物理習題實驗化培養(yǎng)實踐意識的探索-二輪復習選擇、實驗部分策略談

物理習題實驗化培養(yǎng)

實踐意識的探索

——二輪復習選擇、實驗部分策略談

黃正玉2016.2.28（一）實驗題備考策略談一、習題的實驗化●習題實驗化是指在物理學科的習題教學中，將習題情景轉化為實驗的教與學的活動總和.二、實驗的習題化●實驗習題化就是傳統(tǒng)意義下的實驗題的原創(chuàng)和改編。（二）選擇題備考策略談一、物理學史的考核方式●措施：分享交流二、關注三維空間關系的情景●措施：熟悉情景三、對電勢電場、速度分解等主干的深入●措施：拓展提升四、對數(shù)學解決物理問題的理解●措施：習慣養(yǎng)成題號2013年2014年2015年14物理學史和物理學方法、牛頓第一定律電磁感應現(xiàn)象及物理學史帶電粒子在不同磁場中的運動15點電荷的電場強度、場強疊加安培力公式的理解、左手定則電場中電場力做功和電勢能的關系、電勢比較16平行板電容器、帶電粒子在重力場與電場的組合場中的運動、動能定理的應用洛侖茲力，帶電粒子在勻強磁場中運動規(guī)律非理想變壓器、電路分析17電磁感應現(xiàn)象——電路與圖象相結合問題（感應電動勢，歐姆定律，電阻定律）受力分析、胡克定律、力的平衡、牛頓運動定律受力分析、變力做功、動能定理18帶電粒子在磁場中的偏轉，運用數(shù)學知識解決物理問法拉第電磁感應定律、互感現(xiàn)象，電磁感應圖象平拋運動、臨界條件19位移-時間圖象的物理意義萬有引力定律、行星追及相遇的問題、開普勒第三定律電磁感應、渦流20萬有引力定律、天體勻速圓周運動、衛(wèi)星變軌、超重失重勻速圓周運動規(guī)律、靜摩擦力、滑動摩擦力滑塊在斜面的運動、v-t圖象的理解和應用21v-t圖象的理解和應用、電磁感應中功率、電勢高低的判定點電荷產生的電場、電勢、電場力做功問題萬有引力定律、機械能、反沖運動中的相互作用選擇題考核知識點統(tǒng)計選擇題考核知識點統(tǒng)計題號2013年2014年2015年14理解能力理解能力理解和推理能力15計算能力理解能力理解能力16推理、計算能力計算能力推理能力17推理、計算能力推理、計算能力理解、推理能力18計算能力理解能力計算、推理能力19理解、推理能力推理能力理解能力20理解、推理能力計算、理解能力計算、推理能力21計算、推理能力理解、推理能力理解、推理能力

點評：2013年理解能力3個，推理能力5個，計算能力5個，說明能力要求低（理解）的較少，高的（推理、計算）偏多；2014年理解能力5個，推理能力3個，計算能力3個，說明能力低（理解）的較多，高的（推理、計算）不多；2015年理解能力5個，推理能力6個，計算能力2個，說明能力要求低（理解）的較少，高的（推理、計算）偏多。全國卷以考查學生較高的物理能力為主，2013年與2015年更加突出。選擇題能力要求對比分析（2010年全國卷1）14.在電磁學發(fā)展過程中，許多科學家做出了貢獻。下列說法正確的是A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象B.麥克斯韋預言了電磁波；楞次用實驗證實了電磁波的存在C.庫侖發(fā)現(xiàn)了點電荷的相互作用規(guī)律；密立根通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值D.安培發(fā)現(xiàn)了磁場對運動電荷的作用規(guī)律；洛侖茲發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用規(guī)律考核方向：物理學家及貢獻的簡單呈現(xiàn)一、選擇題物理學史的復習（2013年全國卷1）14．右圖是伽利略1604年做斜面實驗時的一頁手稿照片，照片左上角的三列數(shù)據(jù)如下表．表中第二列是時間，第三列是物體沿斜面運動的距離，第一列是伽利略在分析實驗數(shù)據(jù)時添加的．根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，伽利略可以得出的結論是Ａ．物體具有慣性Ｂ．斜面傾角一定時，加速度與質量無關Ｃ．物體運動的距離與時間的平方成正比Ｄ．物體運動的加速度與重力加速度成正比【答案】Ｃ【解析】第一列是第二列（時間）的平方可以看出：x∝t2，第三列數(shù)據(jù)說明：物體的加速度為a=0.64m/s2，

