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力学分析的方法实用13篇

力学分析的方法
力学分析的方法篇1

一、利用弹力、摩擦力的条件,运用假设法,二力平衡判断

例1:一表面光滑小球放置在竖直板与固定的斜面之间,如图,试判断小球与挡板之间是否存在弹力?

解:所谓假设法就是假设互相接触物体之间没有力的作用,物体的原有的运动状态不会发生变化。假设挡板对小球没有弹力,撤去挡板后小球不能静止在斜面上,原有状态改变,假设不成立,小球受到挡板对它的弹力.

例2:如图,三个物体A、B、C叠在水平面上,其中B物受到水平向右F=3N恒力作用,整体保持静止,试分析A、B、C之间是否存在摩擦力及C与地面之间摩擦力情况.

解:对整体A、B、C受到F恒力作用而静止,由二力平衡可知:地对C有水平向左,F=3N的静摩擦力对C同样由二力平衡可知,C受的B对它水平向右F=3N的静摩擦力的作用,同样可知A、B之间不存在摩擦力.

二、运用物体的平衡条件分析弹力摩擦力

例1:如图,质量分别为m、m(m>m)物体用一根细线连接跨过定滑轮保持静止,不计轮与绳之间的摩擦力,试分析地面对m的弹力.

解:m静止,合力为零,即绳的拉力T=mg方向是竖直向上。m也保持静止,合力为零,而绳的拉力T=mg

例2:一物体放在一个倾角为θ,固定斜向上受到一平行斜面向上的拉力保持静止,试分析物体受力情况。

解:物体静止处于平衡状态,合力为零,由题意可知物体一定受到重力,斜向对它的支持力和已知力F如图,那么物体是否受斜面对它摩擦力呢?

①当mgsinθ=F时,重力、弹力、拉力合力为零,无摩擦;

②当mgsinθ>F时,重力、弹力拉力合力不为零,物体心受摩擦力大小F=mgsinθ-F方向沿斜面向上。

③当mgsinθ

三、根据物体运动情况,结合牛顿运动定律分析弹力、摩擦力

例1:如图所示,a、b、c三块木块叠放在光滑的水平面上,在b上施加水平向右的恒力,使其做加速运动,运动中三木块保持相对静止,试判断a、b、c所受摩擦力,以及b、c所受摩擦力大小关系。

解:因a、b、c相对静止,整体具有相同的加速度,由牛顿第二定律可知,加速度方向水平向右。利用隔离法可知:c受到水平向右的合力,从图中可知,c应受到a对它水平向右静摩擦力F,由牛顿第三定律得知,a受到c对水平向左的静摩擦力,而a的加速度方向水平向右,所得a受到b对它水平向右的静摩擦力,且F>F,同样由牛顿第三定律得知,b受到a对它水平向左的静摩擦力。

例2:如图所示,一木箱以初速度上。沿斜面上滑,箱内有一光滑球,则下列判断正确的有()。

A.若斜面光滑,球对木箱的甲壁有压力

B.若斜面粗糙,球对木箱的乙壁有压力

C.若斜面光滑,球对木箱的甲、乙两壁都没有压力

D.若斜面粗糙,球对木箱的甲壁有压力

力学分析的方法篇2

化学计量仪器是监测物质的组成、结构和某些物理特性的仪器,在检验检测机构中应用十分广泛。对于一些化学计量仪器,有技术规范或者标准作为参考,可以正确操作仪器,准确采集数据,确保检测的准确性,但是在日常的检定测试中,也存在一些标准缺失的问题,因此急需一些科学的解决方法,来提升化学计量仪器的溯源能力。

1 化学计量仪器的分类

按照化学检测的理论原理和检测对象,化学计量仪器一般分为以下几种类型。

1.1 电化学仪器

在检测检验中,较为常用的有酸度计、电解仪、离子计、电导率仪等,通过这些仪器,测试检测对象的电化学性质,包括电位、电导、电流、电量等数据。

1.2 分子光谱仪器

常见的仪器有不同性质的分光光度计,傅里叶红外光谱仪以及磷光光谱仪等。通过这些仪器,主要用来检测物质含量,也可以通过仪器检测确立复杂化合物的结构。

1.3 原子光谱仪器

比较有代表性的仪器有原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪等,主要原理就是按照物质原子在获取能量之后,可以由基态跃迁至激发态,从而导致辐射光强度发生变化,同时特殊光谱的强度又和发光物质的含量有着定量关系。

1.4 色谱仪

主要仪器有多种系列的气相色谱仪、液相色谱仪以及离子色谱仪。其设计原理是按照物质在固定相和流动相质监存在差异,从而导致混合物中不同成分相互分离。

1.5 气体分析仪器

这种仪器与日常生活十分贴近,在环境监测、安全防护等方面得到广泛使用,它的原理虽然很多,但是归根结底都是将检测样品与光电磁热等发生作用后,导致气体分子产生物理化学特性的变化,通过这一原理设计出气体分析仪器。

常用的化学计量仪器还有波普类仪器、质谱仪器以及物理特性仪器,这里不再一一介绍。

2 化学计量仪器的特点

2.1 规格种类多

以分光光度计为例,它又可以分为可见分光光度计、紫外分光光度计、红外分光光度计、近红外分光光度计等不同类型,从结构上又区别为滤光、单光束、双光束、全差示分光光度计等不同规格。

2.2 结构原理多样化

化学计量仪器是按照物质的物理化学特性,将其通过不同途径转化为光电磁热等量化信号而进行设计制造的,原理各异,数据处理及控制也不同。即使一类仪器,它们的结构也不尽相同,比如说电导率仪器,它们的结构就有棒式、三针、五针、九针的。

2.3 依据标准物质进行量值溯源

少部分仪器有实物标准,如分光光度计可以用滤光片、标准汞灯,大部分化学计量仪器是没有实物标准的,需要标准物质来实现量值溯源。作为一种标准量具,标准物质异于实物标准,它是与化学计量仪器一对一专用的,也就是说不具有通用性。面临种类繁多,结构多样的化学计量仪器,确实面临标准物质缺失的问题,下一节将进行介绍。

3 化学计量仪器溯源能力面临的问题

根据上一节分析的化学计量仪器的特点能够得出,除了一些仪器有“实物标准”量具,比如分光光度计,能够进行直接测量,其他的都需要根据标准物质进行量值溯源和传递。所以,标准物质的配备与使用对于化学计量仪器的溯源有着十分关键的作用。化学计量仪器溯源的保证还可以根据坚定规程和标准规范,这是一个技术依据,我国有120类化学计量奇异的检定规程或校准规范。

