基于真实问题情境的项目式教学改进的探究——以“设计显示加速度大小的装置”为例

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新时代的育人方式倡导基于情境和问题导向的体验式、互动式、探究式、启发式的课堂教学组织形式,注重项目式等学科内综合或跨学科综合的教学,倡导充分开展的探究性实验和验证性实验教学[1].文章阐述以小组合作方式解决真实问题的项目式教学,主张教师依据高中物理课程标准和配套教材选择项目内容,学生自主设计项目方案、课下制作项目装置、课上交流项目成果等教学环节.通过教学实践,发现该项目的 实施不仅能提高学生学习物理的兴趣,而且能够有效培养学生思维能力和应用物理知识解决真实问题的能力,促进学科核心素养的达成.
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文章以2020年镇江市中考力学、电磁学综合题为例,从提取关键信息、构建物理模型、可视化逻辑推理过程三个方面出发,深入剖析综合试题对关键能力的考查,思考科学思维培养的重要意义;并基于研究提出对应的教学建议与策略,以期实现学生关键能力的提升和科学思维的培养.
采用约束保持法求解单目标约束优化问题时,初始化产生可行解的过程存在计算费时问题.因此提出了代理模型辅助的初始可行解产生方法,采用径向基函数构建代理模型,在初始解的产生过程中,预先使用代理模型估计试验粒子的约束冲突值,若满足约束才进行实际计算,从而减少粒子的评价次数以提高算法效率.采用该方法对多个标准函数进行测试,结果表明,与现有算法相比,所提算法生成相同数量的可行解评价次数会大大减少.该算法可以有效解决利用约束保持法求解单目标约束优化问题时初始解产生耗时的问题.
通过问卷调查发现,常见的“自由落体运动”教学不能显著改变学生“重的物体下落得快”的观点;学生对“重”的理解有两种,即重量大和密度大.介绍《对话》从重量和密度两个方面论证“落体的快慢与轻重无关”的方法,分析其对教学的启示.由此提出适合学生原有知识经验和科学研究方法的教学方案,促使学生进行深度思考.
科学解释在科学探究中具有关键作用.利用PTDR框架对牛顿第一定律的教学过程进行设计,采用渐退式脚手架策略,显化科学解释的路径,以期锻炼学生在探究过程中的思维能力与科学解释能力,为教师设计能发展学生物理核心素养的教学提供启示.
Hessian阵正定时,基于双割线折线法构造了一条多折线路径来代替最优曲线求解信赖域子问题,形成多折线算法.从几何上分析了多折线算法比割线法求解子问题时更精确,给出了多折线算法的收敛性分析,数值试验与双割线折线法比较知新构造的算法更好.
以欧洲某高速公路隧道为依托工程,选取复理岩互层结构地质条件下该隧道某典型断面进行研究,运用有限元分析软件Midas GTS NX建立三维模型,并导入FLAC3D中进行计算,采用单一变量原则,控制喷射混凝土强度和锚杆长度保持不变,分析不同初期支护喷射混凝土厚度对隧道变形的影响程度.研究表明,该隧道初期支护喷射混凝土厚度取25 cm最优,且研究断面最大总位移发生在边墙部位,支护设计时应着重关注此部位,必要时需采取一定手段进行补强,防止大变形隧道失稳.
教科书中知识点的编排具有严谨的逻辑结构.熟悉知识点之间的逻辑关系,对于教师掌握课堂教学顺序及学生理解知识结构均有帮助.文章利用ISM法对人教版高中物理教科书中“机械能守恒定律”主题知识结构进行分析,以期将错综复杂的知识点以层级化和结构化的形式呈现,进而确定出重难点知识,旨在为高中物理课堂教学提供教学思路,为学生进行结构化的学习提供帮助.
文章基于辩证视角,围绕“异同比较”这一核心,对人教版新旧教材“库仑定律”一节进行解读,并以一道习题为例,对教材中辩证思维的教学应用加以说明.
在新课标的指导下,新教材的实验编写与旧教材有所不同.文章基于内容分析法,选取人教版高中物理新旧两版教材进行对比分析,从实验内容以及难度两方面解读新教材的实验变化,总结出新教材实验总广度、总难度、平均难度均有所下降,但探究类实验占比有所提升,其内容设计更有利于教与学.
钛酸纳米材料具有均一的结构、组成以及独特的物理化学性质,在水处理重金属领域中显示出良好的应用前景.本研究采用一步水热法合成了铌酸盐负载钛酸纳米片(Nb/TiNFs),并研究了Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)在其上的单组分以及复合体系中竞争吸附.XRD、TEM和SEM等证实材料为纳米片状结构,主要晶相为三钛酸盐.Nb/TiNFs对Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)显示出快速的吸附动力学和高吸附容量,具体机制为金属阳离子与层间-ONa/H基团的离子交换.吸附等温符合Langmuir模型,理论最大吸附量Pb(Ⅱ)(2.474 mmo