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例1 (2013年浙江理綜) 磁卡的磁條中有用于存儲(chǔ)信息的磁極方向不同的磁化區(qū),刷卡器中有檢測(cè)線(xiàn)圈.當(dāng)以速度v0刷卡時(shí),在線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).其E-t關(guān)系如圖1所示.如果只將刷卡速度改為v0/2,線(xiàn)圈中的E-t關(guān)系可能是( )
解析:由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化率成正比,刷卡速度減半后,磁通量變化率減小,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化的頻率也減小,應(yīng)選(D).此題考查學(xué)生對(duì)基本定律的理解能力.
例2 (2013年浙江理綜)在半導(dǎo)體離子注入工藝中,初速度可忽略的離子P+和P3+,經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后,垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里,有一定的寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,如圖3所示.已知離子P+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)θ=30°后從磁場(chǎng)右邊界射出.在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),離子P+和P3+( )
(A) 在電場(chǎng)中的加速度之比為1∶1
(B) 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為3∶1
(C) 在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比為1∶2
(D) 離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1∶3
解析:根據(jù)qU=1 2mv2,認(rèn)為兩種粒子的質(zhì)量近似相等,可得,粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),動(dòng)能之比為
1∶3,
v1∶v2=q1∶q2=1∶3
,在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度a=v2 R,軌道半徑
R=mv Bq,可得半徑之比為3∶1;加速度之比為:1∶33;由幾何關(guān)系知,P3+在磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)60°,帶電粒子在磁場(chǎng)中速度不變,離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1∶3.
例3 (2013年浙江理綜題) “電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測(cè)板組成.偏轉(zhuǎn)器是由兩個(gè)相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心金屬半球面A和B構(gòu)成,A、B為電勢(shì)值不等的等勢(shì)面,其過(guò)球心的截面如圖4所示.一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動(dòng)能從偏轉(zhuǎn)器左端M的正中間小孔垂直入射,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域,最后到達(dá)偏轉(zhuǎn)器右端的探測(cè)板N,其中動(dòng)能為Ek0的電子沿等勢(shì)面C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)N板的正中間.忽略電場(chǎng)的邊緣效應(yīng).
(1)判斷球面A、B的電勢(shì)高低,并說(shuō)明理由;
(2)求等勢(shì)面C所在處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;
(3)若半球面A、B和等勢(shì)面C的電勢(shì)分別為φA、φB和φC,則到達(dá)N板左、右邊緣處的電子,經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)前、后的動(dòng)能改變量ΔEk左和ΔEk右分別為多少?
(4)比較|ΔEk左|和|ΔEk右|的大小,并說(shuō)明理由.
解析:(1)電子(帶負(fù)點(diǎn))做圓周運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力方向指向球心,電場(chǎng)方向從B指向A,B板電勢(shì)高于A(yíng)板.
(2)據(jù)題意,電子在電場(chǎng)力作用下做圓周運(yùn)動(dòng),考慮到圓軌道上的電場(chǎng)強(qiáng)度E大小相同,有:eE=mv2 R,Ek0=1 2
mv2,R=RA+RB 2,
聯(lián)立解得:
E=2Ek0 eR=
4Ek0 e(RA+RB).
(3)電子運(yùn)動(dòng)時(shí)只有電場(chǎng)力做功,根據(jù)動(dòng)能定理,有Ek=qU.
對(duì)到達(dá)N板左邊緣的電子,電場(chǎng)力做正功,動(dòng)能增加,有Ek左=e
(φB-φC).
對(duì)到達(dá)N板右邊緣的電子,電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減小,有
ΔEk右=e(φA-φC)
(4)根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)特點(diǎn),等勢(shì)面B與C之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C與A之間的電場(chǎng)強(qiáng)度,考慮到等勢(shì)面間距相等,有|φB-φC|>|φA-φC|,
即|ΔEk左|>|ΔEk右|.
例4 (2013年浙江) 為了降低潛艇噪音,提高其前進(jìn)速度,可用電磁推進(jìn)器替代螺旋槳.潛艇下方有左、右兩組推進(jìn)器,每組由6個(gè)相同的、用絕緣材料制成的直線(xiàn)通道推進(jìn)器構(gòu)成,其原理示意圖如圖5.在直線(xiàn)通道內(nèi)充滿(mǎn)電阻率ρ=0.2 Ω•m的海水,通道中a×b×c=0.3 m×0.4 m×0.3 m的空間內(nèi),存在由超導(dǎo)線(xiàn)圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度B=6.4 T、方向垂直通道側(cè)面向外.磁場(chǎng)區(qū)域上、下方各有a×b=0.3 m×0.4 m的金屬板M、N,當(dāng)其與推進(jìn)器專(zhuān)用直流電源相連后,在兩板之間的海水中產(chǎn)生了從N到M,大小恒為I=1.0×103 A的電流,設(shè)電流只存在于磁場(chǎng)區(qū)域.不計(jì)電源內(nèi)阻及導(dǎo)線(xiàn)電阻,海水密度ρm=1.0×103 kg/m3.
