1、目目录录作业设计方案作业设计方案基本信息学科年级学期教材版本单元名称物理九年级第二学期沪科版从指南针到磁浮列车单元组织方式自然单元重组单元课时信息序号课时名称对应教材内容1磁是什么第十七章第一节2电流的磁场第十七章第二节3科学探究：电动机为什么会转动第十七章第三节本章内容在 义务教育物理课程标准(2011 年版)中属于“运动与相互 作用”这一主题下的二级主题“电和磁”。教学时应注意联系学生的生活实际，采用多样化的教学方式，发挥实验在物理教学中的重要作用，让学生经历对知 识的探究过程，发展学生探究问题和解决问题的能力，培养学生的科学态度和科 学精神。通过常见事例或实验，认识和了解磁的基本知识和有
2、关概念，掌握电流的 磁效应，懂得电磁铁、电动机的工作原理。用磁感线描述磁场强弱，理解电与磁的关系。利用本章知识自我想象进行小创作。1.知识框架2.内容内在逻辑分析本章内容涉及到的知识主要有磁体(磁极、磁化)、磁场、磁场的方向、磁 感线、电流的磁场、磁场对电流的作用。涉及到的技能有电磁铁的应用。本章从 生活中磁体的广泛应用谈起，引入磁场的性质(第一节)；然后通过奥斯特实验 介绍电流的磁场，让学生了解电磁铁的原理以及在生活中的大量应用(第二节)；在此基础上通过一个探究实验，让学生知道电动机为什么会转动磁场对电流 有力的作用(第三节)。本章教材的编写特点是较好地体现了课程标准“从生活走向物理，从物理
3、走向社会”的编写理念，从磁在生活中的广泛应用出发，介绍磁的一些基本知识、基本概念，通过磁场的教学，培养学生抽象思誰能力；通过电磁知识在生产、生 活中应用的教学，进一步提高学生学习物理的兴趣、培养学生解决实际问题的能 力。学生认识了简单的磁现象，并在已有的电学知识基础上，将电与磁两种物理 现象对立统一起来，但是初中学生的抽象思维能力比较低，形象思维能力强，我 们可以运用有趣的小实验、小制作讲解物理知识和概念。从而增强学生的兴趣和 注意力。根据教育心理学,如果学生对于一件事物有极大的兴趣,他们就会排除主 观和客观的种种消极因素,尽量全身心地投入到知识的学习中去。1、知道磁体周围存在着磁场、磁场具有
4、方向性，初步认识磁感线、地磁场以 及磁极间有相互的作用。2、知道电流周围存在磁场，理解通电螺旋管的磁场特点。3、了解通电导线在磁场中受力的作用，并且受力的方向与电流方向,磁场的方向有关。4、了解电动机的构造和原理。单元作业设计致力于为学生提供具有自主选择性、不同形式的内容作业，注重 基础性和评价功能，使学生的学习潜能得到充分的体现与挖掘。所设计的拓展型作业与实践型作业，都有一定的探究性，力图让学生通过参与实践活动，体验由生活走进物理，从物理走向社会的学科特点。所设计的巩固型作业以物理课程标准为依据，在单元学习的基础上，深入研究教材系统依据学生的认知特点和本单元的教学内容，对教学内容进行合理组合
5、，由浅入深，由易到难。确定本单元的知识系统，目的在于检查学生对基本知识与技能和有关物理概念理解程度，实现对学生的知识和能力统一提升，全面实现学科素养的目标。1知道磁体的概念，会判断物体是否有磁性，以及磁体的磁极。2 了解磁体具有吸铁性和指向性，知道磁极间相互作用规律及磁 化现象。3知道磁体周围存在着磁场。13 分钟共 1 题活动作业2 分钟通常情况下铁钉是不能吸引大头针的，那你有什么办法让铁钉能吸引大头针呢？给学生提供磁铁，大头针和铁钉动手试一试。合理即可1小组成员参与度；团 优秀良好合格2学生对科学探索的兴趣度；团 优秀良好合格3学生语言组织表达能力。优秀团 良好合格让学生自己动手试一试，激