，證明x∝t2正確．一、選擇題物理學史的復習考核方向：重要物理思想和方法的辨析（2014年全國卷1）14．在法拉第時代，下列驗證“由磁產生電，設想的實驗中，能觀察到感應電流的是

Ａ．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化Ｂ．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化Ｃ．將一房間內的線圈兩瑞與相鄰房間的電流表連接。往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化

Ｄ．繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化【答案】Ｄ【解析】穿過線圈磁通量不變，不產生感應電流時，電流表指針不會偏轉；在通電線圈中通電后，穿過旁邊放置的線圈磁通量不變，不能產生感應電流；當插入磁鐵時，能產生感應電流，但當跑到另一房間觀察時，穿過線圈磁通量不變，不能產生感應電流；在通電與斷電瞬間，磁通量生了變化，有感應電流．一、選擇題物理學史的復習考核方向：物理學家重要探究過程的再現(xiàn)（2015年全國卷1）19．1824年，法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉的磁針，如圖所示。實驗中發(fā)現(xiàn)，當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉時，磁針也隨著一起轉動起來，但略有滯后。下列說法正確的是Ａ．圓盤上產生了感應電動勢Ｂ．圓盤內的渦電流產生的磁場導致磁針轉動Ｃ．在圓盤轉動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化Ｄ．圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產生的磁場導致磁針轉動【答案】ＡＢ一、選擇題物理學史的復習考核方向：重要物理思想和方法的辨析一、選擇題物理學史的復習知識與技能：物理學家及貢獻的簡單呈現(xiàn)過程體驗：物理學家重要探究過程的再現(xiàn)思想方法：重要物理思想和方法的辨析多樣化科學家貢獻常規(guī)思維創(chuàng)新性思維伽利略落體規(guī)律位移與時間的一次比二次方比開普勒行星運行完美圓形數(shù)學描述橢圓牛頓力與運動的關系單個力合力庫倫庫侖定律力太小扭秤放大奧斯特電流的磁效應縱向力（平面）橫向力（空間）法拉第電磁感應現(xiàn)象靜態(tài)運動或者變化麥克斯韋電磁場理論預言電磁波實驗結論的層出不窮電和磁的統(tǒng)一數(shù)學的完美解釋密立根電子電量的測定

電場力小油滴的阻力一、物理學史的復習措施1.老師對科學家重大貢獻中的創(chuàng)新思維進行總結●措施：分享交流一、物理學史的復習二、關注三維空間關系的情景（2015年全國卷1）

16.由于衛(wèi)星的發(fā)射場不在赤道上，同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉移軌道經過調整再進入地球同步軌道。當衛(wèi)星在轉移軌道上飛經赤道上空時，發(fā)動機點火，給衛(wèi)星一附加速度，使衛(wèi)星沿同步軌道運行。已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1x103/s，某次發(fā)射衛(wèi)星飛經赤道上空時的速度為1.55x103/s，此時衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同，轉移軌道和同步軌道的夾角為30°，如圖所示，發(fā)動機給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為

A.

西偏北方向，1.9x103m/s

B.

東偏南方向，1.9x103m/s

C.

西偏北方向，2.7x103m/s

D.

東偏南方向，2.7x103m/s

（2015年全國卷2）

二、關注三維空間關系的情景（2015深圳一模）

二、關注三維空間關系的情景●措施：熟悉情景二、關注三維空間關系的情景考試大綱的說明知識點20152016勻強電場中電勢差與電場強度的關系III點電荷的電場IIII三、對電勢電場、速度分解等主干的深入掌握點電荷電場強度公式學會通過電場線和做功情況判斷電勢適當補充點電荷電場中的電勢公式。三、對電勢電場、速度分解等主干的深入三、對電勢電場、速度分解等主干的深入（2015年全國卷2）

v1v2三、對電勢電場、速度分解等主干的深入●措施：拓展提升三、對電勢電場、速度分解等主干的深入四、對數(shù)學解決物理問題的理解函數(shù)式——圖象規(guī)律——物理規(guī)律一模：診斷引導引導通過規(guī)律解決問題，重在習慣養(yǎng)成四、對數(shù)學解決物理問題的理解從結構和層次上，有效考察學生應用圖象解決問題的能力四、對數(shù)學解決物理問題的理解函數(shù)式——圖象規(guī)律——物理規(guī)律●措施：習慣養(yǎng)成不作圖不判斷、不列式不求解五、高中物理“二級結論”的處理“黃金代換”錯了嗎？？錯在“黃金代換”的死套.？2012年高考理綜試卷第21題：假設地球是一半徑為R、質量分布均勻的球體。一礦井深度為d。已知質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零。礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為A.B.C.D.解答：在用萬有引力定律解題時，可以根據(jù)物體重力就是它所受的萬有引力的原理，列出方程