虽然有标准物质、检定规程和校准规范的溯源保证,但是随着化学计量仪器的不断发展、更新换代以及新的仪器的不断涌现,呈现出智能化、信息化、灵敏度高的特点,现有规范和规程具有一定的滞后性,对化学计量仪器的溯源带来一定的困难,需要科学的方法来提升溯源能力。

4 提升化学计量仪器溯源能力的方法

本节重点介绍几种化学计量仪器溯源能力的方法,并说明每一种方法适用的情况。

4.1 比对法

当标准物质的性质和量程出现无法满足需要的问题时,可以采用比对法进行溯源。比如一种测量水质的仪器--在线电导率仪,它的量程≤20uS/cm,然而我国标准溶液都是≥133.220uS/cm,面临着量程无法满足量值溯源的问题。在美国,已经出现量程为520uS/cm的标准溶液,但是该溶液如果接触到空气,就会出现量程变化很大的现象。通过比对方法,将美国的电导率仪用10020uS/cm的标准溶液进行校准处理,将此仪器作为标准与被被校准仪器串接,同时读数,得出校准结果。

4.2 替代法

当标准物质不能普遍适用的时候,可以采用替代法。比如,荧光检测器,用当前的规程所规定的标准物质就无法进行检定。又如色谱仪,虽然有标准物质可以作为量值溯源。但是一些色谱仪的色谱柱经常无法用于分离标准物质,在实际检测中,通常要将测试柱替代色谱柱。对于检测人员,有着较高的操作技能与实践能力的要求。需要把色谱仪的各个接头进行拆分重装,极易破碎或者漏气,还不易恢复。但是这都可以通过提高操作水平来实现。因此通过替代法对奇异进行重复性和检出限的校准,可以扩大标准物质的适用范围。

4.3 能力验证法

当标准物质出现空缺时,可以采用能力验证法。比如一些临床检验仪器,其标准物质归为生化领域,不易生产,因此经常使用自带质控样进行定期校准,而缺乏统一的标准物质。但是这些仪器关乎生命安全,务必要进行校准。通过能力验证法,可以解决这一问题。具体解决过程为,将某一待测的仪器作为标准,在不同实验室内用不同型号的仪器进行若干次测量,将测量结果进行平均取值,确定为准确值,作为校准的数值依据。

4.4 经典化学方法比较法

化学计量仪器是根据物质的化学物理特性来设计制造出来的,换句话说,每一个仪器,归根结底都是有相对应的化学反应原理。即使一些仪器,没有标准物质,没有检定规程和校准规范,也能够找到他们的经典化学方法。也就是说,用检验标准中规定的方法和试剂,用经典的化学分析方法检测出待检测物质的准确含量,将这个作为仪器校准的标准依据。

5 结束语

要确保化学计量器具的准确性,就需要进行量值溯源。当前量值溯源方法有标准物质、检定规程和校准规范来保证。但是化学计量仪器种类繁多,同一种类的结构规格又不尽相同,标准物质的“专一性”以及检定规程、校准规范的缺乏、滞后又难以适应量值溯源的需求。为保证化学计量仪器量值溯源的能力,除了这些传统方法之外,还应该探索一些方法,比如比对法、替代法、能力验证法、经典化学分析法,用于化学计量仪器量值溯源的实践,从而提升量值溯源的能力。

参考文献

[1]车义.影响气体超声波流量计计量精度的因素分析[J].科技创新与应用,2015,35:72.

力学分析的方法篇3

一、 强化审题,找出隐藏信息

在综合题解题中,通常而言综合题的题目一般字数很多,同时图片也十分复杂,因此要作对这道题,首先我们需要注意审题环节,在物理力学综合问题中对于审题阶段而言,值得我们格外的注意,尽量不漏下任何一个条件,同时还要能找出题目中所隐藏条件,进而深化题目理解,提升解题效率。通常而言高中物理力学综合问题,都会设置一定的情景,甚至有时还会和生活有所联系,因此在审题过程中要注意边审题边在题目中进行重要信息的标注,挖掘题目中没有直接表述但是对解题有帮助的隐含条件,并将获得信息加以罗列分类,帮助解题进入正确思维之中。

例如高中物理力学综合题中最为常见的题目设置情景为,一个或者多个物体,它们会发生相撞,或者相互之间存在某种应力,并且这些都会有一个变化的过程,这时就需要我们首先物体受力情况的细致分析,同时必须注意的是受力分析时要深化审题,找到题目中的明显信息和隐藏信息挖掘并标注,判定物体整体为受力情况还是部分受力情况,进而画出不同参考背景下的受力分析图。具体而言审题中需要注意以下3点:1.对于力学综合题而言,物体通常会处于运动中,这是就需要具体分析物体的运动形式,静止还是均速直线运动,还是变速运动,还要考虑到运动相π裕2.下一步便是明确物体受力情况,分析物体具体受到的外力个数,外力方向;3.如果物体受力情况十分复杂,可以从从整体上考虑,列出相应的受力方程式,逐一进行单个物体受力分析,确保物体的受力分析正确。

二、巩固基础,做好受力分析

对于任何一门学科而言,基础知识牢固都是提高分数的基础,对于物理力学综合题而言也同是如此。力学公式、受力分析这类基础性知识,需要我们熟练掌握。对于一些概念和定理除首先要记住文字描述,同时还需要深化理解其所内涵的意思,尽量减少解题中一些定理、概念上的失误。在物理力学综合体的解题中十分重要的一个步骤便是做好受力分析图,巧用受力分析图,对于每一位学生而言都是必须掌握的物理综合题的解题技巧。通过受力分析图我们可以清楚地认出题目中研究对象的运动情况、受力情况以及找到解题突破点。以下以一道实际物理题进行讲解。

题1:如图(图1)所示,在间距为4米的两垂直杆之间系有一根长为5米的无弹性绳子,两端点分别为A、B,在绳子之上悬挂有一光滑且轻质的挂钩,当挂上重量为12N物体时,两杆平衡,问此时的绳子的张力T值。

在对该题解答时,首先需要挖掘题目中的隐藏条件,进而对受力物体做出正确受力分析,画出相应的受力分析图,最后采用方程式进行解答。在本题以挂钩作为研究对象,分析其受力情况做出图2受力分析图。

绳子在水平角度存在一定的夹角,设其为α,根据受力图显示,以及受力平衡的条件可知2Tsinα=F,同时F为已知量,进而根据绳子长度进行数学几何分析可知sinα=0.6,因此计算出T为10N。