6、发了学生的好奇心，使学生有了想进一步探究磁知识的欲望。团 较易中等较难引用改编团原创共 3 题实验探究题6 分钟给学生提供以上器材进行探究活动，并完成以下内容：(1)磁体具有吸引铁磁性物质的性质叫_；(2)磁性最强的部分叫_；磁体总有_个磁极，其中指南的叫_，指北的叫_；(3)把原来不显磁性的物质使其显出磁性的过程叫_。通过探究活动知道有关磁体的一些性质学科素养：团物理观念 团科学思维 团实验探究 团科学态度与责任能力维度：团学习理解 应用实践 迁移创新原创答案磁性，磁极，两，磁南极(S极),磁北极(N 极)，磁化。给学生提供两块 U 形磁铁，两个小车，让学生探究磁极间相互作用规律。同名磁极相
7、互_，异名磁极相互_。自主探究得出磁极间相互作用规律学科素养：团物理观念 团科学思维 团实验探究 团科学态度与责任能力维度：团学习理解 应用实践 团迁移创新原创答案排斥，吸引。提供以上器材让学生自主探究磁体周围有什么,不同磁体周围的现象是否相同？并根据实验现象描绘出 U 形磁铁和条形磁铁外部的磁感线分布情况。通过实验让学生感受磁场的存在，从而培养学生的建模思想学科素养：团物理观念 团科学思维 团实验探究 科学态度与责任能力维度：团学习理解 团应用实践 迁移创新原创答案能积极参与，并通过实践收集信息；团优秀 良好 合格能独立思考，分析处理信息得出结论；团优秀 良好 合格能书面或口头表述自己的观点
8、。优秀 团良好 合格共 4 题习题作业5 分钟1关于磁体，下列说法正确的是：()A.磁体必须接触小铁钉，才能将其吸引 B.条形磁体中间部位的磁性最强C.任何磁体，断裂后只剩一个磁极D.磁体具有吸铁性2 地磁场的南极在地理_附近，因此，小磁针静止时 N 极指向地理_附近。3 现在很多家庭都安装门吸，其中磁铁门吸是利用磁体的_；高速行驶的磁悬浮列车是利用磁极间相互_的性质。4画出图甲中磁感线；根据图乙中小磁针的指向，标出磁铁的磁极和磁感线的方向。1.D2.北极，北极3.吸铁性，排斥4.如图乙5 如图所示，在水平放置上的磁体上方，有一挂在弹簧测力计 上的小磁体。小明提着弹簧测力计向右水平缓慢移动，从
9、 A 缓慢 移动到 B，图中能反映弹簧测力计的拉力 F 随位置变化的是()5.C统计学生完成情况，给予鼓励和表扬，同时指出需要加强的部分。1通过 5 道题考查学生基础知识的掌握情况和运用物理知识分析、解决实际问题的能力。2作业分层设计，由易到难，练基础、提能力、拓思路，既 有必做题，又有选做题，适合不同层次的学生。3题量少而精，紧扣课标。较易团中 等较难引用团改编原创磁环、笔、底板、侧板、双面胶等1用双面胶将安装板和底板固定在一起。2在安装板上固定磁铁，相互靠近的两块磁铁之间要相互排斥。3在笔芯上用橡皮圈固定磁铁，笔芯上的磁铁也要与底板上的磁铁相互排斥。4调整笔芯上两颗磁铁之间的距离，正好与底
10、板上磁铁的距离相等，再将笔芯轻轻地插在侧板的中心位置，调试一下，让笔 芯悬浮在磁铁的中间，这样磁悬浮笔就制作好了。1笔芯上的磁铁与底板上的磁铁相互排斥的原理是：_。(答案：同名磁极相互排斥)2调整笔芯上两颗磁铁之间的距离与底板上磁铁的距离相等，使其悬浮的原因是：_。(答案：二力平 衡)能独立按步骤完成制作；团优秀 良好 合格能仔细观察实验现象，并准确描述；优秀团良好合格基于实验现象，能进行简单分析。团优秀良好合格这是一个制作类作业。通过小制作提高学生学习物理的兴趣，启发思考、学以致用，培养学生动手操作能力和创新能力。1知道通电导体周围存在着磁场2知道通电螺线管对外相当于一条形磁体3会用右手螺旋
11、定则确定通电螺线管的磁极和螺线管上的电流方向4在认识通电螺线管特性的基础上了解电磁铁的构造和应用15 分钟共 1题活动作业1 分钟电磁起重机不通电时能吸引铁器吗？通电时能吸引铁器吗？电会产生磁吗？不能；能；电磁起重机通电时具有磁性1小组成员参与度；团 优秀良好合格2 学生对科学探索的兴趣度；团 优秀良好合格3学生语言组织表达能力。优秀团 良好合格培养学生通过生活生产中的一些现象去思考问题，激发学生探究的欲望。团 较易中等较难引用改编团 原创共 3 题实验探究题10 分钟观察：开关闭合后小磁针是否偏转？小磁针偏转说明了什么？进一步做下列实验，你会得到什么结论？培养学生的探究欲望，通过观察知道通电
