物理学科知识与教学能力3资料

物理学科知识与教学能力（初级中学） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题5分，共40分）

1．目前，很多汽车的驾驶室里都有一个叫做GPS(全球卫星定位系统)接收器的装置。GPS接收器通过接收卫星发射的导航信号，实现对车辆的精确定位并导航。卫星向GPS接收器传送信息依靠的是 ( C ) A．红外线 B．紫外线 C．电磁波 D．激光

2．图1为工人师傅用手推车运送纯净水的图片，对于这两种方法中哪种方法比较省力的判断，下列说法中正确的是 ( A )

A．图甲的方法比较省力 B．图乙的方法比较省力

C．图甲和图乙两种方法所用力的大小相等 D．无法判断

3．如图2所示，教室里的天花板下面装有多挡位吊扇，当吊扇正常工作时，对于吊扇对天花板的拉力 大小与其重力大小的判断，下列说法中正确的是 ( D )

A．吊扇在高挡位工作时，拉力等于重力 B．吊扇在低挡位工作时，拉力大于重力 C．电扇在任意挡位工作时，拉力等于重力 D．电扇在任意挡位工作时，拉力小于重力

4．在学校的田径运动会上，小亮注意到发令台上有一块“板子”，如图3所示。关于这块板子的作用，他做了如下猜想，其中正确的是 ( B )

A．主要用来反射发令枪的枪声，所以必须正对着终点计时裁判的方向 B．主要用来衬托发令枪冒出的白烟，所以应该是深色或黑色的 C．主要用来减弱噪声，所以要把它放在看台和发令枪之间 D．主要用来遮阳，所以要把它放在裁判员的头的上方

5．随着我国航天员在轨道舱内停留时间的增加，在轨道舱内进行体育锻炼必将成为航天员需要完成的一项重要工作。下列适合航天员在轨道舱中进行体育锻炼的运动项目是 ( D ) A．举哑铃 B．跳绳 C．踢毽子 D．拉弹簧拉力器

6．动车组列车进站前的减速过程分为两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车”技术，速度从250km／h减至90km／h，这期间停止动力供给，列车依靠惯性继续前行，并带动发电机发电；第二阶段采用机械刹车，速度从90km／h开始不断减小直至停止。关于列车进站过程中的能量转化，下列说法中正确的是( B )

A．第一阶段减小的动能全部转化为电能，即电能等于减小的动能

B．第一阶段减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能 C．第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能等于减小的动能 D．第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能大于减小的动能

7.在炒花生或栗子时，通常要往锅里放一些沙子(或粗盐)。这样做的主要目的是 ( B ) A．使炒锅的温度更高

B．使花生或栗子受热均匀且避免与锅底直接接触时间过长 C．让沙子(或粗盐)吸收一些水分，使花生或栗子更加干酥脆

D．让沙子(或粗盐)吸收部分热量，防止因温度过高而使花生或栗子变焦

8. 生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子，用来增加进入镜筒的光强。如果小镜子的镜面可以选择，在生物课上使用时，效果最好的是：（ A ） A. 凹型镜面 B凸型镜面 C平面镜面 D乳白平面 二、简答题（本题共2小题，每小题10分，共20分）

９.平面简谐波传播过程中的能量特点是什么？在什么位置能量为最大?

１０.思维定势可表现那两方面的作用？

三．案例分析题（本大题共2小题，第11题20分，第12题30分，共50分）阅读案例并回答问题。

11.教师:同学们从刚才的画面中看到光是怎样传播的？ 学生:沿直线传播（齐声回答）。

教师开始让学生利用课桌上的器材进行小组实验，分别观察镭射笔射出的光在空气中、水中和水果冻 中的传播路径。

针对上述案例，回答问题：

(1) 请你给出这位老师的课程一个评价。

(2) 分析案例，找出这位教师的缺陷，给出你的改进意见。

12.实验区某校进行的一次小组答题式考试：

老师:我们已经知道了阿基米德原理，也学过了关于物质密度的知识，现在发给每小组两道题，要求按 小组的形式集体解答（老师宣布各小组同学的名单,每小组3 ~5人，并推选一名小组长）。在解答前，小组 内要展开充分的讨论，每个同学都要发表自己的意见并说出自己的答题思想，最后由小组长进行集中，并在 大家的一致同意下，选择一种最好的答题思路写在发给你们的卷子上。这是每个小组共同的研究成果，大 家都要认真分析。

