航天技术在生活中的应用范文

导语：如何才能写好一篇航天技术在生活中的应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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随着世界科技的快速发展，高科技逐渐融入了人们的生活以及各种各样的生产过程中，我国在科学技术发展过程中也取得了很大的进步，许多先进的生产技术已经广泛的应用，测控技术与仪器专业也在发展中取得了可观的进步，如今的经济环境发展迅速，全球进入了经济全球化的大趋势中，这就使得测控技术与仪器技术在实践中的应用显得更加重要，它作为一种采集信息以及控制的重要工具，有效地运用它能够大幅的降低控制人员的操控难度。目前越来越多的领域也都逐步开始重视测控技术与仪器在实践中的应用问题了，对于如此广泛的需求，对于测控技术与仪器在实践中的应用研究就能对许多领域的发展带来较大的帮助，本文主要采用的研究方法是文献参考法，主要通过手机相关的参考文献与资料来对测控技术与仪器进行研究，并且在最后分析测控技术与仪器在未来的发展趋势。

关键词:

测控技术与仪器；科技;应用

0前言

伴随着经济全球化的法案站，世界上各国的经济与科技水平都飞速发展，我国也进入了科技与经济共同发展的阶段，信息技术快速的发展起来之后，越来越多的高科技技术逐渐融入了人们社会生活的各个方面，而测控技术与仪器在这个信息化的时代成为了一种必不可少的专业，它是当下社会信息技术发展的重要组成部分，同时也是各大学者研究及讨论的内容，如今科技发展速度极为迅速，要想跟上科技的发展就需要对测控技术与仪器专业进行更加深入的研究，这样才能够满足当下社会发展的需求，所以对于测控技术与仪器专业的实践应用与人才培养都是未来科技发展的必然趋势。

1测控技术与仪器的概述

1.1测控技术与仪器的内涵

测控技术与仪器是多种学科相结合产生的一个综合性很强的专业，其中主要包含的是仪器技术与控制技术，总的来说测控技术与仪器在生产生活中的主要应用领域在于仪器的自动化控制与数据信息的收集处理，最终要实现的目标是通过数字化的管理达到最佳的控制效果。其主要的研究方向是信息的获取以及处理，同时还涉及对于一些相关的要素进行控制，它涵盖了其他一些领域的相关知识，其中有电力电子、精密机械、计算机、自动控制等。

1.2测控技术与仪器的特点

测控技术与仪器技术在生活中以及生产活动中都占有很大的比例，所以它是一个应用性很广泛的专业在现实生活中也具有较强的实际应用意义，今后的生产生活中对于测控技术与仪器的应用还会更加广泛，因为它具有很多的特点和优势，它能够实现许多对于人们很方便的功能，例如网络化管理、数字化管理、智能系统的使用等，这些性能都能很好地为人们提供有效的技术支持，降低人力消耗，提高系统的效率。同时，在当下的测控技术应用下，它还能够为人们提供最佳的选择方案，实现数字化控制，对信号进行处理以及通讯方面的数字控制。同时测控技术与仪器还能分布式的布置设备，这样的便利性，能够极大地降低成本，并且提高系统的工作效率。基于测控技术与仪器的众多优越性，它的发展必然能够给人们的科技发展带来好处，也能够为其实际应用在生活中提供基础。

2测控技术与仪器在实践中的应用

2.1航天、农业等领域的应用

测控技术在航天于农业方面都有着重要的运用，它的参与对于航空航天技术的发展起着很大的推动作用，运用测控技术能够实现航天飞行器的实时监测以及对其飞行状态的了解，还能进行一些数据的收集整理，方便工程人员进行数据的修改控制，这对于我国的航天技术发展来说将是一个不可或缺的部分。我国的农业生产也会运用到测控技术与仪器专业的相关技术知识，通过它的应用农业生产将能够实现数字化管理，可以有效的提高生产者管理农业生产的效率，同时还能更及智能化的进行农业生产，实时监测生产数据，还能为生产者提供与有效的参考数据，帮助人们进行及时的调整，以提高生产效率与质量。

2.2新型传感器技术的应用

在现在的社会环境下，现代测控技术与仪器技术都很发达，其中新型传感器技术的运用也比较多，新型传感器主要分为两种类型，数字化传感器和集成化传感器，通常情况下集成化传感器运用在对于数据的测量上，例如温度、压力等数据都可以用集成化传感器进行监测，数字化传感器则主要运用在监控系统等方面。在近几年的发展中，新型传感器技术得到了很大的发展，很多的领域都运用到新型传感器技术，这使得新型传感器技术体现出了巨大的实际运用价值和现实意义，新型传感器技术为生活提供了较大的便利，并且在未来的发展中存在着强大的潜力与意义。

2.3远程测控技术的应用

目前我国的工业生产生活中，对于测控技术与仪器方面的运用还有远程测控技术，远程测控技术在许多的方面都有实际的运用，并且已经成为了工业活动中一个重要的技术手段，现在比较常用的远程测控技术主要有电话网远程测控技术、专线远程测控技术和无线通信，这些远程测控技术的运用能够运用在对于某些设备的检查，能够对于水、电、气等方面的管道故障进行检修，将起到和便利的作用，可以很有效的降低人工检修的困难与人力浪费，达成高效运作的效果，有效地降低远程输送等技术在使用上存在的管理困难问题，并且提高系统运行的效率。

3测控技术与仪器的发展前景

随着社会科技的发展，测控技术与仪器也在逐步的实现全面覆盖，广泛地应用于工业生产生活的方方面面，实现了标准化、网络化以及数字化管理，有效的推动了社会科技的进展，现代科研技术的迅速发展也为测控技术与仪器提供了很好的基础条件。测控技术与仪器在今天的社会中得到了更多的重视，学校也积极的培养相关方面的人才，加大测控技术与仪器的教学进程，致力于打造更多的相关方面的专业人才，为未来的测控技术与仪器研究提供更加新鲜的血液，促进我国测控技术的发展与进步。并且测控技术与仪器在更多的行业都大显身手，社会对于测控技术与仪器的需求更加紧迫，在当下这个经济全球化的市场经济大环境下，对于测控技术与仪器方面人才的而培养更有了进一步的要求。在目前的社会大环境下，测控技术与仪器的发展前景必定会是很光明的，对于研究测控技术与仪器方面的相关研究人员也有非常广阔的发展环境，企业为了增强自身的产品竞争力也会非常重视测控技术与仪器的开发与研究，这样才能够保障企业在市场销售方面的竞争力。为了响应这样的社会发展大趋势，国家也对相关的测控技术与仪器方面的教育机构加大了扶持力度，在未来的教育机构中，测控技术与仪器将会成为重点培养的项目内容。