(1)求一個(gè)直線(xiàn)通道推進(jìn)器內(nèi)磁場(chǎng)對(duì)通電海水的作用力大小,并判斷其方向;
(2)在不改變潛艇結(jié)構(gòu)的前提下,簡(jiǎn)述潛艇如何轉(zhuǎn)彎?如何“倒車(chē)”?
(3)當(dāng)潛艇以恒定速度v0=30 m/s前進(jìn)時(shí),海水在出口處相對(duì)于推進(jìn)器的速度v=
34 m/s,思考專(zhuān)用直流電源所提供的電功率如何分配,求出相應(yīng)功率的大小.
解析:(1)將通電海水看成導(dǎo)線(xiàn),所受磁場(chǎng)力F=IBL,
代入數(shù)據(jù)得: F=IBc=1.0×103×6.4×0.3 N=1.92×103 N,
用左手定則判斷磁場(chǎng)對(duì)海水作用力方向向右(或與海水出口方向相同).
(2)考慮到潛艇下方有左、右2組推進(jìn)器,可以開(kāi)啟或關(guān)閉不同個(gè)數(shù)的左右兩側(cè)的直線(xiàn)通道推進(jìn)器,實(shí)施轉(zhuǎn)彎.改變電流方向,或者磁場(chǎng)方向,可以改變海水所受磁場(chǎng)力的方向,根據(jù)牛頓第三定律,使?jié)撏А暗管?chē)”.
(3)電源提供的電功率中的第一部分:牽引功率P1=F牽v0.
根據(jù)牛頓第三定律: F牽=12IBL,
當(dāng)v0=30 m/s時(shí),
代入數(shù)據(jù)得:P1=F牽v0=12×1.92×103×30 W=6.9×105 W.
第二部分:海水的焦耳熱功率
對(duì)單個(gè)直線(xiàn)推進(jìn)器,根據(jù)電阻定律:R=ρL S.
代入數(shù)據(jù)得: R=ρc ab=0.2×0.3 0.3×0.4
Ω=0.5Ω.
由熱功率公式,P=I2R,
代入數(shù)據(jù)得:P單=I2R=5.0×105 W,
P2=12×5.0×105 W=6.0×106 W.
第三部分:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)海水動(dòng)能的增加值
設(shè)Δt時(shí)間內(nèi)噴出海水的質(zhì)量為m,P3=12ΔEk Δt.
考慮到海水的初動(dòng)能為零, ΔEk=Ek=1 2mv2水對(duì)地,m=ρmbcv水對(duì)地Δt,
P3=12ΔEk Δt=12×1 2
ρmbcv3水對(duì)地=4.6×104 W.
物理學(xué)科是一門(mén)自然學(xué)科,它與生產(chǎn)、生活以及科技的發(fā)展密切相關(guān),強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際,凸現(xiàn)STS精神,考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的水平和能力,是高考物理一貫重視的原則,尤其是近幾年表現(xiàn)得更為突出.取材源于日常的生產(chǎn)、生活的,如:測(cè)量員利用回聲測(cè)距離、啤酒瓶中CO2氣體的狀態(tài)變化、利用卷?yè)P(yáng)機(jī)從井中抽水;關(guān)于“估算整個(gè)地球表面的年平均降雨量”問(wèn)題;透過(guò)門(mén)上的圓柱形玻璃觀(guān)察門(mén)外情況的視場(chǎng)角問(wèn)題;關(guān)于看到太陽(yáng)從西邊升起的條件等等.涉及現(xiàn)代科學(xué)前沿及高新科技的,如: “慣性制導(dǎo)系統(tǒng)中加速度計(jì)的構(gòu)造原理”; “電磁流量計(jì)”問(wèn)題;電視機(jī)顯像管中的磁偏轉(zhuǎn)技術(shù); “利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置”.解決這類(lèi)問(wèn)題關(guān)鍵是要建立相應(yīng)的物理模型.
關(guān)鍵詞:物理;試題命題;嚴(yán)謹(jǐn);創(chuàng)新;能力
中圖分類(lèi)號(hào):G622 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2015)18-381-01
每位高中物理老師都要學(xué)會(huì)命制物理試題,物理試題的命制體現(xiàn)了物理老師的教學(xué)能力,教研能力,科研能力。一道成功的物理試題既要考察學(xué)生的知識(shí)掌握情況,更要考查、評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,分析綜合能力,創(chuàng)新能力,有時(shí)還要考驗(yàn)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力、推理能力、觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
有這么一道物理題:一質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始時(shí)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),從某時(shí)刻起受到一恒力作用。此后,該質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能( )
A、一直增大
B、先逐漸減小至零,再逐漸增大
C、先逐漸增大至某一最大值,再逐漸減小
D、先逐漸減小至某一非零的最小值,再逐漸增大
答案選:(A、B、D)
解析是若力F的方向與初速度v0的方向一致,則質(zhì)點(diǎn)一直加速,動(dòng)能一直增大,選項(xiàng)A正確;若力F的方向與v0的方向相反,則質(zhì)點(diǎn)先減速至速度為零后反向加速,動(dòng)能先減小至零后再增大,選項(xiàng)B正確;若力F的方向與v0的方向成一鈍角,如斜上拋運(yùn)動(dòng),物體先減速,減到某一值,再加速,則其動(dòng)能先減小至某一非零的最小值,再增大,選項(xiàng)D正確。
這道題表面看似乎也挺簡(jiǎn)單的,答案看起來(lái)也不難。但這里會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題是:質(zhì)點(diǎn)原來(lái)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)是否受到力?這些力會(huì)不會(huì)因?yàn)樾录尤氲牧Πl(fā)生變化?
