抓住物理实验方法的“灵魂”

来源 :教学月刊·中学版(教学参考) | 被引量 : 0次 | 上传用户:kiujiabing
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  每年物理高考中的实验题都会引起广泛的关注,2014年各地物理实验题立足于高中物理教学的基本实验,注重基本实验仪器使用、基本实验方法、实验操作以及物理实验思想的考查,突出对学生实验操作能力和探究能力的考查.其中浙江省理科综合卷第21题,基于教材中探究弹力和弹簧伸长的关系的实验,对实验情境进行创新设计,方法要求灵活,对考生创新性与探究性的考查得到了进一步的体现.
  (2)在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表1.用表1数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为 N/m(重力加速度g=10m/s2).由表1数据 (填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数.
  该题只有3个空格需要填写. 高考后,从学生反馈和教师评价都认为该题较为简单.但据高考阅卷教师反映,该题浙江省的平均得分为6.89分,与第22题的7.80分还有一定的差距.学生出现的典型错误除了少部分学生忽视了刻度尺的精确度与读数的估读要求外,更多是第(2)小题计算与判断中出现问题. 一是对弹簧I伸长量与其所受弹力之数值混乱,二是无法理解弹簧I与弹簧II连接后的具体情况,对试题所问能否计算出弹簧Ⅱ的劲度系数一头雾水.甚至有老师认为,这个试题是两个弹簧的串联问题,应该根据串联弹簧的劲度系数关系来判断是否能计算出弹簧Ⅱ的劲度系数,而《浙江省普通高中新课程实验物理学科教学指导意见》又明确指出“多个弹簧的串、并联问题不作要求”,因此提出该题“超纲”的质问.
  事实真是如此吗?笔者认为不尽其然.因为作为实验题,应该是对实验思想与实验数据分析方法的考查,而不应该停留在对胡克定律这一知识点上,只要我们能回归到最基本的物理实验处理与分析方法,这道题就是一道难得的好题.
  《2014年浙江省普通高考考试说明(物理部分)》对学生的实验与探究能力的要求是这样描述的:“能独立地完成表1中所列的实验……会记录、处理实验数据……能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题,包括简单的设计性实验.”高考实验的考查,除了“能做”,“会记录、能处理”更能反映学生对物理的理解能力和学科素养.因此,实验数据记录与分析处理能力过硬的学生,在这个地方更能体现出优势,这样的试题也更符合物理学的真正内涵.而高中物理实验数据的记录与处理,其主要方法就是列表法和图像法,只要我们把握住这两种方法,并在实验探究中正确运用,解答这个试题也就不在话下了. 三、列表法是物理实验的基本方法
  从以上对2014年浙江高考理综卷第21题的分析可以看出,学会设计一个简明醒目、物理量选择合理的数据表格,是物理实验数据处理中的基本技能.在高考实验复习中,很多老师停留在对考纲所列实验的逐个分析与操练,在重复性的试题操练过程中,学生忽视了基本分析方法的总结,将数据测量与记录当作是实验的最终结果,而无法从探究物理量之间关系、检验测量结果和运算是否合理的层次理解列表法在物理实验中的重要地位,在面对诸如2014年浙江高考理综卷第21题这样的试题时,自然就无所适从了.
  列表法的基础性作用,其实在近年的实验试题中都有体现,如2014年北京卷的实验题,在测定一节干电池的电动势和内电阻实验的考查中,用列表法给出了6组数据,再从图像法要求画出U-I图线.最后利用图像计算出干电池的电动势E和内电阻r,也充分体现了列表法和图像法的考查要求.2014年山东卷、上海卷、广东卷等都很明显地考查了学生对列表法与图像法的应用.
  四、物理实验教学与复习的建议
  物理学发展的历史证明正确的科学思想及由此产生的科学方法是科学研究的灵魂.无论课程改革如何推进,高考物理也不可能偏离物理实验的基本方法与思想.“移花接木、旧枝新芽”是近年高考物理实验试题的明显特点,在试题形式有所创新,实验情境适当变化的情况下,对学生物理实验方法和探究能力的考查是没有改变的.
  1.方法引领,用科学方法指导物理实验教学
  人教版高中物理必修1教材中,最后一部分是学生实验,分为实验的重要性、怎样做好物理实验、误差与有效数字3节.但由于各种原因,课本上的这一部分并没有引起高中物理老师们的重视,甚至在浙江省物理学科教学指导意见中,也没有对这部分的课时安排与教学建议.要提高学生对物理实验的理解,加强这一部分的教学是必要的.在必修1的学习完成后,结合一个学期中的实验案例,加强对学生实验精神的教育、实验方法的总结指导,不仅能让学生从更科学的角度认识物理学,也便于指导物理其他模块中的实验教学.