4总结

对于我国目前的发展状况而言，积极的扶持测控技术与仪器的发展显得尤为重要，在今后的工业与科技发展中必定需要测控技术与仪器的辅助，拥有一个良好的测控技术基础能够对国家经济、科技方面都提供增益，也能够有效的提高国家生产力与生产效率。国家在测控技术方面的实践运用也起到了对该专业的推动作用，双方相互支持，互惠互利，这样才能取得长足的发展。测控技术与仪器在生活中的实践应用是多方面的，分布也比较广泛，同时运用测控技术与仪器专业测控与仪器技术来实现一些技术辅助与数据收集处理也是非常便利的，所以目前该专业得到了社会的重点培养，它有较强的实际运用价值与发展潜力，可以运用在航天航空飞行器的监测与运行分析上，还能运用到农业生产的数字化管理上，另外远程测控技术的实现使得国家在燃油、燃气、电力的输送上得到了很大的便利，能够更加便利的检测相关故障，帮助工作人员及时排除故障，保障输送系统的正常运行，对于新型传感器的应用，在现在的生产中较为常用，它的功能很强大，同时也拥有着很大的研究潜力，在今后的研究中还能得到更大的性能提升。

参考文献：

[1]温秀兰.应用型本科测控技术与仪器专业人才培养体系的探索与实践[J].中国现代教育装备,2008(05):122-123.

[2]祝青园,王书茂,康峰,张磊,陈度.虚拟仪器技术在农业装备测控中的应用[J].仪器仪表学报,2008(06):1333-1338.

篇2

一、利用多媒体辅助实验教学，加大演示实验的实效性

演示实验大都是教师在台上做，学生在台下看，由于种种原因影响了一部分学生的观察效果，而计算机技术对图象、图形有强大的处理功能，可以变抽象为实体，变静态为动态。如在《光的折射》一课教学中，光线的传播方向在演示实验中很难被观测到，为此教师利用计算机的动画和文字功能来模拟光线，设计了《光的折射规律》课件，让学生观看到模拟的物理图景，从而对这一抽象的理论有了直观的认识。其中“光的折射应用”中“渔民用叉瞄准水中的鱼”的动画，引起学生强烈兴趣，很容易发现了光的折射的原理，达到了较理想的教学效果。正所谓：我听见，我忘记；我看见，我记住。

二、利用多媒体辅助实验探索，减轻学生实验操作的难度，提高实验效率

在学生分组实验中，有的实验费时、费力，由于平时对实验仪器接触少，实验时不知所措，一节课完成不了任务。如学生实验《用电流表测量串联电路和并联电路中的电流》，仪器多，连接电路本来就较困难，还要测量结果、探索规律，一部分学生根本完不成实验目标，甚至一个实验数据都测不出来。教师在实验中间同时播放该实验的实况录像和模拟动画课件，学生实验操作同步进行，即看清了操作技法，注意事项，又明白实验原理，大大加快了学生的实验速度和准确性。

三、利用多媒体模拟实验过程，弥补物理实验的不足

不少物理现象不可能在实验室完成，由于条件限制有些实验也不可能由学生自己动手。因而借助计算机多媒体强大的模拟功能、动画功能，能解决许多难以表现或操作的物理实验和情景。如“大气压能支持约10米高的水柱”实验，学校现有条件还不能进行，采用录像放映形式，使学生感受到了实验的真实性。又如“鱼在水中的浮沉和潜水艇在水中的浮沉原理”，学生很难观察得到，教师使用多媒体课件，用动画的形式表现鱼和潜艇的浮沉，形象、生动、有趣，学生在观看中，自然地加深了对“浮力”的大小和物体浮沉条件的理解，使学生的形象思维和抽象思维有效地结合在一起。

四、利用计算机辅助教学，拓宽物理实验的范围，开阔学生眼界

物理教学中，虽有不少演示实验和学生探索实验，但都是一些简单的实验。教师运用多媒体课件：大到宇宙天体演变、行星运动，小到分子热运动、电子绕核旋转，强烈到原子弹、氢弹的爆炸实验，都能展现在学生眼前，使学生大开眼界。还有一些现代科学技术，如纳米技术、电子技术、信息技术、材料技术、航空航天技术等，利用多媒体介绍给学生，强烈的现代科技气氛，大大激发了学生的学习兴趣和欲望，弥补了传统教学的不足。

五、利用多媒体营造实验教学气氛，引导学生主动探索

教学过程就是要无疑者有疑，教有疑者无疑的过程。在物理实验课中，教师利用信息技术营造强烈的问题情境，引导学生通过实验进行积极的探索，这对促进手脑结合和创新能力的培养大有裨益。如“比热容”一课的教学设计：1、通过播放天气预报的录象来复习温度的概念及单位。2、分析在同一时间全国各地的气温为什么有较大差异？疑惑也由此产生，学生会怀着解决问题的迫切心情去做实验，进而发现问题存在的原因。3、讨论“水的比热大”这一特性在生活中的应用，通过大屏幕显示对结果实施即时反馈和点说。4、观看“比热容”在生活中的实录，这样既升华了知识点，同时增加了学生学习的主观能动性。

