对2007年高考如何 考查“过程与方法”的探讨[上学期]

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名称 对2007年高考如何 考查“过程与方法”的探讨[上学期]
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资源类型 教案
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科目 物理
更新时间 2006-11-08 22:12:00

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课件93张PPT。广东省物理教学研讨会佛山市高明区第一中学物理高级教师北师大主办《高中数理化》特邀编委周兆富关于课件使用的有关说明一、在目录部分设有超级链接,单击有关标题时,系统自动进入相关部分。
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对2007年高考如何 考查“过程与方法”的探讨佛山市高明区第一中学物理高级教师北师大主办《高中数理化》特邀编委周兆富目录(之一)
一.《新课程标准》和对“过程与方法”的要求
《新课程标准物理科考试大纲》对“过程与方法”的要求
二.回顾2006年高考,其命题已经注重了对“过程与方法”的考查
1.考查了解物理学发展“过程与方法”的命题
2.考查从现实生活的物体运动中提取信息的命题
3.考查对教材中经典实验“过程与方法”改进的命题
4.考查物体相互作用和运动过程复杂的命题目录(之二)三.在新课标理念下对2007年高考命题趋势的探讨
四.预测2007年高考中对于“过程与方法”考查的命题趋势
1.在选择题中可能出现考查“过程与方法”的命题趋势
2.在实验题中可能出现考查“过程与方法”的命题趋势
3.在计算题中可能出现考查“过程与方法”的命题均势
五.针对2007年高考中对于“过程与方法”考查命题趋势的备考对策
结束语
附表. 2006年涉及到“过程与方法”的高考部分试题
高考备考创新复习法前 言在广东新课程改革的三年中,我们在探索中求发展,在改革中求创新,我们每一位教育工作者都游走在现实于未来、传统教学与课改之间。在即将到来的2007年,新课程改革将进入攻坚阶段,也走进了收获的季节,新的高考是对三年新课程改革的总结与评价。“高考怎么考,我们就怎么教”,这是中国式基础教育的游戏规则。那么新高考将怎样考呢?新课改的指导性文件是《课程标准》,高考的指导文件是《新课程标准物理科考试大纲》和《考试说明》,这些文件作为命题、考试的依据,它是每年考生、老师备考时最重要的指导。在研究以上文件时我们注意到新的高考将加大考查“三维目标”落实情况的力度,其中“知识与技能”也是传统教学理念下高考考查的重点,“情感与价值观”很难在高考命题和答卷中得到体现,因此未来高考变化最大的应当是加大对“过程与方法”的考查力度。新的高考将怎样强化对“过程与方法”的考查呢?这就是我想同大家共同探讨的问题。1.经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。
2.通过物理概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。
《新课程标准》中对过程与方法要求 :3.能计划并调控自己的学习过程,通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题,有一定自主学习的能力。
4.参加一些科学实践活动,尝试经过思考发表自己的见解,尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题。
5.具有一定的质疑能力,信息收集和处理能力、分析解决问题能力和交流合作能力。 “根据普通高等学校对新生文化素质的要求,依据中华人民共和国教育部2003年颁布的《普通高中课程方案(实验)》(教基〔2003〕6号)和《普通高中物理课程标准(实验)》(2003年4月第1版,人民教育出版社),确定理工类高考物理科考试内容。考试内容包括知识和能力两个方面。高考物理试题重视对考生知识、能力和科学素养的考查,注重理论联系实际,注意科学技术和社会、经济发展的联系,注意物理知识在生产、生活等方面的广泛应用,以有利于激发考生学习科学的兴趣,培养实事求是的态度,形成正确的价值观,促进“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三维课程培养目标的实现。” 《新课程标准物理科考试大纲》中指出: 从“新课程标准”和“新课程标准物理科考试大纲”可以看到“过程与方法”在新课改理念下高考中的重要性,那未来的高考将怎样考是我们今天最关心的问题。我们知道任何事物的发展都需要一个过程,如果知道了物体原来的运动状况,就可能预测其未来的发展动态。 ※ 寻找判断未来高考走向的“根”命题预测 要想知道高考未来的走向,最好的参考系就是2006年的高考,2006年作为传统教学高考的最后一年,其考试的形式、试题的内容等方面都将对未来的高考起到一个领航作用。我们关注到从2006年全国各种版本的试卷我们可以看到,高考试卷从命题形式、试题难度及所涉及的内容看,其改革的力度并不大,但也发生了一定的变化,从这些变化可以看出未来高考的发展趋势,并对2007年高考内容和命题方式做出准确的预测。