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已知這樣的事實:標準氣壓下,水的凝固點是0℃,酒精的凝固點是-177℃.
1. 如果在水中摻入酒精,水與酒精混合液的凝固點將低于0℃.試說明,水與酒精混合液的凝固點和水與酒精的混合比有怎樣的關(guān)系?(簡單說明理由)
2. 用什么辦法可以從水與酒精的混合液中將酒精和水分離呢?某同學提出了一個猜想性的方案.他認為,可以嘗試采用冷凍分離的方法.依據(jù)是,酒精比水的凝固點低很多,在降溫冷凍過程中,水會先結(jié)冰,這樣就可將兩者分離.
請運用你在日常生活中觀察到的某一事實說明,該同學所提出的猜想性方案估計能否被實驗所證實.
二、 本題有兩小題,每小題各5分,共10分.
1. 如圖1所示,平面鏡MN上方有一個物體AB.要使人眼在鏡前P點看不到物體在鏡中所成的像,至少應(yīng)將鏡面上的哪一部分遮住?要求:在圖上留下作圖痕跡,將鏡面上要遮擋的部分用字母CD表示,并將CD描成粗線條.
2. 如圖2所示是一個簡易的電磁繼電器示意圖.電磁繼電器和燈泡工作電路共用一個電源:帶有銜鐵的導體片一端固定于C,開關(guān)S斷開時,導體片由于本身的彈性常與觸點B接觸;圖中的小黑點均為連接電路的接線柱.請在圖中已有部分連線的基礎(chǔ)上繼續(xù)連接電路,要求是:當開關(guān)S接通后,帶有銜鐵的導體片能自動在A、B觸點之間來回切換,使甲、乙兩個燈泡交替發(fā)光.
三、 本題14分.
從“計劃經(jīng)濟”走向“市場經(jīng)濟”,其特征之一就是由“賣方市場”到“買方市場”的變化,生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品必須適應(yīng)市場(用戶)的需求.以家用電熱淋浴器為例,科技人員曾考慮過兩種設(shè)計方案:一種方案是“預熱式”(帶有儲水箱);另一種方案是“即熱式”(沒有儲水箱).預熱式電熱淋浴器的特點是:先用較長時間對儲水箱中的水加熱,待水溫達到要求后,從水箱中放水淋浴.即熱式電熱淋浴器的特點是:只要自來水管中的涼水流經(jīng)電加熱器,溫度就能達到要求,可直接噴淋洗浴.毫無疑問,后一種方案比前一種方案具有更快捷、方便的優(yōu)點,理應(yīng)采用后一種方案.但是,科技人員在經(jīng)過相關(guān)調(diào)查和預算后還是選擇了前一種方案.科技人員的調(diào)查表明:大多數(shù)家庭電路的額定工作電流一般在5~20A;預算參數(shù)是:涼水溫度設(shè)為15℃,淋浴熱水溫度設(shè)為40℃,淋浴水流量設(shè)為4L/min,電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率為80%.
請你根據(jù)上述有關(guān)信息,有根據(jù)地說明科技人員否定后一種設(shè)計方案的理由.
四、 本題有兩個問題,共14分.
某農(nóng)村灌溉水渠上的閘門是用手動螺旋設(shè)備來起重升降的,如圖3所示.若閘門質(zhì)量為800kg,螺桿上的螺距為15mm,動力手輪的直徑為0.5m,整個裝置的工作效率是80%,取g=10N/kg,并設(shè)閘門在緩慢上升過程中所受的摩擦阻力恒定.
1. 人用雙手轉(zhuǎn)動手輪,每只手平均用多大的力才能將閘門勻速提起?
2. 若摩擦阻力主要是來自閘門與兩邊卡槽之間的摩擦,其他摩擦不計,試求閘門上升過程中所受摩擦阻力的大小.
五、 本題有兩個問題,第1個問題10分,第2個問題4分,共14分.
氫能是一種有巨大發(fā)展前景的綠色能源,有人設(shè)想用電解水的方法制取氫氣,試圖打開一條開發(fā)氫能源的通道.此方案是否可行,需要通過實驗進行論證.有實驗表明:在220V、2A的條件下,通電36min可電解9.9g水.