六、利用计算机教学课件，把抽象的概念形象化

初中物理知识中有些物理现象、过程难以被刚刚接触物理学科的学生想象，仅仅用语言的描述很难让没有感性认识的学生在大脑中形成清晰的概念。这些知识点往往成为学生的学习难点，而计算机辅助教学课件对学生理解、掌握物理概念和规律有很重要的帮助作用。我们用计算机做的逼真的物理模拟，可以把抽象的规律和概念形象化，帮助学生摆脱思维障碍。例如：很多学生对声波的形成和传播过程难以理解，我们用flash工具做成一个演示课件，通过形象的模拟音叉的振动，放大的空气中分子的疏密变化展现给学生一个直观的声波形成过程，大大降低了这个知识点的难度，促进学生对声波形成和传播过程的理解。光的反射和折射现象、平面镜成像的原理、原子核的裂变和聚变现象、磁体的磁化过程等都可以用这种方法，把抽象的原理变得形象生动，易于理解。

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人本主义思想与新的物理课程改革要求是一致的。在即将颁布的高中物理新课程标准中，课程培养目标为知识与技能，方法与过程，情感、态度与价值观，提倡自主学习、合作学习、研究性学习的学习模式，对物理知识以外的因素提出了更高的要求，明确体现了物理教学中学生的人本因素。由此可见，在新一轮课程改革中，以学生主体学习为主的教学模式将正式进入到教学过程中来。

一 学习动机的激发

人本主义学习论的代表人物罗杰斯认为，人类具有学习的自然倾向或学习的内在潜能，教学的任务就是创设一种有利于学生学习潜能发挥的情境，使学生的学习潜能得到发挥。在高中物理教学中，学生的学习动机主要来源于发展个人素质的强烈愿望、物理现象和实验的吸引、弄懂物理现象产生原因的探求、通过高考和为社会做出较大贡献的理想等，在上述因素中，认知内趋力的因素对物理课堂教学影响明显。教师是采用外部强化去控制学生，还是采取一些方法去吸引学生对物理现象本身的注意，效果明显不同，课堂教学中越来越重视物理情境的创设，就是这个道理。

人本主义学习论注重学生自身的体验，在课堂教学中老师应改变讲述、演示、推导等一人包办的做法，给学生以更多的参与机会。从物理现象的感知，表象的建立，到物理概念的形成和规律的掌握，应创造条件让学生通过观察、阅读、实验操作等发现问题，通过分析、思考提出假设，再通过推理、演算寻找结论。在上述过程的体验中，学生亲历了知识的构建，获得了成功的喜悦，在这种反复的“探究——快乐”体会中，学习动机得到强化，物理兴趣逐渐形成。

二 学习内容的加工

罗杰斯认为，只有当学生正确地了解到所学内容的价值或用处时，学习才会成为最好的、最有效的。新版的初中物理教材，已对知识内容上作了相当大的调整。在高中教学中，老师利用各种条件，通过多种途径对知识内容进行灵活调整，将极大地改变目前教学中事倍功半的状况，取得满意的效果。

1．密切传统知识与现代生活的关系，关注生活中的物理

高中物理所涉及的经典物理概念和规律，都是前人在生活实践的基础上，通过观察、实验而抽象概括出来的。在教学中，老师应设法将教材中脱离了实践的抽象概念还原到学生的生活中去，让学生切身感受物理与生活的息息相关，在生活中巩固知识，加深概念、规律的理解。“从生活中来，到生活中去”应当成为物理教学的一个重要原则。

2．重书本知识向当代科技的延伸，激发学生的求知欲

高中学生已有了一定的认知基础，对尖端的科学技术有着浓厚的神秘感和强烈的好奇心。细心归纳一下，许多现代科技知识在高中物理中都可以找到它们的影子，例如现代航天技术以匀速圆周运动和万有引力为理论基础；低温物理对应热学知识；通讯电子技术对应电磁振荡、电磁波；光电技术、激光对应光的本性；计算机对应半导体；核武器、贫铀炸弹对应原子物理等。在教学中适当加入相应尖端科技的介绍，不仅消除了学生内心的神秘感，而且能激起强烈的求知欲，泛化为学习当前知识的动机。

三 学习方法的掌握

罗杰斯认为，最有用的学习是学会如何进行学习。“只有学会如何学习和学会如何适应变化的人，只有意识到没有任何可靠的知识，唯有寻求知识的过程才是可靠的人，才是有教养的人，现代世界中变化是唯一可以作为确立教育目标的依据，这种变化取决于过程而不取决于静止的知识。”很多有意义的知识或经验不是从现成的知识中学到的，而是在做的过程中获得的。学生通过实际参加学习活动，进行自我发现、自我评价和自我创造，从而获得有价值的、有意义的经验，这是最宝贵的知识。与此同时，在上述过程中，学生同时获得了如何进行学习的方法和经验，这些方法和经验又可以运用到以后的学习中去，从而导致对各种经验的不断感受及对变化的耐受性。

物理方法是物理学发展中的灵魂，高中教学中方法是从知识学习到能力发展之间的中间环节，是沟通知识和能力的桥梁，掌握物理学的研究方法，是学生学会学习的前提。在实际学习中，物理方法的学习不如知识学习那样明确，因为方法是以分散的形式隐蔽在知识表述之中的。为克服这种困难，一方面学生要自觉地挖掘教材中的方法论因素并努力加以掌握，另一方面则需要老师对重要的方法进行系统的总结。

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关键词：动量定理冲量动量的变化

本节课的内容是全日制普通高级中学物理第二册(人教版)第一章第二节《动量定理》。

一、说教材

1.教材的地位和作用：

本章引入动量这个新概念并结合牛顿第二定律推导出《动量定理》。《动量定理》侧重于力在时间上的累积效果。为解决力学问题开辟了新的途径，尤其是打击和碰撞的问题。这一章可视为牛顿力学的进一步展开，为力学的重点章。

《动量定理》为本章第二节，是第一节《动量和冲量》的继续，同时又为第三节《动量守恒定律》奠定了基础。所以《动量定理》有承前启后的作用。同时《动量定理》的知识与人们的日常生活、生产技术和科学研究有着密切的关系，因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。

2.本节教学重点：

(1)动量定理的推导和对动量定理的理解;