  2.两轮复习,在总结与分项中提高实验复习效果
  在高三阶段的物理复习中,常见的做法是按教材章节顺序进行第一轮复习,再根据专题进行第二轮或第三轮复习,物理实验的复习也就分散到了各章节的复习中,物理实验变成了相应知识点的应用与拓展. 在这样的复习方式下,学生知识点得到了巩固,但很难从实验在物理学科的重要性来理解物理实验在高考试题中存在的必要性,利用实验的方法与思想来解决具体问题的习惯更无从谈起.因此,在高三复习中,可以将各个实验从具体的章节中分离出来,通过实验方法与分项实验两轮复习的方式,提高实验复习效果.第一轮是对实验仪器使用与原理、基本物理实验方法、实验误差与实验数据处理方法的专题复习,以提高学生物理测量、实验数据处理能力,并掌握比较法、平均值法、列表法、图像法等基本的实验基本方法,提高学生实验的理解力.第二轮是具体的分项实验复习,将这些思想和方法应用到对每一个学生实验复习中去,并通过练习强化基本实验方法的掌握.
  3.理性实验,在操作与思考中提高实验技能
  近年来,浙江理综高考对学生实验操作技能的考查更为突出,高考实验题对学生实验体验过程的考查也很明显.但一线教师常常有这样的感叹:“实验是让学生分组动手做过了,高考前还开放实验室让学生再次动手体验了,可在考试中,学生很多答案表现得跟没做过实验一样!”究其原因,学生实验操作能力不可能通过重复训练来达到熟练掌握的目的.同时,很多时候学生对于实验的热爱仅仅是对新鲜器材、新奇现象的好奇,在操作中只是机械地执行老师发出的指令而已.从中我们也不难理解三年高中物理学习后,很多学生无法分辨出印在试卷上的电磁打点计时器与电火花打点计时器,甚至在完成电学实验连线题时找不着滑动变阻器的接线柱.因此,实验教学与复习中理性的思考和分析是不可或缺的,在操作过程中,教师应该留下更多的时间与空间让学生对实验进行探究,在探究的过程中引导学生利用基本原理与方法去分析与反思自己的操作,这样才能真正提高学生的实验操作技能.
  立足物理实验思想与方法,反观2014年浙江高考物理实验题,试题既传承了前些年浙江实验题重视学生体验的考查,更突出了科学方法应用的考查,也是对高中物理教师的物理学科素养的一次检验,在教学与高考复习过程中,抓住物理实验方法的“灵魂”与“精髓”,才能更好地提高物理实验教学效果.
其他文献
2μm波段激光处于人眼安全和大气窗口,同时也处于大气中多种气体分子指纹图谱区域,因此其在医疗手术、信息传输、气体检测、激光雷达、工业加工等方面有着普遍的应用。近年来,随着激光技术的快速发展,采用二极管LD泵浦单掺Tm3+激光介质实现新型2μm波段激光成为激光领域研究的热点。本文以Tm:YAP晶体为激光器增益介质,并以MoSe_2/WSe_2材料为可饱和吸收体,深入研究被动调Q模式下Tm:YAP激光
微结构光纤广泛应用在环境监测、食品安全、化学、生物医学等领域;湿敏材料氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)可以通过吸附水分子改变自身折射率来达到对光波导器件的增敏作用,在基于表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)中还可以保护金属层不被氧化。与现有的光纤湿度传感器相对比,本论文以湿敏材料GO、马赫曾德(Mach-Zehnder,M-Z)传感单元的研
刚玉质耐火材料是精炼钢包透气塞的首选材质,其高温服役环境异常恶劣,热端温度可高达1650-1700℃,冷、热端面的温差超过1000℃,长时间承受浇钢和出钢的反复冷热循环冲击,最终引起材料热机械损毁。随着钢水炉外精炼比例增加,透气塞使用寿命大幅度降低,导致生产中需要频繁的更换和维修,影响了炉外精炼工艺的节奏,也威胁着钢包在线周转和生产安全。因此,进一步改善刚玉质耐火材料的抗热震性,延长透气塞服役寿命,从而提升钢包精炼效率和安全生产是目前冶金工作者的重要任务之一。