二、回顾2006年高考,其命题已经注重了对“过程与方法”的考查 2006年高考作为传统教学与新课程改革衔接的关键一年,其高考有着承前启后、引领未来的重要作用。2006年的高考对,“过程与方法”的考查力度已经增大,笔者粗略统计一下2006年全国及各省、市理综和物理高考九套试卷,在涉及到物理的134道试题中,有77题涉及到“过程与方法”的命题思想或解题思路。占试题总数的57%。(见附表. 2006年涉及到“过程与方法”的高考部分试题)由此可见“过程与方法”在物理学习和高考中的重要性。附表1.考查了解物理学发展“过程与方法”的命题 纵观2006年高考9套有关物理的试题,出现了许多同课改理念相关的命题。其中改革力度最大,能够更多体现课改精神的是广东物理试卷,此套试卷虽然整体结构没有变化,但许多命题给人耳目一新的感觉。我们从整套试卷不难看出2007年广东物理高考命题的趋势,特别是对掌握物理学发展过程的试题更能体现新课改重视“过程与方法”的理念。【例1】(广东物理1)下列对运动的认识不正确的是
A.亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受到力的作用才会运动
B.伽利略认为力不是维持物体速度的原因
C.牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动
D.伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去 【解析】亚里士多德认为没有力作用在物体上,物体就不会运动是错误的认识。伽利略认为力不是维持物体运动的原因,伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去。牛顿认为力是改变物体运动状态的原因,并不是使物体运动的原因。故答案为A。 【点评】本题涉及到亚里士多德、伽利略、牛顿三个经典物理发展的重要时期,是考查考生对物理学发展过程了解的经典题,在学习物理过程中,掌握物理学发展史,了解前辈大师发现和研究物理过程和方法也是学习物理的重要内容,通过对物理发展过程的了解和大师们研究问题的方法的掌握对提高考生的综合能力作用是非常大的。所谓牛顿是站在巨人肩上,就是他善于总结前人的经验,如果我们也能做到如此,掌握研究问题的“过程与方法”,那将来想成为一代大师也不是什么难事。 2.考查从现实生活的物体运动过程中提取信息的命题 从现实生活和生产实践中提取信息,通过描述自然界某一现象的物理过程,然后提出问题,这是近年高考中经常出现的信息类命题。上海的物理卷和综合卷此类命题出现的较多,2006年北京理综17题是一道优秀的信息类命题。 【例2】(北京理综17)某同学看到一只鸟落在树枝上的P处,树枝在10 s内上下振动了6次,鸟飞走后,他把50 g的砝码挂在P处,发现树枝在10 s内上下振动了12次.将50 g的砝码换成500 g砝码后,他发现树枝在15 s内上下振动了6次,你估计鸟的质量最接近
A.50 g B.200 g
C.500 g D.550 g 图1 【解析】振动系统的频率是由振动系统的自身来决定的。
鸟与树枝组成的系统频率
50g砝码与树枝组成系统的频率
500g砝码与树枝组成系统的频率

故鸟的质量应在50g与500g之间。故选B 【点评】本题取材于命题者对现实生活中的常见现象的观察和思考,试题叙述的过程清晰、语言简捷、科学、提供信息准确,解题方法巧妙,反应了高考命题的一个新的动态。物理的许多规律和定律就是物理学工作者对现实的仔细观察和认真思考得来的,本题通过考查“过程与方法”对培养学生观察和思考能力有指导意义,有利于提高学生的发现问题、解决问题的能力。
本题的另一个思维过程是50 g的砝码10 s内上下振动了12次.500 g砝码15 s内上下振动了6次,显然质量越大,相同时间内振动次数越小,则容易看出小鸟的质量介于50g~500g之间。这一思维过程可以不懂高中物理知识也能解决,这也符合物理学复杂问题简单化的思维理念。3.考查对教材中经典实验的过程与方法”改进的创新型命题 高考中所有知识点都来源于课本,特别是实验题,虽然近年“探究实验”、“设计性实验”、“创新实验”等新名词不断出现,但万变不离其宗,如果把所有实验命题比做一棵根深叶茂的大树,那教材提供的演示实验、学生实验等经典实验就是所有实验命题的根。其中2007年广东11题是一道源于课本,很有创意和改革精神的名题。 【例3】(广东11)某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图如图所示,A是一块平面木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图2中、 ……),槽间距离均为。把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上。实验时依次将B板插入A板的各插槽中,每次让小球从斜轨的一同位置由静止释放。每打完一点后,把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d。实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,如图3所示。
