1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 新课程标准的要求
2017 年我国对物理学科的核心素养进行了明确规定。它们分别为物理观念，科学思维，科学探究，科学态度与责任四个方面。而其中科学思维方面要求通过模型建构、科学推理、科学论证几个方面来培养学生解决物理问题的能力。并且提出学生通过高中物理课程的学习应该达到以下目标：
形成物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等，能用其解释自然现象和解决实际问题。
（1）具有建模的意识和能力，能运用科学思维方法，从定性和定量两个方面对相关问题进行科学推理、找出规律、形成结论。
（2）具有科学探究意识，能在观察和实验中发现问题，提出合理猜想和假设；具有设计探究方案和获取证据的能力，能正确实施探究方案。
（3）能正确认识科学的本质，能基于证据的逻辑发表自己的见解，实事求是，不迷信权威①。
其中，理想化物理模型是科学研究的前提，物理模型贯穿于高中物理教学的全过程。每一个物理规律，物理概念的得出都离不开理想化物理模型的建构。在物理教学中运用理想化物理模型也能使学生形成科学的思维方式，将模型建构的方法应用于习题教学的过程中可以使学生的解决问题能力得到更好的提升。
物理教学的全过程都离不开理想化物理模型的建构，物理习题教学则是学生建构模型和应用模型的重要场所。在习题教学中我们通过指导学生运用物理模型方法分析和解答实际的物理问题，全面提高学生的问题解决能力，在物理教学中起着关键的纽带作用。学生在解决问题的过程中通过创设问题情境，建立物理模型，进一步提高探究能力，形成科学严谨的态度，从而促进解决问题能力的提高。其中，物理模型的建构则是教师需根据高中物理课程标准，结合实际教学情况，引导学生建构理想化物理模型，创造性的开展习题教学活动的一项重要举措，这是引导学生自主学习，培养学生核心素养，实现综合素质提升的一个重要方式。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外关于习题教学中应用物理模型的相关研究
国外掀起的教育改革提出既要注重基础的训练，还要能注重突破学生的思维障碍又注重科学思维能力的培养，才能提高其科学思维能力，使二者相互促进，才能真正达到提高教学质量的效果。
国外学者 Halloun 将基于建模的问题解决教学过程分为 5 个阶段：（1）模型的选择：面对问题情境，从经验中挑选一些合适的模型并进行整合；（2）模型的建立：确认所选模型或者重建更普适的模型来帮助学生更有效的描述与解释；（3）模型验证：是一种反思性思维活动的过程，即在解决问题范例的过程中自我评价所选择的模型和模型组合能否正确表征物理问题范例，能否正确地解决物理问题范例，结果是否符合经验事实。（4）模型分析：学生自主解决数学方程、得出结论并对结论进行物理解释和论证；（5）模型拓展：推广所建构的有效模型，利用所建构的有效模型描述、解释物理情境解决新的物理问题，模型拓展能够培养学生建模迁移能力。
综上所述，国外学者对习题教学中应用理想化物理模型的研究较少，基本研究的重心侧重于基于建模的问题解决教学中的研究。
1.2.2 国内关于习题教学中应用物理模型的相关研究
孙凤鸣在《谈物理习题中物理模型的构建》一文中列举了几个具体的构建物理模型的问题，以此分析如何将物理知识与物理模型方法应用在解决实际问题的过程当中，培养学生解决实际问题的能力。
朱永校、韩建军、张成康认为，物理习题教学的功能主要有认知功能、培养学生创造性的功能和反馈功能；认为学生解决物理问题的能力包括:总结知识与实现迁移的能力，建立物理模型与物理情景的能力，运用解决问题策略的能力，运用数学解决物理问题的能力②。
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2 理想化物理模型与习题教学
2.1 理想化物理模型
2.1.1 理想化物理模型的概念界定
关于物理模型的内涵，田世昆认为，所谓物理模型，就是人们为了研究物理问题的方便和探讨物理事物的本质而对研究对象所作的一种简单化的描述和模拟。
东北师范大学刘海则提出，物理模型是物理学现象及规律的研究或学习过程中，对现实世界的一个特定对象，为了一个特定目标，根据物体所特有的内在规律性，做出一些必要的简化和假设后，运用适当的描述性工具，得到的一个物理学研究内容的基本图景。
本文将理想化物理模型定义为，物理模型是指为了研究物理问题的方便和认识问题的本质对研究对象进行简化的描述和模拟，对研究对象的状态，运动过程突出主要因素忽略次要因素进行简化问题的一种科学思维方法。
2.1.2 理想化物理模型的特征
1.抽象性和形象性
物理模型的建立是为了化繁为简，研究问题时，舍弃次要因素，把握主要因素，把物理问题的原型进行分析、比较、综合、形成高度抽象的理想客体。
为了研究问题方便，我们根据研究目的对研究问题进行简化，并建立理想化物理模型，但是建立物理模型的过程却要采用分析，综合等科学的方法抽象出研究客体的本质特征②，使得研究问题可以摒弃不必要因素且更具有针对性，因此，物理模型的建立过程就是抽象的思维过程，即物理模型具有抽象性。