(2)利用动量定理解释有关现象和一维情况下的定量分析。

3.教学难点：

动量定理的矢量性，也就是如何正确理解“合”外力的冲量等于物体“动量的变化”。尤其是方向的一致性，即合外力的冲量的方向和动量变化量的方向一致。

4.教学目标：根据教材、大纲和学生情况，制定本节课的教学目标有三个方面：

知识与技能

(1)能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式。

(2)理解动量定理的确切含义，知道动量定理适用于变力。

(3)会用动量定理解释有关现象和处理有关的问题。

过程与方法

(1)通过对动量定理的探究过程，尝试用科学探究的方法研究物理问题，认识物理模型工具在物理学的作用。

(2)能够应用动量定理处理一些与生产和生活相关的实际问题，在分析、解决问题的过程中培养交流、合作能力。

情感态度与价值观

(1)有参与科技活动的热情，有从生活到物理，从物理到生活的意识。

(2)有主动与他人合作的精神，有团队意识。

(3)关心国内、国外科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命感与责任感，有将科学服务于人类的意识。

二、学情分析

高一学生思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中需以一些感性认识作为依托，加强直观性和形象性，以便学生理解。

学生有根据加速度来分析力和运动的知识准备，利用2004年1月4日美国航天局的“勇气号”探测器着陆火星的图片，创设问题情景，激发学生的兴趣，让学生把物理现象自然过渡到新知识点上，从而引导学生应用已掌握的基础知识，通过理论分析和推理判断来获得新知识。

撞击、打击现象是学生在生活中比较熟悉的，也是他们容易发生兴趣的现象。充分发挥图片、录像和演示实验的作用，符合他们好奇、好动、好强的心理特点，调动他们学习的积极性和主动性。

三、教学方法

应用实验导入法、分组实验法，启发学生通过自己的思考和讨论来探究动量定理。

四、教学程序

本节课分为三个环节，图片新闻创设情景;建立模型共同探究;应用动量定理。

第一环节：创设情景

通过图片新闻的方式，应用多媒体展示“勇气号”探测器成功登陆火星过程的一组图片，创设问题情境导入新课，让同学们产生感性认识。结合他们的生活经验，大部分同学会意识到有一系列措施减小撞地速度，安全气囊的作用是延长作用时间。为了使思路明朗化，提出三个简单问题：

(1)摩擦降(图1)、降落伞(图2)和反向发动机(图3)的作用是什么?

(2)安全气囊(图4)的作用是什么?

(3)采取这些措施最终的目的是什么?

通过上述问题，大部分同学应该想到是为了减小撞击力，还会粗浅地认为，对于同一个物体，撞前速度越小，撞击力越小;撞击时间越长，撞击力越小。

通过问题情景的创设，极大的调动了学生的情感注意力和情感体验力，为师生共同发现问题、提出问题、探究问题、解决问题打下了基础。把高科技的情景引入课堂，体现时代性，符合新课程标准的基本理论。

第二环节：建立模型

这时候速度、时间、动量、冲量、力等几个物理量在学生的头脑中还需要整合，从感性认识进一步上升到理性认识。师生共同建立物理模型，这个模型为水平面上的物体，在合力F的作用下，经过一段时间t，动量由mv0变为mvt。引导同学们根据所学到的牛顿运动定律的知识，去整理这几个物理量之间的关系，探索动量变化跟所受合力的冲量之间的关系。这与新课程标准中提倡的鼓励学生体验自然规律发现的过程，从而建立对自然科学的认识和掌握研究科学的方法是一致的。

在这个模型的基础上，通过推导，大部分同学会得到一个表达式：

Ft=mvt-mv0或Ft=P

这时不要急于归纳它的物理意义，而是给出学生想像和讨论的时间，让同学们试着解释它，刚开始可能得到一些不完整的结论，比如“冲量等于动量之差”或“冲量等于动量相减”，或“冲量引起动量发生变化”。随着讨论的深入，引导同学们回忆动量的变化这个概念。在的过程中，探究出合冲量和动量变化量的关系，比如数量关系，因果关系会逐渐清晰，但方向关系还没有特别明朗化。在同学们基本理解的基础上，老师总结并板书动量定理的内容。在师生共同解决问题的学习中，通过原有知识的激活，然后再通过顺应过程重建新知识与原有知识结构之间的联系，使认知发展从一个平衡状态进入另一个更高的发展平衡状态，这一点符合学生的学习建构理论。

当同学们基本能运用动量定理初步解决恒力的问题时，可引伸到动量定理也适用于随时间变化的力，比如打击力或撞击力，但这个力F应取作用时间内的平均力。这样可以开阔学生的思路，便于他们自觉的运用所学知识来处理问题。

第三环节：定性应用

为了培养学生在物理学中从实践到理论，再用理论来指导实践的研究方法。鼓励学生将学习到的物理知识与日常生活、生产技术联系起来。首先围绕定理Ft=P分情况进行讨论。

首先设置一个问题：如果把鸡蛋从一米高的地方释放，摔到水泥地上，碎了，采取什么措施可保证鸡蛋不摔碎?让同学们设计多种方案，他们会猜测在地上铺上沙子，或放一盆水，或海绵等一些弹性好的物质，接着利用有代表性的弹性好的海绵加以验证，把同学们的设计留成兴趣作业。对那些有创造力的设计，给予充分的欣赏和肯定。

减小力的作用。继续和同学们一块分析生活中常见的现象，展示图片(图5)，引导同学自己找出生产、生活中的更多例子。

为了引导学生全面思考问题，继续通过播放录像创设了下列的物理情景：铁锤钉钉子，冲床冲压钢板并提出问题。让同学们继续归纳出共性规律：作用时间短，作用力大。引导学生自己找出生产、生活中的更多例子，充分发挥学生的主体作用，培养他们知识迁移的能力。

通过运用对比的方法，对上述两类问题深入分析，使学生对动量定理加深了理解。实现了“学中做”和“做中学”的结合。促使学生从理性认识再到感性认识，符合认识论。

在定性分析的基础上，再次举出第一节的例题，给出这个例题有三个目的：

第一个目的是在上一节分析碰撞过程中动量变化量的基础上，这节课给出撞击的时间，同学们可以应用动量定理来计算撞击力的大小。

在师生共同分析的过程中，第二个目的也就基本达到了，探索出了怎样应用动量定理解题的关键步骤，比如必须首先规定正方向，求动量的变化，再应用动量定理列方程求未知量。

第三个目的：突破难点，也就是动量定理的矢量性，设计两个有梯度的问题来降低难度。

例1：质量为0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，接触时间为0.02秒，小球受到的弹力的平均值有多大?

