觉;人教版则以实物照片为主,给人以写实之感,不利于对学生科学思维品质的培养。

关键词： IYPT模式   科研创新能力   高二电磁学   教学过程   教学设计  

摘要： IYPT(International Young Physicists’Tournament)是一项针对高中阶段,采取团队辩论对抗形式的享誉国际的物理竞赛,其以培养学生的创新意识、实践探究能力以及合作精神作为宗旨。该赛事内容主要涉及力、热、光、电等方面,其新颖的活动模式特点为培养学生多种能力奠定了基础。本文尝试基于IYPT模式相关特点和流程,利用其先进的教育理念与丰富的教育资源,对高二物理电磁学具体内容的教学过程进行了优化及实践探索。从教育改革大背景出发,分析了IYPT教育在物理教学中的研究现状,结合相关研究的文献及成果,了解并学习比赛的规则和内容,期待在物理教学中去融入IYPT模式相关特点和流程以及评价方法。基于PBL、合作学习等教育理论,孕育出与物理教学有机融合的IYPT模式。在该模式下,学生能够全程参与物理探究,从而达到培养学生科研创新能力的目的。接着梳理IYPT发展概况及教育功能,并对其操作程序和实现条件进行说明。再者,理论与实践是相辅相成的,因此,以高二电磁学内容为例,将IYPT模式应用到具体的高中教学过程中。即本文利用IYPT以及实验教学等资源结合关于电磁学内容的两个案例进行具体的教学设计并实施,根据科研创新能力的评价标准设计相关量表,收集并整理学生的反馈信息。最后,在总结该研究的同时,对该研究过程中存在的不足进行归纳与进一步的展望。IYPT模式对培养高中生科研创新能力有着积极的作用,对物理教师也有着更高的要求,与教学相长的教育原则深度契合,希望本文研究的成果能够对高中电磁学内容的教学有一定的参考价值。