物理习题实验化培养实践意识的探索-二轮复习选择、实验部分策略谈

物理习题实验化培养

实践意识的探索

——二轮复习选择、实验部分策略谈

黄正玉2016.2.28（一）实验题备考策略谈一、习题的实验化●习题实验化是指在物理学科的习题教学中，将习题情景转化为实验的教与学的活动总和.二、实验的习题化●实验习题化就是传统意义下的实验题的原创和改编。（二）选择题备考策略谈一、物理学史的考核方式●措施：分享交流二、关注三维空间关系的情景●措施：熟悉情景三、对电势电场、速度分解等主干的深入●措施：拓展提升四、对数学解决物理问题的理解●措施：习惯养成题号2013年2014年2015年14物理学史和物理学方法、牛顿第一定律电磁感应现象及物理学史带电粒子在不同磁场中的运动15点电荷的电场强度、场强叠加安培力公式的理解、左手定则电场中电场力做功和电势能的关系、电势比较16平行板电容器、带电粒子在重力场与电场的组合场中的运动、动能定理的应用洛仑兹力，带电粒子在匀强磁场中运动规律非理想变压器、电路分析17电磁感应现象——电路与图象相结合问题（感应电动势，欧姆定律，电阻定律）受力分析、胡克定律、力的平衡、牛顿运动定律受力分析、变力做功、动能定理18带电粒子在磁场中的偏转，运用数学知识解决物理问法拉第电磁感应定律、互感现象，电磁感应图象平抛运动、临界条件19位移-时间图象的物理意义万有引力定律、行星追及相遇的问题、开普勒第三定律电磁感应、涡流20万有引力定律、天体匀速圆周运动、卫星变轨、超重失重匀速圆周运动规律、静摩擦力、滑动摩擦力滑块在斜面的运动、v-t图象的理解和应用21v-t图象的理解和应用、电磁感应中功率、电势高低的判定点电荷产生的电场、电势、电场力做功问题万有引力定律、机械能、反冲运动中的相互作用选择题考核知识点统计选择题考核知识点统计题号2013年2014年2015年14理解能力理解能力理解和推理能力15计算能力理解能力理解能力16推理、计算能力计算能力推理能力17推理、计算能力推理、计算能力理解、推理能力18计算能力理解能力计算、推理能力19理解、推理能力推理能力理解能力20理解、推理能力计算、理解能力计算、推理能力21计算、推理能力理解、推理能力理解、推理能力

点评：2013年理解能力3个，推理能力5个，计算能力5个，说明能力要求低（理解）的较少，高的（推理、计算）偏多；2014年理解能力5个，推理能力3个，计算能力3个，说明能力低（理解）的较多，高的（推理、计算）不多；2015年理解能力5个，推理能力6个，计算能力2个，说明能力要求低（理解）的较少，高的（推理、计算）偏多。全国卷以考查学生较高的物理能力为主，2013年与2015年更加突出。选择题能力要求对比分析（2010年全国卷1）14.在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是A.奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B.麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C.库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律考核方向：物理学家及贡献的简单呈现一、选择题物理学史的复习（2013年全国卷1）14．右图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表．表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的．根据表中的数据，伽利略可以得出的结论是Ａ．物体具有惯性Ｂ．斜面倾角一定时，加速度与质量无关Ｃ．物体运动的距离与时间的平方成正比Ｄ．物体运动的加速度与重力加速度成正比【答案】Ｃ【解析】第一列是第二列（时间）的平方可以看出：x∝t2，第三列数据说明：物体的加速度为a=0.64m/s2，

，证明x∝t2正确．一、选择题物理学史的复习考核方向：重要物理思想和方法的辨析（2014年全国卷1）14．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电，设想的实验中，能观察到感应电流的是

Ａ．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化Ｂ．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化Ｃ．将一房间内的线圈两瑞与相邻房间的电流表连接。往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化