三、采取合理的解题规律,制定解题方案

在近几年的理综考试中,物理部分的力学综合体一般只有一道,但是分值一般都是最大的,因此对于学生而言,要提升成绩就必须学好这部分。在物理力学综合题的解题中,首先需要通过对物理题目中运动状态的分析,对其动态过程进行分析,进而结合解题的规律,找出最为合适的解题方案。对于同一题目的,同于物理过程进行分析时,可以从不同的角度的进行分析,进而寻找出最为合适的解题途径。例如:对于很多的力学综合题而言,很多题使用牛顿定律可以解题,同时使用动能定理、动量定理也能解题,但是一般而言使用动能定理、动量定理解题相对更为简单。通常情况下学生要实现力学综合题解题时,快速找出最佳的解题途径最为有效地解题措施,为通过大量的习题练习以及在练习之后的规律归纳总结。

四、结语

综上所述,高中物理力学学习对于我们学生的高考而言是十分重要的,需要在学习中对其难点、重点都给以重视,进而有效提升高中物理力学综合题的解题效率和正确率。找出隐藏信息、巩固基础,做好受力分析、采取合理的解题规律,制定解题方案。三种高中物理力学综合题的解题途径,在实际应用中有很好的效果,值得广大高中生在学习物理力学时充分的使用。

参考文献:

[1]曾芳.高中物理力学综合题解题方法的分析研究[J].数理化学习(教育理论),2013,(03).

力学分析的方法篇4

一、引导幼儿进行观察,在观察中发展幼儿语言能力

三岁左右的幼儿,其大脑兴奋以及抑制的发展不太平衡,其很容易出现激动的现象,且注意力不集中。因此老师在与幼儿相处的过程中需要认真观察幼儿的各种表现,在观察中发展幼儿语言,并且掌握幼儿观察力的发展规律。

基于此,老师在提升幼儿语言能力的教学中,可以通过培养幼儿的观察兴趣,提升幼儿语言表达能力。为此,老师需要引导幼儿进行观察,并鼓励幼儿在观察中进行提问。例如,老师可以带领幼儿观察小动物和植物,并让其参观实物展览或者是图片展览,让幼儿在观察的过程中培养兴趣。通过观察,幼儿可以和同伴进行交流和沟通,并能够表达对所观察内容的感情,进而激发其语言表达的兴趣。

要注意,教师需要用平等的心态去对待幼儿,并且要尊重幼儿的想法,这样幼儿在老师面前才会无所拘束,表达自己的想法,才会敢于讲话。

二、创造良好的环境让幼儿大胆表达

可以说,环境因素对于幼儿的成长和发展起到了关键性的作用,因此,在提升幼儿语言能力的过程中,可以借助环境要素。

环境的改变以及人群的生疏会使幼儿不善言语,出现沉模的现象,有些幼儿也会用哭来表达自己的情感,这些都会阻碍幼儿语言能力的发展,基于此,老师在教学的过程中一定要创造良好的语言环境,让幼儿用语言更好的表达自己的情感。

如利用户外活动创设良好语言环境。在户外活动当中,老师可以引导幼儿说出各种玩具的名称,并说出自己所喜欢的游戏名称,幼儿在愉快的活动当中就能够更好的思考,发挥自己的想象。老师则需要发挥出良好的示范作用,帮助幼儿树立起语言榜样,以便更好的提升其语言能力。可以说,小班的幼儿是处于接受语言能力最强的时期,以此对于这一阶段的幼儿进行教育时,老师要为其树立好正确的榜样,成为他们很好的模仿对象。老师可以和幼儿谈论一些他们感兴趣的话题,让他们乐于说,这样就会在自然的状态下提升幼儿的语言能力。

但是需要注意,幼儿的语言环境并不是单一的,因此需要老师采取多种途径和措施,给幼儿提供轻松愉悦的环境,让幼儿在这种环境中成长,并给与幼儿充分的时间和空间让他们自己去交流,锻炼他们的语言组织能力和沟通能力,进而提升他们的语言综合能力。

三、教师和家长之间要密切配合

在日常生活和学习当中,幼儿会随时表达自己的情感和要求,这就需要老师和家长进行足够的沟通,才能够更好的掌握幼儿在不同时期和不同环境下的情感要求,掌握幼儿的不同表达方式和特点,老师抓住这一特点对幼儿进行有针对性的教育,这样能够起到事半功倍的效果。

一定要保证,幼儿园教育和家庭教育的一致性,不能够相互矛盾,这样会影响到幼儿语言能力的提升。老师要向家长说明幼儿语言能力对于其今后发展的重要性,要帮助家长掌握正确的教育方法,而家长则需要跟老师说明幼儿在家中的表现情况,共同努力下提升幼儿的语言能力。

四、 选择科学的教学方法提升幼儿语言能力

在教学的过程中,老师需要采取科学的方法,才能够更好的提升幼儿的语言能力。如可以采用故事教学的方式。听故事和讲故事是语言教学活动当中的重要环节,同时也是训练幼儿语言的关键途径,老师可以利用教具,用幼儿最容易听懂的语言讲解故事的情景和内容,尤其是对故事当中的重点人物反复强调,让幼儿慢慢听懂故事,并能够模仿故事当中人物的对话。

或者采用情景教学法,老师可以让幼儿通过故事表演、情景表演的方式,展现一个故事当中的人物情节及对话,这样能够让幼儿亲身感受,并且可以体验语言交流,这也是培养幼儿语言能力的重要方法。

老师还需要注意在语言教学中的谈话环境,这一环境一定要轻松和谐,能够为幼儿提供一个展示的平台,能够随时随地的和幼儿进行交流,不需要事先设计,要根据幼儿课堂的表现情况随机应变,使幼儿真正的成为学习的中心。

结束语

幼儿时期是语言发展的关键期,在这一阶段,老师则需要在教学的过程中为幼儿提供最佳的空间环境和交流平台,让他们能够在交往中进行听说联系,进而提升他们的语言能力。本文就以此为中心,结合自身的教学实践,简要分析了提升幼儿语言能力的几点教学方法,希望通过本文的论述,能够对今后的教学工作起到帮助作用,更好的激发幼儿的学习兴趣,提升其语言能力。

参考文献:

[1] 铁梅.试论幼儿园语言教学如何发展幼儿的语言能力.华章,2014年第25期.

[2] 贾其芳.浅谈提升幼儿语言能力的教学方法.祖国:教育版,2014年第2期.