，得到結論，就可以通過星體表面重力加速度g、星球半徑R來求解星球的質量M。此處的M也是一個含有R的變量，而密度ρ成為了常量。此處的二級結論二級結論：中垂線上的電場力先變大后變小若直接通過F=mv2/r,無法直接判斷，需要進行變量代換最終確定將F和r均轉換為θ的函數(shù)進行討論。其中OM距離x實際上是常量。最終討論v與θ的單調性。案例1.小球下落時間相等,等時圓拓展：在總結等時圓結論的基礎上，我們注意進行拓展和變式，比如說軌道粗糙情況怎樣？比如說初速度不為零怎樣？比如說軌道沒有過豎直直徑的最高點或者最低點怎么辦？目標：最終實現(xiàn)對牛頓定律的深刻掌握。五、高中物理二級結論的處理案例2．超重：a方向豎直向上；（勻加速上升，勻減速下降）失重：a方向豎直向下；（勻減速上升，勻加速下降）拓展：在電動機牽引箱子下落過程中，加速和減速，小球受到的彈力都可能大于重力。五、高中物理二級結論的處理案例3．動摩擦因數(shù)處處相同，克服摩擦力做功

W=μmgSS拓展:如果是摩擦力大小處處相同，情況又如何？五、高中物理二級結論的處理目標：動能定理的深刻理解。會推導能應用會變式五、高中物理二級結論的處理措施：●反對死記，倡導分析，引導學生養(yǎng)成正確思維習慣?！裎锢?，本該是思維深刻性為特點的學科中，考試卻成了速度考試?！裨诙啅土曋?，不回避二級結論，但認清二級結論的適用條件更為必要?！耜P注能力立意，進行分類指導?！駜?yōu)秀學生可在以下方面作一些拓展：斜拋物體的運動、摩擦角、萬有引力剝皮原理、雙星、引力勢能、變化的滑動摩擦力做功的問題、動量定理、自然坐標系、繩子連接體的速度關系、示波器的掃描電壓、電容的串并聯(lián)、點電荷電勢公式、二極管的伏安特性問題、自耦變壓器、電磁感應中的微元法處理、“另類”勻變速直線運動的處理?！窠^大多數(shù)學生在于基礎夯實，需在基本概念和規(guī)律上投入主要精力。二輪復習中應加強構建學科知識網絡。（一）選擇題備考策略談（二）實驗題備考策略談一、習題的實驗化●習題實驗化是指在物理學科的習題教學中，將習題情景轉化為實驗的教與學的活動總和.二、實驗的習題化●實驗習題化就是傳統(tǒng)意義下的實驗題的原創(chuàng)和改編。新課標理綜（物理）卷實驗題知識點分布（實驗題的內容：一力、一電）年份力學電學

080910111213Ⅰ13Ⅱ14Ⅰ14Ⅱ

15Ⅰ15Ⅱ打點計時器測動摩擦因素游標卡、螺旋測微器驗證機械能守恒用平均速度圖象求加速度螺旋測微器測用光電門測動摩擦因數(shù)用平拋運動研究彈性勢能驗證牛頓第二定律探究彈簧圈數(shù)與勁度的關系

凹形橋模擬器中壓力的測定測摩擦因數(shù)多用表讀數(shù)設計自控路燈電路（電磁鐵）熱敏電路連線、圖象、電表讀數(shù)用電阻箱等效法測電流表內阻用電流天平測磁感應強度測量歐姆表的電動勢和內阻安裝一個多用電表變阻箱混聯(lián)電路測電動勢和內阻伏安法測電阻的兩種電路

毫安表的改裝和校準半偏法測電壓表內阻●每年都有一道創(chuàng)新題，新在情境上和原理上，器材是書上的。半偏法測電壓表內阻措施一習題實驗化背景

(Background)“在新一輪的課程改革中的課程理念中，要求課程實施上注重自主學習，提倡教學方式多樣化。高中物理課程應促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考”。——《課程標準》習題教學是理科教學中的一種常用形式。如何通過實驗創(chuàng)設情境，增強學生的感性認識，加深學生對概念規(guī)律的深刻理解，在提高習題教學效率中有很多可以值得研究的內容。習題解答的重要環(huán)節(jié)就是“轉化”，文字轉化為物理情景，物理情景轉換為物理條件，物理條件轉化為數(shù)學條件。能否自覺“轉化”不取決于知識，而取決于實踐意識。（黃恕伯老師）界定