(1)实验前应对实验装置反复调节,直到_______________。每次让小球从同一位置由静止释放,是为了_____________________。
(2)每次将B板向内侧平移距离,是为了 _________ 。、 【解析】平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端水平,每次让小球从同一位置由静止释放,是为了保持小球水平抛出的初速度相同。每次将B板向内侧平移距离,是为了保持相邻痕迹点的水平距离大小相同。【答案】(1)斜轨末段水平、A板水平、插槽垂直于斜轨并在斜轨末端正下方,使小球每次做平抛运动的初速度都相同;
(2)使记录纸上每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的距离;
(3)如图4所示图4【点评】本题源于课本又有所创新,较全面的考查了平抛运动的实验原理、数据采集、处理实验基础知识的技能。本题对实验“过程与方法”的叙述较简捷,其中“每打完一点后,把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离”暗示点迹之间时间相等,这就是该题的切入点,找到了切入点,问题就变得简单了。
本题命题者的创新在于把传统实验中的竖直与运动方向平行板改成了垂直的平面,这是对传统思维方式的一种颠覆。本题从文字叙述和图形描绘两个方向给出了解题的信息,但学生对其中图形的解读能力较差,甚至个别教师在讲解此题时,还没发现此信息。高中物理难学就是难在不能根据题目的叙述建立合理的物理情景,不清楚题目所描述的物理过程。解决物理问题最重要一点就是要理清物理过程,如果物理过程搞清楚了,就可以达到化繁为简、降低难度的目的。2006年广东物理16题就是一道物理过程复杂的命题。4.考查物体相互作用和“运动过程”复杂的命题【例4】(广东物理16)如图5所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一上、下两层均与水平面平行的“U”型光滑金属导轨,在导轨面上各放一根完全相同的质量为m的匀质金属杆A1和A2,开始时两根金属杆位于同一竖直面内且杆与轨道垂直。设两导轨面相距为H,导轨宽为L,导轨足够长且电阻不计,金属杆单位长度的电阻为r。现有一质量为m/2的不带电小球以水平向右的速度v0撞击杆A1的中点,撞击后小球反弹落到下层面上的C点。C点与杆A2初始位置相距为S。求:
(1)回路内感应电流的最大值;
(2)整个运动过程中感应电流最多产生了多少热量;
(3)当杆A1与A2杆的速度比
1:3为时,A2受到的安培力大小。图5【解析】(1)设小球碰撞后速度大小为v1杆获得速度大小为v2,撞击反弹后C点所用时间为t,小球撞击杆瞬间动量守恒,此后小球做平抛运动,
由动量守恒定律得 ①
由平抛运动规律得 ②
A1杆在磁场中运动,
由① ②两式得 ③
其最大电动势为E=BLv2 ④
最大电流  ⑤图5(2)两金属杆在磁场中运动始终满足动量守恒,两杆最终速度相同,设为v’,有
   ⑥


(3)设杆A2和A1的速度大小分别为v和3v
mv2=mv+m3v ⑨
由法拉第电磁感应定律得E2=BL(3v-v) ⑩
则安培力  【点评】本题由动量守恒定律、平抛运动、功能原理、法拉第电磁感应定律等知识点通过一个复杂的相互作用和运动过程形成一个知识链。对考生综合素质要求较高,较全面的考查了学生的知识与技能。(此题属高考中常见的综合题)
本题主要有以下几个过程:1.小球对杆A1的碰撞过程;2.碰撞后小球反向平抛运动过程;3.杆A1、A2运动过程;4.杆A1、A2在运动中机械能转化为电能和内能的过程。对此类命题要重视过程分析,过程清晰了就会变被动为主动,变复杂为简单,解决问题的方法自然就找到了。【例5】(全国理综Ⅰ.25)有个演示实验,在上下面都是金属板的玻璃盒内,放了许多用锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。
如图6所示,电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置,相距为d,与电动势为ε、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球,小球可视为质点。已知:若小球与极板发生碰撞,则碰撞后小球的速度立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,小球所带电荷符号与该极板相同,电量为极板电量的倍α(   )。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。(1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电动势至少应大于多少?
(2)设上述条件已满足,在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。 【解析】(1)用Q表示极板电荷量的大小,q表示碰后小球电荷量的大小。
由 得,极板的带电量为
所以小球的带电量为
要使小球能不断的在两极板间往返运动,小球受到向上的电场力至少应大于重力,即
即 时
则(2)设小球从下极板运动到上极板的时间为,从上极板运动到下极板的时间为,当小球由下极板向上极板运动时,小球带负电,由牛顿第二定律和运动学规律得