1. 已知氫氣的熱值為1.43×108J/kg,試從能量轉(zhuǎn)化的角度,根據(jù)題中提供的實驗數(shù)據(jù),論證利用電解水的方法開發(fā)氫能源是否可行.
2. 你所論證的結(jié)果是否可以作為定論?為什么?
六、 本題分為三點,共有5個問題,每個問題4分,共20分.
有一種測量人的體重和身高的電子秤,其中測體重的部分原理圖如圖4所示,主要由三部分構(gòu)成:踏板和壓力杠桿ABO,壓力傳感器R(相當于電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻器),顯示體重的顯示器(實質(zhì)是一個電流表mA).其中AO∶BO=5∶1,傳感器R的電阻變化隨所受壓力的變化是均勻的,其關(guān)系如下表所示.
設(shè)踏板與杠桿組件的質(zhì)量忽略不計,接通電路后,壓力傳感器兩端的電壓恒為3V.圖5是放大的顯示器表頭刻度盤,刻度線下方標出了電流值.
1. 設(shè)傳感器所受壓力的變化量是ΔF,傳感器的電阻變化量為ΔR.① 求傳感器電阻相對所受壓力的變化率k=的值;② 寫出傳感器的電阻R隨所受壓力F變化的數(shù)學式.
2. 通過計算,有根據(jù)地在顯示器表盤(圖5)對應(yīng)的刻度線上方標出:① 該電子秤的零起點(即踏板空載);② 該電子秤的最大稱量(能測的最大體重).
3. 毫安電流表的刻度是均勻的,將它改成顯示體重的顯示器后,其顯示器表盤(圖5)的刻度是否仍然是均勻的?說明理由.
七、 本題有三個問題,第一個問題10分,第二個問題2分、第三個問題4分,共16分.
小明同學在總復習時,把所學的物態(tài)變化知識和熱量計算方面的知識結(jié)合起來,結(jié)果有一個問題引起了他的思考.他想:如果一個物體在不發(fā)生物態(tài)變化時,它升高溫度(或降低溫度)吸收(或放出)的熱量可以用公式Q=cmΔt進行計算;但是,晶體物質(zhì)在發(fā)生熔化或凝固的過程中也要吸熱(或放熱),而溫度卻保持不變,那么,晶體物質(zhì)在發(fā)生熔化或凝固的過程中所吸收(或放出)的熱量與什么有關(guān)?如何計算呢?
于是,小明帶著問題查閱資料.有資料稱:固態(tài)晶體物質(zhì)在熔點熔化成同溫度的液態(tài)的過程中,所吸收的熱量與物質(zhì)的質(zhì)量及這種物質(zhì)的熔解熱有關(guān);某種物質(zhì)的熔解熱是指“1kg的固態(tài)晶體物質(zhì)在熔點熔化成同溫度的液態(tài)的過程中吸收的熱量”,熔解熱的符號是λ,單位是J/kg;不同的物質(zhì),熔解熱不同.小明根據(jù)熔解熱的含義進行推理,結(jié)論是:如果知道物質(zhì)的熔解熱λ和物質(zhì)的質(zhì)量m,那么,固態(tài)晶體物質(zhì)在熔化過程中所吸收的熱量就可以用公式Q=λm進行計算.可是,物質(zhì)的熔解熱不知道呀!
查閱資料過程中受到啟發(fā)的小明,決定用實驗的方法來測定冰的熔解熱.他的實驗是這樣的:運用冰箱制得一塊質(zhì)量為200g、溫度為-5℃的冰;將冰塊取出后立即放到盛有1000g、20℃水的水槽中;觀察冰塊的熔化并注視插在水中的溫度計示數(shù),當冰完全熔化后,溫度計的示數(shù)不再下降時的讀數(shù)為5℃.整個過程進行得很緩慢.在處理實驗數(shù)據(jù)時,小明又查得了冰的比熱容是2.1×103J/(kg?℃).
1. 請你根據(jù)小明所獲得的有關(guān)數(shù)據(jù),幫小明計算一下冰的熔解熱λ冰.
2. 任何實驗都是有誤差的,在小明的這個實驗中,產(chǎn)生誤差的主要因素是什么?
3. 如果不考慮質(zhì)量測量、溫度讀數(shù)的誤差,小明測得的冰的熔解熱比其真實值是偏大了還是偏小了?簡要說明理由.
