物理学科核心素养第二点是科学思维。科学思维主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。其中模型建构是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程。
以初三年级的内燃机教学为例，探索模型建构思维培养的教学方法。教学过程拟设计如下。
1.了解经验事实（第1环节预计共5分钟）
1.1 回顾内能做功的实验：试管中水蒸气推动活塞做功。这个能量转化过程是内能转化为机械能。
网络截图：水蒸气推动活塞实验装置
网络截图：水蒸气推动活塞做功前
网络截图：水蒸气推动活塞做功前
1.2 看视频，了解人工推石磨的工作情境。
百度、头条网络下载：人推石磨
2.活动：画图设计：利用内能做功代替人推石磨（第2环节预计20分钟左右）
2.1 请每一位同学都思考并画出自己想象出来的改进设计图：如何利用内能做功，代替人推石磨。
提出评分标准：1.推杆往复自如，3分；2.燃料有序装填，3分；3.废气排放顺畅，3分（3分钟）
2.2 小组活动（6到8人）
2.2.1 每个人在小组内部说出自己的改进设计图。（8分钟）
2.2.2 小组一起设计出小组最佳改进方案。小组设计时，教师在各组中观察，从同学们的设计方案中找出内燃机的雏形：比如气缸、进气门、排气门等雏形。（5分钟）
2.2.3 展示小组设计方案。老师请内燃机雏形比较明确的小组说设计方案。（5分钟内）
2.2.4 应用评分功能，请客观评分的同学说一说评分标准的达成情况，或提出自己达成评分标准的想法。（5分钟内）
2.2.5 请同学们根据评分标准，课后继续改进自己设计的方案，并准备进一步的交流。
3. 自主学习活动：汽油机和柴油机工作原理（第3环节预计18分钟左右）
3.1 教师介绍汽油机构造，展示汽油机工作原理动图。（3分钟）
百度下载：内燃机原理
提问：该原理图，哪部分类似石磨，哪部分类似试管中水蒸气推动活塞？
学生抢答：曲轴连杆类似石磨，气缸和活塞类似试管中水蒸气推动活塞。
3.2 开展自主学习活动（5分钟）
教师介绍“冲程”和“工作循环”概念后，班级分成两个部分。一部分同学学习汽油机工作原理。另一部分同学学习柴油机工作原理。
提供思考题：（1）内燃机每个工作循环经历几个冲程？（2）每个工作循环中，活塞往复运动几次，飞轮转几圈，对外做功几次？
要求全体同学带着思考题自主学习，并完成如下表格。
内燃机工作原理分析
3.3 汽油机和柴油机分别挑1人发言。（10分钟）
通过拍照上传发言人的表格。
发言人发言结束时，提问：是否有不同的认识？引导大家补充完成四冲程内燃机的工作原理。
3.4 挑人回答，完成思考题。
（1）内燃机每个工作循环经历4个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
（2）每个工作循环中，活塞往复运动2次，飞轮转2圈，对外做功1次。
课堂小结。
布置作业：请大家设计表格对比柴油机和汽油机的共同点和不同点。
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