力学分析的方法篇5

一、分析力学课程特点和内容

分析力学是经典力学的一个分支,其严格定义目前尚未有一致性结论[1]。一般认为分析力学是以广义坐标为手段,虚位移原理和动力学普遍方程为理论基础,运用数学分析的方法研究力学问题的一门学科[2]。1788年,拉格朗日重要著作《Mécanique Analytique》的出版,标志着分析力学的初步形成。之后在各国学者的推动下,分析力学取得了长足的发展,并且有了更丰富的内涵和外延。

分析力学学科具有以下特点:(1)以标量的“能量”以及广义坐标、广义力为中心;(2)不考虑理想约束力,因此比起牛顿力学,更适于处理约束系统;(3)高度数学化,有理论深度;(4)应用广泛,已超出经典力学范畴。

分析力学学科包含如下内容:拉格朗日力学、哈密顿力学、动力学变分原理、微振动理论、刚体动力学、天体力学、稳定性理论、Noether定理、Birkhoff系统、几何力学等。其中,传统工科分析力学的授课内容一般为前三部分,而理科分析力学的内容要更为广泛一些。

二、机械专业分析力学课程存在的问题

对于机械专业来讲,其研究对象为受约束的机构,研究内容为机械振动和机构动力学等。对于机械振动,分析力学可使其建模方法更加规范化;对于机构动力学,由于其存在大量的约束,采用分析力学方法建模更加便捷。因此,机械专业分析力学课程的开展是非常必要的。

目前对于机械专业的分析力学课程,还存在一些值得探讨的问题。首先,这门课程一般只作为选修课,课时有限,授课时必须有所取舍和侧重;其次,工科学生的数学基础相对理科学生略显薄弱,但课程中存在一些数学背景深厚的概念,因此需要在课程的严谨性和易懂性之间取得一定的平衡;最后,分析力学即使在力学课程中也是一门基础学科,因此在授课时应注意将其知识与其他力学课程中的知识串联在一起,而不是孤立地讲授。

下文针对这些问题,讨论了机械专业分析力学课程内容的设置,并阐述了笔者在讲解一些重要内容和知识点时相比传统的授课方法进行的具体改进。

三、机械专业分析力学课程的内容设置和讲授方法

上文提到,机械专业分析力学的应用领域主要在结构和机构动力学,因此,课程的设置应偏重于拉格朗日力学,尤其是第二类拉格朗日方程。

(一)第一章 绪论

讲述近代力学发展史、分析力学的大致定义、分析力学的特点。在近代力学发展史讲授中,要突出分析力学尤其是拉格朗日力学的地位,提高学生对课程的重视性。讲述分析力学特点时,要明确指出其最大特点是适合处理约束系统,以区别理论力学所学的知识。

(二)第二章 分析运动学

这部分属于基础知识,授课内容灵活性不大,讲授内容包括:约束、等时变分、虚位移和自由度、广义坐标、运动学问题的分析法。

对于第一部分约束,笔者相比其他一些传统教材,加入了判断微分约束是否可积的方法。因为学生在接触到微分约束不一定是非完整约束这个结论的时候,很自然地会产生一个问题:究竟哪些微分约束才是可积的?该部分的内容填补了这个空白。

第二部分内容等时变分实际上在这里讲授显得较早,但是该部分内容作为基础,可以使得下一部分内容虚位移中变分符号的出现不显得太过突兀。另外通过学习变分的运算法则,学生才能够从坐标的约束方程得到各虚位移之间的约束方程。

第三部分内容与传统授课相比,笔者主要针对自由度这个概念将学生所学知识横向比较。对于自由度的概念,学生在许多课程中都有学习,但不同课程由于研究对象不同,对其定义也会有所偏差。例如,振动力学由于不涉及非完整约束,就可以把自由度定义为描述系统位形的最少坐标数。另外还要对学生强调,自由度数与所研究的问题侧重点有关,例如四连杆机构有一个自由度,但如果考虑连杆的弹性振动,则有无限个自由度。

第五部分内容运动学问题的分析法是大部分传统教材所没有的,内容主要参考了教材[3]。通过学习这部分内容可以基于坐标之间的关系得到速度之间的关系,避免了采用理论力学的基点法。这样一来,即使学生理论力学基础较差,也不会太过影响这门课程的学习。

(三)第三章分析静力学

这部分内容设置灵活性同样不大,讲授内容包括:广义力、虚位移原理、拉格朗日-狄里克雷定理。

第二部分虚位移原理的使用范围本应是“理想约束、双面约束、实位移是虚位移中的一个”。但是学生对于“实位移是虚位移中的一个”这个表述一般不易理解。因此可以放宽为“理想约束、双面约束、定常约束”,这样并不影响学生应用该原理。对于例题的设置,可以选用一些材料力学和结构力学求解梁支座约束力的题目,以体现分析力学的基础性。

第三部分拉格朗日-狄里克雷定理是虚位移原理在保守系统中的具体应用。对于平衡稳定性的概念,可以引入材料力学的压杆稳定性和流体力学中绕流物体的稳定性进行类比,使学生认识到这是一个具有普遍意义的概念。

(四)第四章分析动力学

传统分析动力学需要讲授哈密顿正则方程及相关概念,但是哈密顿正则方程主要优势在于研究物理领域,对于机械振动和机构动力学,正则方程用处较小。而正则方程延伸出的诸多概念如正则变换、泊松括号等,学生学习起来太过抽象。因此笔者认为机械专业可以不讲授哈密顿正则方程相关内容。因此这一章的讲授内容包括:动力学普遍方程、第二类拉格朗日方程、动能的结构、微振动、初次积分、第一类拉格朗日方程、Routh方程。

本章第二部分第二类拉格朗日方程是分析力学课程最重要的内容。第二类拉格朗日方程的推导过程较为烦琐,学生会感到枯燥,但仍然不可或缺。因为这部分公式的推导为接下来的内容如动能的结构、初次积分等打下了基础,同时对学生的逻辑思维能力也是一个提升。在例题方面,笔者建议设置一些电路系统和机电耦合系统,这样可以使学生意识到该方程的普适性。另外,学生在学习这部分内容时,常犯的一类错误就是眼高手低,尤其是求导、正负号等很容易出错。因此一定要让学生独立完成一定量的课堂练习。

第三部分内容动能的结构虽然略显抽象,但考虑到旋转机械动力学是机械领域的一个重要研究方向,仍然有必要进行讲授。这部分内容也为第四和第五部分内容打下了基础。

第四部分内容微振动主要讲授如何得到非线性振动的线性化方程。笔者发现在许多工科的振动力学教材中,虽然都提到了把动能写成速度的二次型,势能展开为坐标的二次型,就可以得到线性化的振动方程,但并没有给出一种规范的方法,因此添加了这部分内容。这部分内容主要参考了理科教材[4]。