问题(1)：物体动量变化量是什么方向?

问题(2)：联系你学过的弹力产生的条件，从形变的角度分析弹力的方向，合力冲量的方向应该是什么方向?

通过这样的比较，同学们将发现：合力冲量的方向与动量变化量的方向相同，使动量定理的矢量性这个难点具体化和逐渐明朗化。

为了进一步突出重点和突破难点，继续研究第一节中“思考与讨论”题。

思考与讨论：

例2：一个质量为0.2kg的钢球，以2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，入射的角度为45°，碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是45°，速度仍为2m/s。

问题：除了能应用平行四边形分析撞击过程中的动量的变化的方向，能否根据动量定理来分析小球动量的变化?

有上节课的基础，根据平行四边形定则，能够判断动量变化的方向垂直于接触面;根据弹力方向的判断，合冲量的方向也在这个方向上。为了使问题形象化，准备了一个小动画，以显示撞击的过程中小球的形变，以明确小球受到的弹力的方向，进而显示合冲量的方向。以此深入地体会动量定理的表达式是一个矢量式。整个过程以学生为主体，避免了老师的“一言堂”，做到了“老师搭台，学生唱戏”，在课堂上增强了自主学习和合作学习的氛围。

神州5号的成功发射和回收，是中国航天技术的又一个里程碑。通过录像和图片，让同学们围绕动量定理，来分析神州五号如何采取一系列措施实现软着陆的。当同学们发现自己能够用新知识解决如此惊天动地的伟大创举时，必然热血沸腾，激发他们的爱国热情，树立正确的科学观，培养他们振兴中华，将科学服务于人类的使命感和责任感。

至此，这一节课的学习基本结束，老师根据板书小结本节课的重点-动量定理的内容，留作业：

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关键词：高校数学；数学应用能力；培养对策

一、在高校数学教学中培养学生应用能力的重要性

（一）提升学生的社会发展能力

教育教学活动直接面向的是高校学生，从20世纪后期开始，全世界数学知识领域就随着人类文明的发展而不断提升突破，进入了一个全新的广泛应用时期，数学知识已经渗透到各行各业之中，引领了人们数学价值观的变革。在此基础上，培养学生的数学应用能力，能够帮助学生形成应用型的数学思维和完整的数学知识框架，并利用这一思维和理论基础去解决生活实际存在的问题，从而培养学生的创新意识与实践能力，让学生的综合素养能够得到有效发挥。高校的数学以高等数学知识为主，学生在运用知识的过程中会进行充分的辩证思考，不断丰富自己的知识体系，培养自己的责任心和自信心，形成良好的科学探究与综合实践精神，从而适应并推动社会综合水平的发展。

（二）促进数学理论体系的发展

开展高效数学教学的根本目的并不是为了帮助学生积累数学理论知识，而是要对社会现象和人类思想进行解读，是培养学生的思维方式和应用技巧，从而随着科学社会的发展不断促进数学理论体系完善。在数学历史的发展过程中，总会有人在基于前人所验证的数学定理上进行推论、延伸、猜测，并且通过不断的验证和实践创造出更多的数学理论。因此，提升和培养高校学生的数学应用能力，能够帮助学生形成扎实的数学知识体系，能够在实践中灵活应用数学知识，并且发现问题、解决问题，实现数学理论的创新和突破。

（三）提升科学技术发展的水平

有很多人认为，高校数学教学不具备实用性，因为就算学习了函数、指数、导数、代数、微积分等等一系列的数学知识，但是在生活中基本不会用到，并且也不会真正遇见应用题一样的数学问题。其实这正是因为学生对高等数学不够了解，没有形成良好的数学应用能力。在社会的发展之下，数学知识已经应用于我们生活的方方面面，特别是现代社会赖以生存的科学技术、医疗技术、信息技术、航天技术等高新领域，更是离不开数学知识的加持。数学的内容是抽象且无限的，应用能力不仅仅是对数学知识固化的应用，更是一种思维模式的体现。目前，高等数学的学习及应用能力已经成为国家科技发展水平程度的重要评价标准[1]。

二、高校学生数学应用能力的培养提升现状及问题

（一）教学模式及教学理念单一

高校的数学教学模式和教学理念由来已久，尽管没有受到“以高考为导向”的教学理念的束缚，但是正因为高校教育模式相对比较宽松，很多师生在对于高效数学教学理念的认知上存在很大偏差，他们过于重视理论教学，忽视了学生个性化的培养发展以及数学应用能力的提升，没有充分了解到数学应用能力的重要性，对于现代化的教育理念理解不够深入清晰。并且学生虽然不用为高考奋斗，但是大部分高校依旧采用了以考试分数论成败的教学模式，考试结果在学生综合素质判定上占据了过多的比重，导致教师在教学过程中没有充分引导学生的主观能动性，使得学生思维僵化，应用能力差。

（二）教材与师资力量严重匮乏

在实际教学实践中，能够影响高校学生数学应用能力培养的因素有很多，其中教材和师资力量等教学资源的匮乏是主要的问题。同初级数学教学不同，高校的数学教学知识更加深奥，很多理论的推导都经历了漫长的过程，其中蕴含的知识原理和思维路径都非常复杂深奥。但是现阶段的高校数学教材大多以理论知识的推论为主，很难引导学生开展自主性的综合实践活动。其次，高校数学需要借助科学的教学过程去丰富学生的知识内涵，以强化学生的数学思维与核心素养，这些都需要教师具备较高的专业素养和教学能力。但是目前我国严重缺乏从事高效数学教学的专业人才，这对学生数学应用能力的培养造成了负面影响[2]。