參考答案與評分建議
一、 本題有兩個問題,每個問題各5分,共10分.
關(guān)鍵詞:物理實驗;競賽;訓練方法
經(jīng)過筆者在多年教學中的經(jīng)驗總結(jié),分析總結(jié)出一些實驗操作上的技巧和方法,能有效強化和提升學生實驗操作技能。為中學生物理實驗競賽打好基礎(chǔ)。
1.充分認識開展物理競賽的重要意義
老師在進行物理競賽活動之前一定要做好心理準備,充分認清物理競賽活動對學生有什么樣的幫助,這樣才能全身心地投入到準備工作中。物理競賽可以有效地提高學生們對于物理課的學習興趣,激發(fā)學生對知識的探索,開拓思維和創(chuàng)新能力,老師也能在培訓過程中總結(jié)出更多的經(jīng)驗提升自身,提高教學水平和教學方法,物理競賽也是對學校教學發(fā)展的督促。但是現(xiàn)在有很多學校對于物理競賽是有消極心態(tài)的,這種現(xiàn)象多存在于普通中學,無論是學生還是老師都會有這種心理,認為自己學校的學生競爭不過那些重點學校,所以對于參加物理競賽的熱情不是很高。其實組織無論競賽只是為了能更好地促進學生對物理的學習,激發(fā)學生的學習熱情和對新知識的探索,重要的不是最后的比賽結(jié)果,而是在過程中我們老師和學生所總結(jié)出的經(jīng)驗,和學習到的新的知識,這才是競賽的真正目的,是為了促進學習,而且不僅僅是參加競賽的學生,通過競賽還可以帶動起所有學生的學習熱情。只有我們真正地了解物理競賽的意義和目的,不要把比賽結(jié)果看成是競賽的全部,把所有的精力都放在促進學生學習發(fā)展上,教師要把整個過程進行分析總結(jié),提升自身的教學水平,改善教學方法,所以各校師生一定要擺正心態(tài),清楚我們參加競賽真正要得到的是什么,得到什么樣的名次,獲得什么樣的獎勵這些都不是我們的目的,我們的目的是如何能讓學生學到更多知識。
2.如何開展高中物理競賽訓練
2.1透徹理解實驗原理、熟練使用儀器
在實驗進行前一定要充分的理解實驗原理,因為實驗原理是實驗的基礎(chǔ),如果沒有掌握好實驗原理那在實驗過程中就會發(fā)生一些不必要的錯誤,老師不要把所有焦點都放在競賽的題目上,可以把競賽內(nèi)容與現(xiàn)階段的學習內(nèi)容相結(jié)合起來進行學習,循序漸進,并且采用多種教學方式相結(jié)合的方法來進行講解,讓學生從分理解,在實驗器材操作上由于學生的動手能力不同,實驗的速度和效果也會不一樣,為了使學生操作更熟練,必須要反復進行練習,可以將學生分成幾個學習小組,把不同水平的學生劃分開,讓他們相互指導相互學習,也可以把一些不易損壞的器材讓學生帶到家中進行聯(lián)系熟練,從分利用好學習時間和學習資源,多想些辦法幫助學生進行提升。
2.2加強定時訓練,提高實驗速度
老師可以組織學生進行小型的物理實驗競賽,將學生劃分成幾個小組,組與組之間進行比賽,在組員進行比賽過程中其余組員進行觀察,輪流參加,由教師進行組織,負責計時和檢查檢驗,比賽結(jié)束后小組進行總結(jié),對于每名成員在操作過程中的優(yōu)缺點都進行點評,以便于好的方法共同學習,不足的地方加以改良。每組都總結(jié)出本組的一些好的方法技巧進行全班交流,讓大家共同提高。
2.3大膽創(chuàng)新,啟迪思維
除了教材上應(yīng)有的學習實驗,我們也要多鼓勵學生進行更多的學習探索,大膽的進行創(chuàng)新實驗,創(chuàng)新實驗不僅是對學生創(chuàng)新能力的激發(fā),而且還可以對學生所學知識的一種檢驗,激發(fā)學生對新知識的探索。
2.4良好的實驗習慣是提高實驗速度的重要保證