可能出現(xiàn)的情況1:物體在水平桌面上勻速運(yùn)動(dòng),受到水平拉力摩擦力,豎直重力支持力的作用,從某時(shí)刻起受到一豎直向上小于重力的恒力作用,此后,該質(zhì)點(diǎn)依然勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能不變。
可能出現(xiàn)的情況2:物體在水平桌面上勻速運(yùn)動(dòng),從某時(shí)刻起受到一豎直向下的恒力作用,此后,該質(zhì)點(diǎn)受到的摩擦力增大,拉力小于摩擦力,質(zhì)點(diǎn)勻減速,動(dòng)能一直減小至零。
可能出現(xiàn)的情況3:質(zhì)點(diǎn)是一不計(jì)重力的帶電粒子,在電場(chǎng)和磁場(chǎng)形成的復(fù)合場(chǎng)中垂直于電場(chǎng)力方向運(yùn)動(dòng),若某時(shí)刻突然增加一個(gè)與原來(lái)電場(chǎng)力同方向的電場(chǎng)力作用,由于電場(chǎng)力大于洛侖磁力,合外力不為零且與速度方向垂直,質(zhì)點(diǎn)將做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),速度要增大,洛侖磁力也跟著增大,此后的運(yùn)動(dòng)是一復(fù)雜的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。
所以這道試題還可能存在其他的答案,那么這道試題應(yīng)該怎么改會(huì)比較嚴(yán)謹(jǐn)呢?題目中應(yīng)改為:一質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始時(shí)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),從某時(shí)刻起受到一恒力作用且不引起其它力的變化。此后,該質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能是( )?
這樣答案的分析就能科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。
所以物理試題的命制應(yīng)該秉承嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,稍有不慎就容易出錯(cuò)或出題不嚴(yán)密。這就要求命題者和使用者對(duì)題目有足夠的重視。所設(shè)計(jì)的物理過(guò)程既要遵守物理規(guī)律,還要注意可能出現(xiàn)的各種情景,有些物理過(guò)程不能想當(dāng)然,否則可能會(huì)出現(xiàn)歧義或答案不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。一道好的物理試題是很考驗(yàn)教師的教學(xué)功底的。下面我們?cè)倏匆坏李}:
下列有關(guān)電場(chǎng)線(xiàn)的說(shuō)法正確的是( )
A、電場(chǎng)線(xiàn)一定是不閉合的
B、電場(chǎng)線(xiàn)是電場(chǎng)中實(shí)際存在的
C、電場(chǎng)線(xiàn)上某點(diǎn)的切線(xiàn)方向就是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向
D、電場(chǎng)線(xiàn)越密的地方,場(chǎng)強(qiáng)越小
答案為:(A、C)
實(shí)際上A選項(xiàng)中:電場(chǎng)線(xiàn)不閉合,這種說(shuō)法只在由靜止電荷激發(fā)的電場(chǎng)即靜電場(chǎng)中成立,在靜電場(chǎng)中,我們會(huì)告訴學(xué)生:電場(chǎng)線(xiàn)起于正電荷,終止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn),這里電場(chǎng)線(xiàn)是不閉合的線(xiàn),而在振蕩電路的電磁場(chǎng)中的電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)是閉合的。因此這道題出在這里就顯得不科學(xué),也與實(shí)際情況不相符合。那么如何命制一道好的物理試題呢?