Ｄ．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化【答案】Ｄ【解析】穿过线圈磁通量不变，不产生感应电流时，电流表指针不会偏转；在通电线圈中通电后，穿过旁边放置的线圈磁通量不变，不能产生感应电流；当插入磁铁时，能产生感应电流，但当跑到另一房间观察时，穿过线圈磁通量不变，不能产生感应电流；在通电与断电瞬间，磁通量生了变化，有感应电流．一、选择题物理学史的复习考核方向：物理学家重要探究过程的再现（2015年全国卷1）19．1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是Ａ．圆盘上产生了感应电动势Ｂ．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动Ｃ．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化Ｄ．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动【答案】ＡＢ一、选择题物理学史的复习考核方向：重要物理思想和方法的辨析一、选择题物理学史的复习知识与技能：物理学家及贡献的简单呈现过程体验：物理学家重要探究过程的再现思想方法：重要物理思想和方法的辨析多样化科学家贡献常规思维创新性思维伽利略落体规律位移与时间的一次比二次方比开普勒行星运行完美圆形数学描述椭圆牛顿力与运动的关系单个力合力库伦库仑定律力太小扭秤放大奥斯特电流的磁效应纵向力（平面）横向力（空间）法拉第电磁感应现象静态运动或者变化麦克斯韦电磁场理论预言电磁波实验结论的层出不穷电和磁的统一数学的完美解释密立根电子电量的测定

电场力小油滴的阻力一、物理学史的复习措施1.老师对科学家重大贡献中的创新思维进行总结●措施：分享交流一、物理学史的复习二、关注三维空间关系的情景（2015年全国卷1）

16.由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1x103/s，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55x103/s，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30°，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为

A.

西偏北方向，1.9x103m/s

B.

东偏南方向，1.9x103m/s

C.

西偏北方向，2.7x103m/s

D.

东偏南方向，2.7x103m/s

（2015年全国卷2）

二、关注三维空间关系的情景（2015深圳一模）

二、关注三维空间关系的情景●措施：熟悉情景二、关注三维空间关系的情景考试大纲的说明知识点20152016匀强电场中电势差与电场强度的关系III点电荷的电场IIII三、对电势电场、速度分解等主干的深入掌握点电荷电场强度公式学会通过电场线和做功情况判断电势适当补充点电荷电场中的电势公式。三、对电势电场、速度分解等主干的深入三、对电势电场、速度分解等主干的深入（2015年全国卷2）

v1v2三、对电势电场、速度分解等主干的深入●措施：拓展提升三、对电势电场、速度分解等主干的深入四、对数学解决物理问题的理解函数式——图象规律——物理规律一模：诊断引导引导通过规律解决问题，重在习惯养成四、对数学解决物理问题的理解从结构和层次上，有效考察学生应用图象解决问题的能力四、对数学解决物理问题的理解函数式——图象规律——物理规律●措施：习惯养成不作图不判断、不列式不求解五、高中物理“二级结论”的处理“黄金代换”错了吗？？错在“黄金代换”的死套.？2012年高考理综试卷第21题：假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为A.B.C.D.解答：在用万有引力定律解题时，可以根据物体重力就是它所受的万有引力的原理，列出方程

，得到结论，就可以通过星体表面重力加速度g、星球半径R来求解星球的质量M。此处的M也是一个含有R的变量，而密度ρ成为了常量。此处的二级结论二级结论：中垂线上的电场力先变大后变小若直接通过F=mv2/r,无法直接判断，需要进行变量代换最终确定将F和r均转换为θ的函数进行讨论。其中OM距离x实际上是常量。最终讨论v与θ的单调性。案例1.小球下落时间相等,等时圆拓展：在总结等时圆结论的基础上，我们注意进行拓展和变式，比如说轨道粗糙情况怎样？比如说初速度不为零怎样？比如说轨道没有过竖直直径的最高点或者最低点怎么办？目标：最终实现对牛顿定律的深刻掌握。五、高中物理二级结论的处理案例2．超重：a方向竖直向上；（匀加速上升，匀减速下降）失重：a方向竖直向下；（匀减速上升，匀加速下降）拓展：在电动机牵引箱子下落过程中，加速和减速，小球受到的弹力都可能大于重力。五、高中物理二级结论的处理案例3．动摩擦因数处处相同，克服摩擦力做功

W=µmgSS拓展:如果是摩擦力大小处处相同，情况又如何？五、高中物理二级结论的处理目标：动能定理的深刻理解。会推导能应用会变式五、高中物理二级结论的处理措施：●反对死记，倡导分析，引导学生养成正确思维习惯。●物理，本该是思维深刻性为特点的学科中，考试却成了速度考试。●在二轮复习中，不回避二级结论，但认清二级结论的适用条件更为必要。●关注能力立意，进行分类指导。●优秀学生可在以下方面作一些拓展：斜抛物体的运动、摩擦角、万有引力剥皮原理、双星、引力势能、变化的滑动摩擦力做功的问题、动量定理、自然坐标系、绳子连接体的速度关系、示波器的扫描电压、电容的串并联、点电荷电势公式、二极管的伏安特性问题、自耦变压器、电磁感应中的微元法处理、“另类”匀变速直线运动的处理。●绝大多数学生在于基础夯实，需在基本概念和规律上投入主要精力。二轮复习中应加强构建学科知识网络。（一）选择题备考策略谈（二）实验题备考策略谈一、习题的实验化●习题实验化是指在物理学科的习题教学中，将习题情景转化为实验的教与学的活动总和.二、实验的习题化●实验习题化就是传统意义下的实验题的原创和改编。新课标理综（物理）卷实验题知识点分布（实验题的内容：一力、一电）年份力学电学