要培養(yǎng)學生良好的實驗習慣,制訂一份試驗流程,從實驗前的準備工作,到實驗結(jié)束設(shè)備清理清點,幫助學生養(yǎng)成好習慣,首先第一階段實驗的準備工作,按照實驗所需要的器材,將器材清點好并檢查器材是否完好,并按照順序擺放好,測量儀器儀表刻度值正對學生,第二階段實驗實施中,一定要按照正常的操作流程進行,設(shè)備要按照正確的使用方法操作使用,不能違規(guī)操作造成設(shè)備器材損壞,第三階段實驗結(jié)束,在檢查完實驗成果、讀取記錄數(shù)據(jù)值后對使用器材進行清理清點,恢復原樣放到原來的位置。一定要注意對學生細節(jié)的培養(yǎng)讓學生養(yǎng)成良好的實驗習慣,不僅在實驗中可以節(jié)省時間,而且可以培養(yǎng)學生的責任心和謹慎的態(tài)度。
2.5嚴格遵守競賽規(guī)程,確保訓練方法科學規(guī)范
除了最后的實驗結(jié)果,競賽的規(guī)則也很重要,一旦沒有遵守規(guī)則所取得的成績也是無效的,所以老師一定要把競賽規(guī)則向?qū)W生進行講解,而且在講解時一定要詳細透徹,每一條每一點都要講解到位,可以結(jié)合個別案例以及進行個別示范,哪些操作不符合要求,哪些實驗成績無效,每個細節(jié)都要詳細講解,并且老師在組織學生進行模擬競賽的時候一定完全按照正規(guī)物理實驗比賽的規(guī)則進行,并且在試驗結(jié)束后要對實驗過程進行總結(jié)和點評,把學生在實驗過程中出現(xiàn)的不合理現(xiàn)象進行進一步糾正,以保證錯誤動作不會反復發(fā)生老師要在在平時的實驗中就嚴格要求學生,甚至于是每次實驗都嚴格要求,讓學生在平時就養(yǎng)成良好的習慣,這樣在競賽過程中才會避免發(fā)生不必要的錯誤,不會因為一時的疏忽導致比賽的失敗。總之,希望各校都能積極地參加和組織物理競賽,激發(fā)學生的學習熱情和創(chuàng)新實驗的熱情,以競賽帶動所有學生,提高所有學生的學習水平。嚴格要求學生,規(guī)范學生的實驗流程,老師一定要加強對學生的引導,并鼓勵學生進行大膽創(chuàng)新實驗,激發(fā)學生的創(chuàng)新精神。
[參考文獻]
[1]康翔.培養(yǎng)物理拔尖人才探索新的科學方法.廣西大學學報,2011(6):23.
1 開設(shè)大學生物理競賽的意義
1.1 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和競爭意識
大學物理課程涉及面極廣,但我校學生的學習參照物局限在本班級范圍內(nèi),導致學生的學習缺乏激情。舉辦校級范圍的物理競賽,學生可在廣闊的空間中發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)勢或差距,有利于喚醒學生的競爭意識。競賽的內(nèi)容側(cè)重于物理知識的應(yīng)用解決實際問題的能力,通過賽前培訓和物理競賽活動,學生不僅能拓寬知識領(lǐng)域,而且能深刻理解物理原理到工程實際的應(yīng)用,有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。
1.2 為人才的脫穎而出創(chuàng)造條件
不少考生入學時對大學教育缺乏了解,在選擇自己未來的專業(yè)方向時,具有一定盲目性。物理競賽可為學生提供發(fā)現(xiàn)自我的機會,可為有志于物理研究的同學提供重新定位自我的機會。在物理方面學有所長的同學可以在這一舞臺上充分展示自我、脫穎而出。物理教學過程中存在的問題也可通過物理競賽反映出來,對深化大學物理教學改革有積極作用。例如,近些年,許多高校在倡導STS教育,倡導將科學、技術(shù)和社會緊密聯(lián)系起來,教師也在不斷努力,但教學改革的效果不是簡單能從平時作業(yè)或一張期末試卷就能體現(xiàn)出來。學校需要從多個角度發(fā)現(xiàn)問題,逐步改進。
1.3 提高學生學習物理的積極性