题目：

一、下面的几种想法都是同学们在学习过程中出现的一些较为典型的错误想 法，你能指出这些想法错误的主要原因吗?答题务必要简洁。

1?上浮的物体才会受到浮力，下沉的物体不会受到浮力；

2. 浸在液体中的物体，密度大的物体受到的浮力小，密度小的物体受到的浮

力大；

3. 同一物体浸没在液体中的深度越大，它所受的浮力就越大； 4. 浸没在液体中的物体一定受到浮力的作用； 5. 悬浮和漂浮是完全相同的两种状态。

二、提出这样一个问题:在一支蜡烛的底部插人一根铁钉（目的是使蜡烛能直立地浮在水中不倾倒），然 后点燃蜡烛（如图4 -1)。在蜡烛逐渐消耗的过程中,是逐步下沉还是逐渐上浮？你们先猜想，并写出猜想 的依据。在课后对自己的猜想以及依据进行实验和收集证据，再分析论证自己猜想的正确性,并作出评价。 针对上述案例，回答问题：

(1) 小组讨论答题的优点是什么？ (2) 评价第二题的目的和作用。

(3) 老师在将答卷收回后,该怎样操作才能体现了评价的发展性和课程三维目标？

四．教学设计题（本大题共１小题，共４０分）

13.《内能》是人教版九年级的第十六章第二节的内容，教学内容包括内能的概念，影响内能的大小的因

素， 改变物体内能的方法。作为学习主体的九年级学生，他们对事物的认识处于由感性向理性发展阶段，感 性认识仍占主要地位，在理性认识中还存在一定困难。为此，本课应注意适应学生好奇、好动、好强的心 理特点，以感性知识为依托，通过理性分析和判断，获取新知识，发展抽象思维能力。 课程标准要求，通过教学，让学生了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。知道热传递可以改变 物体的内能，知道热传递过程中,所传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。知道做功可以使物体 内能增加或减少的一些事例。培养学生的动手实验操作能力和创新能力，同时让学生体验到成功的快 乐。让不同层次的学生都能得到发展和提高。

根据上述材料，进行教学设计。

参考答案

1 . C 2 . A 3 . D 4 . B 5 . D 6 . B 7 . B 8.A

9.能量从波源向外传播，波传播时某一体元的能量不守桓，波的传播方向与能量的传播方向一致，量值按正 弦或余弦函数形式变化，介质中某一体元的波动动能和势能相同，处于平衡位置处的质点，速度最大，其 动能最大，在平衡位置附近介质发生的形变也最大，势能也为最大。

10.—是思维定势的积极作用，思维定势对于问题解决具有极其重要的意义。在问题解决活动中，思维定势 的作用是根据面临的问题联想起已经解决的类似的问题，将新问题的特征与旧问题的特征进行比较，抓住新旧问题的共同特征，将已有的知识和经验与当前问题情境建立联系，利用处理过类似的旧问题的知 识和经验处理新问题，或把新问题转化成一个已解决的熟悉的问题,从而为新问题的解决做好积极的心 理准备。

二是思维定势的消极作用，思维定势对问题解决既有积极的一面，也有消极的一面，它

容易使我们产生思 想上的防性，养成一种呆板、机械、千篇一律的解题习惯。当新旧问题形似质异时，思维的定势往往会使 解题者步入误区。大量事例表明，思维定势确实对问题解决具有较大的负面影响。当一个问题的条件发 生质的变化时，思维定势会使解题者墨守成规s难以涌击新思维，作出新决策，造成知识和经验的资迁移， 甚至造成认识上的错误/

11.答：学生在课堂上的实验性探究，本质上来说，是与科学家的科学探究相同的，都是在各自未知领域中对事 物的一种研究活动。在此课堂上，老师明显是把结论给学生。其实，我们当教师主要是引导学生去学习。首先 教会学生去提出和发现问题，其次再想办法去解决问题，最后把学习到的知识应用到生活实际,这才是我们教 学的最终目的不要只是为了教学而教学，主次不分，逻辑关系混乱。我们应该是要遵循物理实验探究教学的 基本步骤:提出、作出假设，设计实验，进行实验（收集证据），分析数据（得出结论），评估，交流。这样，学生在探 究过程中又掌握了学习的要求，也能巩固所学的知识，从而可以从学习的成功中找到乐趣。