我們應(yīng)做到幾大原則:
1、科學(xué)性原則:科學(xué)性是任何試題都最關(guān)注的問(wèn)題。應(yīng)努力確保試題內(nèi)容科學(xué)準(zhǔn)確,認(rèn)真核對(duì)每一個(gè)物理情景物理過(guò)程的準(zhǔn)確性。要求老師對(duì)于知識(shí)前后連貫應(yīng)該有較透徹的理解。
2、促進(jìn)學(xué)生發(fā)展原則:通過(guò)測(cè)試為學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)提供有效的診斷和反饋,強(qiáng)化和改進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的實(shí)施,促進(jìn)學(xué)習(xí)活動(dòng)的順利進(jìn)行,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生更好地向前發(fā)展。讓學(xué)生了解自身發(fā)展存在的優(yōu)勢(shì)與不足,從而調(diào)整自己的學(xué)習(xí)行為,促進(jìn)自身進(jìn)一步的發(fā)展。
3、聯(lián)系實(shí)際原則:試題要盡量理論聯(lián)系實(shí)際,關(guān)注身邊的物理現(xiàn)象,物理學(xué)的發(fā)展,前沿物理科學(xué)。
4、導(dǎo)向性原則:試題命制應(yīng)將學(xué)生引向素質(zhì)教育的方向,讓學(xué)生學(xué)有用的知識(shí),提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),不要把學(xué)生引向考前死做題,考后全忘記的方向。通過(guò)教學(xué)考試確實(shí)幫助學(xué)生提升科學(xué)素養(yǎng),提升受益終生的綜合素質(zhì)。
5、綜合性原則:在命題時(shí),要充分關(guān)注學(xué)生的學(xué)業(yè),全面考查知識(shí)、能力、情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)三維目標(biāo)的達(dá)成度。要求我們出題時(shí)兼顧考察知識(shí)和能力,在試題中滲透創(chuàng)造性和批判性的思維方式:形成終身學(xué)習(xí)的基本能力和習(xí)慣。
6、創(chuàng)新性原則:注重探索體現(xiàn)新課程理念的新題型,讓學(xué)生能夠獲得學(xué)習(xí)體驗(yàn)與認(rèn)識(shí),利于學(xué)生感悟知識(shí)的價(jià)值和意義;在試題內(nèi)容上要突出對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的考查,要為學(xué)生充分發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)性創(chuàng)設(shè)舞臺(tái);試題要靈活開(kāi)放,減少純粹記憶性的考試內(nèi)容,并適當(dāng)增加開(kāi)放性、探究性題目,發(fā)掘?qū)W生的潛能。
7、人文性原則:卷面設(shè)計(jì),標(biāo)題的確立、情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)體現(xiàn)認(rèn)為關(guān)懷,使學(xué)生能懷著愉悅的心情積極參與到評(píng)價(jià)過(guò)程中來(lái),使評(píng)價(jià)成為再教育的過(guò)程。
參考文獻(xiàn):
[1] 廖伯琴,張大昌.物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))解讀[M].武漢:湖北教育出版社,2004.184.
一、物理新課程標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)
物理新課程標(biāo)準(zhǔn)旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),從知識(shí)與技能,過(guò)程與方法,情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)三方面培養(yǎng)學(xué)生,探究教學(xué)受到了前所未有的重視。在內(nèi)容上精選學(xué)生終身學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)知識(shí)與技能,加強(qiáng)與學(xué)生生活、現(xiàn)代社會(huì)及科技發(fā)展的聯(lián)系,反映當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果和新的科學(xué)思想,關(guān)注物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用所帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)和對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)任的態(tài)度。在課程實(shí)施上注重自主學(xué)習(xí),提倡教學(xué)方式多樣化,讓學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考,通過(guò)多樣化的教學(xué)方式,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能,培養(yǎng)其科學(xué)探究能力,使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。在課程評(píng)價(jià)上強(qiáng)調(diào)更新觀(guān)念,促進(jìn)學(xué)生發(fā)展,強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)在促進(jìn)學(xué)生發(fā)展方面的作用。重視學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià),不以考試結(jié)果作為唯一評(píng)價(jià)依據(jù)。把學(xué)生在活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)、制作、探究等方面的表現(xiàn)納入評(píng)價(jià)范圍,不以書(shū)面考試作為唯一評(píng)價(jià)方式。