習題實驗化是指在物理學科的習題教學中，為了對物理概念規(guī)律、對象過程、現(xiàn)象結論有更深刻的理解和認識，將習題情景轉化為實驗的教與學的活動總和，是指教師引導下的學生積極實驗活動。目的在于通過資源建設，提高教學效率，加深學生對概念規(guī)律的認識，轉變學生學習方式，提高學生的實踐意識，培養(yǎng)探究和實驗的習慣和能力，提高解題能力。習題實驗化的內容寬泛，不僅限于課程標準或考試大綱的物理實驗。目標

課題組通過前期的實驗，提出如下假定結論。通過課題的研究，試圖檢驗以下假設。1.通過習題實驗化，提高學生剖析概念的精密性2.通過習題實驗化，促進學生模型建立的準確性3.通過習題實驗化，達成學生規(guī)律理解的深刻性4.通過習題實驗化，提高學生過程分析的嚴謹性5.通過習題實驗化，引導學生知識應用的主動性6.通過習題實驗化，增進學生探究活動的積極性習題實驗化的案例1.銅管中的電磁感應2.小球在圓弧底部壓力的大小3.分力不變演示儀4.圓弧軌道通過最高點的速度關系5.電梯中的超失重6.電磁感應中的跳環(huán)實驗7.一指斷鋼絲8.速度的突變8.搖繩切割地磁場發(fā)電9.網球籃球彈弓效應10.磁力驅動11.靜電乒乓12.鉗表演示電流互感器13.低溫超導電磁感應14.雙球擺的“燈泡理論”15.自制電動機……習題實驗化的感悟物理師生應該都有一顆善于發(fā)現(xiàn)、勇于探究的好奇心。帶領學生分組完成部分創(chuàng)新實驗。既可以調節(jié)高三復習的枯燥節(jié)奏，更重要是加深了學生對相關概念的理解。同時也是培養(yǎng)實踐意識的有效途徑。提高學生解題能力。習題實驗化教學可以讓習題教學多樣化，讓學生從實驗的設計和探究中尋找快樂，對疑難問題引發(fā)觸類旁通的效應。習題實驗化教學的實施關鍵之處不在于多了幾個演示實驗，而是根據(jù)需要通過實驗來體現(xiàn)“實踐是檢驗真理的唯一標準”。同時通過大量的、學生全員參與其中的互動式、探究式、驗證式實驗，使課堂中多一些質疑，學生多一點展示。實現(xiàn)高三復習備考教學方式和學習方式的多樣化。措施二實驗習題化課題界定實驗習題化就是傳統(tǒng)意義下的實驗題的原創(chuàng)和改編。

2011全國卷12015全國卷12014高考江蘇1.利用平均速度求速度是大學物理的重要方法2.電表的改裝，包括多量程電表的改裝

3.多用表的組裝

4.力傳感器在牛二實驗中的接法

5.黑盒子6.彩虹圈中的牛頓定律

7.測定熱（光）敏電阻的溫度（光電）特性

8.研究光伏探測器的光電特性

……可以習題化的實驗探索1：深一模23的拓展

探索2：補償法測定電阻補償法測定電阻探索3：電橋法測電阻探索4：電壓表內阻的測量

1.以“三尺三表”為核心的儀器使用；2.以“測速度加速度”為核心的力學實驗；3.以“測電阻”為核心的電學實驗。常規(guī)實驗試題考核的主要內容電學實驗試題考核的主要內容兩大主干：測電阻和測電源；基本方案：伏安；核心知識：歐姆定律；數(shù)據(jù)處理基本方案：解析法和圖像法。

