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物理教育应用OO4800字_物理教育应用毕业OO范文模板
导读：写作物理教育应用OO4800字_物理教育应用OO一直以来都是很多人都特别重视的，特别是对于毕业生或者是评定职称的学者来说，更是重中之重，而OO写作的好坏也都是会给将来的工作有很大好处的，本OO分类为物理教育OO，下面是小编为大家整理的几篇物理教育应用OO4800字_物理教育应用OO范文供大家参考。
物理教育应用OO4800字(一)：基于STEM教育理念的高中物理教学实践研究——以“传感器的应用实验”为例OO 摘要：本文通过对STEM教育的内涵目标、教学方法的理解与分析，探讨了STEM教育理念与高中物理教学相结合的教学模式，并以“传感器的应用实验”为例，对课堂教学重新设计，得到较好的教学效果．该教学模式不仅加深了高中学生对物理知识的理解，更提高了他们灵活运用不同学科知识的能力，为逐步融合“格物致用”奠定了基础． 关键词：STEM教育；传感器应用；教学实践；教学设计 “有一只熊掉到一个陷阱里，陷阱深19.617m，下落时间正好2s，求熊是什么颜色的．你能算出来吗？”是否觉得无从下手呢？ 其实，根据已知条件，可以计算出当地的重力加速度g=9.808m/s2，经过判断，最接近这个值的地点在南北极，而南极没有熊，北极熊是白色的，因此答案是白色．这道题目融合了物理、地理等学科，是一个典型的STEM问题． 1STEM教育的内涵及现状 科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(MatheOOtics)，简称STEM教育，20世纪80年代兴起于美国，至今已在美国中小学阶段广泛实施．[1]虽然人们对STEM教育的内涵尚未达成共识，但“学科整合”已成为其标志性特点之一．STEM教育的特色是重视学科知识之间的内在联系，其目的是帮助学生掌握如何运用科学和数学知识来解决与技术、工程相关的现实问题，[2]正如开头那个问题． STEM教育是世界性的趋势，我国对STEM教育的关注起步较晚，[3]且一直以来，我国都是采用的分科教学，一下子实现学科整合，存在“拔苗助长”的嫌疑．针对我国教育现状，STEM教育的引入应该循序渐进．以高中物理为例，可以原有学科知识为核心，在合适的知识点或渗透技术应用、或注重数学工具、或结合前沿动态等，引导学生将物理与科学、技术、工程及数学逐步整合．整合应该是广义的整合，而不是狭义的整合，宗旨就是培养学生的问题解决能力、自主创新能力、深度学习能力和适应未来的能力．[4，5] 2STEM教育的教学方法探讨 STEM教育常常采用问题解决驱动的、行动导向的教学方法，其中基于项目学习和基于问题学习是目前美国中小学STEM教育中最常用的两种教学方法．[6] 两种教学方法都起始于一个OO的问题或项目，学生通过分工合作、资料收集和数据分析来解决问题．基于项目的学习通常让学生运用数学或科学原理和方法，设计一个方案或制作某个产品作为学习成果，[7]往往需要数周时间，并且和生活需求相关．基于问题的学习则更多的是对某虚拟情节或案例的研究，以解决方案或观点为教学成果，而非实际产品．[8]这种教学方法的周期比较短． 针对国内教学的实际情况，笔者认为可以将上述两种教学方法有机结合．在课堂教学的时候，由于教学时数的OO，以基于问题的学习为主，学生提出解决方案即可；在课后，对于有兴趣继续研究的学生，可辅以基于项目学习的教学方法，制作出实际的产品，达到培养创新技能的目标． 结合STEM教育要求和教育目标，笔者认为与之相符的教学设计应具有综合性、OO性、动态性、回归性、实践性和多样性的特点，[9]归纳后将课堂教学分为6个模块，具体流程如图1． 教学流程中，笔者加入了教学反思这一环节.如果6个模块执行下来能够实现教学目标，说明这节课是成功的.课堂教学还可以进一步延伸：有兴趣的学生，可以尝试将设计方案做成实物．