倡導(dǎo)客觀(guān)記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的具體事實(shí),不過(guò)分強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)化。教師要轉(zhuǎn)變?cè)趯W(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)中的裁判員角色,要成為學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者、合作者,學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的指導(dǎo)者,學(xué)習(xí)潛能的開(kāi)發(fā)者。提倡評(píng)價(jià)的多主體,學(xué)生要參與學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià),進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和同學(xué)之間的互評(píng)。新課程注重過(guò)程評(píng)價(jià)與結(jié)果評(píng)價(jià)結(jié)合,構(gòu)建多元化、發(fā)展性的評(píng)價(jià)體系,以促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全面提高和教師的不斷進(jìn)步。在教學(xué)理念方面,教材與師生的關(guān)系應(yīng)該是教師、學(xué)生與教材形成一個(gè)系統(tǒng),相互影響、相互豐富、相互補(bǔ)充,為學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。教材不是唯一的課程資源,在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代,教師、學(xué)生、教材都會(huì)在與網(wǎng)絡(luò)的互動(dòng)聯(lián)系中豐富自己,從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)走向自主與開(kāi)放。在設(shè)計(jì)練習(xí)和習(xí)題上,選擇有實(shí)際科技背景或以真實(shí)物理現(xiàn)象為依據(jù)的問(wèn)題,既訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維能力,又聯(lián)系科學(xué)、生產(chǎn)和生活實(shí)際,因而具有生命力?;跍y(cè)試評(píng)價(jià)對(duì)于新課程的教學(xué)與改革起著至關(guān)重要的導(dǎo)向、調(diào)控作用。物理試題的題型、內(nèi)容、編寫(xiě)技術(shù)、問(wèn)題的解答方法、評(píng)價(jià)手段應(yīng)涉及考查知識(shí)與技能,過(guò)程與方法,情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)三方面,應(yīng)有助于新課程的實(shí)施。
二、物理新課程標(biāo)準(zhǔn)下物理試題的編寫(xiě)要體現(xiàn)新課程目標(biāo)
科學(xué)、合理的卷面評(píng)價(jià),對(duì)于新課程的教學(xué)與改革起著至關(guān)重要的導(dǎo)向、調(diào)控作用。物理新課程的評(píng)價(jià)目的是為了提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和教師的教學(xué)水平,為學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育提供保障。充分發(fā)揮評(píng)價(jià)促進(jìn)發(fā)展的功能,使評(píng)價(jià)的過(guò)程成為促進(jìn)教學(xué)發(fā)展和提高的過(guò)程。物理新課程的培養(yǎng)目標(biāo)主要是指學(xué)生在知識(shí)與技能,過(guò)程與方法,情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)三個(gè)維度的培養(yǎng)目標(biāo)。在筆試環(huán)境下,考查學(xué)生在過(guò)程與方法,情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)兩方面的表現(xiàn)往往不容易做到全面,因此,筆試考卷應(yīng)以考查學(xué)生在知識(shí)與技能維度的表現(xiàn)為基礎(chǔ)。某一具體的試題可能同時(shí)具有三方面的功能,即涉及考查知識(shí)與技能,過(guò)程與方法,情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)三方面。對(duì)于某一具體題目而言,就會(huì)成為三維空間中的一個(gè)交叉點(diǎn)。新課標(biāo)下的筆試試題應(yīng)當(dāng)既重視考查對(duì)物理基本概念和原理、定律和公式的識(shí)記、理解,又重視考查運(yùn)用物理概念和原理去分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,還應(yīng)著重加強(qiáng)對(duì)創(chuàng)新意識(shí)、思維能力和實(shí)踐能力的考查。新課標(biāo)下的筆試命題可以從雙基、探究、創(chuàng)造、意識(shí)等四方面去具體操作。 具體的試題可以看作是四維空間中的一個(gè)點(diǎn),即該題目應(yīng)該同時(shí)具有考查雙基、探究、創(chuàng)造、意識(shí)的功能。當(dāng)然,并不是所有的習(xí)題都要同時(shí)包含上述四方面的功能,有的題可能包含一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)方面。要想使新課標(biāo)下筆試的每個(gè)題目同時(shí)具備考查四方面的功能是很困難的。首先是編制題目不容易,另外也容易使題目本身失去物理問(wèn)題的科學(xué)特點(diǎn)。因此,不妨將四維空間進(jìn)行分解,使之成為四個(gè)相對(duì)獨(dú)立的一維空間,即將某個(gè)具體題目側(cè)重于考查上述四方面中的某一方面。