12、导体周围存在着磁场，且磁场的方向与电流方向有关学科素养：物理观念团科学思维团实验探究团科学态度与责任能力维度：团学习理解应用实践 团迁移创新原创答案偏转；说明通电导体周围存在着磁场 通电导体周围磁场的方向与电流方向有关通电螺线管的磁场是什么样的?怎么判断通电螺线管的磁极？根据现象，知道通电螺线管对外相当于一个条形磁铁，并能判断通电螺线管的磁极学科素养：团物理观念团科学思维 团实验探究团科学态度与责任能力维度：团学习理解应用实践 迁移创新原创怎么用简单的方法判断通电螺线管的磁极？答案通电螺线管周围的磁场与条形磁 铁的磁场相似根据小磁针的指向来判断根据右手螺旋定则来判断电磁铁的磁性强弱与线圈匝数是
13、否有关？电磁铁的磁性强弱与电流大小是否有关？通过实验现象和收集的信息知道电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数和电流的大小有关学科素养：物理观念团科学思维 团实验探究团科学态度与责任能力维度：团学习理解应用实践 团迁移创新原创答案电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有 关电磁铁的磁性强弱与电流大小有 关通过对比分析，引导学生积极独立思考；团优秀良好合格通过探究，由现象归纳得出规律；优秀团良好合格积极参与实验，收集信息得出结论，提高分析问题和解决问题的能力。团优秀良好合格共 4 题习题作业4 分钟1 如图是奥斯特实验装置，当导线中通过向右的电流时，小 磁针偏转，说明小磁针受到力的作用，下列关于该实验的说法 正确的是
14、()A无论通电导线怎样放置，只要导线中有电流，小磁针就会发生偏转B 小磁针位置不变，改变导线中电流的方向，小磁针的偏 转方向不改变C把小磁针拿走，通电导体周围的磁场将消失D增大电流，小磁针的偏转方向不改变2.小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀地撒满铁屑，放上小磁针，通电后轻敲玻璃 板，铁屑的排列情况和小磁针的指向如图所示。下列说法正确的是()A图中通电螺线管左端是 N 极B 将两端小磁针移到通电螺线管内部，小磁针的 N 极指向 发生偏转C 若只改变螺线管中的电流方向，两小磁针处的磁场方向 会改变D 若只增大螺线管中的电流，两小磁针处的磁场方向会改 变3如图所示，为
15、两个通电螺线管，当它们互相靠近时，它们将()A静止不动C互相排斥B互相吸引D一齐向左运动1.D2.C3.C作业内容4 当开关 S1闭合时，电磁铁通电产生_，将衔铁_,开关 S 的触点_，工作电路在有_通过，电动机便转动 起来。4.磁性，吸下，接触，电流理解奥斯特实验；团优秀良好合格理解通电螺线管的磁场；团优秀良好合格理解电磁铁的特点，利用学习的知识解决实际问题。优秀团良好合格理解奥斯特实验，理解通电螺线管的磁场，理解右手螺旋 定则，了解电磁铁磁性的强弱与什么因素有关，了解电磁铁的 应用。较易团中 等较难引用团改编原创大铁钉 1 个、大头针或者曲别针若干、1 号干电池 1 节、导线 1根1.大铁
16、钉能吸引大头针吗？2.用导线绕在大铁钉上，导线的两头接 在电池的正负极上，此时大铁钉能吸引 大头针吗？3.这种现象说明什么？1.大铁钉不能吸引大头针。2.用导线绕在大铁钉上，导线的两头接在电池的正负极上，此时大铁钉能吸引大头针。3.这种现象能说明通电导体会产生磁场。能独立按步骤完成制作。团优秀 良好 合格能仔细观察实验现象，并准确记录。团优秀 良好 合格基于实验现象，能进行简单分析。优秀 团良好 合格这是一个制作类作业。通过小制作，提高学生学习物理的 兴趣，激发学生学习的欲望；通过自己制作简易电磁铁，更加 深入的理解电生磁。1知道通电导体在磁场中要受到力的作用。2知道通电导体在磁场中受力的方向