  目前,研究者通过引入氧化镁、氧化锆
声学性能是离心泵综合性能指标之一,同时也是舰船、军事等领域用离心泵的重要考核指标。离心泵内流动诱导噪声不仅恶化了工作生活环境,而且是影响泵可靠运行的关键问题之一。离心泵内流动诱导噪声源于非定常流动,因此泵内三维流场与诱导声场耦合机制研究至关重要。通过研究声扰动在流体中的产生机理、分布特性和传播机制,全面揭示泵内流场与声场耦合机制,不仅可为流动诱导噪声控制技术研究奠定理论基础,也可为离心泵的三维优化设计提供指导,同时也可指导其他类型涡轮机械流动诱导噪声的相关研究。
  涡声理论指出声扰动的产生与流场中
纳滤膜分离技术以其运行压力低、分离效率高、易于规模化等优点,在饮用水净化、污水处理、工业流体浓缩与分离等领域具有广阔的应用前景。纳滤分离技术的核心为高性能纳滤膜材料,目前市场主流的纳滤膜产品为界面聚合制备的聚酰胺纳滤复合膜。但受分离层微结构及物化性质所限,该类纳滤复合膜在实际应用过程中,尤其是在处理水质较为复杂的印染废水中,仍存在选择分离性能偏低和膜污染严重等问题。因而,研究开发具有优异选择分离性
蛋白质侧基化学修饰是蛋白质材料功能化改造的有效途径,目前针对蛋白质的化学修饰方法不多且存在诸多弊端。本论文创新性地利用含芳伯胺基的化合物开展基于三组分Mannich反应的蚕丝丝素蛋白质侧基修饰方法及其机理的研究,首次将芳伯胺染料作为对蚕丝丝素蛋白质侧基的显色性修饰剂,建立了相应的可视化表征方法,以探明对蚕丝丝素蛋白质侧基进行Mannich反应修饰时的各种影响因素及其规律性,阐述芳伯胺染料结构与蚕丝丝素蛋白质侧基Mannich反应修饰的构效关系,揭示芳伯胺染料对蚕丝丝素蛋白质侧基Mannich反应修饰的机理
声动力治疗(sonodynamic therapy,SDT)与光线治疗相比具有更深的组织穿透深度,因此受到了广泛的关注。然而,开发在肿瘤低氧环境中也具有良好声动力效果的声敏剂仍然是声动力治疗中一项重大挑战。本论文制备了一种具有良好的生物相容性和较高的羟基自由基(hydroxyl radicals,·OH)产生能力的聚氨基酸配位纳米粒子声敏剂(PFHF),可实现有效的SDT。该纳米粒子以聚谷氨酸接枝苯丙氨酸与组氨酸的接枝聚合物为聚多齿有机配体,与Fe3+通过配位驱动作用形成PFHF。通过X射线吸收精细结构和
新中国成立七十年来,国民经济有了跨越式发展。全国各地在充分发挥自身能力进行基础设施建设的同时,也逐渐暴露出由于前期规划的缺失导致的诸如城市形态,城市交通状况,城市风貌等方面的不足。现阶段,对居民出行最直观的影响就是城市道路变的越来越拥堵,城市公交车难等,乘坐体验不佳等多方面的问题。这些问题不但很大程度地降低了当地居民的生活幸福感,并且限制了城市的发展和经济的发展速度。在全国推行公交都市的大背景下,全国各地公交运营管理部门为了提升乘客乘坐公交车的体验感受,也采取了非常多行之有效的措施,例如借鉴国外发展经验,
一、教学立意  中国画论有“意在画先”一说,课堂教学的设计也是一个意在教先、以意统教的过程.  费马点是2006年版浙江课程实验教材数学八下4.2.3课后的设计题,它是以实际问题为背景呈现出来的.假设点A,B,C表示三个村庄,要选一处建车站,使车站到三个村庄的公路路程的和最短,若不考虑其他因素,那么车站应建在费马点上.  这个问题的实质是以三角形内一点与各顶点组成的夹角都是120°为条件,证明三条
期刊
圆锥曲线是优美的,因为它本身就有着近乎完美的图象;圆锥曲线是简洁的,因为它有着如此和谐的方程;圆锥曲线是重要的,因为它几乎占据了高中解析几何的全部.正因为圆锥曲线是如此优美、简洁和重要,因此教师、学者、专家对圆锥曲线的研究已经非常到位,特别是当圆锥曲线与直线相交时,被挖掘的性质、定理可以说是不计其数. 当然,当直线与圆锥曲线相切时的结论也有很多,但对比相交时的情况,直线与圆锥曲线相切时的结论比较零
期刊