認真研究考題的命題思路，立意精神是特別應該做的一件事情。

研究學生，認真觀察研究學生理解的困難、思考的障礙、學習的特點是教師該做的事情，也是后期復習備考策略的唯一依據(jù)。

縱觀歷年高考考生在試題作答中表現(xiàn)出來的問題，無不直接指向基礎知識不牢靠，新情境下識別或建立模型與題敘條件不符合，布列方程有錯誤，運算能力待提高。Thankyou!謝謝！Thankyou!靜電乒乓實驗跳環(huán)實驗實驗化創(chuàng)設情境：乒乓球在靜電場中的運動感受空氣放電3000v/mm的電場實際大概有多大。通過真實實驗認識平行板間的勻強電場（模型）的特征。觀察靜電感應中的乒乓球在勻強電場中的受力（實際合力為零，乒乓球靜止于兩板間），引導區(qū)分輕小物體在非勻強電場中的受力。觀察乒乓球受干擾后接觸一板后的運動（碰板后中和受力，接著碰向另一板，一直持續(xù)）。通過實驗區(qū)分輕小物體在勻強電場中和非勻強電場中的受力特征的不同。靜電乒乓實驗案例1.如圖所示為靜電力演示儀，兩金屬極板分別固定于絕緣支架上，且正對平行放置。工作時兩板分別接高壓直流電源的正負極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細線懸掛在金屬極板中間，則A乒乓球的左側感應出負電荷B乒乓球受到擾動后，會被吸在左極板上C乒乓球共受到電場力，重力和庫侖力三個力的作用D用絕緣棒

將乒乓球撥到與右極板接觸，放開后乒乓球會在兩極板間來回碰撞靜電乒乓實驗磁力驅動實驗化創(chuàng)設情境：磁力驅動分析相向運動的異種電荷在磁場中的洛倫茲力特征。類比分析等離子體中的異種電荷在磁場中的受力特征。類比霍爾效應中單種離子在磁場中的洛倫茲力特征。磁力驅動磁力驅動低溫超導實驗化創(chuàng)設情境：低溫超導的零電阻特性低溫超導中感應電流超導磁懸浮現(xiàn)象低溫超導分力不變演示儀實驗化創(chuàng)設情境：分力不變演示儀動滑輪繩子總長不變，一端固定，另一端水平移動，拉力改變。動滑輪繩子總長不變，一端固定，另一端豎直移動，拉力大小不變。分力不變演示儀習題：如圖所示，在豎直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸長的輕繩通過光滑的輕質滑輪懸掛一重物G?，F(xiàn)將輕繩的一端固定于支架上的A點，另一端從B點沿支架緩慢地向C點靠近(C點與A點等高)。則繩中拉力大小變化的情況是(

)A．先變小后變大 B．先變小后不變C．先變大后不變 D．先變大后變小分力不變演示儀跳環(huán)實驗實驗化創(chuàng)設情境：電磁感應“跳環(huán)”實驗理解產生感應電流的條件：閉合回路、磁通量的變化；理解感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比。通過磁通量改變的多種方式，包括開關的通斷，都可以引起感應電流。通過對各種方式的研究提高學生思維嚴密性，培養(yǎng)發(fā)散性思維。改變金屬環(huán)的材料（銅、鋁、鐵、塑料），比較跳環(huán)的效果的不同。跳環(huán)實驗習題.物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”．如圖所示，她把一個帶鐵芯的線圈L、開關S和電源用導線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)，閉合開關S的瞬間，套環(huán)立刻跳起．某同學另找來器材再探究此實驗．他連接好電路，經重復試驗，線圈上的套環(huán)均未動．對比老師演示的實驗，下列四個選項中，導致套環(huán)未動的原因可能是(

)A．線圈接在了直流電源上B．電源電壓過高C．所選線圈的匝數(shù)過多D．所用套環(huán)的材料與老師的不同跳環(huán)實驗鉗表演示電流互感器實驗化創(chuàng)設情境：鉗表演示電流互感器測量正在工作電路中的交變電流，體會鉗表使用方便的特征。測量較小電流的改進方法？能否直接測量雙股線電流？雙股線電流怎么測量？鉗表演示電流互感器鉗表演示電流互感器雙線擺的“電燈泡理論”實驗化創(chuàng)設情境：雙線擺的“電燈泡理論”理解碰撞特征：時間極短，內力遠遠大于外力。碰撞往往只是發(fā)生在相鄰的物體間。掌握碰撞中的研究對象（系統(tǒng)）的選取。在實踐中還可以計算雙線擺的擺長和擺線的關系。雙線擺的“電燈泡理論”自制電動機根據(jù)所給的磁場方向，判斷線框的旋轉方向？根據(jù)實際的旋轉方向和電池的極性，判斷圓柱形磁鐵的磁極，并用已知的磁鐵加以證實。嘗試物理模型的構建，將實際旋轉的線框理想化為如圖所示的六根直導線，然后根據(jù)電流方向和理想的磁場方向，便可以方便的應用左手定則對安培力進行判斷。所以習題實驗化可以提高學生建立物理模型的意識和準確性。自制電動機實驗化創(chuàng)設情境：網球籃