17、与电流方向、磁场方向有关。3知道电动机的构造和原理。15 分钟共 1 题活动作业2 分钟生活中电动自行车、洗衣机、吹风机，他们工作时共同驱动的部分是_,这些用电器工作时,电能转化为_能。电动机、机械1小组成员参与度；团优秀良好合格2学生对科学探索的兴趣度；团优秀良好合格3学生语言组织表达能力。优秀团良好合格了解电动机广泛应用于人们实际生活中，从而提高学习科学知识的兴趣，体现课标从生活走向物理的理念。团较易中等较难引用改编团原创共 3 题练习作业5 分钟直流电动机的主要结构如图所示，观察它由哪几部分组成？知道电动机的结构组成学科素养 团物理观念 团科学思维 实验探究科学态度与责任能力维度：团学习
18、理解应用实践 迁移创新改编答案磁体、线圈，通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动。某科学实验小组把一个金属箔卷成一个小细管，用细导线把它水平的悬挂起来，再把一块条形磁铁放在金属箔管下面。当闭知道通电导体在磁场中要受到力的作用学科素养：物理观念团科学思维 团实验探究团科学态度与责任能力维度：团学习理解团应用实践 团迁移创新改编合开关时，发生的现象是_；拿走 磁体，再闭合开关通电，发生的现象是_，实验表明_。答案金属箔管运动，金属箔管静止，通电导体在磁场中受力的作用电动机的工作原理是磁场对_有力的作用。(甲)图中，线圈 ab，cd 的受力 方向相反，其原因是_。线圈从图 示位置再转动_度后线圈将恰
19、好达到平 衡位置，并最终停在该位置。(乙)图中的线圈 可以持续转动，是因为它加装了_，该装置能在线圈刚转到平衡位置时，自动改变 线圈中的_方向。理解通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向有关学科素养：团物理观念 团科学思维 实验探究科学态度与责任能力维度：团学习理解团应用实践 迁移创新改编答案通电线圈、电流方向不同、90、换向器、电流。乐于思考，具有探索自然的好奇心和求知欲；团优秀 良好 合格能独立思考、分析、处理信息，得出结论；优秀 团良好 合格能积极参与，并通过亲自实践收集信息。团优秀 良好 合格共 4 题习题作业8 分钟1.关于电动机的有关说法，正确的是()A.电动机工作时，机械
20、能转化为电能B.电动机是通过换向器来实现连续转动的C.电动机是利用电流的热效应原理制成的D.改变磁场方向和线圈中的电流方向，可以改变电动机线转动的方向2.如图所示，线圈 abcd 位于磁场中，K 与 1 接通时，ab 段导线受磁场力 F 的方时，ab 段 导 线 受 磁 场 力A.方向向下MB.方向向上C.为零，因为电源反接D.为零，因为电路一定是断路3.如图所示,闭合开关，导体 ab 就会运动起来,此实验说明。_1.B2.A3.磁场对通电导体有力的作用4.如图所示，为“安装直流电动机模型”实验的电路图，实验时，闭合开关，线圈转动，再将滑动变阻器滑片P 向 左移动，电动机转速变_，若开关 S
21、闭合后线圈不转，则他应该检查：(1)线圈中是否有_；(2)磁体是否还具有磁性；(3)电刷与_ 的摩擦是否太大及轴与轴架的摩擦是否太大等。向向上;当 K 改为与 2 接通()M4.快电流换向器统计学生完成情况，记录亮点、不足及改进1.通过 4 道题考查学生运用物理知识分析、解决实际问题的能力，从而学以致用；2.作业分层设计，练基础、提能力、拓思路，让学生自愿 选择，既有面向全体学生的巩固性作业，又有适合不同学习 能力的个性化作业。较易团中 等较 难引用团改编原 创漆包线，两根十厘米左右的铜丝，木板，电池，导线、磁铁1.将漆包线绕成一个矩形的线圈，可以绕着橡皮，绕好后就是矩形的了，大概十圈。绕好后