“情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)目標(biāo)”是指學(xué)生在探究與創(chuàng)造過(guò)程中的思想意識(shí)表現(xiàn)及傾向。這是物理教學(xué)的最終目的所在?!斑^(guò)程與方法目標(biāo)”處于知識(shí)與技能目標(biāo),情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)目標(biāo)之間,起著承上啟下的關(guān)鍵作用。因?yàn)椤斑^(guò)程與方法目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)要以知識(shí)與技能的探究為載體,同時(shí)在“過(guò)程與方法目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中也逐漸使學(xué)生形成了一定的情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)。因此,課堂教學(xué)的實(shí)施關(guān)鍵是緊緊抓住“過(guò)程與方法目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)。探究物理知識(shí)的過(guò)程是一個(gè)“探究”與“創(chuàng)造”的過(guò)程,這是“過(guò)程與方法目標(biāo)”的實(shí)質(zhì)內(nèi)容,也是新課程改革的核心。所以,新課程對(duì)應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)下,對(duì)“科學(xué)探究”和“科學(xué)內(nèi)容”的考查就應(yīng)該成為筆試命題的中心內(nèi)容。
三、物理試題的編寫(xiě)要體現(xiàn)物理新課程的教育理念
在現(xiàn)代學(xué)習(xí)價(jià)值觀(guān)下,《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》所構(gòu)建的課程基本理念是:①注重全體學(xué)生的發(fā)展,改變學(xué)科本位的觀(guān)念;②從生活走向物理,從物理走向社會(huì);③注重科學(xué)探究,提倡學(xué)習(xí)方式多樣化;④注意學(xué)科滲透,關(guān)心科技發(fā)展;⑤構(gòu)建新的評(píng)價(jià)體系。
對(duì)“知識(shí)與技能”的考查應(yīng)注重理解和應(yīng)用,不宜過(guò)多考查記憶性?xún)?nèi)容;命題的著眼點(diǎn)應(yīng)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,而不應(yīng)該在細(xì)節(jié)問(wèn)題上糾纏;命題應(yīng)該注意向聯(lián)系實(shí)際的方向引導(dǎo),要避免死記教材中的條文,避免在概念的嚴(yán)密性上做文章,避免煩瑣的數(shù)學(xué)計(jì)算;題目中的物理情景應(yīng)該有實(shí)際意義,避免故意編造。通過(guò)選擇、作圖、問(wèn)答、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算等題型對(duì)雙基知識(shí)進(jìn)行考查,從而實(shí)現(xiàn)考查功能。
對(duì)“過(guò)程與方法”的考查可考慮以下幾方面:
(1)提供日常生活和生產(chǎn)實(shí)際中的物理現(xiàn)象,讓學(xué)生簡(jiǎn)單描述物理現(xiàn)象的主要特征,考查學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題的能力。
(2)通過(guò)信息題,考查學(xué)生信息收集能力及能否制定簡(jiǎn)單的科學(xué)探究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案。
(3)考查學(xué)生科學(xué)探究的基本方法和書(shū)面表達(dá)能力。
對(duì)應(yīng)探究的思維程序、探究各要素的具體方法及實(shí)際探究的考查,“過(guò)程與方法”的考查可以設(shè)計(jì)為:探究方法題、閱讀探究題、探究設(shè)計(jì)題。
例一 如圖所示,xOy平面是無(wú)窮大導(dǎo)體的表面,該導(dǎo)體充滿(mǎn)z0的空間為真空。將電荷為q的點(diǎn)電荷置于z軸上z=h處,則在xOy平面上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷??臻g任意一點(diǎn)處的電場(chǎng)皆是由點(diǎn)電荷q和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)的。已知靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,則在z軸上z=■處的場(chǎng)強(qiáng)大小為(k為靜電力常量)()
A.k■ B.k■ C.k■ D.k■
解析:(1)假設(shè)放在z軸上z=h處的點(diǎn)電荷為正電荷,則導(dǎo)體的上表面感應(yīng)電荷為負(fù)電荷,下表面為感應(yīng)電荷為正電荷。對(duì)于z軸上z=■處的場(chǎng)強(qiáng)由上面所述三部分場(chǎng)源產(chǎn)生的疊加而成,中學(xué)只學(xué)了場(chǎng)源為點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式,并未學(xué)習(xí)場(chǎng)源為平面的場(chǎng)強(qiáng)公式,學(xué)生的求解暫時(shí)陷入僵局。
(2)考慮到導(dǎo)體的下表面距離xOy平面無(wú)限遠(yuǎn),對(duì)其附近的場(chǎng)強(qiáng)影響可忽略不計(jì)。再考慮到導(dǎo)體的上表面的場(chǎng)強(qiáng)在z軸上下等距離處應(yīng)該具有對(duì)稱(chēng)性,即場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相反。既然z=■處的場(chǎng)強(qiáng)無(wú)法直接求出,不如間接先求對(duì)稱(chēng)點(diǎn)z=-■處的場(chǎng)強(qiáng)。
(3)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)z=-■處的場(chǎng)強(qiáng)也是有兩部分疊加而成。點(diǎn)電荷在此產(chǎn)生的直接用公式求解:
E1=■=■。
既然靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。xOy平面感應(yīng)電荷在此產(chǎn)生的與點(diǎn)電荷在此產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相反。即大小E1′=■,方向沿z軸正向。