通過競賽,學生會發(fā)現(xiàn)自身的薄弱環(huán)節(jié),意識到自己學習僅局限于教材的幾個公式和幾道題,處理實際問題能力欠缺,學生對自身的要求便會提高,這有利于提高學生學習積極性。這一點在許多競賽舉辦院校已充分得到證明。舉辦大學物理競賽后,學生對物理課程的喜愛大大提高,不僅體現(xiàn)在課堂學習積極性,還體現(xiàn)在校公共選修課選擇人數(shù),物理知識講座的上座率等多個方面。眾所周知,興趣是最好的老師,只有讓學生熱愛物理,感覺到學習物理的樂趣,學生主動性才會提高。這與教師進行的教學手段和教學方法改革必定有有異曲同工之妙。
2 舉辦我院大學生物理競賽的關(guān)鍵
開展競賽包括題庫建設(shè)、出題、賽前培訓、監(jiān)考、閱卷等環(huán)節(jié)。只有把握成功舉辦競賽的關(guān)鍵點,才能為成功地開展大學物理競賽。
2.1 組織競賽題庫建設(shè)
大學物理競賽試題題庫建設(shè)是競賽必不可少的一部分。但是,絕對不能隨意從網(wǎng)上下幾套題就了事。題庫題型方面,應(yīng)靈活多樣,不局限于平時期末測試的選擇題、填空題、計算題,可以有簡答題、設(shè)計題、案例分析題等主觀題。題庫內(nèi)容方面,試題內(nèi)容應(yīng)面向工程和生活,體現(xiàn)實用性、趣味性,讓學生感興趣。由于所使用教材一般都有豐富的習題資源,有的層次分明,有鞏固知識點的基本題,也有不少與實際生活聯(lián)系的綜合運用題,而平時大學物理課程的課后作業(yè)一般以基礎(chǔ)題為主,因此,可從教材中選擇合適的綜合運用題,這樣減少學生的陌生感和恐怖心理。另外,不少國外教材也可以借鑒,比如,《哈德里大學物理學》這套教材中,給出了大量生動的生活實例,這些案例都與物理原理密不可分。題庫題目的難易度方面,競賽題目總體比平時習題要難,但不是題庫里只有偏題、難題、怪題,可依據(jù)試卷中容易題、中等題、難題大概比例為4:3:3進行編制。試題庫的建設(shè)是一項比較繁瑣的工作,這就要求教研室每位教師分工合作、共同努力,嚴格按照要求保質(zhì)保量完成競賽試題庫建立。
2.2 組織學生報名
近些年,教學改革呼聲不斷高漲,大學物理課時逐年減少,學生對待大學物理的態(tài)度每況愈下,很多學生的學習目的就是通過期末考試。學生對競賽缺乏信心,不敢報名。因此,組織學生積極報名是成功開展大學物理競賽的重要工作。
讓學生端正參賽思想,明確競賽目的。參加物理競賽目的在于激發(fā)學習興趣,拓寬知識面,培養(yǎng)創(chuàng)新能力,提高解決問題的能力,將學生的物理素養(yǎng)提高到更高層次。同時通過參賽,掌握良好的學習方法,養(yǎng)成高效率的學習習慣。讓學生正確看待競賽, 樹立"重在參與"的思想,參與競賽的過程會使學生終生受益,而競賽結(jié)果僅是一時的,學生不應(yīng)過分看重結(jié)果。
鼓勵學生參賽的同時,也應(yīng)確保參賽質(zhì)量,為持續(xù)開展競賽打基礎(chǔ)。組織正式報名前應(yīng)進行選拔,選拔優(yōu)秀學生應(yīng)遵循以下選擇標準:(1)選擇對物理有興趣的學生。競賽接觸到的內(nèi)容相對而言知識面廣、難度大,對數(shù)學知識甚至編程知識要求較多,濃厚的學習興趣,刻苦鉆研精神,才能完成對競賽知識的學習。(2)選擇智力與非智力因素出眾的學生。 智力包括觀察、分析、理解、抽象、記憶、想象、總結(jié)、表達、應(yīng)變、創(chuàng)造等眾多方面的能力和科學素質(zhì)。非智力因素包括意志力、自信心、注意力集中程度、動手能力、求知欲、進取心、受挫力等多個方面。對于智力相當?shù)膬蓚€個體,成攻常取決了非智力因素,因此,要挑選智力與非智力因素出眾的學生參加競賽。(3)選擇數(shù)學基礎(chǔ)較扎實的學生。處理問題常包括分析物理情景、建立物理模型、運用物理規(guī)律列式子求解。問題常出現(xiàn)臨界問題、非均勻變化問題,這要求運用微積分、解不等式等數(shù)學手段進行求解、分析。因此,沒有扎實的教學功底,解決物理問題便會力不從心。