22、从矩形短边绕出，每边留 3，4 厘米。用小刀把一边 的漆全刮掉，另一边刮去一面的漆。2.将两根铜丝一段卷成一个小圈。3.将铜丝固定在木板两端作为支架，磁铁放在木板上两支架中间，电池和支架通过导线连接起来的。4.把线圈两边放在铜丝上的小圈里，用手转动一下线圈，它就会不停地转下去。1.推一下线圈的原因是：_。2.线圈不停转动的原因是：_。3.请设计两个方案使线圈转动方向发生改变。_。_。能独立按步骤完成制作；团优秀 良好 合格能仔细观察实验现象，并准确记录；团优秀良好 合格基于实验现象，能进行简单分析。优秀 团良好 合格这是一个制作类作业。通过小制作，提高学生学习物理的兴趣，激发学习欲望；同时，通
23、过自己制作简易电动机，更加深入的理 解磁场对通电导体有力的作用。(一)从指南针到磁浮列车17 题40 分钟1 指南针是我国古代四大发明之一，能辨别方向，是因为受到了_的 作用，静止时_极指向北方。2 如图所示，在奥斯特实验中，导线通电时，导线附近的小磁针发生了_，证明了电流周围存在着磁场，这种现象叫做电流的_。3如下图所示,开关 S 接a后,电磁铁左端为_极,小磁针静止时,A端是_极;将开关 S 由a拨到b,调节滑动变阻器,使电流表示数不变,则电磁铁的磁性_(选填“增强”“不变”或“减弱)。第 2题图4.如图所示是电动机的工作原理图，如果实现线圈平稳、连续不停地转动，需要 安装一个叫_的元件。
24、安装上此元件后，每当线圈平面转过与磁感线选填_(“平行”或“垂直”)的位置时，能自动改变线圈中的电流方向。5.下图是研究巨磁电阻(GMR 电阻在磁场中急剧减小)特性的原理示意图，闭合开关S1、S2后，电磁铁的右端为 S 极，滑动变阻器的滑片 P 向左滑动的过程中，指 示灯明显变_(选填“亮”或“暗”)。第 5题图6.下列有关电和磁的判断，正确的是()A.通电导体周围存在磁场B.磁体之间的相互作用是通过磁感线产生的C.互相摩擦的两个物体带同种电荷D.摩擦起电实质是创造了电荷第 4题图第 3题图7.下列四幅图中，磁感线方向标注错误的是()A.B.C.D.8.如图所示，条形磁铁放在粗糙程度相同的水平
25、桌面上静止后，闭合开关 S，滑片 P 向下移动。下列说法正确的是()A 条形磁铁静止时，不受摩擦力作用B.在滑片 P 向下移动过程中，条形磁铁所受摩擦力逐渐变小C.在滑片 P 向下移动过程中，通电螺线管的磁性逐渐变强D.条形磁铁所受摩擦力的方向水平向左9.下图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为 90。下列说法错误的是()A.报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质B.报警器利用了电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点C.报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中D.温度达到 90时，报警器中的灯亮同时电铃响10.在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验
26、中，小华用电池(电压一定)、滑 动变阻器、数量足够的大头针、铁钉及足够长的漆包线为主要器材，制作了简易 电磁铁甲和乙，并将它们连成如图所示的电路，则下列说法正确的是()A.当滑动变阻器的滑片向右移动时，两电磁铁吸引的大头针的个数将增多B.由右手螺旋定则可知，电磁铁甲的下端为 S 极C.电炉属于电磁铁的应用D.实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是同名磁极相互排斥11.a、b 两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是()A.a 端磁极是 S 极，b 端磁极是 N 极B.P 点没有磁场C.磁感线是真实存在的D.Q 点的磁场方向水平向右12.如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工
