高中学生物理建模能力及培养对策：调查分析的结论

整体来看，教师对“基础能力因素”和“专项能力因素”两个类属的培养力度要比“非认知因素”类属高。科研人员面临的往往是真实而艰难的问题，所以，他们对“非认知因素”重要性认识和体会更加深刻。物理教师忽视对学生“交流与合作”能力的培养。只有对物理模型和建模的认识达到这一水平的教师才能对培养学生的“交流与合作”能力达到更高的重视程度，从而在教学中经常性地采取相应的培养行为。

理论教育 2023-08-08

高中生物理建模能力的理论思考及研究成果

但是不可否认，这些理论对于描述物理建模能力结构还过于粗糙，其不足以成为研究充分的理论基础。第六步，借助科学知识图谱，分析我国科学教育研究者在研究学生物理或科学建模能力培养问题时所关注的关键词，再结合对高频关键词的因子分析，合并考察两部分量化分析的结果，验证物理建模能力构成要素框架的信度。

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高中生物理建模能力与培养对策：十五年研究聚焦的热点及分析能力

基于因子分析的结果，再结合二次文献分析，可以进一步透视我国研究者近十五年来对科学建模能力研究所聚焦的热点，这些热点对分析科学建模能力构成要素具有重要的价值。可见，研究者普遍认同分析问题的核心要素及建立要素间的数量关系是个体应具备的科学建模能力的重要组成，为此，我们将包含关键词“思维”“问题解决”和“数量关系”的公因子2命名为“分析能力”。

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高中学生物理建模能力调查结果分析

下文将根据问卷所获得的数据分析高中物理教师对这三个维度的物理建模能力培养的状况，及不同特征教师间行为的差异。更是有超过一半的物理教师经常忽视对学生“性格特征”的培养。根据数据的统计，我们进一步分析性别、教龄、职称、学历特征不同的教师对“非认知因素”下各要素指标采取培养行为的差异。导致这一结果的最大可能性还是来自课程标准的导向。50%以上的从总体上来看，物理教师认为“分析力”“迁移

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国外科学课程标准对模型和建模的要求

澳大利亚《昆士兰高中物理课程标准》明确界定建模概念，突出强调物理学中证据、理论和模型的重要性，并注重培养包括科学探究和物理建模在内的学生高品质的物理思维能力。美国的两份国家课程文件中对“专项能力因素”培养的要求超过了“基础能力因素”，但超出比例不大。

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高中学生物理建模能力及其培养

从上面对于物理建模概念的界定中，提出“物理建模”是个体建构物理模型，并形成用物理模型解释和预测现象的科学思维能力的科学实践活动。根据智力二因素论和“智力中的非智力因素”理论，我们认为物理建模能力是一个认知能力和非认知能力统一的智能系统。物理建模能力最终体现为个体建构物理模型并应用于问题解决的质量和水平。

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高中生物理建模能力研究方法与对策

教育研究领域需要的往往不是所谓四海皆准的“普遍性”规律，而是具有情境性、地方性的研究结果，只有这样才能揭示在具体的实质领域中被限定的能力结构的面貌，才更具有实效性。因素分析法因素分析法是实证研究范式下的一种量化研究方法，心理学界普遍采用该方法研究智力（或能力）结构。从目前研究中很少看到因素分析法使用过程中对其分测验的信度和效度进行讨论的案例，这几乎成为一件很“隐讳”的事情。

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提高高中学生物理表达能力及培养对策

学校和教师应从培养学生“交流与合作”的视角，重视提高学生科学语言应用能力的发展。科学语言本质上不仅是解释现象的工具，更是科学共同体进行思想交互和信息传播的工具，以及建构新科学知识的手段。图形表征工具就是这项学生需要发展的技能。物理教师有责任向学生传授图形表征工具，并帮助学生区分和应用不同的图形表征工具。

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高中生物理建模能力及培养对策-研究发现三种物理建模概念

物理建模是物理学家进行物理学研究以及人类认识物质世界的重要活动，研究纵观国内外学者对物理建模或科学建模概念的界定，梳理后发现可以分为三类：1.将物理（或科学）建模理解为一种重要的科学实践活动。从心理学视角，将物理或科学建模定义为对研究对象进行表征的过程。就物理学科的建模实践活动而言，我们认为“物理建模”是个体建构物理模型，并形成用物理模型解释和预测现象的科学思维能力的科学实践活动。

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高中学生物理建模能力培养对策

课程理念为课程标准的制定提供了理论指导和编写基础，它是物理课程的总纲，只有在课程理念中明确物理建模能力的地位，教材的编写和教师的课堂教学才能对此真正地落实。

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高中物理建模能力构成要素及培养对策

研究构建的物理建模能力框架由“非认知因素”“基础能力因素”和“专项能力因素”三个能力类属及11个要素指标构成。第三步，通过轴心编码实现对物理建模能力构成要素的类属的具体化，从11个聚焦代码中提取出“非认知因素”“基础能力因素”和“专项能力因素”三个能力类属，并围绕三个类属建立关系网络，将零散的、不同等级和类型的代码组合为具有统领性的、能够将代码意义全部囊括其中的连贯统一体。

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高中学生物理建模能力及其培养对策

任何一种科学实践活动都要求实践者具备相应的“专项能力因素”，不同的科学实践活动的“专项能力因素”各有不同。由于“专项能力因素”是“基础能力因素”中某几项指标的有机结合之下生成和延伸的产物，所以“基础能力因素”的缺陷和低质将直接导致“专项能力因素”发展受到阻滞。相应地，发展个体的“专项能力因素”也有助于增进“基础能力因素”的发展。

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高中学生物理建模能力及培养对策

前面我们已经通过质性分析从具有物理建模专长的专家身上提取出物理建模能力结构中的三个类属及三个类属下的11个要素指标，下面我们将对这三个类属间的内在关系进行分析和阐述。同认知因素相比，它与物理建模能力的关系同样十分密切。在物理建模能力构成要素框架中，“非认知因素”是个体物理建模能力水平发展的必要条件，又是促成实际物理问题解决的前提。其次，“基础能力因素”贯穿于物理建模的各个阶段和环节。

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高中生物理建模能力评价研究

构建建模能力评价指标体系的基础是明确建模能力的结构模型，因此，通过分析国外研究者对建模能力评价的相关成果，也可以从中挖掘出研究者对建模能力构成要素的观点。他的建模能力评价指标体系的重点在于评价学生对模型本质的认知水平。FCI已被证明是学生模型理解力可靠的评价工具。还有专家提出了他的三层次科学建模能力评价指标体系。

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高中学生物理建模能力构成要素的验证结果

由此看来，国内学者对物理建模能力研究的关注点也是聚焦在“非认知因素”“基础能力因素”和“专项能力因素”三个方面，这说明我们在第四章中建构的物理建模能力构成要素框架在类属上达到了饱和，不缺项，因此，基于知识图谱的关键词分析合并因子分析的结果验证了我们利用扎根理论研究方法构建物理建模能力构成要素的类属架构是可信的。

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模型的认识论视角、方法论视角和分类

从认识论视角，研究者们认为模型是由人创建的，人工的、精神的客体。本书主要关注的是作为精神客体的模型。从方法论视角，模型被认为是一种重要的科学思维方法。这是对模型最初级、最普遍的认识。因此，模型的基本特征和其所反映的内容是由构造模型的目的决定的，即使对于同一原型，不同的目的可以建构出不同的模型。第二类是“心智模型”。第三类是“概念模型”。

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