三、高校数学教学中培养学生数学应用能力的对策

（一）积极转变教学观念和教学手法

现代化的教学理念会引领教学模式的变革，促进教师积极转变自己的教学手法，对于提升高校数学课堂教学效率，培养学生的数学应用能力有着重要作用。比如，教师要将自己的教学目光和评价标准从学生的考试成绩中挪出来，更加重视学生在日常教学活动中的综合表现，除了所谓的班级纪律、出勤率等等，还要重视学生在课堂中的积极性和思维性。并且要积极结合现代化的教学技术和教学工具进行概念讲解，要重视学生的思维发展规律和学习水平与教学方法的结合，将学生的应用能力作为高校数学教学的重要指标。

（二）丰富教学资源，完善数学教材

教材和教师是高校数学教学活动当中影响效果最大的教学资源，对于教学质量及学生综合能力的发展都有着巨大的影响力。想要提升现阶段高校数学的教学质量，丰富教学资源，提升教师的专业素养，完善教材的编写内容是重要前提。首先，只有通过优秀教师专业化的教学、讲解与分析引导，才能充分调动学生的主观能动性，引导学生进行思维发散、自主创新与灵活应用。因此教育领域更改重视对专业高校数学教师的培养，可以通过师范类院校的标准提升，也可以鼓励专业数学学者兼任高校数学教师，又或者通过培训教研的方式对校内数学教师进行培养。其次务必要对高校数学的教材进行重新整合、优化编撰，通过对教学结合的完善和教学内容的更新深化，全面提升学生的应用能力，引导学生从教学出发思考实际问题，再从实际问题入手推论出数学理论。

（三）结合生活现象，开展实践教学

数学不仅仅是一种体系完整、架构清晰、概念复杂的知识和技能，更是一种对我们生活中所有数学及物理现象的解读，是人类社会文明发展的基石。所谓应用能力自然不能缺少学生的数学实践，实验教学是近些年来高校数学教学改革的主要趋势，教师需要重视教学过程中理论同实践的结合，运动探究式的教学模式，引领学生借助计算机、平板电脑、电子白板等现代化教学技术，立足于生活实践，运用数学知识和生活经验来发现、分析、总结、思考和解决问题，从而优化学生的数学知识体系，提升学生的实践操作及应用能力。

（四）组织综合活动，进行数学建模

高效数学教学更需要重视学生的思维模式引导，要充分调动学生的主观能动性，让学生正确地理解数学概念体系，通过清晰的数学发展过程树立正确的数学思维和方法，掌握数学的逻辑规律，开展针对性、创造性的综合活动，从而培养高校学生的数学应用意识和能力。数学建模教学是现阶段高校数学综合活动中最常见的形式，主要是借助抽象语言描述的数学问题，利用学生已知的数学知识和自己的数学方法对问题进行具象化与简洁化处理。学校可以根据学生的学识水平开展数学建模比赛，通过比赛的竞争性来强化学生的数学应用技巧，提升学生的数学应用能力。

四、结束语

篇6

关键词：物理试题；素材；新高考

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）6-0014-5

高中物理常规考试小到各类单元测试、月考、期中考试、期末考试，大到市级质量检测考试、省级的学考与选考、全国高考等。考试的意义在于检查学生对所学物理知识的识记、理解和应用能力，测试学生达到教学目标的程度，并为教师的后续教学提供反馈信息，对学生与教师的双边教学关系起到导向与激励的作用。所有的考试都会涉及到试卷的命题，一份好的试卷是由好的物理试题组成，所以高质量的物理试题就显得非常重要。如何编制高质量的物理试题应该成为物理教师必备的重要技能之一。

笔者基于对2016年浙江物理选考试卷及杭州市物理教学质量检测试卷的命题分析，从物理试题素材的三大来源谈谈对高中物理命题的认识与思考。

一份好的物理试卷离不开原创性试题的加入。原创性试题的数量多少与题目好坏决定了整份试卷的质量高低。原创性试题能够很好地融合新科技和加入新的物理情景，使得物理试题能推陈出新，贴近生活与现代科技社会，尤其在浙江省新高考（物理选考与学考）的改革背景下备受青睐。

原创性试题要求命题教师要善于观察和记录生活，要密切关注现代科技，要对物理课本和经典试题了如指掌；在这样的基础上，还要求命题教师能够选取合适的情景，提取出相应的素材，提炼出合理的物理模型，科学地设置问题，还要做出规范的配套解答。在这一系列的命题过程中，还需全盘考虑所给数据是否合理，所设置的情景是否科学，所提出的问题是否到位且在《考试说明》规定的范围内。如果试题给出的数据之间出现不自洽的情况，就会出现科学性的错误。这种情况有时难以避免，包括高等级的考试试题偶尔也会受到同行的争议。因为一份试卷在公开测试之前，能够接触到试卷题目的教师、学生毕竟是极少数，而原创试题至少在数据上是全新的、没有在大范围内使用过的，所以在试题测试之中或之后，就有可能出现预先没有想到的问题或有待商榷的地方。这就对命题教师提出了很高的要求。命题教师需要对试题反复推算、仔细揣摩，必要时找同行寻求帮助。

原创性试题最重要的来源是课本、生活和现代科技，这也是新高考命题青睐的三大“宝库”。物理课本是课程标准唯一的权威载体，而生活c科技更是物理的源泉与动力。

1 源于课本的题目

例如，浙江新高考2016年4月份选考卷（以下简称“4月卷”）第8题：

密立根油滴实验原理如图1所示。两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间电压为U，形成竖直向下场强为E的匀强电场。用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴。通过显微镜可找到悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，则下列说法正确的是（ ）

A.悬浮油滴带正电

B.悬浮油滴的电荷量为

C.增大场强，悬浮油滴将向上运动

D.油滴的电荷量不一定是电子电量的整数倍

图1 密立根油滴实验原理图

本题利用了人教版高中《物理》选修3-1第37页“科学足迹”中的图1.9-8进行编制，利用“科学足迹”中描述的情景和原样的插图进行选项的设置，考查学生对课本的研读程度和对课本相关栏目的重视程度。