27、作原理图,下列分析不正确的是()A.导线ab中的电流方向在这两个时刻不同,受到的磁场力方向也不同B.如果电动机持续转动,则电动机内外流的都是直流电C.由上往下看,线圈中电流方向均为顺时针方向D.甲、乙两图中的线圈再转动 90 度角,都能到达平衡位置13.闭合开关 S 后，通电螺线管与磁极间的磁感线形状如图所示，请在图中用箭 头标明磁感线的方向，并用“+”、“-”号标出电源的正、负极。14.在图中，标出通电螺线管和小磁针的 N、S 极及磁感线的方向。15.通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究。(1)在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑 被_。
28、轻敲硬纸板，观察到铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分 别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知：通电螺线管外部的磁 场分布与_磁体的相似。(2)我们要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助_。(3)根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图丁所示，为了进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系，我 们下一步要做的是_，观察_。16.在“探究电动机为什么会转动”的实验中，我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，由于通电导体周围也存在磁场，磁体会对通电导体产生力的作用吗？(1)如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的
29、两极之间，未闭合开关时导体静止，闭合开关后，导体_，说明磁场对_导体有力的作用。(2)断开开关，将图中磁体的 N 和S 极对调，再闭合开关，会发现导体ab 的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与_有关。(3)断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab 的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与_有关。(4)如果同时改变磁场方向和电流方向，_(选填“能”或“不能”)确定通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。(5)在这个实验中_能转化为_能。17.如图所示是一个微型电动机的电路图，电动机的线圈电阻是 1 欧，
30、定值电 阻R 为 4 欧，当闭合开关 S 后，两电压表求数分别为6V 和 2V，则该电动机工作 时输出功率是多少？一.填空题1.地磁场2.偏转3.SS 4.换向器 5.亮N磁效应减弱垂直二.选择题6.A7.A8.C9.D10.D11.D12.B三.作图题13.14.四.实验探究题15.(1)磁化条形(2)小磁针(3)改变电流方向16.(1)通电(2)磁场方向(3)电流方向(4)不能(5)电机械五.计算题17.1.75W小磁针的指向1序号类型对应单元作业目标对应学习水平难度来源完成时间了解理解 应用1填空题1较易改编40 分钟2填空题2较易选编3填空题2较易改编4填空题4中等改编5填空题12中等