第五部分内容是分析力学求解动力学方程的古典方法。虽然目前求解动力学方程往往采用数值方法,但并不代表该部分内容就不重要了,因为初次积分代表系统存在守恒量,在一些特殊条件下代表具体的力学量的守恒,如能量守恒、角动量守恒等,具有明确的物理意义,而不仅仅是数学上的抽象概念。另外需要对学生强调初次积分和约束的区别,虽然形式相似,但前者是由动力学方程得到的,而后者是纯粹的运动学概念。

(四)第五章动力学变分原理

动力学存在多种形式的变分原理,笔者在授课时只选择了工程中常用的两个变分原理,一是高斯最小拘束原理,二是哈密顿原理。前者在机构分析中应用较多,而后者在弹性振动中应用广泛。这一章的讲授内容包括:高斯原理、泛函与变分法、哈密顿原理。

第二部分泛函与变分法的讲授主要是为哈密顿原理打基础。虽然学生只需记住公式便可运用哈密顿原理,但实际上对于接触最多的有限自由度系统,直接使用第二类拉格朗日方程会比哈密顿原理方便得多,因此哈密顿原理主要是讲述一种思想而非具体方法,所以一定要讲授泛函和变分法的概念。对于哈密顿原理,其泛函的宗量较为抽象,可以引入简支梁的应变能(宗量为挠度)作为类比,便于学生理解。

第三部分的哈密顿原理与第二类拉格朗日方程等价,但使用起来需要分部积分,没有直接采用后者方便,学生往往会有一种印象,认为哈密顿原理用处不大。因此笔者授课时引入了简支梁的振动方程作为例题,虽然推导过程比较烦琐,但可以使学生了解到,哈密顿原理可以处理第二类拉格朗日方程不能处理的问题,而不仅仅是数学形式上更简洁。

四、结论

分析力学作为一门古老的学科,内涵外延非常丰富,针对不同本科专业的授课内容应具有不同的侧重点,授课方式也应有所不同。本文针对机械专业分析力学课程存在的一些问题,阐述了教学内容和方法上的具体改进。在教学内容中,充分考虑机械专业工科特点,删减了一些偏理科专业的内容。在教学方法上,一方面注重与其他课程的联系,突出分析力学的基础性。另一方面兼顾了课程的严谨性和学生的理解能力。实践证明收到了良好的教学效果。

参考文献:

[1]梅凤翔.分析力学的定义和内容――分析力学札记之二十五[J].力学与实践,2015,37(2):238-242.

力学分析的方法篇6

困惑一:物体前进的方向一定有个力

学生在进行受力分析时,没有去找每个力的施力物体,往往凭感觉认为物体往哪个方向运动,在这个运动的方向一定有一个力作用。

例1.足球运动员已将足球踢向空中,如图1所示。图2是描述该足球在向右上方飞行过程中的某时刻的受力分析图,其中正确的是(G为重力,F1为脚对球的作用力,F2为空气阻力)( )

很多学生认为选项D正确,是认为足球向右上方飞行时,在这个方向一定有力的作用,这个力是学生凭空想象出来的,它是没有施力物体的,这个力是不存在的。重力的施力物体是地球,阻力的施力物体是空气。由以上分析可知,B选项是正确的。

解决方法:首先高一的学生在学习各种力时,一定要知道各种是怎么产生的,各种力的施力物体是哪一个。高一学生在进行受力分析时,要指出每一个力的施力物体,指不出施力物体的这个力是不存在。这样就避免了学生在物体的受力图上多画力。如竖直上抛的物体在空中并不受向上的“推力”,刹车后靠惯性滑行的汽车并不受向前的“冲力”。

困惑二:研究对象不明确,混淆施力物体与受力物体

物体之间的力是相互的,甲物体对乙物体有力的作用时,同时乙物体对甲物体也有力的作用,施力物体同时也是受力物体,有些学生在进行受力分析时,混淆施力物体与受力物体,将受力物体所受的力也画在了施力物体上。

例2.如图3所示静止在斜面上的A物体,A受到的作用力有

( )

A.重力、斜面对A的支持力

B.重力、斜面对A的支持力、物体A对斜面的压力

C.重力、斜面对A的支持力、斜面对A沿斜面向上的摩擦力

D.重力、斜面对A的支持力、物体A对斜面的压力、斜面对A沿斜面向上的摩擦力

解认为选项B或D正确,是混淆了施力物体与受力物体,现在的研究对象(受力物体)是A物体,而A对斜面的压力是作用在斜面上,这时A是施力物体,而不是受力物体。

由以上分析可知,C选项是正确的。

解决方法:首先要确定好研究对象,在分析被研究对象的受力情况时,要把它从周围物体中隔离出来,分析周围有哪些物体对它施加力的作用,这样就不会把研究对象对周围物体的力画在了研究对象上。

困惑三:只要相互接触的两物体间一定有弹力

弹力的产生是发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用。弹力是接触力,弹力只能存在于物体间的,但相互接触的物体一定要相互挤压、发生弹性形变,两个条件缺一不可。弹力的方向总是与物体形变的方向相反,支持力的方向总是垂直于接触面指向被支持的物体,压力的方向总是垂直于接触面指向被压的物体。

弹力虽然发生在接触处,但在接触的地方是否存在弹力、方向如何学生却难以把握,有些学生在受力分析时,认为只要有接触就一定有弹力。

例3.如图4所示,小球A系在竖直拉紧的细绳下端,球恰又与斜面接触并处于静止状态,则小球A所受的力是( )

A.重力和绳对它的拉力

B.重力、绳对它的拉力和斜面对它的弹力

C.重力和斜面对球的支持力

D.绳对它的拉力和斜面对它的支持力

解有的学生认为B选项对,就是认为只要有接触就有弹力,从图4可知,A球与斜面接触,但没有挤压,它们之间没有弹力。

由以上分析可知,A选项是正确的。

解决方法:两接触物体间是否存在弹力,可以用“假设法”或“拆除法”。如例3中,假设小球与斜面间有弹力,小球受力就不可能平衡,所以弹力不存在。“拆除法”就是去掉与受力物体接触的物体,看受力物体能否保持原来的状态,能保持状态不变的,则说明此处弹力不存在的,若改变了原来的状态,则说明弹力存在。