(4)根據(jù)對(duì)稱(chēng)性,xOy平面感應(yīng)電荷在z=■處的場(chǎng)強(qiáng)大小E2′=■,方向沿z軸負(fù)向。點(diǎn)電荷q在z=■處的場(chǎng)強(qiáng)大小直接用公式E2=■=■求得,方向沿z軸負(fù)向。
最后根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理,在z軸上z=■處的場(chǎng)強(qiáng)大小為E=E2+E2′=■+■=k■,選項(xiàng)D正確。
點(diǎn)評(píng):本題情境新穎,構(gòu)思巧妙,體現(xiàn)了高考探索創(chuàng)新的思想和注重對(duì)創(chuàng)新能力的考查。對(duì)物理思想方法的考查主要有近似處理和對(duì)稱(chēng)法。近似處理法,是物理學(xué)研究的基本思想方法之一。所謂近似處理法,就是突出主要因素,摒棄次要因素,進(jìn)行近似處理,是科學(xué)素質(zhì)和綜合能力的體現(xiàn)。是從事創(chuàng)造性研究的重要能力之一。本題導(dǎo)體的下表面距離xOy平面無(wú)限遠(yuǎn),對(duì)其附近的場(chǎng)強(qiáng)影響可忽略不計(jì)就用了近似處理法。
對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象普遍存在于各種物理現(xiàn)象和物理規(guī)律中.應(yīng)用這種對(duì)稱(chēng)性它不僅能幫助我們認(rèn)識(shí)和探索物質(zhì)世界的某些基本規(guī)律,而且也能幫助我們?nèi)デ蠼饽承┚唧w的物理問(wèn)題,這種思維方法在物理學(xué)中稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)法.本題導(dǎo)體上表面的場(chǎng)強(qiáng)在z軸上下等距離處應(yīng)該具有對(duì)稱(chēng)性,即場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相反就用了對(duì)稱(chēng)法。
例二 如圖所示,質(zhì)量為M傾角為α的斜面體(斜面光滑且足夠長(zhǎng))放在粗糙的水平地面上,底部與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧相連,彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊。壓縮彈簧使其長(zhǎng)度為■L時(shí)將物塊由靜止開(kāi)始釋放,且物塊在以后的運(yùn)動(dòng)中,斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度為g。
(1)求物塊處于平衡位置時(shí)彈簧的長(zhǎng)度。
(2)選物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn),沿斜面向下為正方向建立坐標(biāo)軸,用表示物塊相對(duì)于平衡位置的位移,證明物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
解析:(1)設(shè)此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為ΔL,mgsinα=kΔL則ΔL=■,彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)+■。
(2)當(dāng)物塊的位移為x時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為x+ΔL,物塊所受的合力為,F(xiàn)合=mgsinα-k(x+ΔL)=-kx,可知物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
點(diǎn)評(píng):本題立意明確,設(shè)問(wèn)新穎,梯度較大,體現(xiàn)高考試題的選拔功能。
對(duì)比分析可知,作為安徽卷物理壓軸題是在課本選修3-4的課后習(xí)題基礎(chǔ)上改編而來(lái)的,是一道不可多得的好題。改編后的試題綜合性增大,能力要求提高了。該題啟示我們,在平時(shí)的教學(xué)中,如果只是就題論題,不教會(huì)學(xué)生一套思考問(wèn)題的方法,學(xué)生只能是“只見(jiàn)樹(shù)木,不見(jiàn)森林”,遇到情境新穎的問(wèn)題就會(huì)束手無(wú)策。因此,教學(xué)中除了加強(qiáng)對(duì)物理基本思路的訓(xùn)練,同時(shí)要對(duì)某些重點(diǎn)知識(shí)的典型模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)母慕M、拓展,從而達(dá)到推陳出新,舉一反三的效果。
一、 綜觀(guān)2009年中考物理試題特點(diǎn)
1. 注重基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。試卷20幅圖片中有17幅來(lái)自課本,建立起學(xué)生熟悉的答題環(huán)境。試卷以知識(shí)為載體,站在物理學(xué)科思想、物理學(xué)習(xí)方法和能力發(fā)展的高度,將基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的考查放在首位,試題的背景材料全部取自課本教材,避免單調(diào)繁雜由知識(shí)到知識(shí)的純概念間的演繹,注意考查學(xué)生運(yùn)用課本知識(shí)分析、解決物理問(wèn)題的能力。如第2題生活中參照物的選擇、第3題常見(jiàn)的幾種光現(xiàn)象、第7題根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)設(shè)計(jì)電路、第11題探究實(shí)驗(yàn)時(shí)如何提出問(wèn)題等。特別是第27題研究環(huán)形磁體磁極分布情況,看似題目很深?yuàn)W,其實(shí)所考查內(nèi)容都是磁體的基礎(chǔ)知識(shí),涉及到的知識(shí)有任何磁體有且只有兩個(gè)磁極、磁體的指向性、判定磁極的方法,真正掌握了這些知識(shí),題目就迎刃而解了。