12.【参考答案】（1)小组讨论答题可以充分调动班级每一个同学的学习积极性，促使每一个同学在平等的 氛围中进行讨论、分析,体现每一个同学的自身价值。由于本次考试的目的仅在于促进学生对浮力概念的 进一步理解，了解浮力现象的本质所在，从而更进一步认识浮力，所以对教学产生的效果将会产生积极的 影响。

(2)第二题所提出的问题是学生生活中的问题，其目的是先让学生根据自己的认识进行猜想，然后在小 组内进行交流和讨论，从而得出小组基本统一（也可以保留不同意见）的假想结论。在这个过程中，可能有 争执，可能会坚持己见，这都是十分正常的。只有在这样的氛围中才能促进学生进行积极的思维。无论是 统一的意见，还是没有统一的意见，课后用实验来进行检验。这种探究活动有很强的驱动性，因为学生自己 迫切希望通过实验来证实自己猜想的正确性。 （3）老师在将答题收回后，将各小组答卷公布在一块木板上，让每个学生去观看各组的答卷，并与本组 的答题情况进行比较（小组答卷上只标小组的顺序，不标学生姓名），从而让所有学生又进行了一次答卷交 流。对试题的最后解释是由学生自己进行的（让答对的小组自己上讲台讲述小组的答题结论），老师作为主 体

之一，再进行一些补充和纠正部分不妥的地方。至于第二题的猜想结果，老师要学生下一节课时交流自 己的探究情况。在学生自己的肯定、否定过程中，让学生认识到自己在问题的分析和判断上有哪些长处，有 哪些不足，还存在哪些问题。

整个评价就这样在交流和讨论的氛围中进行了，没有什么分数、等级，也没有什么批评、指责。这种让 学生充分开展自主性学习、培养学生合作学习的方式是实施课改中“知识与技能” “过程与方法”“情感态度 与价值观”三维目标评价的生动呈现，对各小组答卷的处理方式也体现了评价的发展性。

13.【教学设计理念】

以我国在航空、航天、航海领域取得的瞩目成就为感性认识基础，利用类比、分析、总结的方法知道什么是 内能，能简单地描述内能与温度的关系。知道用做功和热传递的方法可以改变物体的内能，使学生头 .

脑中形成清晰的表象，既完成了本节重难点教学，又锻炼和培养了科学的探究能力和创新思维能力。从 实验中发现、分析、解决问题，从而建构完整的知识系统，以便日后应用于曰常生活和社会实践中，体现新 的教学理念。

【教学设计思路】

本节课的教学属于物理基本概念及通过探究实验和小组讨论得出基本规律和方法的教学。本节先通过 “想想议议”引导学生思考推动瓶盖的能量是什么，引出内能。再通过对课本图16. 2 - 1、16. 2 - 2的分 析，让学生联想分子具有动能，也具有势能，在初步建立分子的动能和势能的基础上，再定义物体内部所 有分子做无规则运动的能的总和，叫做物体内能，在这里注意提醒学生内能和机械能的区别，内能是大量 分子做无规则运动的动能和势能的总和，这种无规则运动是分子在物体内部的运动，跟物体是否运动无 关，而机械能与整个物体的机械运动有关。然后，通过“想想议议”和“探究”活动，了解改变物体内能的 方式有两种：一是热传递;二是做功。学生有了一定的感性认识，他们就比较容易理解，热传递的实质就 是内能从高温物体转移到低温物体，内能改变的多少用热量来量度。再通过压缩空气点火实验和气体膨 胀做功内能减少的实验，加深对做功可以改变内能的理解。阅读“ STS地球的温室效应”，知道温室效应 的现象，知道温室效应的无控制发展对人类生活环境会产生很大的影响。

探究实验的设计及小组交流讨论可以培养学生的探究和创造能力及合作精神，本节课力图让学生通过探 究实验及小组讨论来完成本节重要教学内容，在教给学生学习方法的同时，让他们体验到成功的“喜 悦”，加深他们对物理这门学科的感情，师生共同走进这一神奇的物理殿堂。 【教学目标】 一、知识与技能

1. 了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 2. 知道热传递可以改变物体的内能。

3?知道热传递过程中，所传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。 4. 知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。 二、 过程与方法