困惑四:画不出规范的受力分析图

很多学生上课看老师在黑板画受力图,用力的合成或力的分解去解题时,觉得很简单,但自己做作业画受力图时,就会画错,一旦画错图就没办法正确解题。

例4.如图5,对放在斜面的物体进行受力分析,用力的合成法求挡板和斜面对A球的支持力。

解有些学生画出图,如图6,先分析出档板与斜面对小球A的支持力F1与F2再按平行四边形定则作出合力F,这样就没办法用几何知识求F1、F2与重力G的关系。正确的做法是先确定F1、F2的合力是与G等大反向的力,再适当调整F1、F2的大小。如图7。

解决方法:结合研究对象的运动情况,如果物体受几个力而平衡,那么其中一个力与剩下的所有力的合力一定等大反向。如例4,先用虚线作出两弹力的方向,再作出两弹力的合力F的大小和方向(与重力等大反向),最后通过平行四边形定则确定F1与F2的大小。

力学分析的方法篇7

1杠杆类动态问题的分析

例1如图1所示,用垂直与杠杆的力F,将杠杆从位置A匀速提升到位置B的过程中,F的大小变化情况是(

A.变大。B.变小。

C.不变。D.无法判断。

分析在杠杆类的动态问题中,都涉及到杠杆原理,这就要求我们首先根据题意列出杠杆平衡条件的式子,如此题中F×L1=G×L2;然后再分析在动力、阻力、动力臂、阻力臂这四个物理量中,哪个量不变,哪个量怎么变。此题中,L1、G不变,在杠杆转动的过程中L2变小。最后根据数学知识判断所求量的变化情况。所以选择B。

例2如图2所示,用方向不变的力F,将杠杆从位置A匀速提升到位置B的过程中,F的大小变化情况是( )

A.变大。B.变小。

C.不变。D.无法判断。

分析第一步根据杠杆原理列出式子:F×L1=G×L2。

第二步分析各个量的变化情况:G不变,L1、L2变小,考虑到相似三角形知识,得:

第三步,确定F的变化情况:F大小不变。选C。

例3如图3所示,在轻质杠杆的D点挂一重物,C点系有一轻绳,绳的另一端可在弧形轨道AB上无摩擦滑动,在整个滑动过程中杠杆一直保持水平,则绳从A点滑到B点的过程中,C点所受拉力的变化情况是( )

A.不变。B.逐渐变大。

C.逐渐变小。 D.先变大再变小。

E.想变小再变大。

分析第一步列出式子:F×L1=G×L2 。

第二步分析各个量的变化情况:L2不变(=OD),G不变,F的力臂L1先变大,(当AC与OC垂直时达到最大)再变小。

第三步,确定F的变化情况:F先变小再变大,故选E。

2电学中的动态问题分析

在电学中经常为了保护电路和改变电路中的电流大小等原因要接入滑动变阻器,在滑片P移动的过程中电路的仪表示数会发生改变,用电器的功率也会随之发生改变。运用所学习的物理知识解决此类问题时,选择正确的解题思路是关键,在问题解决的过程中有时需要采用转换的思想方法。

例4如图5所示的电路中,闭合S,当滑片P向左移动时,可看到的现象是。

分析灯L与电阻R串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压,P向左滑时,R接入电路中的电阻变小,R总变小,根据欧姆定律I变大,UL变大(灯变亮),UR变小(电压表示数变小)。

例5如图5所示电路,当S闭合时,P向左移动,两电表示数的变化值的大小关系是。

力学分析的方法篇8

如在“图形的周长”一课中,王丽娟老师借助帽子的大小问题(生活中的问题)入手,引导学生说出一周的长度就是周长(数学问题),再分别让学生指一指、找一找、说一说生活中课桌面的一周、数学书皮的一周,让学生充分感知图形一周的长度具体是什么,在学生动手感知的基础上,建立了对周长表象的认识.然后通过学生的理解,逐渐将生活中的具体图形抽象成几何图形.这样,就将生活中的一周问题变成了数学上的周长,初步建立了周长的模型.

2.提供丰富的感性材料,创设问题情境,感知特征或数量关系,为数学模型的准确构建提供可能

例如,在对二年级学生教学乘减的两步运算时,学生很难根据图意自己主动列出两步算式,这就为后面建立数学模型制造了一定的困难.赵淑荣老师设计了这样的问题情境:老师想从3包筷子中拿走4支,请问是不是一定从第一包中拿走?是不是一定从第二包中拿走?第三包呢?那么一定从哪里拿走?学生立刻回答:三包里面。紧接着,教师引导学生思考:3包是多少呢?水到渠成地列出两步算式,同时为乘减的运算顺序教学奠定了基础,提供了准备.

3.经历具体的场景,创造“经验过”的情境,从直观形象的角度感知问题的特征,寻找教学的切入点和生长点

孙欣老师在教学“排队问题”时,创设了一个实际排队倒水并计时的情境.一个学生拿矿泉水瓶,另一个学生拿大口杯排队接水.先是拿矿泉水瓶的同学接水,用40秒,再是拿大口杯同学用3秒.让学生计算出两人接水总共等候的时间是43秒,同时明确了“等候的时间=自己等的时间+等别人的时间”.在此基础上,让两位同学交换位置等候接水,这时接水的等候时间是46秒.通过现场直观形象的演示,学生感受到了数学问题的实际背景,掌握了排队问题的基本特征,建模的起点找到了.

二、探究新知——体验模型思想

建立数学模型的过程要善于引导学生自主探索、合作交流,对学习过程、学习材料主动进行比较、分析、综合、归纳、操作等思维活动,将本质属性抽取出来,构成研究对象本质的关键特征,从而构建起真正的数学认识.

1.注重实际操作,体验模型思想

许多教师在教学中都注意到了学生动手操作.如李小玉老师在执教“一个数比另一个数多(少)几”一课时的教学片断.

师:苹果比桃子多了几个?

(情境图中苹果有9个,桃子有6个.其中9个苹果部分盖住)

:多了3个.

:多了4个.

师:到底多了多少呢?让我们验证一下吧.同学们可以画一画,连一连,也可以用学具代替摆一摆.

……

师:到底多了几个?你们验证出来了吗?谁来说说呀.

:我上面画9个圆圈代表苹果,下面画6个圆圈代表桃子,这样能看出苹果比桃子多3个.

师:看他画的,你发现了什么?

:上面的圆圈比下面的圆圈多.

:苹果比桃子多3个.

:桃子比苹果少3个.

师小结:他画的时候注意了,上下一个对一个,这样一眼就能看出苹果比桃子多3个.

师:谁还有不同的方法?