当小球由上极板向下极板运动时,小球带正电,由牛顿第二定律和运动学规律得 则
则小球在较长时间内往返运动的次数
又小球每与极板碰一次,通过电源的电量为 ,一次往返小球与极板碰两次,所以在T时间内,通过电源的电量为【点评】本题首先创设一个物理情景,然后把所创设的情景简化为简单的物理模型,题目所涉及的物理过程简捷、科学合理,物理情景设计巧妙、新颖,涉及的知识点并不多,正确解读题目中所创设的物理过程,分清各物理量之间的变化关系是解题的难点。带电粒子在电磁场中运动历来是高考命题的热点。本题集信息、实验、计算于一体,是全国理综Ι物理部分的压轴题,也是新课标注重考查学生对“过程与方法”掌握情况的经典题,预计未来高考不会缺少此类命题。三、在新课标理念下对2007年高考命题趋势的探讨 2007年6月的高考将倍受关注,同往界高考不同的是当参加新课改的首批学子们走进高考的竞技场时,关心他们的不仅是传统的师生、家长和学校,社会各阶层、省内外教育同行、行政领导都会对此次高考投入更多的关注。他们中绝大部分人要通过高考来评价新课程改革的成败,决策者们要思考未来新课程改革的走向,可以说2007年是新课程改革走进了攻坚阶段的一年,但决定课改命运的不是课改本身,而是高考。高考在新课程改革中必须唱主角,高考必须适应新课程改革的需要。“高考怎样考,我们就怎样教与学”这句名言已经成为中国式高考模式下的永恒不变的真理。高考在高中教育的指挥棒作用是不可替代的。专家认同从2006年全国各地的有关物理高考试题,广东物理卷的改革力度、难度、同新课标的接轨情况都走在了全国前列,我们完全可以把2006年广东的物理卷看作是2007年广东物理高考的仿真演习。由于原始分的引入,高考招生政策的变革,为了创设一个公平的竞争环境,改变历年来物理学科高考原始分偏低的现状,2007年高考试题的难度同上一年比将大幅度的降低,全省总平均分会比上一年的原始平均分有很大的提高。那么2007年高考将如何拉开学生之间的距离,命题方向将有那些变化?2007年高考物理命题变化趋势1.试题难度的合理安排,做到入门容易,降低起点,有一定数量的送分题,逐渐加深难度,层层把关,逐渐淘汰;
2.知识点分布合理,注重对基础知识和基本技能的考查。很多试题表面上看均属常规题型,对学生有一种亲切感,但学生在审题、分析推理、解答时还需下一定功夫;
3.更多的体现知识是基础,是载体,立足知识点的落实。思想方法是核心,能力是目标的考查原则。在考试中将留给学生较多的答题时间,以达到考查学生思维能力的目的;
4.控制分值的分布,尽量争取正态分布,但适当增加中层生和中低层生的得分率和分值,达到提高总体平均分的目的;5.命题将更注意能力和创新点,更多创新题型将在未来高考命题中出现。试题将更多涉及到现实生活实际、前沿科学、科技热点问题。考查学生处理信息能力、开放性思维及实践能力的命题将更多的出现;
6.注重新课改理对高考的领航作用,增大考查“过程与方法”的力度,新的高考将更多的关注新课程改革理念的体现,将更有利于促进“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三维课程培养目标的实现。未来应当重视考查“过程与方法”的命题,这将是以往传统高考命题与新课改理念下高考命题的分水岭,我们必须特别注重高考命题对“过程与方法”考查力度加大的变化趋势。四、预测2007年高考中对于“过程与方法”考查的命题趋势在新课程理念下的物理教学强调让学生领悟物理思想和方法、体验探究过程、感受物理学的美妙、增强实践意识、养成良好的习惯。新课改理念下将更多的关注“过程与方法”,而这种对于科学研究的过程经历和方法的掌握要比结论还重要,因此,2007年的高考中会出现更多关注“过程与方法”方面的命题。1.在选择题中可能出现考查“过程与方法”的命题趋势在新课程改革进程中有《课程标准》和对课程标准落实的各类文献,对于高考和备考工作有《高考大纲》、《高考考试说明》等、还有同高考相关的众多指导性文件和一整套理论。但所有新课改理念和备考工作最后的落实和评价都要体现在2007年6月高考的那张试卷和考生的解答情况上。高考试卷的命题形式就那么三类题,其中选择题是高考试卷中的第一大题,那么选择题中应怎样考查“过程与方法”呢? 【例6 】将一物体从地面以速度v0竖直上抛,物体上抛运动过程中所受的空气阻力大小恒定,设物体在地面时的重力势能为零,则物体从抛出到落回原地过程中,如图7所示的四个图中正确的是( )【解析】物体在运动过程中受到重力和空气阻力,则上升过程中,由牛顿第二定律得
下降过程中
上升过程中,速度 方向向上,
物体下降过程中 ,方向向下,故动量与时间关系是A;
冲量(上升过程) ;
(下降过程) ,方向始终向下,故B错;
克服空气阻力所做的功 ,S为物体运动的路程,上升过程S=h,
下落过程总路程 故C正确;
机械能为
上升过程中机械能为
下降过程中机械能为
由此可见机械能E逐渐减小,故D正确。
【点评】本题物体运动过程并不复杂,但所涉及到的功、动量、冲量、机械能四个物理量变化的图象在以往的试题中并不常见,而图C、D横作坐表示上抛运动物体的高度正是本题的创新之处。对于本题能够正确解读物体运动过程各物理量变化规律与图象对应关系是解决问题的突破口,正确区分物体运动高度与路程关系是解题的关键。本题对学生寻求正确的解题方法和能力要求较高,是高考近年经常出现的新型的命题模式,此类命题能更好的考查考生分析和解决问题的过程。【例7】英国科学家希尔(A.V.Hill)取青蛙的离体“缝匠肌”进行实验,装置如图8所示,肌肉A端固定,B端通过滑轮与钩码相连,给予肌肉电刺激收缩,产生拉力,拉动钩码运动。希尔测量并记录了钩码上升的最大速度v,以及与之相对应钩码的重力F。并画出了v-F图象,得到了一条双曲线,如图9所示,以下说法正确的是( )