31、改编6选择题12较易选编7选择题1较易改编8选择题2中等改编9选择题2中等选编10选择题2中等选编11选择题12较难改编12选择题34较难改编13作图题2中等改编14作图题2中等选编15实验探究题2中等改编216实验探究题34中等改编17计算题4较难改编知识备份（根据实际情况删减）STSCS 空间模型中建设与记录机制主要是控制整个模型运转的内在保障，体现在外显的学习过程中是通过记录学习者的学习路径、行为等来科学分析学习结果，从而不断根据新的需求和教学干预来建设支撑环境。由于网络学习空间中多元的模块和基于网络的大量资源工具，不同学习主体产生的学习行为和网络学习路径则需要模型在支撑学习运作过程中自
32、动记录、依靠记忆和分析去建设模型中的各个要素及其排列组合关系。在 STSCS 模型中，建设与记录机制的完成是由活动场中的各个顶点要素去实现，功能层和应用层中的各个顶点要素为空间的建设与记录提供内在支持。学习者在空间中进行的学习活动是需要经过特定的组织环境中实现，环境的建构需要以学习者的需求、学习者的学习表现和对学习环境的反馈记录为基础进行建设。联通主义学习理论认为学习发生的实质在于各个要素之间关联的建立和优化。在 STSCS 模型中要素关联将贯穿于学习活动的组织、开展、分析、总结和反馈等各个环节。模型中三个层之间的关联以及不同要素之间的关联为学习创造了更多的可能机会和发展选择。关联与评价体现在
33、学习者层面上，即学习者可以根据模型中自动建构的关联图谱为自身学习活动的开展提供依据和便利，学习者可以通过关联网络与其他学习者建立链接通路，从而建立知识网络和评价关联。在 STSCS网络学习空间模型中，两个顶点与三个场之间的要素均互相关联，以学习者个体和学习共同体两个顶点为控制点，三个层和要素同时或依次环绕旋转来促进学习活动的动态组织，并运用评价机制来对每种组合运作机制进行科学分析以选择最优化的运行过程和学习途径。初中学生学习规律方面，我们主要根据前文需求分析中的信息素养和网络学习行为习惯的调研结果，我们发现具有好奇心强、常常通过多种途径来获取知识；在基于网络的学习行为中，初中学生往往注重学习体
34、验情况，我们分别对其进行功能提取来构建网络学习空间的功能模块。在对网络学习空间的价值探析中，包括对于构建网络学习空间应有的价值取向，这其中探讨了智慧教育的实施、智慧课堂的构建、高阶思维能力的培养、以及个性化学习的实现，通过前面的分析可知智慧课堂属于智慧教育的子范畴，故在这里我们将这两者融合为一体总称智慧教育；其次对于部分影响因素进行了分析，下面就从这些分析阐述中抽取与功能设计相关的部分。个人空间模块是属于学习者的私有模块，也可称作学习者个人门户，其中包括个人风采展示、学习事务处理、个性化服务推送和个人学习电子档案四个部分。在个人风采展示部分，学习者可以通过多种媒体呈现方式来展示自己的风采，其中
35、包括个人风格特长展示和物理学科作品展示。学习事务处理部分是帮助学习者处理有关于在学习空间的一切学习活动相关事宜，包括课程的安排、学习测验的通知、信息的接收等。个性化服务推送部分则是体现学习者个性化学习和尊重学习者自身成长，学习者可以根据自己的需要订阅有关于物理学科的知识导读，每日物理推送等，提高学习者在自己擅长领域的物理专长。个人学习电子档案则是运用网络学习空间的智能技术为学习者自动记录有关于学习者的整个学习历程，包括学习内容体系、学习成绩记录等。个人学习空间模块是学习者进入网络学习空间开始一切学习活动的枢纽，学习者可以根据这一模块的提醒和安排来进行不同类型的物理学习。物理智慧教室模块是学生进
36、行物理学习的主要活动区域。在智慧教室中，为学生提供了三种不同的学习方式环境，分别是自主学习、协作学习和探究学习。针对这三种学习方式，智慧教室模块会为学习者智能推送学习内容与学习路径供学习者选择。由于物理学科自身独有的特点，在智慧教室中设置了虚拟仿真实验室，方便学习者可以随时进行物理实验，有助于帮助学生进行知识的内化和创造性思维的培养。在物理智慧教室中，第二个层级模块从学习者的物理思维培养开始，包括物理问题探究、物理思维训练、物理文化培养、物理建模比赛和物理日记感悟，这一模块的设计是为了提高学生在某一个领域的物理专长。在智慧教室中，通过不同层级、不同角度的模块设计，可以帮助学生以多种自由组合的学