:我用摆圆片的方法,上面摆9个,下面摆6个.

师:你发现了什么?

:上面的圆片比下面的圆片多3个.

:苹果比桃子多3个.

:可以画隔线,一眼就能看出上面的比下面的多3个.

师小结:这个同学真有办法,用一条虚线隔开,就很容易看出苹果比桃子多3个.

师:从9里面去掉哪些就是3个了,指一指.

教师此时顺势指着相同的6个小圆片问:这一部分是怎样的?

:同样多.

:这一部分和桃子的个数同样多.

师:用剪刀去掉这个6,该怎样去掉?从谁里面去掉?

:从9个苹果里去掉.

生:从9个苹果里去掉与桃子个数同样多的部分.

生:去掉的个数和桃子的个数同样多…….

师:所以你发现苹果比桃子多多少个?

:3个.

:我发现求苹果比桃子多多少个也就是求9比6多多少.

师:看来同学们解决求谁比谁多多少的题,有自己的绝招,你愿意说说吗?

生:我发现这样的题目可以用大数减小数的方法.

生:对,大数减小数的方法更简单.

这一部分的教学,体现了“以说促思”“手口脑并用”的数学教学方法.对于低年级孩子尤其是对于一年级刚入校的小同学来说,手、口、脑并用,才能真正调动数学学习的需求.通过动手摆一摆、剪一剪,帮助学生真正理解剪掉的是苹果和桃子数最同样多的部分,从而为建立模型积累了感性经验.

再如,潍坊市滨海开发区实验小学王丽娟老师的“图形的周长”一课,在学生对周长的内涵初步感知的基础上,老师出示了几幅图形让学生找一找它们的周长(其中包含了不是封闭的图形).学生在辨析的过程中发现只有封闭的图形才有周长.在此基础上,再让学生动手用铁丝围一个有周长的图形.这一部分的设计可以说是对周长概念模型的一次重塑,促使了学生思维的螺旋式上升.先通过辨析加深学生对周长内涵的理解,再让学生动手自己围成一个有周长的封闭图形,学生经历了从“实物模型”到“抽象模型”,又到做“实物模型”的过程,在“做中学”,在“做中悟”,充分感知了周长模型.

2.注重探究过程,体验模型思想

如“图形中的规律”一课,在探究过程中,引导学生从3个点、4个点、5个点……能画出多少条线段,从中发现规律,进而掌握简单组合的计算方法.先引导学生认识和了解简单的组合问题,自主探索出简单组合问题的解答方法.在交流、比较中,学生体会到了按规律组合的必要性,掌握了简单的组合方法.在交流时,重点引导学生明确用枚举法列举时,怎样才能做到既不重复又不遗漏.即:先确定一个点,对与它不同的点进行连线;再确定另一个点,分别与不同点组合进行连线……只要是按顺序组合连线,就能不重复不遗漏.在这个环节中 学生出现了无序列举到有序组合的情况,这说明学生经历了由“杂乱、具体有序、抽象”的思维过程,学生思维的有序性和深刻性得到了培养.接着教师抛出了“点数与线数有什么关系”的问题,受知识的限制,学生在这里是不能解决的,但在课堂中,我们看到了学生质疑的表情,感受到了学生要探究规律的欲望.接着,教师再引导学生列表探索计算规律.在填写的过程中,学生观察、推理、归纳出规律,掌握了简单组合问题的基本规律.这样就使学生由浅入深,逐层深入,学习难度降低,提高了学生的学习和探究兴趣.教师及时发挥主导作用,带领学生填表、找规律,学生顺利地完成了任务.在这样一个建构、解构、重构的过程中,学生从各自的经验背景出发推出了关于组合问题的普通的规律,并能抽象出数学模型.

3.注重合作交流,体验模型思想

实现通过生活向抽象数学模型的有效过渡,是数学教学的任务之一.具体生动的情境问题只是为学生数学模型的建构提供了可能,如果忽视从具体到抽象的探究过程的有效组织,那就不能称为建模.因此,本环节重点是学生在老师的鼓励和指导下自主探究解决实际问题的途径,进行自主探索学习,把实际问题转化为数学问题,即将实际问题数学化,自主构建数学模型.

如“数量关系与方程”一课,教师提问如何用数量关系式表示“男比女的2倍多3人”.学生出现了多种情况:①女×2+3=男,②男÷2-3=女,③(男-3)÷2=女,④男-女×2=3,⑤男-3=女×2.教师接着引导学生找出自己最有把握的数量关系式,学生在②④中争论,接着教师引导学生找出这句话的关键词,部分学生通过找到关键词“谁比谁多”已经明确了答案.接着教师又引导学生通过画线段图的形式帮助学生分析数量关系式,通过对照线段图来辨别几条关系式的对错.这样,教师就引领学生经历了找关键词、关键句和画线段图的不同方法,通过多轮合作交流,找到了正确的数量关系式.

三、提炼方法——建立数学模型

数学建模是一个思想与方法产生与选择的过程,数学建模重视的是探究的过程.

1.通过“转化”,提高学生自主建模能力

数学思想较之数学基础知识,有更高的层次和地位,它蕴涵在数学知识发生、发展和应用的过程中,是一种数学意识,属于思维的范畴.数学方法是数学思想的具体体现,具有模式化与可操作性的特征,可以作为解题的具体手段.只有对数学思想与方法理解、掌握了,才能在分析和解决问题时得心应手;只有领悟了数学思想与方法,书本的、别人的知识技巧才会变成自己的能力.

如“平行四边形面积”一课,在探究平行四边形面积时,教师先放手让学生小组合作,然后,教师将同学们的想法贴在黑板上,让全班观察、发现不同方法的相同点,学生很容易发现都是把平行四边形变成了长方形,教师追问:“为什么要把平行四边形变成长方形呢?”引导学生说出将平行四边形面积变成长方形的面积,将新知识变成旧知识,这种方法在数学上就叫做转化.转化方法的引入水到渠成.接着组织学生讨论:平行四边形和转化后的长方形有什么关系?在计算长方形的面积基础上怎样去计算平行四边形的面积?寻找求平行四边形面积的方法.学生通过思考、操作、探究、交流后,不但经历了知识的形成过程,发展了思维能力,更重要的是领悟到了“转化”这一研究数学的思想和方法,这才是学生最大的收获.通过操作,让学生既学得高兴又充分理解知识,形象直观地推导了平行四边形的公式概念,培养学生获取知识的能力、观察和操作能力.因此,重视数学思想方法的运用,才能帮助学生牢固构建数学思想方法模型.