反之，如果没有实现教学目标，那么就要从源头(提问)找问题，教学过程中，只有不断地反思，不断地完善教学设计，才能得到最佳的教学效果． width=331，height=283，dpi=110 图1STEM教育课堂教学流程图 3高中物理教学中融入STEM教育理念的实践探索 人教版选修3-2中“传感器的应用实验”这节课，[10]技术内容十分丰富全面，突出体现了科学、技术与社会的密切关系；突出理论联系实际的思想，能够培养学生分析具体事物的能力；重视联系学生生活、社会实践和现代科技． 然而，现有教材中，传感器一章提及的实例，如“勇气号”火星探测器，一来缺乏新颖性，二来缺乏实用性，已经不太适合科技迅猛发展的当下．而且，教材中只是按部就班地提供了两个实验，让学生依葫芦画瓢，根本无法实现上述教学目标．因此，笔者结合STEM教育理念，对这节课重新进行了教学设计，获得了意想不到的教学成果． 3.1情境整合 笔者以高中物理的内容为核心目标，利用现实的工程问题情境来推动核心内容的学习． 情境设置：2016年7月21日下午4点半许，沪昆高速公路565km处(江西弋阳段、上饶往南昌方向)发生一起江苏牌照货车侧翻事故．经询问驾驶员得知，该货车是由于高温天气轮胎爆胎导致发生侧翻事故，如图2所示． 此时，学生会心存疑虑，这是真的吗？直接让学生自己答疑，通过互联网查询有关汽车夏季爆胎事故的新闻报道，居然发现，每年发生在高速公路上的交通事故，46%是由轮胎故障引起，其中又以轮胎温度过高为最． width=263，height=148，dpi=110 图2问题情境 图文并茂更能激发学生的代入感，学生自然而然会提出一个设想：如果能及时知道汽车轮胎表面温度过高，是不是就可以做好预防工作，避免交通事故的发生？ 3.2基于问题的学习 考虑到时间OO，本节课采用基于问题学习的教学方法，所有的学习活动都是围绕问题展开的．问题是STEM教育的核心，也是驱动进一步研究的起点．所以，教师需要根据教学目标和内容，精心准备，更要根据学情分析，提出难度适中、逻辑合理的问题． 针对学生提出的设想，结合本节课的中心内容“传感器的应用”，笔者设置的问题是：(1)生活中，你能接触到哪些传感器？(2)这些传感器有什么样的作用？(3)打开你们的实验箱，看看这些电子元器件都认识吗？它们有什么样的作用？(4)是否可以利用这些电子元器件，根据你们刚才的设想，设计一个装置，当汽车轮胎表面温度过高时OO，提醒司机呢？ 3.3分组研究问题，收集技术、数据 在富有OO性的问题情境中，进行实验探究，这是STEM教学的关键步骤．在这个环节中，教师起到一个组织者的作用，指导、规范学生的探索过程．课堂上，允许学生OO组合，分成八个探究小组，这个过程注重培养学生寻求合作的团队精神．每个小组通过教材、教辅、计算机和互联网等方式收集资料，分工合作，既提高了课堂效率，又能够“百花齐放”，碰撞出思维的火花． 针对上面的4个问题，学生们会有很多联想丰富的答案，每个答案都是一个“闪光点”，教师应给予及时的鼓励，激发学生的表现欲，促进创新思维的发展，挖掘学生探究的潜能． 3.4引导学生物理知识的构建 经过前面的铺垫，学生对传感器有了基本的认识．此时，笔者将传感器的概念、分类、原理、应用等知识点梳理清楚，给学生构建一个以传感器为中心的知识体系． 接着，提醒学生将目光再次放回到实验箱，而前期的问答过程已经为学生做好了知识准备，此时学生可以很迅速地将需要用到的电子元器件找出来，并且设计合理的电路． 经过反复论证，我们挑选了一种最简单可行的方案：热敏电阻、斯密特触发器、蜂鸣器、滑线变阻器、集成电路板、电池盒，设计了一种“温度OO器”，可以实现温度OO的功能．图3就是学生的研究成果. width=156，height=86，dpi=110 (a)电路图width=153，height=105，dpi=110(b)实验装置图 图3温度OO器 传统的教学到实验装置连接完成就结束了，然而这样的实验装置并没有解决实际的工程问题，即实现汽车轮胎表面温度预警．可以说，到这一步还不能最大程度激发学生学习的兴趣，还没有实现STEM教育的目标． 