080910111213Ⅰ13Ⅱ14Ⅰ14Ⅱ

15Ⅰ15Ⅱ打点计时器测动摩擦因素游标卡、螺旋测微器验证机械能守恒用平均速度图象求加速度螺旋测微器测用光电门测动摩擦因数用平抛运动研究弹性势能验证牛顿第二定律探究弹簧圈数与劲度的关系

凹形桥模拟器中压力的测定测摩擦因数多用表读数设计自控路灯电路（电磁铁）热敏电路连线、图象、电表读数用电阻箱等效法测电流表内阻用电流天平测磁感应强度测量欧姆表的电动势和内阻安装一个多用电表变阻箱混联电路测电动势和内阻伏安法测电阻的两种电路

毫安表的改装和校准半偏法测电压表内阻●每年都有一道创新题，新在情境上和原理上，器材是书上的。半偏法测电压表内阻措施一习题实验化背景

(Background)“在新一轮的课程改革中的课程理念中，要求课程实施上注重自主学习，提倡教学方式多样化。高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考”。——《课程标准》习题教学是理科教学中的一种常用形式。如何通过实验创设情境，增强学生的感性认识，加深学生对概念规律的深刻理解，在提高习题教学效率中有很多可以值得研究的内容。习题解答的重要环节就是“转化”，文字转化为物理情景，物理情景转换为物理条件，物理条件转化为数学条件。能否自觉“转化”不取决于知识，而取决于实践意识。（黄恕伯老师）界定

习题实验化是指在物理学科的习题教学中，为了对物理概念规律、对象过程、现象结论有更深刻的理解和认识，将习题情景转化为实验的教与学的活动总和，是指教师引导下的学生积极实验活动。目的在于通过资源建设，提高教学效率，加深学生对概念规律的认识，转变学生学习方式，提高学生的实践意识，培养探究和实验的习惯和能力，提高解题能力。习题实验化的内容宽泛，不仅限于课程标准或考试大纲的物理实验。目标

课题组通过前期的实验，提出如下假定结论。通过课题的研究，试图检验以下假设。1.通过习题实验化，提高学生剖析概念的精密性2.通过习题实验化，促进学生模型建立的准确性3.通过习题实验化，达成学生规律理解的深刻性4.通过习题实验化，提高学生过程分析的严谨性5.通过习题实验化，引导学生知识应用的主动性6.通过习题实验化，增进学生探究活动的积极性习题实验化的案例1.铜管中的电磁感应2.小球在圆弧底部压力的大小3.分力不变演示仪4.圆弧轨道通过最高点的速度关系5.电梯中的超失重6.电磁感应中的跳环实验7.一指断钢丝8.速度的突变8.摇绳切割地磁场发电9.网球篮球弹弓效应10.磁力驱动11.静电乒乓12.钳表演示电流互感器13.低温超导电磁感应14.双球摆的“灯泡理论”15.自制电动机……习题实验化的感悟物理师生应该都有一颗善于发现、勇于探究的好奇心。带领学生分组完成部分创新实验。既可以调节高三复习的枯燥节奏，更重要是加深了学生对相关概念的理解。同时也是培养实践意识的有效途径。提高学生解题能力。习题实验化教学可以让习题教学多样化，让学生从实验的设计和探究中寻找快乐，对疑难问题引发触类旁通的效应。习题实验化教学的实施关键之处不在于多了几个演示实验，而是根据需要通过实验来体现“实践是检验真理的唯一标准”。同时通过大量的、学生全员参与其中的互动式、探究式、验证式实验，使课堂中多一些质疑，学生多一点展示。实现高三复习备考教学方式和学习方式的多样化。措施二实验习题化课题界定实验习题化就是传统意义下的实验题的原创和改编。