2. 貼近日常生活,強(qiáng)調(diào)物理知識(shí)的應(yīng)用。試題體現(xiàn)了物理知識(shí)來(lái)源于生活,應(yīng)用于社會(huì)的學(xué)科特點(diǎn),貼近日常生活,適合初中學(xué)生以形象思維為基礎(chǔ)的認(rèn)知特點(diǎn),體現(xiàn)“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”的課程理念。如第13題霜的形成、第19題凸透鏡在生活中的應(yīng)用、第21題蘋(píng)果在水中的浮沉、第22題照明燈知識(shí)、第23題太陽(yáng)能路燈等。特別是第12題利用盛滿(mǎn)水的圓柱形透明玻璃杯觀(guān)察鸚鵡圖片,取材于生活中一種常見(jiàn)的現(xiàn)象,然而往往很少有人對(duì)其仔細(xì)觀(guān)察和分析,很多考生都認(rèn)為就是一個(gè)凸透鏡應(yīng)用為放大鏡的簡(jiǎn)單題,然而其綜合了光的斜射和直射時(shí)的折射知識(shí),所以該玻璃杯只有在水平方向相當(dāng)于放大鏡,而豎直方向?qū)嶋H相當(dāng)于玻璃磚,理解了這些才能正確作出判斷。當(dāng)然,本題中的A和D兩個(gè)選項(xiàng)與原圖大小幾近相同,也給考生的選答造成了假象。
3. 重視實(shí)驗(yàn)操作,突出學(xué)習(xí)方法和創(chuàng)新能力。試題重視實(shí)驗(yàn)操作方法和過(guò)程的考查,強(qiáng)調(diào)日常生活中的小實(shí)驗(yàn)和利用日常用品所做的實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力形成的作用。如第5題兩塊壓緊的鉛柱不易分開(kāi)實(shí)驗(yàn),第8題應(yīng)用放大法探究聲音產(chǎn)生的原因,第11題摔玻璃杯實(shí)驗(yàn),第14題用托盤(pán)天平測(cè)量物體質(zhì)量的操作、第16題吹紙片研究氣體壓強(qiáng)與流速關(guān)系、第21題蘋(píng)果浮沉實(shí)驗(yàn)等。而第12題光的折射現(xiàn)象同時(shí)告訴我們,實(shí)驗(yàn)不需要復(fù)雜的物理儀器,甚至是一杯裝有水的普通玻璃杯都能呈現(xiàn)試題所描述的物理現(xiàn)象和問(wèn)題。
4. 立足科技前沿,體現(xiàn)課程改革。試題密切聯(lián)系新型科技成果在生活中的應(yīng)用,第23題太陽(yáng)能路燈的開(kāi)發(fā)和使用,第30題汽車(chē)防凍液的配制,這些試題從一個(gè)側(cè)面反映了物理教學(xué)的目標(biāo)就是讓學(xué)生“走進(jìn)物理、理解物理,學(xué)會(huì)生活、熱愛(ài)生活”。
二、 從中考答題情況談當(dāng)前中考物理復(fù)習(xí)
1. 重視課本,突出“雙基”。09中考題順應(yīng)現(xiàn)行新課改的潮流,突出了能力的培養(yǎng)、知識(shí)的運(yùn)用,出現(xiàn)不少創(chuàng)新性和開(kāi)放性的新題,而基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)技能的試題仍是重中之重的內(nèi)容,占70%以上,但從試卷的初步分析統(tǒng)計(jì)來(lái)看,考生在這方面的失分還是比較嚴(yán)重,主要原因是學(xué)生對(duì)基本概念和規(guī)律理解不透徹造成的,如判斷物體浮沉條件可以比較重力與浮力的關(guān)系,也可以比較物體與液體的密度,然而有的學(xué)生不會(huì)計(jì)算浮力或密度,解這類(lèi)題目自然就無(wú)從下手了。此外不容易理解的還有平衡力、相互作用力、杠桿平衡條件、歐姆定律和焦耳定律等。這就要求我們?cè)诰o扣物理課程標(biāo)準(zhǔn)、中考說(shuō)明和教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上,著重理解概念的物理意義和定義方法,掌握規(guī)律的來(lái)龍去脈和運(yùn)用條件,針對(duì)存在的薄弱環(huán)節(jié),不失時(shí)機(jī)地采取行之有效的補(bǔ)救措施。
2. 聯(lián)系實(shí)際,開(kāi)放創(chuàng)新。近年來(lái)的中考試題中新題不斷涌現(xiàn),這些新題如“探索性”和“設(shè)計(jì)性”實(shí)驗(yàn)題、開(kāi)放性試題、直接或間接與生產(chǎn)勞動(dòng)和生活實(shí)際相聯(lián)系的試題,都是將問(wèn)題再“包裝”改造過(guò)來(lái)的,這些試題具有多樣性與靈活性,對(duì)于平時(shí)那些只知道讀“死”書(shū)、“死”讀書(shū)的學(xué)生是難以適應(yīng)的,因此失分率較高。據(jù)此,要求我們?cè)谄綍r(shí)學(xué)習(xí)中應(yīng)立足基礎(chǔ),高瞻遠(yuǎn)矚,注意聯(lián)系運(yùn)用生產(chǎn)、生活和科研中的典型實(shí)例,加強(qiáng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和近代物理知識(shí)在物理教學(xué)中的滲透,積極參與構(gòu)建開(kāi)放性課堂教學(xué)模式,拓展廣闊的思維空間,努力在自由開(kāi)放的知識(shí)海洋中探求創(chuàng)新,感受快樂(lè)。
3. 注重實(shí)驗(yàn),提高能力。物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。綜觀(guān)近年來(lái)的中考物理實(shí)驗(yàn)試題,一方面考查學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能,另一方面更加重視日常生活中的物理現(xiàn)象的科學(xué)探究,創(chuàng)新力度不斷加大,這對(duì)選擇高層次的考生有極好的區(qū)分度。從閱卷的情況來(lái)看,有相當(dāng)部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)步驟不夠周全,文字表述不夠準(zhǔn)確、扼要,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰图寄茌^差,方法的掌握上存在欠缺。因此,在今后的學(xué)習(xí)中,要切實(shí)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高自己的動(dòng)手能力和操作技能,親自動(dòng)手,自己分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)而改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn),使理論和實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來(lái),還物理學(xué)科的本來(lái)面目。
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