3.5学生分析元器件，设计解决问题的方案 核心知识掌握了，电路也接好了，接下来就应该引导学生往教师所设定的研究方向前行了．STEM教育中，必须正确处理教师的“引”和学生的“探”的关系，既不能放任自流，让学生漫无边际去探究，也不能过多地牵引，反客为主．所以，在这个环节，笔者追加了3个问题. (1)汽车轮胎表面的警戒温度是多少？ (2)RT的变化是如何引起蜂鸣器发声的？ (3)如何设置警戒温度？ 对于第一个问题，查询资料可知，因为汽车轮胎的品牌不同，工作温度各不相同，经过讨论，大家比较认可的是：汽车轮胎工作时的温度一般是40-80℃之间，长途高速行驶可能会升高到120℃左右，这时就会很危险，因此学生们将汽车轮胎表面警戒温度设定为90℃． 后两个问题是本节课的核心问题，每组都设计了自己的方案，因此交流分享的教学方法更为合适． 3.OO作交流，分享成果 合作，也是STEM教育中的重点，合作可以让单一性思考和求异性思维相结合，碰撞出思维的火花．同组的学生围绕着关键问题展开了进一步讨论，并根据每个人的特长进行了分工：资料收集，选择电子元器件，设计，画图，连线，验证，交流，一环扣一环．合作交流这个过程本身，就是提升学生能力的好机会． 对于“RT的变化是如何引起蜂鸣器发声”这个问题，虽然大家的方案各不相同，但最后的结论都很一致：因为热敏电阻RT的阻值是随着温度的升高而降低的，那么电路中A点的电势(图3a)就会随之升高，当UA上升到1.6V时，UY就突然下降到0.2V，于是蜂鸣器两端的电压为4.8V，大于蜂鸣器的触发电压4V，则蜂鸣器发声．上述数值是其中一个小组用电压表验证的，得到大家的认可．从这个验证过程中，学生更直观地认识了斯密特触发器的工作原理，笔者进行了及时的表扬． 而“如何设置警戒温度”这个问题，大家也很明确：当R1调到某个合适的值，RT上的温度小于90℃时，蜂鸣器不发声；反之，蜂鸣器会发出刺耳的蜂鸣声，提醒司机注意给汽车减速降温．而控制温度的方法一下子成了热点，学生们一个又一个“稀奇古怪”的想法就都冒出来了：用烧杯装热水、用电吹风机、用蒸汽熨斗，等等．原来没有什么想法的学生，在听了代表交流发言后，也被激发了灵感，争先恐后的发言．到此时，学生的学习兴趣被完全调动起来了，热情空前高涨，甚至课后还听到学生的争论．至于究竟什么方法最合适，笔者留给学生一句话——“实践出真知”! 3.7教学反思 如果说，前面3个步骤是“放”，让学生有足够的发散思维，激发他们的创造能力，那么，后面3个步骤就是“收”，引导学生往解决问题的思路上走，设计出实际方案，实现“学以致用”，提升学生的成就感．此教学设计体现了STEM教育的基本要求． 课堂最后获得的解决方案虽然不唯一，但是将物理与生活，问题与工程有机地联系了起来．学生在整节课中，涉及到了信息查询、性能了解、电路作图、实验制作、参数确定等技能，很好地感受到科学、技术、工程和数学4大领域的紧密关系，也提高了他们全面掌握知识和灵活运用的能力．到这里，可以说，这节课已经实现了预设教学目标． 更让人惊喜的是，几周后，一些感兴趣的学生将设计方案进行了应用改进，制作成了一个实物作品，虽然简陋，但是具备基本 的预警功能．课堂教学得到了延伸，基于问题的学习被拓展为了基于项目的学习，学生有了学习的主动性与自发性． 4结束语 STEM教育理念的引入，为高中物理课堂注入了一股新的活力．通过“传感器的应用实验”这个教学实例，笔者发现，与传统教学相比，STEM教育基于真实问题的研究过程，更能够激发学生的学习兴趣，对培养他们融合“格物致用”与“格物致知”的能力起到潜移默化的作用． 物理教育应用毕业OO范文模板(二)：例谈STEM教育理念下虚拟现实技术zSpace在中学物理教学中的应用OO 摘要：本文以虚拟现实技术zSpace产品为研究对象，在STEM教育理念下对zSpace进行了介绍，结合zSpace的主要特征设计出中学物理的4个课例进行分析，解决了一些在传统教学中学习者的理解困惑和教师讲授难以实现的场景，探讨新兴技术虚拟现实zSpace在中学物理教学中的应用，启发更多教育者的思路． 