然而，得出物理模型是为了研究问题更简单，所以在表征物理模型时，可以采用图像、数学表达式等形象的方式更加符合学生的认知特点，也满足学生思维上从具体化为抽象的进程。因此，物理模型又具有形象性。
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2.2 物理建模
2.2.1 物理建模概述
关于物理建模的概述国内学者陈国华提出，物理建模实际上就是把复杂繁琐的实际情况通过建立模型转化为相对容易接受的一个较为简单的物理情境，形成具有经验型的规律从而使物理问题得以简洁形象处理的实践活动①。赵文海提出建模是高中物理探究性学习中常用的研究方法，它是复杂事物、复杂过程进行删繁就简，去粗取精，抓住问题本质后高度抽象的过程②。国外学者 F.Ornek 提出建模就是利用近似的方法建立真实世界情境的简化的、理想化的物理模型的活动③。
综上所述，根据本文的研究内容，笔者认为物理建模是指将实际问题抽象、简化为模型，然后用数学符号或公式、图形图像或图表加以表征的过程。
2.2.2 物理建模能力
“能力”一词是指在某项实践活动中，主体根据实践活动的特性调动自身各种特质确保顺利完成该项实践活动的综合性个体特征。物理建模能力是能力的下位概念，是从事物理建模实践活动的个体所具备的特殊能力。
本文提到的建模能力是指学生具备一定建模意识的基础上，能从实际问题中抽取出描述问题的本质特征，找到问题中各要素之间的关系，进而建构理想化物理模型来解释现象并解决问题的能力。其中包括对物理模型的理解能力，即对物理模型的选择、识别和区分。以及模型的建立和模型的应用能力。并且最终表现为学生建构模型并应用于问题解决的水平。培养学生物理建模能力的过程中，理解物理模型、建立物理模型和应用物理模型这三个阶段是相辅相成，相互渗透的。
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3 高中生建模能力及教师在习题教学中运用理想化物理模型的现状调查.......................14
3.1 调查提纲.........................................14
3.1.1 调查时间、地点、对象.............................14
3.1.2 调查方法..........................14
4 基于理想化物理模型的习题教学设计研究..........................31
4.1 基于理想化物理模型的习题教学设计原则............................31
4.2 习题教学中提升高中生物理建模能力的策略.................................32
4.2.1 增强学生的建模意识............................32
4.2.2 在习题教学中注意归纳相似物理模型....................32
5 研究总结...................................53
5.1 研究结论.......................................53
4 基于理想化物理模型的习题教学设计研究
4.1 基于理想化物理模型的习题教学设计原则
1.系统性原则
教学是由多种要素组成的一个系统，同样，教学设计就是对这多种要素的安排与组合。同样，理想化物理模型贯穿于整个物理教学当中，物理概念教学、物理规律教学和物理实验教学以及物理习题教学中都是在建构理想化物理模型的过程中进行的，进而才有了物理知识的整个框架体系。因此，在习题教学设计的过程中不仅在内容上要使教学的各个要素整合起来为总的教学目标服务。在方法上也要有系统性，帮助学生在解决问题的过程中运用理想化物理模型建构完整的知识网络体系。
2.针对性原则
基于理想化物理模型的习题教学要有针对性的，有重点的突显出建构理想化物理模型的作用和方法。针对理想化物理模型中的对象模型、过程模型这两类习题进行教学，针对这两类习题提高学生在综合问题中提高建模能力，从而在实际问题中能主动的从物理情境中确定研究对象，在物理过程中提炼物理模型，在题目中挖掘隐藏条件，更加快捷的解决物理问题。
3.主体性原则
建构主义认为，学习是每个学习者以自己原有的知识经验为基础，对新信息重新认识和编码，建构自己的理解过程。不是教师一味的灌输，也不是简单的刺激-反应过程。习题教学的功能又起着深化活化物理概念和物理规律，补偿教学内容的作用。因此，在习题教学中要充分体现学生的主体地位，培养学生的物理模型意识，在解决物理问题时，主动的将物理情境与脑海中的物理模型发生联系，对问题进行探究，在教学中始终突出学生思维上的探究意识。建构新的物理模型，进行基于理想化物理模型知识的有意义建构。
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5 研究总结
参考文献（略）