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关注点:习题教学中的重要注意事项

时间:2023-07-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:习题课专题教学设计——功率在生活中的应用(2课时)“功率”是高中物理的一个重要概念,与生物、化学学科有交叉,也是生活中常见的问题。本专题复习以功率为基点,以功率的基本要素、类型串联相关知识,铺开知识脉络,以“功率在生活中的应用”将功率与生活实际联系起来,激活并优化功率知识结构。教学可分为知识结构、问题讨论、归纳总结三个主要环节:第一部分:功率的知识结构体系,如下所示。问题2 交通工具的功率。

关注点:习题教学中的重要注意事项

1.选题方面的注意事项

首先,例题的选择一定要精炼,具有代表性。如果随便找几道题目给学生做,很难全面完成习题课的任务。因此,选题时应该充分考虑到例题要用到哪些物理概念和规律,题中涉及的研究对象和物理过程的复杂程度以及涉及的条件如何(例如是否有隐含条件、多余条件),解题时所涉及的方法和技巧,例题在物理科学、技术与社会生活的联系方面的价值,题目的求解是否能反映分析和处理物理问题的一般方法等。

其次,注重所选习题的层次性和拓展性。练习的深广度和难易水平要准确地反映课程标准的要求,针对学生的知识结构、能力水平,所选择的习题要和学生的程度接近,使学生感到有所收获,以增强学生学习的信心。题目本身不宜过于繁杂,可用一题多变的办法,针对不同学生可以划分出多层次的教学问题,不断改变条件,逐步引申,适当拓展,让大多数学生在同一问题中获得不同的收获。

2.教学方面的注意事项

习题课是一种典型的课堂教学形式,虽然没有固定的教学模式,但实施过程中应该注意以下几点:

首先,注意习题课的目的性。在习题课的教学中,务必做到选取习题要有的放矢,具有针对性和明确的目标。在备课过程中教师要明确所要达到的目标。为此,所选习题要精练、准确、新颖,同时具有启发性,能举一反三。切忌“题海战术”,即便是复习同一张试卷中的问题,也应该分门别类,引经据典,突出相关习题的内涵。同时,要引导学生掌握正确的解题思路和基本程序,教给学生分析、处理问题的基本方法和解决某些问题的一些特殊方法;发展学生的能力和智力品质,学会排难纠错和掌握对知识的综合运用。

其次,注重教学方法的优化。不能一味地讲解,毕竟习题课中的知识点都是学过的,教师应该充分注意到这一点,以启发为主的讨论法和师生的互动应该是整节课的主旋律。教师应扮演一个引导者角色,具体的探索和解题过程的完成主体是学生。也可以采取分组讲解或者由学生上台讲,采取“小先生”的形式。

再次,习题课教学要具有计划性和连贯性。一个学期,一个学年,以至整体中学阶段的习题课教学要有计划,教师要做到心中有数。例如,这一学期总共安排多少习题课,通过这些课的教学,除了巩固、运用知识外,还要有计划、有目的地使学生逐步掌握哪些方法,训练哪些思路,发展哪些能力;在发展学生解题能力方面达到什么水平;怎样把这些习题课连贯起来,并和其他教学活动配合好。

最后,注重反馈和评价。无论何种课型,不失时机地对学生的学习情况进行反馈评价总是必要的,其深刻意义在教育测量和教学评价一章有专门的介绍。

【案例1】 习题课专题教学设计——功率在生活中的应用(2课时)

“功率”是高中物理的一个重要概念,与生物、化学学科有交叉,也是生活中常见的问题。通过生活中的一些现象,以能力立意设计与功率相关的问题,使学生在应用功率解决实际问题,培养实践能力的同时,建立以功率为核心知识点的涉及力、电、热、光等物理学科内容,和化学、生物学科相关的知识结构,是一类典型的理综问题。

本专题复习以功率为基点,以功率的基本要素、类型串联相关知识,铺开知识脉络,以“功率在生活中的应用”将功率与生活实际联系起来,激活并优化功率知识结构。

教学可分为知识结构、问题讨论、归纳总结三个主要环节:

第一部分:功率的知识结构体系,如下所示。

第二部分:以“功率在生活中的应用”为主线而设置具体问题

问题1 人体的功率

(1)登山。一个质量为50kg的女青年在4h中爬上一座1000m的高山,她的登山功率是多少?若肌肉效率约为25%,她登山消耗的体能是多少?