37、习方式进行物理知识的习得、内化和运用。聚合资源工具库模块是网络学习空间进行教与学所需资源工具的基本来源。为了使资源工具库更系统化，根据物理知识类型，将该模块主要分为力学资源工具库、电学资源工具库、光学资源工具库、声学资源工具库和热学资源工具库，方便学习者查找选择相关资料。资源库中主要包括物理教学案例、多媒体课件、物理学科电子图书、物理试题、物理文献资料、物理学科认知工具等组成。工具库的建设以物理学习应用为导向，包括物理概念专题、物理原理专题、物理实验专题以及物理综合实践类专题，根据每一个单项的知识特点进行学习活动的设计。在物理学科资源和工具中，主要是有关于物理图形、图标的绘制和物理学科符号的表
38、示，将物理原理、物理在生活中的应用等情景集成动画等形式直观、形象的展现给学习者，从而达到知识可视化，其目的是实施满足和实现个性化学习。网络人际交互模块是有效会话进行的基础，其主要由四个部分组成，分别是学习共同体建立、沟通交流答疑、学习社会网络和社会性软件选择。在学习共同体建立部分，网络学习空间会根据学习者的学习风格、学习需求自动为学习者推送和匹配最适合的学习伙伴供学习者选择，在该部分中，模块中会以学习风格、学习需求、学习主题等不同角度形成单一部分，学习者可以随时进入不同部分进行学习共同体的组建，为协作学习、探究学习等奠定基础。沟通交流答疑部分主要指师生、生生之间的沟通、学习者进入这一模块向教师
39、提出疑问、与学习伙伴进行交流，通过提问和交流答疑、不同思维之间的碰撞进行头脑风暴，从而加深对于知识的理解，也提高了学生解决问题的能力。学习社会网络部分是学习者与其他关系主体通过学习过程而构建的关系层，不单单包括学习者、教师和管理者等也包含在内。社会性软件选择是在网络人际交互模块中学习者选择的交流沟通方式，网络学习空间中社会性软件的种类包括邮件、QQ、BBS、Wiki、Blog、微博等方式，学习者可以根据自己的学习偏好进行运用交流。测试与学习分析模块主要是对学习过程进行记录并对学习效果进行诊断，以更好的根据学习质量来分析结果并随时调整学习方式。该模块由学习风格诊断、考试与阅卷、学习质量分析和学习
40、效果总结四部分共同组成。学习风格诊断部分是在技术辅助的基础上记录每一位学生的与学习活动的相关要素，这些要素在对后来的学习质量分析中起到辅助分析作用。考试与阅卷部分则是进行试卷的命题、考试以及组卷、自动判卷等，并对学习结果进行数据统计。学习质量分析是将学习风格诊断和考试与阅卷得出的两个结果综合在一起，通过分析两者之间的关系，来判断哪种学习方式或内容更适合学习者，不同内容的学习质量会受到到哪些因素的影响。学习效果总结是根据学习质量分析部分得出的结论进行有关于学习方法、学习资源工具的优缺点分析，以便及时调整网络学习空间中的相关设置和教师的教学安排，及时作出教学干预。网络学习空间中六个模块的功能实现离
41、不开技术的支持。在初中物理网络学习空间模型功能结构中，技术层面共包括两个层级。第一个层级为底层支撑基础，包括网络基础设施、安全系统、服务器虚拟化和网络学习空间的网络接入，底层支撑基础是网络学习空间基础运行的保障。第二个层级的技术支持是实施智慧教育、培养高阶思维能力、实现个性化学习的关键技术支撑，本文所设计的模型中以物联网技术、教育云平台、泛在网络技术、大数据和学习分析技术来实现网络学习空间中的智能化体现。物联网技术提升学习空间的情景感知性；教育云平台使得优秀资源和工具得到共享，在网络学习空间中实现教学公平；泛在网络技术增强网络与其他输入终端的连接的连贯性等；大数据可以实现对网络学习空间中学习数据的收集、提高了学习质量分析的效率和准确性，为空间的管理、评价和决策的智能性实现成为可能；学习分析技术为学习结果的智能决策提高了效率与准确性。