A.肌肉化学能转化成钩码机械能的值是一个常数
B.肌肉化学能转化为机械能的功率是一个常数
C.肌肉化学能转化为机械能功率随所挂钩码的重力增加而减小
D.肌肉的化学能转化为机械能的功率随所挂钩码的重力增加而增大【解析】由F-v图象为一条双曲线,为一恒量,而,则肌肉化学能转化为机械能的功率是一个常量。则B正确。【点评】此题看似与生物综合的试题,但通过读题和观察实验图装置图和图象可判断,该题属纯物理问题,主要考查学生识图能力和如何从文字叙述和图象中提取有效信息,并进行正确解读的能力。本题涉及到功、功率、机械能、能量转化等多个知识点,符合在新课改理念下的高考命题原则,对于了解其物理过程,找到正确解读问题的方法要求较高。在上海等地的近年的高考中,我们经常能够看到类似的命题出现,预计在2007年和广东高考也会有类似的题型出现。 2.在实验题中可能出现考查“过程与方法”的命题趋势 由于2007年物理高考试卷中实验题的比重将由上一年占总分数的13%增加到16%,同时我们必须关注到近年在选择题和计算题中出现与实验相关的命题,这些迹象表明我们必须充分重视与实验相关的命题。2006年广东物理高考的两道实验题对于考查“过程与方法”的要求都比较高,这将对2007年的高考备考工作起到很大的推动作用,2007年的命题将加大对“过程与方法”的考查力度。【例8】如图10甲所示,用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动,使之替代打点计时器。当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号,如图乙所示,设毛笔接触棒时不影响棒的运动。测得记号之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm,已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样,由此验证机械能守衡。根据以上内容。回答下列问题(计算结果保留三位有效数字):(2)根据乙所给的数据,可知毛笔画下记号C时,圆柱棒下落的速度vc= m/s;画下记号D时,圆柱棒下落的速度vD= m/s;记号C、D之间棒的动能的变化量为 J,重力势能的变化量为 J(g=9.8m/s2)。由此可得出的结论是 。 图10 (1)毛笔画相邻两条线的时间间隔T = s,图乙中的圆柱棒的 端是悬挂端(填左或右)。【解析】(1)
由于圆柱棒下降是做匀加速运动,所以速度不断增大,则悬挂点应在左端。
(2) 得
CD间动能的变化
CD间重力势能的变化
在误差允许的范围内,圆柱棒的机械能是守恒的。【点评】打点计时器是高中阶段进行物理实验的一个重要器材,如果以实验得到的一条纸带作为研究动力学的“根”,那么,通过一条纸带可以解读各类直线运动、牛顿运动定律、动量、机械能守恒定律、动能定理等动力学的问题。在近年高考中出现了许多涉及到打点计时器的创新题型,随着近年新课程改革和深入,在未来高考命题中会有更多的有关打点计时器的创新型命题出现。本题考查学生对创新型器材实验过程的解读能力,对全新“纸带”处理一般的方法和对实际问题处理能力的命题,把打点计时器和纸带变成电机、毛笔和长木板是本题的创新之处,由此可引导学生在实际生活中寻求更多的类似“打点计时器”。 【例9】光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图11所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。 图13 利用如图12所示装置测量滑块与长1m左右的木板间动摩擦因数及被压缩弹簧的弹性势能,图中木板固定在水平面上,木板的左壁固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧(弹簧长度与木板相比可忽略),弹簧右端与滑块接触,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出。现使弹簧解除锁定,滑块获得一定的初速度后,水平向右运动,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10-2s和5.0×10-2s,用游标卡尺测量小滑块的宽度d,卡尺示数如图13所示. (1)读出滑块的宽度d= cm.
(2)滑块通过光电门1的速度v1= m/s;滑动通过光电门2的速度v2= m/s;
(3)若用米尺测量出两个光电门之间的距离为l,已知当地的重力加速为g,则滑块与木板动摩擦因数表达式为 (各量均用字母表示)。
(4)若用米尺测量出滑块初始位置到光电门2的距离为S,为测量被压缩弹簧的弹性势能,还需测量的物理量是 (说明其含义,并指明代表物理量的字母),被压缩弹簧的弹性势能可表示为 (各量均用字母表示)。〖解析〗(1)游标卡尺的读数为5.50cm
(2)滑块通过第一个光电门的平均速度

滑块通过第二个光电门的平均速度
(3)对于滑块由牛顿第二定律得
由运动学关系得