关键词：STEM教育；zSpace；虚拟现实技术；中学物理 1问题的提出 物理作为一门以观察和实验为基础的学科，需要学习者具备缜密的思维与高度的空间想象力．传统的以文字、图片、OO为载体的知识传输方式很多时候很难将复杂的物理概念、物理模型清晰呈现，学习者学习过程中遇到的障碍较多，由此对物理学习失去兴趣，这不利于其创新能力的培养．“中国学生发展核心素养”总体框架中提到，实践创新应该成为学生的6大综合表现之一．虚拟现实技术zSpace作为近年来新兴的虚拟现实教学设备，是STEM(science科学，technology技术，engineering工程，OOtheOOtics数学)教育的主要的体现，通过情景化、交互性等特点，解决技术和工程问题，用科学知识和数学工具进行分析．[1]它可以全方位展现知识内容，提升学习者对物理学习的兴趣，加深学习者对复杂物理概念、复杂物理模型的理解，提高学习者的创新能力．因此，将zSpace应用于中学物理教学，可以解决传统教学过程中无法解决的问题． 2虚拟现实技术zSpace的主要特征 zSpace是美国硅谷一家公司研发的一种能够在教育、医学、军事等多领域使用的技术手段.运用OOOOO的结合方式，让其用户感受科技融入真实世界的魅力．zSpace以STEM教育理念为指引，交互式软硬件zSpace虚拟现实交互式学习一体机系统．它主要由带有头部追踪的全彩色、高清、沉浸式立体感显示器、追踪眼镜及虚拟交互笔组成(如图1所示)，高清显示屏的主要构造为一体机，学生要观察到的实验现象均通过此机器进行，在一体机的左右两端安有红外感应装置，能够对追踪眼镜进行追踪，从而根据眼镜的位置调整电脑内部场景的观察位置．通过虚拟交互笔能够控制操作界面，完成整个实验的操作和观察．此外，zSpace虚拟现实交互式学习一体机还可以通过Z-View投影到屏幕上，达到O眼3D的效果，便于课堂教学的使用．基于此平台可以使学习者体验到超出传统计算机环境的感受，可以模拟很多真实课堂环境下不能实现或不便于观察的实验．[2] 虚拟现实技术zSpace以其仿真、交互等特征，给学习者提供了情景化的学习环境，结合中学物理教学实际，虚拟现实技术zSpace的主要特征：(1)将自然条件下无法满足的理想条件，理想模型，通过一体机展示出来，使学习者对学习内容更加了解，帮助学生对物理的理解．(2)可以时刻切换场景模式，省去因变化外界环境带来的技术影响等问题．(3)将抽象的、不易想象的模型转变成可以近距离观察的、可接触的模型．通过交互模式，将抽象内容通过zSpace转成直观、可操作的模型．学生可以将抽象的模型具体化、真实化，供学生全方位的理解抽象模型，并对模型进行全面的观察和操作．(4)可以避免实验失败带来的后果，且可以观察实验失败后的现象，增加了实验的可操作性．[3-4] 3虚拟现实技术zSpace在物理教学中应用的课例分析 基于虚拟现实技术zSpace的主要特征，结合中学物理教学中存在的困难，设计出4个课程案例并进行分析． 3.1实现“理想化”条件 在中学物理教学中，经常提到“理想条件下”，然而这样的理想条件是想象的，现实环境下没有办法提供一个真正的理想条件．比如用斜面实验来验证“牛顿第一定律”时，教师只能不停地减小斜面倾角，在实验现象的基础之上做出推论，真正的无摩擦条件是永远无法实现的，教师只能无限地接近这一条件，从而引入了“实验+推理”的理想实验．虽然理想实验是以实验为基础，但是其中主观上的想象推理也是极为重要的，因此可能会出现有些学生难以理解的问题．将zSpace引入教学中，可以模拟没有摩擦力和空气阻力的环境，让学生亲眼观察这种理想条件下小球的运动情况——小球滑下斜面后，水平方向上不受力，一直保持匀速直线运动状态．如图2所示，质量为3.0kg的小球在高为2.5m斜面下滑的路程分别在10.32m、11.92m、12.62m时小球的速率都为4.34m/s．这样就将理想实验中的推理结论直接展现在了学生面前．zSpace的引入增强了学生的感性认识，加深了学生对科学理论的直观理解． 