2011全国卷12015全国卷12014高考江苏1.利用平均速度求速度是大学物理的重要方法2.电表的改装，包括多量程电表的改装

3.多用表的组装

4.力传感器在牛二实验中的接法

5.黑盒子6.彩虹圈中的牛顿定律

7.测定热（光）敏电阻的温度（光电）特性

8.研究光伏探测器的光电特性

……可以习题化的实验探索1：深一模23的拓展

探索2：补偿法测定电阻补偿法测定电阻探索3：电桥法测电阻探索4：电压表内阻的测量

1.以“三尺三表”为核心的仪器使用；2.以“测速度加速度”为核心的力学实验；3.以“测电阻”为核心的电学实验。常规实验试题考核的主要内容电学实验试题考核的主要内容两大主干：测电阻和测电源；基本方案：伏安；核心知识：欧姆定律；数据处理基本方案：解析法和图像法。

认真研究考题的命题思路，立意精神是特别应该做的一件事情。

研究学生，认真观察研究学生理解的困难、思考的障碍、学习的特点是教师该做的事情，也是后期复习备考策略的唯一依据。

纵观历年高考考生在试题作答中表现出来的问题，无不直接指向基础知识不牢靠，新情境下识别或建立模型与题叙条件不符合，布列方程有错误，运算能力待提高。Thankyou!谢谢！Thankyou!静电乒乓实验跳环实验实验化创设情境：乒乓球在静电场中的运动感受空气放电3000v/mm的电场实际大概有多大。通过真实实验认识平行板间的匀强电场（模型）的特征。观察静电感应中的乒乓球在匀强电场中的受力（实际合力为零，乒乓球静止于两板间），引导区分轻小物体在非匀强电场中的受力。观察乒乓球受干扰后接触一板后的运动（碰板后中和受力，接着碰向另一板，一直持续）。通过实验区分轻小物体在匀强电场中和非匀强电场中的受力特征的不同。静电乒乓实验案例1.如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则A乒乓球的左侧感应出负电荷B乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上C乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用D用绝缘棒

将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞静电乒乓实验磁力驱动实验化创设情境：磁力驱动分析相向运动的异种电荷在磁场中的洛伦兹力特征。类比分析等离子体中的异种电荷在磁场中的受力特征。类比霍尔效应中单种离子在磁场中的洛伦兹力特征。磁力驱动磁力驱动低温超导实验化创设情境：低温超导的零电阻特性低温超导中感应电流超导磁悬浮现象低温超导分力不变演示仪实验化创设情境：分力不变演示仪动滑轮绳子总长不变，一端固定，另一端水平移动，拉力改变。动滑轮绳子总长不变，一端固定，另一端竖直移动，拉力大小不变。分力不变演示仪习题：如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物G。现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)。则绳中拉力大小变化的情况是(

)A．先变小后变大 B．先变小后不变C．先变大后不变 D．先变大后变小分力不变演示仪跳环实验实验化创设情境：电磁感应“跳环”实验理解产生感应电流的条件：闭合回路、磁通量的变化；理解感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。通过磁通量改变的多种方式，包括开关的通断，都可以引起感应电流。通过对各种方式的研究提高学生思维严密性，培养发散性思维。改变金属环的材料（铜、铝、铁、塑料），比较跳环的效果的不同。跳环实验习题.物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是(

)A．线圈接在了直流电源上B．电源电压过高C．所选线圈的匝数过多D．所用套环的材料与老师的不同跳环实验钳表演示电流互感器实验化创设情境：钳表演示电流互感器测量正在工作电路中的交变电流，体会钳表使用方便的特征。测量较小电流的改进方法？能否直接测量双股线电流？双股线电流怎么测量？钳表演示电流互感器钳表演示电流互感器双线摆的“电灯泡理论”实验化创设情境：双线摆的“电灯泡理论”理解碰撞特征：时间极短，内力远远大于外力。碰撞往往只是发生在相邻的物体间。掌握碰撞中的研究对象（系统）的选取。在实践中还可以计算双线摆的摆长和摆线的关系。双线摆的“电灯泡理论”自制电动机根据所给的磁场方向，判断线框的旋转方向？根据实际的旋转方向和电池的极性，判断圆柱形磁铁的磁极，并用已知的磁铁加以证实。尝试物理模型的构建，将实际旋转的线框理想化为如图所示的六根直导线，然后根据电流方向和理想的磁场方向，便可以方便的应用左手定则对安培力进行判断。所以习题实验化可以提高学生建立物理模型的意识和准确性。自制电动机实验化创设情境：网球篮