(4)还需测量的物理量是滑块的质量m,根据功能原理,弹簧压缩最短时的弹性势能Ep全部转化为滑块的动能和克服摩擦力做功,滑块由初始位置到光电门2位置时有【点评】光电门,光电计时器、传感器是粤教版教材新引进的器材和实验,在未来高考命题中出现的几率较大。本题叙述过程较复杂,还通过图形给出解题所需的信息,找准正确的信息,分清物理过程是解题的突破口。本题是近年高考中经常出现信息题的一种,如何学会正确阅读信息题这是近年高考命题者常思考的一个重要问题,专家们想通过这类命题来引导学生提高阅读和理解能力,学会化繁为简,这也是提高创新能力的重要途径之一。 3.在计算题中可能出现考查“过程与方法”的命题趋势在新课标理念下的高考在计算题方面改革的力度将会更大,主要可能发生变化的趋势,一是在题量方面可能会减少一题,如果计算题数量减少则实验题数量就应当增加;二是更多的出现考查“过程与方法”的命题,其命题表述形式会发生一定的变化,有些原于教材或课标,难度不大,但能更多的体现课改理念;三是有关探究方面和创新设计方面的命题可能在计算题中出现。【例10】(原创题)根据你所学过的知识设计一个“探究外力做功与物体动能变化关系”物理情景的命题,并推导出结论。
【解析】本题是来源于课本的创新型命题,其结论就是动能定理,答案有多种形式。
〖解法一〗(命题)设在光滑的水平桌面上质量为m的物体在水平力F作用下开始运动,发生位移S,其速度由v1变为v2,试探究合外力做功与物体动能变化的关系。
(解析)物体在拉力F作用下做匀加速运动,合外力做功为: (1)
由牛顿第二定律得: (2)
由运动学规律得: (3)
由(2)(3)式得:
整理得: (4)
把(1)代入(4)得
即合外力做功等于物体动能的增量,这就是动能定理。〖解法二〗(命题)设质量为m的物体只在重力作用下做落体运动,当高度为h1时速度为v1,当高度为h2时速度为v2,设空气阻力为f,试探究合外力做功与动能变化的关系。
(解法)略
〖解法三〗(命题)设质量为m的物体,在倾角为α的斜面上受到与斜面平行且向上的力F作用向上做匀加速运动,在某段时间内速度由v1变为v2,物体发生的位移为s,若摩擦阻力为f,试探究合外力做功与动能变化的关系。
(解法)略【点评】本题是取材于教材的全新命题方式,主要考查学生创设情景和确定物理过程并找到正确方法解决问题的能力,这类题难度不大,考查的是教材中基础的知识点,但要真正创设一个合理探究问题的物体受力情况和运动过程的命题就有一定的难度,因为传统理念下的教学缺乏此类训练。题在教材内,解在教材中,也在教材外,解法有多种途经,此类开放性命题有可能在未来高考中出现。 【例11】攻击一颗地球轨道卫星的方法之一是把一大群弹丸发射到同一轨道上,只是运行的方向相反。假如一颗卫星在离地面500km的轨道上与一颗质量为4.0g的弹丸发生碰撞。(a)在就要碰撞前,在卫星参考系中弹丸的动能是多少?(b)这个动能与从现代军用步枪以出口速率950m/s的4.0g子弹的动能之比是多少?
【解析】设卫星轨道半径为r,地球半径为R,地球质量为M,弹丸质量为m。由于弹丸和卫星在同一轨道上,弹丸也相当于卫星,只是质量小,运动方向于卫星方向相反,速率相等。
(1)选地球为参考系,对于弹丸,
由牛顿第二定律得 ( 1 )
对于在地面上的物体有 ( 2 )
由(1)(2)得 ( 3 )
选卫星为参考系时,弹丸相对卫星的速度
子弹相对卫星参考系的动能
(2)军用步枪子弹的动能为天空中弹丸相对于卫星参考系的动能与步枪子弹相对于地面参考系动能之比【点评】本题选材于清华大学张三慧、北京大学李椿等翻译、机械工业出版社出版的[美]《物理学基础》第14章引力中的习题,从国外教材中选择适合同学们的习题,会给人耳目一新的感觉。本题的命题理念新,过程简单,方案确实可行,适合越来越激烈空间竞争和未来战争的需要,属平中见奇的创新题型。对提高创新能力,开拓思维有一定的指导作用。【例12】 图14所示是电饭煲的电路图,S1是一个控温开关,手动闭合后,当此开关温度达到居里点(1030C)时,会自动断开。S2是一个自动控温开关,当温度低于700C时,会自动闭合;当温度高于800C时,会自动断开。红灯是加热时的指示灯,黄灯是保温时的指示灯。分流电阻 ,加热电阻丝 ,两灯电阻不计。
(1)分析电饭煲的工作原理。
(2)计算加热和保温两种状态下,电饭煲功率之比。
(3)简要回答,如果不闭合开关S1,能将饭煮熟吗?【解析】:(1)电饭煲盛上食物后,接上电源,S2自动闭合,同时手动闭合S1,这时黄灯短路,红灯亮,电饭煲处于加热状态,加热到800C时,S2自动断开,S1应闭合;水烧开后,温度升到1030C时,开关S1自动断开,这时饭已煮熟,黄灯亮,电饭煲处于保温状态。由于散热,待温度降至700C时,S2自动闭合,电饭煲重新加热,温度达到800C时,S2又自动断开,再次处于保温状态。(2)加热时电饭煲消耗
的电功率保温时电饭煲消耗的功率
其中
则有
(3)如果不闭合开关S1,开始S2总是闭合的,R1被短路,功率为P1,当温度上升到800C时,S2自动断开,功率降为P2,温度降到700C时,S2自动闭合… …温度只能在,700C~800C之间变化,不能把水烧开,不能煮饭。【点评】本题取材于现实生活,给人一种亲切感,从现实生活和生产实践中提取信息进行命题是近年高考命题的发展方向,本题通过对电饭煲工作过程运用所学的物理知识进行解读,考查学生分析和解决实际问题能力的命题。【例13】(原创题)根据题意给出的信息,请完成下列设计:
银行某保险柜需要三名工作人员同时转动自己的钥匙才能打开的电动锁,请你帮助设计该锁的电路系统的原理图。
请设计某小汽车防盗系统,特别欢迎有独特创新意识的设计。
【解析】(1)由于本题明确要求画出设计电路图,电路图可用门电路,也可用实际电路进行设计,其参考电路图如图15或图16所示,还有多种方法可选。
(2)如果把防盗器放在四个门上,则电路图如图17和图18所示,当然本题还有多种选择,如把防盗开关放在油门上、刹车器上、离合器上或者只要转动方向盘就引起报警器响,看来此题的答案是多种多样的。由于鼓励创新,所以此题非常有利于培养创新能力,可以让学生展开无限的创意空间。因此,对此题的评价也是多方面的。【点评】本题是培养和开拓思维的好题,通过此题可以为学生打开一个全面创新的窗口,此类试题符合新课程改革的需要,应当是传统教育时代后的试题模式。笔者的学生在完成此题时,总结出了一些让我们想不到的非传统防盗设想:提出了带走方向盘、喷油嘴、小段输油管、电线等设想,他们认为如果汽车没有这些部件就无法开动,也就达到了防盗的目的;还有同学提出了轮胎放气或在防盗系统工作的同时监控系统同时开动,把盗贼的影像资料在发生盗案的同时传送到公安部门等一系列创新又有个性的设计,这类设计的精妙之处是打破常规,属非传统个性化的创新,具有可行性、实用性。也许有些想法确实可行甚至可能成为未来电子时代出现非电子时代个性化防盗主流。而这种防盗方法的会使一些盗贼解码技术无用武之地。相信新一轮高考此类试题注重“过程与方法”、灵活、答案多样,更容易体现学生个性化和创新精神的试题比重会不断增加,并有望逐步成为高考中的主流命题。五、针对2007年高考中对于“过程与方法”考查命题趋势的备考对策根据2007年高考将出现新的命题趋势,特别是对于“过程与方法”考查力度的加大,高三的备考工作重点也应根据高考形势可能出现的变化进行调整,以适应高考发展的需要,主要建议做好以下工作。
1.在概念复习中重视“过程与方法”,在复习概念课中应在建立概念上下功夫,防止以习题讲练充斥课堂的现象出现,以习题代替概念复习的效果是淡化了学生对概念的深入了解,也降低学生的解题能力;
2.在规律复习中重视“过程与方法”,如对动能定理形成过程的探究,圆周运动各物理量之间关系的理论推导等;3.在学生实验和演示实验复习中重视“过程与方法”,如在验证机械能守恒定律的实验中,如果根据实验过程记忆实验步骤和所需仪器,其效率会提高,学生也能够从掌握规律中学会方法。
4.在创新和设计实验复习中重视“过程与方法”,物理实验设计过程就是一个能使学生更聪明的载体,在这方面勤于思考,关注精心设计的学生,更能适应未来社会对创新型人才的需要;5.在习题讲练中重视“过程与方法”,备考的重要目的就是应试,高考的最高境界就是能准确的解答所有的考题,这种境界靠简单的题海战术是无法实现的,无论你做多少题,本届高考试题您是不可能事先做到的。因此在习题课中,要通过习题的讲练巩固和深化对概念和规律的理解,活化所学的知识,拓宽知识面,提高解决物理问题的能力,对学生的复习情况进行诊断,提出合理的解决方案。6.在复习方法上重视“过程与方法”,现在学生在高考备考中忙于应付各种各样的习题,防止出现在题海中疲于奔命,片面的追求大习题量,不重过程重结果,不讲方法看数量,不问收获只耕耘,不讲思维看速度的现象出现。在复习中要指导学生实实在在地重视以上各过程,总结方法,提高应试能力。
高三备考创新复习法结束语
高考的复习应在创新中前进,在素质教育与升学教育中寻找平衡点,应从简单的题海战术中走出来,我们要在教育、教学、管理智慧中创造新的成果,在对“过程与方法”的领悟中提高素质,在对以往高考试题研究中寻求未来高考命题的轨迹,提高备考效率。我们的学生在6月收获的不仅是成绩、还有体验与成长、感悟与成功。我们教师在6月将收获三年耕耘的累累硕果、感受对新课程改革“过程与方法”的体验、归纳和总结,还有桃李满天下、挑芬芳满人间。另一个让我们高兴的消息就是标准分的终结、原始分的开始和广东高考政策的变革,将结束高中物理教师由于考生越来越少的尴尬境界,终结由于我省大部分考生不选物理造成他们在未来就业、创业等方面缺少综合科技竞争实力的弱势时代。2007年的高考和新课程改革的全面展开将是我省高中物理一个新时代的开始,是造福于千百万学子的善举,广东将因2007年的高考和新课程改革迎来一个教育全面发展,人才辈出的新时代。
最后,祝在座的每一位教师都成为名师,在2007年6月的高考中同您的学生一起收获成功与喜悦。祝各位领导、专家和学者事业辉煌、身体健康、万事如意!附表. 2006年涉及到“过程与方法”的高考部分试题总计:涉及到过程与方法题目总数:77;物理题总数:134;比例:57%联系地址:广东省佛山市高明一中
邮政编码:528500
手 机:13928519315
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网页:http://www.hengqian.com/(名师专栏)