1. 通过探究、观察、实验找到改变物体内能的两种方法。 2. 通过演示实验说明做功与物体内能的变化关系。 3. 通过查找资料，了解地球的温室效应。

三、 情感态度与价值观

1.通过探究使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣。

2. 通过演示实验培养学生的观察能力，并使学生通过实验理解做功和内能变化的关系。

3. 通过分析、类比、学会用类比的方法研究问题。培养良好的科学态度和求实精神，帮助学生树立勇攀科 学高峰的理想和志向。 【重点和难点】

重点：内能概念的建立；改变物体内能的方法。 难点：正确理解内能的概念。 【教学资源】

多媒体电脑、CAI课件、酒精灯、铁丝、钳子、布、火柴、热功互换器、压缩空气引火仪、铅笔、图钉、砂纸 【教学流程图】

【教学过程】 创设情境，激发兴趣 教师：播放嫦娥一号奔月视频动画。

学生：观察，欣赏，思考，交流。

(利用学生的感官来激发学生的求知欲，迅速进入课题思考，同时也让学生为祖国成就而自豪。） 引入新课

教师：嫦娥一号发射、进入月球轨道后三次制动，依靠什么能量做动力呢？ 学生：思考讨论。 (引出内能的课题。） 探究新知 ..

教师：关于内能，大家想知道哪些知识，请提出来。 学生：提出自己的想法。 (形成学习的动机。） 新知铺垫

教师提问：什么是动能？什么是势能？什么是机械能？ 学生：回忆并回答

(为内能概念建构埋下伏笔。） 新知建构

教师：出示一组图片，引出“分子动能” “分子势能”。引导学生讨论形成内能概念。

(知识迁移。）

分析比较

教师提出问题：内能和机械能有什么区别？内能的大小与哪些因素有关？是什么关系？

学生:机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用有关。 (进一步理解内能和机械能是不同形式的能。） 猜想假设

教师：改变物体的温度可以改变物体的内能。那么改变物体内能有哪些方法呢？ 学生:根据生活经验，提出猜想。

(培养学生主动学习的习惯、勇于表达自己的见解主张） ’ 实验探究

教师出示研究项目：1.如何使手的内能增大？ 2. 如何使一根铁丝烫手？ 3. 如何点燃火柴头？ 4. 如何使一块冰熔化？

学生：小组做实验后互相交流

(通过小组实验，讨论，循序渐进，由浅入深，让学生体验和理解，突破难点。培养学生的合作精神和语言 表达能力。） 归纳总结

教师：以上改变内能的方式可以归纳为几种？ 学生：讨论、归纳、交流，相互补充。

(通过教师的讲解和学生讨论、观察来共同学习重点内容。） 知识深化

教师：热传递发生的条件是什么？什么是热量？发生热传递的两个物体的内能是如何变化的？

(“热量不能含，温度不能传”。） 演示1:压缩空气引火仪实验

教师：实验时厚玻璃筒内先不放易燃物，压缩筒内空气。要求学生仔细观察空气的内能有无增加。学生 就会感到困惑：空气内能增加与否怎能看得见？然后再放入易燃物演示。并向学生提出问题：1.研究对 象是什么？ 2.为什么放入棉花？ 3.实验说明了什么？

学生思考讨论:1.研究对象是什么？（空气而不是梯花） 2. 为什么放入棉花？（转换法显示空气温度升高）

3. 实验说明了什么？（对物体做功，会使物体的内能增大） 演示2:热功互换器实验

教师：用饮料瓶自制的热功互换器实验（更安全，现象更明显）观察到的现象有哪些？瓶塞跳起说明了什 么？出现水雾是什么现象？说明了什么？水雾起了什么作用？

(引出一个实验设计的问题情境：怎样变“不可见”为“可见”？顺着这样的思路展开过程组织实验教学，

由于实验是学生主动参与设计的，设计目的明确，实验后学生无论是对实验所揭示的结论还是实验的设 计思想均留下了深刻的认识和理解。培养学生通过观察，描述观察结果的能力。知道两种改变物体内能 的实质。突出重点。）

联系实际

教师：内能与人类生活的关系。 学生：学生解释现象。

(举生活实例，树立节能、环保意识。激发学生的学习兴趣，使教学内容更丰富，拓宽学生的知识面。）

自我总结，自我评价 教师：通过这堂课的学习，你有哪些收获？ 学生：思考、互相交流，谈收获、体会等。

(养成对学习的反思意识。梳理知识，把学到的知识纳入到自己已有的知识体系中，进一步实现知识 建构。） 布置作业，延伸兴趣

请学生上网站查一查：什么是温室效应？相互交流，发表自己的见解。

(引导学生解决生活中的实际问题。通过对环境温度的了解，养成爱护环境的意识，培养学生的责 任感。）

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