教師應(yīng)對各班做工作,在教學過程中注意發(fā)現(xiàn)有潛力的學生。尋找興趣濃厚、思維能力強、數(shù)學基礎(chǔ)扎實的學生報名參賽。
2.3 學院管理部門支持
我院物理競賽成功開展離不開教師建設(shè)題庫,精選試題;離不開師生宣傳;更離開學校的支持。學校應(yīng)給予足夠重視,并設(shè)立專項經(jīng)費用于物理競賽的開展,用于學科競賽培訓、組織考試、對學生實施獎勵,否則,競賽將無從開展。
關(guān)鍵詞:觀察物理現(xiàn)象;理論聯(lián)系實際;勇于探究;勤于思考;歸納總結(jié)
中圖分類號:G620文獻標識碼:A 文章編號:1003-2851(2011)06-0-01
我一直從事初三物理教學工作,同時輔導學生參加歷屆的初中應(yīng)用物理競賽。也在不斷的探討、研究競賽試題,通過長期的教學研究體會和對歷屆競賽題的分析總結(jié),就如何解答這類應(yīng)用知識竟賽題談幾點見解:
一、聯(lián)系實際,勤于觀察,重在思考
物理知識是從實際中來,又要應(yīng)用到實際中去,所以學習物理知識若只局限于課堂上的學習是遠遠不夠的,所以,必須引導學生結(jié)合生活實際、社會實際的大課堂去學習物理、應(yīng)用物理,才能把物理知識學活、用活。因為在日常生活和社會實踐中存在著各種各樣的物理知識,如腳踏在松軟的土地上會陷下去個窩、冰水可以互相轉(zhuǎn)化等等;而應(yīng)用物理知識就是以這些生活、生產(chǎn)中常見的現(xiàn)象為背景提問題,所以,解答應(yīng)用物理知識的基礎(chǔ)和關(guān)鍵在勤于觀察生活,善于思考所見現(xiàn)象。如果我們對日常生活中的物理現(xiàn)象熟視無睹,或者是觀察了,但不深入思考,那就是脫離了“物”而學“理”,最好的結(jié)果只能是死記了一些物理公式及定義。
總之,應(yīng)用物理知識題存在于生活和實踐中的一些具體事物上,并且它在這些事物上畫了個“?”,給我們提出了具體的觀察對象和思考的方向,只要我們平時引導學生多觀察、勤思考,把所學知識與自然、生活現(xiàn)象結(jié)合起來,才能為解答應(yīng)用物理知識打下扎實的基礎(chǔ)。
二、理論聯(lián)系實際,化實際為理論
應(yīng)用物理知識競賽題都是對生活實際問題的解決。它的顯著特點是用生活語言來表述實際問題的具體情況,而不是用物理名詞、術(shù)語直接給出的物理模型。它把物理知識隱蔽在實際事物之中,已知條件或待求的實質(zhì)問題常處于隱蔽狀態(tài),一般不能直接套用物理公式求解。這是應(yīng)用物理知識競爭題與平時的練習題和考試題的不同之處。。例如:冬天口呼“白氣”;夏天放有冰棍的水杯外壁“出汗”;用久的電燈“變黑”等等。這些現(xiàn)象中的冒“白氣”、“出汗”、“變黑”等都是生活用語,與物理概念、名詞聯(lián)系起來。冒“白氣”實質(zhì)上是口呼出的廢氣中的水蒸氣遇冷液化的小水珠;水杯“出汗”是空氣中的水蒸氣遇到冷的杯子液化成的小水珠。電燈變黑鎢絲先升華后凝華形成的。再如:家里使用的腳踏式垃圾桶,當你要裝垃圾時腳輕輕一踩桶蓋就開了,衛(wèi)生間的馬桶蓋小朋友都能輕松的揭開,這些生活實例與物理聯(lián)系起來就是我們所學的省力杠桿??傊?,我們要把實際生活中的現(xiàn)象通過邏輯思維的方法轉(zhuǎn)換成物理問題,用物理名詞術(shù)語替換相關(guān)生活用語,顯現(xiàn)出它的物理真面目,再找出這個物理問題與哪些物理概念、規(guī)律有關(guān)系,尋找解題所需物理量,進而理清解題思路,這樣解題就迎刃而解了。