3.2轻松突破实验技术难关 在物理教学实践中，许多教学实验都存在一些技术方面的局限性．例如在关于“平抛运动”的讨论中，由于技术的OO，教师不能改变实验所在环境的重力加速度，于是只能探究物体初速度和高度对运动轨迹的影响．但在zSpace的虚拟环境中，就可以任意地选择自己所处的“星球”或者进入零重力空间，这样就使实验中的重力加速度发生了改变．如图3所示，质量为3.0kg的小球分别在重力加速度为g的地球和重力加速度为2.54g的木星，高为2.5m的抛体发射器上用相同的力使小球做平抛运动，小球落地点的位移分别为5.61m和3.69m，学生观察到与平时生活中完全不同的现象，从而使他们更加主动地对物理现象的影响因素进行探究，帮助他们更加深刻地认识到物理学规律在宇宙中的普适性．在zSpace的帮助，可以虚拟许多现实里不能实现的场景，甚至“身临”太空，亲自动手完成太空中的实验．[5] 3.3将抽象概念形象化 物理学中常常出现一些肉眼不可见的抽象概念，如“电场”、“磁场”．在传统教学中，教师只能告诉学生，电场是空间里存在的一种特殊物质，它真实存在却不可见．毫无疑问，这一概念是抽象难以理解的．zSpace则可以直接呈现出“场”的存在，将不可见变为可见，将抽象变为形象．如图4所示，电场的局域和方向清晰可见，在此电场中放置一个带电荷的小球，我们就可以观察到小球在电场力的作用下开始进行直线运动，并且清楚地看到小球从电场中离开或进入电场的过程以及受力变化．这种可视性可以极大地加深学生对电场的理解并且激发他们对物理学的学习兴趣． 3.4有效处理危险性或危害性实验 实验是物理学的基础，任何一条物理学假设、原理、定律，都是建立在大量的观测和实验的基础之上的，同样实验教学也是物理教学的重要组成部分．但在现实教学中，教师必须杜绝教学事故问题，一些高难度、危险、危害性的实验无法在教室进行演示操作．因此，可以通过zSpace来进行一些操作或现象比较危险的实验．例如，在学习“短路”现象时，直接将导线与电源连接在现实教学中属于教学事故．如图5所示，在zSpace操作中则不会造成任何损失和伤害．学习者也可以身临其境地观察到由于电流过大灯泡被烧毁的过程，体会到这种操作的危险性．在zSpace虚拟出的各种实验中，学习者不仅能避免在进行实验时不规范操作造成的危害和损失，还能提高对危险操作和现象的警惕性，甚至可以进行一些普通教室里不能进行的危险系数较高的实验．[6] 4总结与展望 时代的变迁，教育方式也要随之改变．信息时代教育的发展必然有信息技术在其中的应用．虚拟现实技术在当今教育领域的应用方兴未艾，同时在中学物理教学的发展前景是广阔的．选择4个中学物理课程在传统教学中不易理解和呈现的片段，将虚拟现实技术zSpace交互式学习一体机应用于其中，启发更多物理教育者在教育教学中的新思路．基于STEM教育理念，个性化为学生搭建学习平台，培养了学习者的创新能力．但发展的同时也是有亟待解决的问题，zSpace的售价一直居高不下，资金不足是许多学校未配备的首要原因．其次，学校的很多教师从未接触过此技术，更不用说使用其授课及开发zSpace的课程资源，这也一定程度地制约了虚拟现实技术zSpace在中学物理教学过程中的普及．因此，将其应用于中学物理教学中，还需要社会各界人士的努力．使师范类高校、公司、中学教师3方面的结合，开发和培训相关课程，虚拟现实技术才能更好的服务教学．相信在不久的将来，虚拟现实技术zSpace在教育领域会用更多的应用．后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
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人参与 2022-09-13 07:19:36 分类 : 教育论文 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
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