例如，浙江新高考2016年10月份选考卷（以下简称“10月卷”）第8题：

如图2为某一电场的电场线，M、N、P 为电场线上的三个点，M 、N 是同一电场线上的两点。下列判断正确的是（ ）

A.M、N、P 三点中N 点的场强最大

B.M、N、P 三点中N 点的电势最高

C.负电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能

D.正电荷从M 点自由释放，电荷将沿电场线运动到N 点

本题利用了人教版高中《物理》选修3-1第20页“问题与练习”第3题的图1.4-6进行编制，考查学生对课本中“问题与练习”的掌握程度。

像这样利用课本中的原样插图进行编制的题目在4月卷和10月卷中还有很多。例如：4月卷的第13题（固定在x轴上的两个电荷）来源于选修3-1第15页的“问题与练习”；10月卷的第15题（氢原子的能级图）来源于选修3-5第58页的课本插图18.4-2；第20题（过山车模型）来源于必修2第80页“问题与练习”第2题的图7.9-4。

又如2016年杭州市物理教学质量检测（以下简称“检测”）高一试卷中的第6题：如图3所示，两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射从O点水平抛出做平抛运动的物体A，在两个坐标轴上留下了物体的两个“影子”。下面四幅图中能正确描述“影子”运动的图像是（ ）

A.影子在x轴上的x-t图 B. 影子在x轴上的v-t图

C.影子在y轴上的x-t图 D.影子在y轴上的v-t图

本题中的平行光照射平抛物体的图像就是高中《物理》必修2课本中的原图。经过一番描述之后，便可以考查学生对平抛运动两个方向上分运动的掌握和理解情况。并且此题中还融入了x-t图像和v-t图像的考查，既属于基础的重点内容，又有一定的综合性。要求学生既对平抛运动的两个分运动非常熟悉，又要求学生对x-t图像和v-t图像有一定的掌握。

在“检测”中利用课本插图作为原创题目取材的还有高一试卷的第10题（自行车脚踏板、链条、后轮联动装置）来源于必修2第22页“思考与讨论”的图5.5-5。

这样的题目一般奉行的出题原则就是源于课本，高于课本。这类题目常常来源于课本的经典方法、图形图像、“思考与讨论”、典型例题、“说一说”“做一做”“问题与练习”、演示实验、“科学漫步”和课题研究。教师在教学中要理解教材中不同栏目的设置及其功能，结合具体的问题落实到位，在与学生交流、讨论、检测中都可以灵活多样，要符合学情和考情，科学地处理好教材资源，真正让教材成为广大师生的“助考器”[1]。

2 源于生活的题目

2.1 源于日常生活

例如4月卷的第10题：

某卡车在公路上与路旁障碍物相撞。处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体，经判断，它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的。为了判断卡车是否超速，需要测量的量是（ ）

A.车的长度，车的重量

B.车的高度，车的重量

C.车的长度，零件脱落点与陷落点的水平距离

D.车的高度，零件脱落点与陷落点的水平距离

本题以交通事故作为背景，考查平抛运动的知识。车辆与障碍物、车辆与车辆相撞是生活中常见的事情，也是考生平时都有所见、有所闻的情景。

又如10月卷中的第5题：

在G20峰会“最忆是杭州”的文艺演出中，芭蕾舞演员保持如图4所示姿势原地旋转，此时手臂上A、B两点角速度大小分别为ωA、ωB，线速度大小分别为vA、vB，则（ ）

A.ωA

B. ωA>ωB

C. vA

D.vA>vB

本题利用了杭州近期重大的国际要事G20峰会进行编制，这样的背景是每一个考生都知道的，从而体现了高考的公平性；此题考查了圆周运动中线速度和角速度的大小关系。

与此极为类似的是“检测”高二试卷的第7题（“检测”卷于2016年6月份进行了测试）：

电子灭蚊拍是夏天必备的灭蚊神器。如图5所示，假设用手握紧灭蚊拍的手柄，转动手肘关节挥动灭蚊拍，则下列说法正确的是（ ）

A.图中的A、B两点线速度大小相等

B.图中的A、B两点中B点线速度较大

C.图中的A、B两点中A点角速度较大

D.图中的A、B两点中A点向心加速度较大

本题的图片来源于“淘宝”上的图片，只要打开“淘宝”APP的软件，在首页输入“灭蚊拍”后，类似的图片数不胜数。而“灭蚊拍”本身也是大家生活中常备的“神器”，广为人知。这样的题目情景让考生能够体验到物理来源于生活，物理就在身边；让考生感受到生活处处是物理，物理处处是生活。本题考查的是角速度相同的A周运动中半径不同则线速度、加速度大小不同。

除此之外，笔者利用日常生活中诸多的情景进行原创的题目在“检测”中还有很多，例如高一试卷的第2题（手握杯子）、第3题（高速公路）、第5题（树叶落地）、第8题（日常刷牙）、第14题（沪宁高速常州段重大车祸与高速路上停车拍照）、第15题（常州恐龙园里的“通天塔”）、第21题（生活中的传送带系统）等。

可以看出，其中以公共运输、交通事故为背景的题目较多，一是公共运输与老百姓的生活息息相关；二是以交通事故为背景能够提高考生的安全防范意识，达到一定的安全教育的目的，也是一种寓“德”于题的体现。

2.2 源于体育运动

例如4月卷中的第2题：

如图6所示是某人在投飞镖，飞镖在飞行途中受到的力有（ ）

A.推力

B.重力、空气阻力

C.重力、推力

D.重力、推力、空气阻力

这是一道以投掷飞镖作为背景的试题。这样的情景也是考生非常熟悉且很可能玩耍过的，考查学生对物体受力分析的正确认识。

类似的还有4月卷的第5题（短道速滑）、10月卷的第3题（中国女排在奥运会中的比赛）、第6题（野外攀岩）。

又如“检测”高一试卷的第4题：

跑步机已经慢慢进入老百姓的日常生活。尤其在下雨天的时候，跑步机可以让你的锻炼风雨无阻。如图7所示是某位健身爱好者在跑步机上跑了一段时间后的显示屏照片（跑步者开始跑步时所有数据从零开始计），由图片显示的信息可知，该健身爱好者在这段时间内（等同于在操场上跑步）的平均速率约为（ ）