编著:周兆富1.经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。 物理学的发展主要是一个发现、探究和验证过程,物理学家们在对自然现象的不断观察和思考中,发现问题,提出问题,运用科学的方法去解决问题。而发现和提出问题的过程是促进物理学发展的重要因素,了解物理学的发展过程,从前人成功与失败中总结经验,找到解决问题的方法,这是我们培养创新型人才所必须具备的能力。2.通过物理概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。 我们知道,许多过程比方法更重要,如一个幼儿在学走路,我们更关心是他学走路这个实践过程是否掌握了走路的方法和规律,因这比他走多远,走到那里这个结论更重要。但我们学习物理往往只重科学结论,而忽视了对于规律过程的体验和方法的总结。我们有些优生在平时大量训练和多次考试中成绩很优秀,总有一些尖子生在高考会失手,学生认为疏忽大意,教师说发挥失常,究其原因就是平时没有过多关注过程训练和研究问题方法的归纳。3.能计划并调控自己的学习过程,通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题,有一定自主学习的能力。我们的很多学生不会自主学习,没有自己的学习计划,只是跟着教师的指挥棒在走,因此,学会自主学习这一点就显的非常重要,特别是在知识爆炸的今天,如果不会终身学习,不管你原始学历如何,未来你也会有跟不上时代步伐的那一天。其实人生又何偿不是如此呢?如果你的一生只是顺水推舟,那你就永远是一个平庸者,所谓有志者的“志”字就是人生的长远规划,纵观人类发展史,无论是学术界、政界、还是企业界,其成功的重要经验之一就是有明确的发展计划和自主学习及奋斗能力。4.参加一些科学实践活动,尝试经过思考发表自己的见解,尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题。毛泽东曾讲过:教育要与生产实践相结合,要学以至用。物理是一门与生活和生产实践密切相关的学科,用物理学的原理去解决和研究实际问题是提高学生能力的有效手段之一,社会实践活动会促进学生的物理学习成绩的提高,特别是新课标理念下的高考更需要学生们这方面的能力。5.具有一定的质疑能力,信息收集和处理能力、分析解决问题能力和交流合作能力。质疑能力是我们学生最缺少的能力,对教材、教辅书中的错误都不敢质疑。现在我们注意到高考的计算题中出现的让学生判断正确还是错误的命题,考查的就是学生的这种质疑能力。物理学的进步也是在对前人理论的质疑中发展起来的,如果没有人对前人理论问题的质疑,那物理学就不会进步。信息收集、提取和利用的能力是未来生存的重要能力,我们常讲的人生要抓住机遇,其实就是有效信息的合理利用。有时一条信息的合理利有可以改变一个人、一个企业甚至一个国家的命运。交流与合作不但是我们学生缺少的能力,也是科学工作者缺少的能力,大家还记得“非典”吧?发源与广东的病毒却用外国的名字“SARS”,实际我们发现病毒要早于外国,但缺少交流,所以归功于外国。这也许中国无获诺贝尔奖的一个原因吧。高三备考创新复习法一、学生每天进行2到3个计算题的规范化训练。
学生准备好一个作业本,每天做2到3个计算题,老师全批全改,这样有利于培养学生严谨的解题习惯,有利于训练学生的思维能力,有利于培育学生的主体精神,有利于了解学生的全面情况。选题一定要典型,是训练学生能力的好题,决不要搞题海战术,搞题海战术是徒劳无益的。我们知道由于命题专家的反押题行为使学生做过的题基本都是不考的,现在高考偶尔出现的成题也是对原题进行改进的,给学生一种亲切感,在熟悉中考陌生。现在大部分题都是在高考中出现的原创题。 二、教师进行“假如我是高考命题人”训练
教师在两周一测的命题时,可以根据本单元中各知识点在历年高考命题在出现的频率和趋势,对未来命题动态进行研究,通过理性的思考去预测,如果教师经常进行“假如我是高考命题人”的角度去思考和训练,站在另一个位置去看高考,您会发现许多过去难以发现的规律,找到高考命题的根,发现高考命题的重点、难点和焦点问题。这样有利于加强对命题的思考与研究,有利于全面了解学生的进展,有利于促进师生的反思,不断调整自己的教学,更好的促进师生的发展。三、对学生进行“假如我是高考评价人”训练
在学生作业或测试结束后,给学生标准答案,让学生相互批改试题,进行“假如我是高考评卷人”的训练,学习会发现别人失分的地方,这也正是自己容易丢分的之处,这样的训练可以有效防止学生犯低层次的错误,而这些错误正是每年高考考生估分同实际得分出现较大误差的原因。这一训练对于尖子生由其重要,因为有些尖子生知识点的漏洞和解题方法的失误自已是发现不了的,但却善于寻找别人的失误,而找到了别人的失误也就找到了自己的弱势。命题预测大赛受有关专家邀请,我参加了北京教育出版社北教恒谦教育网 “北教恒谦教育网2006年高考试题预测大奖赛”,在这次高考命题预测活动中我上传资料中有50多道题同全国各地高考命题中的物理卷或综合科中的物理试题相同、相似和相近,并获二等奖。其实我从来没有真正为参赛而专门预测,只是把发表的一些文章和2006年几套高考模拟卷传上去,但编制这些模拟卷时,我认真研究了近五年的高考题,反复从命题者的角度对每张试卷整体进行分析,寻找其命题规律,然后编辑试题,其模拟卷与后来的高考真题相近相似、相同的内容就有很多。 高考研究和命题专家认同 今年我在北京参加《高中数理化》杂志社举办的“2006年高考命题评价暨2007年高考趋势分析研讨会”上,我的“课改成败看高考”和“高考命题的“根”在历年高考题中”理论受到了到会的高考研究专家和命题专家的认同。
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