三、掌握基礎(chǔ)知識是解題的保障
物理基礎(chǔ)知識是指一系列基本概念和基本定律、規(guī)律組成的知識體系。解答應(yīng)用物理知識競賽題必須以物理基礎(chǔ)知識為依據(jù),對生活技術(shù)中的實際問題做出正確的解釋、判斷或合理的解決。然后準確運用物理概念和規(guī)律,切忌亂猜想和亂套公式。例如:2010年2月份在溫哥華舉行的冬奧會上,我國冰壺選手用50N的力將冰壺推出去后,運動了40m,問在這段距離中這位選手對冰壺所做的功是多少?考生不加思索的套用“W=FS=50Nx40m=200J”。產(chǎn)生錯誤的原因:一是沒有嚴格審題,走馬觀花式的閱讀試題,根本沒有看到題目中的關(guān)鍵詞“推出后”;二是不知道做功必須具備的兩個因素:1、有力作用在物體上,2、物體在力的方向上移動一段距離,沒有掌握公式W=FS的真正涵義。出現(xiàn)類似問題的題型很多,又如:足球運動員用200N的力一腳把球踢出10m遠,運動員做了多少功?再如:起重機將6噸鋼材從地面運送到四樓后又沿水平方向移動了4 m,問起重機在這4 m內(nèi)做的功是多少?不少考生解這類題都是死套公式:“W=FS”結(jié)果一分不得。由此可見,對于任何實際問題都要在觀察、思考的基礎(chǔ)上,以物理概念、規(guī)律為依據(jù)進行分析,不能亂套公式,更不能想當然地主觀猜想。
關(guān)鍵詞:實驗教學 教學策略 科學素養(yǎng)
中圖分類號:G633.7
一、2012年普通高等學校招生統(tǒng)一考試理科綜合能力測試試題(浙江卷)物理實驗試題評析題21.在“測定玻璃的折射率”實驗中,某同學經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針,如圖甲所示。
(1)在答題紙上相應(yīng)的圖中畫出完整的光路圖;
(2)對你畫出的光路圖進行測量和計算,求得該玻璃磚的折射率n=??? (保留3位有效數(shù)字);
(3)為了觀測光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象,某同學做了兩次實驗,經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針,如圖乙所示。圖中P1和P2是同一入射光線上的2枚大頭針,其對應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和 (填“A”或“B”)。
考點定位:光的折射定律,測玻璃折射率實驗
點評:該題考查測定玻璃磚折射率實驗,從考查的內(nèi)容充分顯示出高考對該部分內(nèi)容的考查注重課本,提醒我們要復習時要注重基礎(chǔ)知識,不回避陳題。實驗題通過照片提供真實的實驗情景,既考查了學生對實驗操作、儀器讀數(shù)、數(shù)據(jù)處理等基本實驗素養(yǎng),又考查了學生對實驗的拓展與探究;體現(xiàn)了新課改對知識的獲取過程的關(guān)注。實驗題向來在高考中占有重要的位置,這是物理學科特點的具體體現(xiàn),從試題可見,實驗?zāi)芰疾橐哉n本實驗為原型,通過適當改編,關(guān)注物理過程、注重動手能力的考核。 2012年高考試題特別關(guān)注知識獲取的過程,突出對學生動手能力的考核。高考實驗試題,一定要把做過實驗的人和沒做過實驗的人區(qū)別開,把認真做實驗的人與不認真做實驗的人區(qū)別開。今年實驗題突出這方面考察。例如,21題第3小題當入射光線位置往邊緣移動時,很可能會使沒有真正做過該實驗的學生失分,體現(xiàn)了“重視科學探究,強調(diào)過程方法”的新課程理念。所以,該實驗試題的設(shè)計是對我們今后物理實驗教學乃至整個物理教學都是有一定的引領(lǐng)和導向意義的,希望我們老師能正真從新課程的理念出發(fā),突出學生在學習過程中的主體地位。