(参考答案:34W;2.0×106J)

这是一道基础性题目,涉及力学中的功率、功、重力势能及生物肌肉效率、体能等概念。

(2)跑步。已知奔跑中主要的功是随着每迈一步对腿的加速和减速完成的,脚离开地面时,腿从静止到等于身体速率v,然后回到静止状态,往复循环。现考虑一个以3m/s奔跑的70kg的人,他每条腿的质量约为10kg,设步子长度为2m。求两腿的输出功率。(参考答案:1.9×103W)

这是一道稍有难度的题,涉及功率、动能、速度、位移、时间及其关系,难点在于过程分析。

(3)跳绳。跳绳是一种健身运动,设某同学的质量是50kg,他1min跳180次。假定在每一次跳跃中,脚与地面的接触时间占每跳一次所用时间的25%,则该同学跳绳时克服重力做功的平均功率是多少?(参考答案:75W)

这也是一道稍有难度的题,涉及功率、重力势能、位移、时间等概念和竖直上抛运动模型的应用,难点在于模型建立及相关过程分析。

(4)心脏。人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m3的血液,正常人血压(可看作心脏压送血液的压强)的平均值约为1.5×104Pa,心跳约每分钟70次。据此估测心脏工作的平均功率约为______W。(答案:1.4)

这也是一道稍具有难度的题,涉及功率、压强及生物的心率等概念和等效成活塞压缩气体的模型,难点在于过程分析建立等效模型。

问题2 交通工具的功率。

(1)自行车。设平直公路上以一般速度行驶的自行车所受阻力是车重的0.05倍,则骑车人功率最接近于( )。

A.100W B.1W C.1000W D.10000W

(参考答案:A)

这是一道基础题,涉及功率计算式、速度、动力、阻力及其关系和生活常识(一般情况下,自行车车重与人的体重相等),难点在于学生易忽视生活常识。(www.xing528.com)

(2)摩托车。一个电影特技演员在盘山公路骑一辆重0.3t的摩托车做飞跃表演,上下公路落差5m,水平距离20m,摩托车的阻力为车重的0.2倍,求所用摩托车的功率至少为多少,才能实现从上公路水平飞出落到下公路。(空气阻力忽略不计,g取10m/s2)(参考答案:1.2×104W)

这是一道较难的题,涉及功率、动能、初速度、位移、时间及其关系和平抛运动规律。难点在于过程分析之中将实际问题抽象为平抛运动物理模型。

(3)汽车。在十字路口,有一违章汽车以72km/h的速度闯红灯沿平直公路逃跑,路口警察3s后驾一捷达轿车追击,只用5s就达到了最高车速,这时两车相距840m,则警车至少需用多长时间才能追上违章车?(设汽车阻力为车重的0.11倍,人体重70kg,g取10m/s2

捷达汽车的有关技术参数:最大功率55kW,空载重量970kg。

(参考答案:35s)

这是道较难的题,涉及功率、最大速度、位移、时间及其关系,追击规律。难点在于过程分析之中真假条件的干扰和隐含条件的挖掘。

(4)飞机。一架直升机质量为m,桨翼下风速为v,求直升机停在空中不动时的实际功率。(参考答案:12mgv)

这也是一道较有难度的题,涉及功率、动能、动量、冲量、速度,以及受力分析、动能定理动量定理。难点在于研究对象的选取和过程分析中物理模型的建立。

问题3 电器的功率

(1)家用电器

某家庭有主要电器如下:

名  称   额定功率(W)    平均每天用电时间(h)

电视      95             3

洗衣机     400            0.5

冰箱      200            2

吸油烟机    65×2            1

VCD      25             2

电饭锅     800            1

电灯      40×6            5

求:①电器全部正常工作时,若干线路电阻为2Ω,则干线路损耗的功率为多少?②若电费是0.30元/度,该户每月电费为多少元?(1个月按30天计)(参考答案:148W;27.59元)

这是一道基础题,涉及电功率、电阻、电流、功率损耗及其关系,生活中的用电单位与国际制单位的换算。

(2)电梯。某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯,该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方移动,电动机的最大输出功率为4.9kW。不载人时测得电动机的电流为5A,若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同,则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为?(设人的平均质量为60kg,g=10m/s2)(参考答案:25人)

这是一道较有难度的题。涉及电功率、电动机最大输出功率、电动机空载功率、电压、电流、速度及其相互关系,功率计算式中F与v方向不在一条直线上的情况,难点在于过程分析及物理模型建立。

(3)电源。在实验室中,一玻璃容器内盛有200g的KOH水溶液,溶质的质量占2%,A、B为两个铂电极。开始时开关S断开,电压表示数为6V;闭合开关S开始通电,电压表示数变为4.8V。经过8×104s时间,断开S停止通电,溶液中溶质的质量占总量的25%。求电源的输出功率。(阿伏伽德罗常数NA为6.0×1023mol-1)。(参考答案:57.6W)

这是一道跨学科综合性题目,涉及电功率、电源电动势、内阻、路端电压、电流、电源的输出功率、时间、电量及其相互关系,化学中水的电解方程和物质的量计算,难点在于过程分析及综合应用能力。

思考问题1:比较人体的运动功率、机械功率和电功率。

思考问题2:以功率为主知识点的相关实际问题还有哪些?

思考问题3:要求学生作出以功率为主知识点知识结构框图,并相互讨论完善。

对于专题性的习题教学,所选专题要把握“四精”,即精选、精讲、精评、精练。专题确定之后,重要的是要引导学生回归课本,跨章节梳理知识结构体系是注重知识应用和提升能力的基础,“题在书外,理在书中”就是这个道理。

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