A.2.36 m/s B.3.1 m/s

C.5.8 m/s D.11.6 m/s

本题的来源是体育运动中跑步锻炼的情景。考查学生对体育运动中的物理相关知识的掌握与计算。

除此之外，利用体育运动中的情景进行原创的题目在“检测”中还有高一试卷的第16题：背景为学生在体育测试中的引体向上，设置了与功和功率相关的物理问题。

这样的命题思路与来源，是和当代社会提倡“全民健身”的大背景相吻合的，是一种顺应现代社会要求的体现。

2.3 源于影视动画

例如“检测”高二试卷的第20题：

动画片《熊出没》（图8）中有这样一个情节：某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱，被挂在了树上。聪明的熊大想出了一个办法，让自己和熊二荡起来使绳子断裂而被解救，其过程可以简化为图9。设悬挂点为O，离地面高度为H=8 m，两熊可视为（处于它们重心A处的）质点，总质量m=1000 kg，悬挂点O到A处的绳长L=3 m（且在运动过程中保持不变）。若两熊的运动始终处在竖直纸面内，它们荡起来使绳子偏离竖直方向的最大夹角θ=30°，不计一切阻力。求：（本题计算中取=1.7）

（1）两熊荡至最低点时的最大速率；

（2）若两熊能被解救，绳子能承受的最大拉力不超过多少？

（3）若两熊能被解救，在它们运动前方离O点水平距离为s=4 m处有一个水池，通过计算说明两熊是否能落入水池中。

这道题目的背景是较为知名的动画片《熊出没》。以这样的背景命题能激发考生一定的兴趣，让物理题显得不那么单调与乏味。像这样的命题来源还可以是很多知名的影视片，因为影视片中的场景、情节就含有很多物理知识。笔者编著的省级精品选修课教材《物理视角中的电影》[2]一书中就有大量鲜活的例子。这样的命题思路在以后的各类考试中也定会有所体现。

由此可以看出，生活情景是物理试题的重要来源之一。所以，这就要求出题老师平时多观察、多记录生活（通过拍照、拍摄视频等形式），以避免“素材用时方恨少”的尴尬局面。另一方面，从考生的角度思考，这就要求考生平时要多在生活中细心观察，善于思考，不懂就问，把生活与物理联系起来，要逐步养成多用物理思维思考生活的习惯。以生活情景来命题也能让考生体会到物理是有用的，物理是有趣的，物理是不难的。

3 源于科技的题目

例如10月卷的第12题：

如图10所示，“天宫二号”在距离地面393 km 的近圆轨道运行。已知万有引力常量G=6.67×10-11 N・m2/kg2，地球质量M=6.0×1024 kg，地球半径R=6.4×103 km。由以上数据可估算（ ）

A.“天宫二号”的质量

B.“天宫二号”的运行速度

C.“天宫二号”受到的向心力

D.地球对“天宫二号”的引力

又如10月卷的第4题：

如图11所示，无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是（ ）

A.动能 B.动能、重力势能

C.重力势能、机械能

D.动能、重力势能、机械能

此题以现在较为热门的“无人机”作为背景进行编制，融入了生活中的科技情景，考查对能量的认识与判断。

其实，早在6月份的高二“检测”中笔者就以相同的科技背景进行试题的编制，例如第8题：

在2016年，神舟十一号飞船将在天宫二号发射后择机发射，并与天宫二号对接，如图12，目的是为了更好地掌握空间交会对接技术，开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。神舟十一号由二号F运载火箭发射。假设天宫二号在距离地球表面400 km的轨道上做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）

A. 天宫二号的向心加速度小于9.8 m/s2

B. 天宫二号的运行周期约为1 h

C. 天宫二号的运行速度可以达到7.9 km/s

D. 神州十一号与天宫二号对接后，运行速率一定比对接前天宫二号的速率大

除此以外，在2016年新高考中，利用新能源、新科技等作为题目背景的还有4月卷的第11题（探测卫星“悟空”）、第12题（太阳能路灯）、第23题（火箭发射装置），10月卷的第11题（机器人）、第23}（质谱仪模型）。

物理学的建立与发展往往都是与科技相关联的。科技上的需求推动了物理学的发展，而物理学的发展又推动了科技的进步。尤其是现在热门的无人机技术、航天技术、环保节能技术等更是试题青睐的题目背景。所以，不管是作为命题老师还是考生，在平时都应该多多对这些科技背景加以关注，这对于教师命题或考生备考都是很有益的。再如，课本中提到的科技――回旋加速器、速度选择器、磁流体发电机、霍尔元件、电磁流量计等也经常成为命题老师出题的首选，甚至是试卷的压轴题。

另外，试题编制完成以后需要编制参考答案，确定评分标准。试题、答案都检查无误后，还需要仿照格式，规范字体字号排版，重点检测图片是否有缺漏、错位等。等到最后正式印刷之前，命题人还要做最后的确认，尽量让印刷出来的试题趋于或达到零差错。

在试题用于检测后，命题教师要及时采集和分析该试题的相关数据，并作好详细的记录（例如最高分、最低分、优秀率、合格率、整卷平均分、各题平均分以及各题的典型错误）[3]，这样一方面可以及时对本次命题进行反思和反馈，调整和修正有疑义、有争议的题目，收集学生中优秀的多种解法，完善参考答案；另一方面也为以后的命题积累原始数据与材料，组成自己的图库和题库，为下次编制更完善、合理、科学的物理试题做好充足的准备。

参考文献：

[1]吴俊.如何在新高考背景下充分挖掘与利用教材资源[J].中学物理教学参考，2016，45（Z1）：67-68.