新課程提倡從學生和社會發(fā)展的需要出發(fā),發(fā)揮學科自身優(yōu)勢,通過物理實驗拉近學生的生活與物理的距離,讓學生體驗到知識的實用性和價值性。為此,我們的教師在實驗教學過程中需要調(diào)整教學策略,以便適應(yīng)教育發(fā)展的要求。
二、實驗教學策略的優(yōu)化
(一)重視實驗探究的過程,提高學生科學素養(yǎng)
物理實驗中學生的活動是多方面的,既有思維過程,又要求動手操作。實驗本身就是一種基本的科學研究方法,通過實驗,既可讓學生初步體驗科學研究的過程、方法,又可達到對知識的鞏固和應(yīng)用。通過分組實驗可以培養(yǎng)學生良好的實驗習慣和實事求是的科學態(tài)度。
1.嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度。有的學生為了搶時間,做實驗時草率從事,這是十分有害的。因為要達到實驗的各項目的,完成各項基本訓練,就要求學生領(lǐng)會操作方法,增加對實驗過程的觀察和分析,這就需要一種認真的態(tài)度。許多實驗要求在相同的條件下重復測量(結(jié)果往往不同),有時要改變某一條件再進行測量(控制變量法),這都需要認真觀察實驗現(xiàn)象,記錄數(shù)據(jù),并注意發(fā)現(xiàn)問題。
2.良好的實驗習慣。實驗儀器的使用都有一定的嚴格要求,學生在做物理實驗時要養(yǎng)成良好的實驗習慣。例如,對于測量儀器的使用,要養(yǎng)成注意量程和進行零點調(diào)整的習慣;在做電學實驗時,要養(yǎng)成先檢查電路再閉合開關(guān)的習慣。對于物理實驗課的教學,教師要教育學生養(yǎng)成先認真閱讀實驗課文、作好預習而后動手實驗的習慣。
3.珍惜獲得的實驗數(shù)據(jù)。教師要讓學生對自己的實驗結(jié)果有信心,不要盲目相信別人的結(jié)果,更不能隨便更改實驗數(shù)據(jù)或抄襲別人的結(jié)果。實驗誤差過大時,要引導學生冷靜地分析原因,鼓勵學生和教師討論問題。教師要指導學生珍惜獲得的實驗數(shù)據(jù),實事求是,一絲不茍,每個實驗環(huán)節(jié)必須一環(huán)扣一環(huán),實驗數(shù)據(jù)的取得也必須真實、準確,實驗的結(jié)果要經(jīng)得起反復檢驗。
(二)重視實驗過程中的突發(fā)事件
有的老師不喜歡實驗,不是怕實驗準備麻煩,而是怕實驗過程出現(xiàn)意外,影響教學過程,實際上有些實驗即使出現(xiàn)意外,它也是課堂中重要的教學資源,尤其是對學生的思維的嚴密性和科學精神的培養(yǎng)具有重要的意義。
例如,在“測定玻璃的折射率”中的教學中,教師先引導學生在不同的入射角條件下去觀察大頭針的位置,結(jié)果有的學生看見大頭針邊緣有彩色光線,或者由于大頭針的位置比較靠玻璃磚邊上,結(jié)果在另一側(cè)就觀察不到它的像了,就像浙江卷試題21乙圖右側(cè)呈現(xiàn)的那樣情況,這樣會引發(fā)學生強烈的認知沖突。那么在這種情形下,學生就主動的去探討出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象的原因,這時教師給予恰當?shù)囊龑?,使得他們獲取實驗以外的實踐知識,并對本身原有的知識理解更加深刻。
可見,實驗過程中出現(xiàn)突發(fā)事件并非都是壞事,只要教師利用好這些發(fā)生在學生眼皮下的活生生的問題,引導學生分析,鼓勵學生參與解決,最后在全班同學合作中作深入分析,最終解決問題。
(三)開放實驗室,采用多種方式提高學生的實踐能力、動手能力,開拓學生做實驗的時間和空間