建构主义者认为:学生的数学学习是一个连续不断的同化新知识、构建新结构的过程.尤其是中高年级学生,他们已经具备了一定的基础知识和操作技能,因此,让学生掌握“转化”的思想方法无疑是交给了学生一种解决问题的“工具”.

又如王丽娟老师执教的“图形的周长”一课,在学生有了对周长理解的基础上,让学生自己量一量图形的周长,然后给出了几个图形让学生自己去探究怎么求图形的周长.对于简单的问题(由直线围成的图形),学生很快地找到了解决问题的不同方法.但是对于由曲线围成的图形学生感到比较困惑,通过学生的小组合作,并在合作中优化了自己的操作方法.通过转化找到了解决问题的方法:化曲为直.这样学生在活动中发现、探究,在活动中互动、内化,在活动中应用、创新,最终学生体会形成了求周长的不同的方法模型:规则的(用直尺)和不规则的图形(化曲为直).

2.通过“数形结合”,提高学生自主建模能力

“数形结合”是小学数学教学中解答“问题解决”中的一种常用的方法.通过画图形可以把抽象的数量关系直观形象地表示出来,帮助学生分析问题,理清思路,找到解决问题的方法.更重要的是,在教与学的过程中,不仅促进了学生的形象思维与抽象思维的协调发展,而且还培养了学生建构“数学模型”的兴趣和能力,由于所构建的“数学模型”多样化,使他们的思维更加灵活,更有创造性,从而提高了他们的数学意识.这正是新课程标准对学生能力发展的要求.

例如,安丘市青云山小学赵淑荣老师执教的“混合运算”一课:师出示糖葫芦图(其中4串糖葫芦每串有5个,还有2个单独的糖葫芦)

师:要算一共有几个糖葫芦,应怎么求?

生:把2部分合起来.

你能填一填分别是多少吗?

师:能解释一下你这样填的意思吗?

生:先算4×5=20,再算20+2=22.

师:你发现同学们列的算式和以前我们学过的算式有什么区别?

生:算式当中既有乘法,又有加法.

生:只列了一个算式.

师:我们一起来画出它的样子吧!

课例中,教师充分应用了数形结合思想,借助方块模型,帮助学生构建起直观的混合运算的数学模型,学生借助“形”感悟混合运算的结构,在填数建模的过程中初步发展了模型思想.

3.通过模型归类,提高学生自主建模能力

教师要注重模型的归类,特别是学业考试复习,更应根据不同模型进行分类复习.使学生能根据某种规律建立变量和参数间的一个明确数学关系,正确运用方程思想、函数思想,解决不同的实际问题.在同一个生活背景下,让学生灵活应用方程、不等式、函数等来解决不同的实际问题,使学生体会到数学的应用价值,并提高学生数学建模的能力.

例如,“一个数比另一个数多几”课例中,教师进行了如下的模型归类:

首先是个别归类:

①苹果比桃子多多少个?总结为一个数比另一个数多几.

②桃子比梨多多少个?总结为一个数比另一个数多几.

③桃子比苹果少多少个?总结为一个数比另一个数少几.

在经历了个别归类后,教师又从总体上进行模型归类:刚才的三个问题都归为一类是:一个数比另一个数多(少)几.

这样,学生经历了两次模型归类的过程,对归类方法和建模过程有了更深刻的理解,自然而然地提高了建模能力.

四、解释应用——拓展数学模型

数学课程标准倡导以“问题情境一建立模型一解释、应用与拓展”作为小学数学课程的一种基本叙述模式,这是数学新课程体系直接体现“问题解决”教学模式的反映.因此,在数学模型建立起来之后,要创造机会,让学生去应用方法进一步解释、应用与拓展所建立起来的模型,在此基础上回顾反思解决问题的过程.这样学生才能有效地经历解决问题的全过程,提高解决问题的能力.

1.解决实际问题,应用数学模型

新的模型通过解释、评价自然地纳入学生已有的知识体系中,并化作自己的解题经验,这是学生认识上的飞跃.让学生将求得的数学模型放到实际情境中去检验,用所建立的数学模型来解答生活实际问题,能体会到数学模型的实际应用价值,体验到所学知识的用途和益处,体验到成功的喜悦,这也是建模的根本目的.

如“混合运算”一课,在课前高玲老师亲切地与学生谈论旅游的相关话题,给学生们播放崂山的旅游纪录片,激发了学生的学习热情,顺势引入信息图,让学生们在崂 山入口处找信息,提问题.学生对老师本来就有好奇心,对老师家乡的名山更是有极大的兴趣,由此自然而然地创设了学生喜闻乐见的与生活紧密相连的情境,自然呈现给学生数学模型的原型,从而激发了学生探究的欲望,为数学模型的应用奠定了基础.

2.回归生活情境,拓展模型外延

人的认识过程是由感性到理性再到感性的循环往复、螺旋上升的过程.从具体的问题经历抽象提炼初步构建起相应的数学模型,并不是学生认识的终结,还要组织学生将数学模型进行适度的生成、拓展和重塑,派生出新的数学模型.例如“图形的周长”课例中,在学生有了对求周长的方法的理解和掌握的基础上,教师设计了小花园里青蛙和小猪在长方形花园中散步的问题,让学生先猜一猜小猪和青蛙谁走的长一些?学生在情境中猜的答案各不相同.在学生遇到问题有解决问题的需要时,教师适时抽象出长方形模型让学生再观察.通过路线演示,学生很容易地看出两只小动物走的一样长.整个教学设计让学生经历了将生活问题抽象成数学问题的过程,并且在猜一猜和检验活动中充分地理解周长的大小和不规则形状的物体的大小无关,虽然从表面上看青蛙走的区域大一点,但是并不意味着青蛙走的路程(周长)就多,而是只与所走的路径(周长)有关,从而深化了学生对模型的理解,使模型的内涵丰富起来.

3.重视解题回顾,建立同类问题模型

在数学解题过程中,解决问题以后,再回过头来对自己的解题活动加以回顾与探讨、分析与研究,是非常必要的一个重要环节.这是数学解题过程的最后阶段,也是对提高学生分析和解决问题能力最有意义的阶段.

力学分析的方法篇9

我国占据世界冻土面积的23%,在东北大小兴安岭地区、西部青藏高原地区和天山地区分布着丰富的冻土资源。随着经济基础建设和国防事业的推进,我国对东北和西北等边疆地区开发的加剧,我们面临着冻土给工程建设带来的巨大挑战,因此,在@些地质条件严酷的冻土地区施工开发时,必须冻土的作用机理、病害问题和保护措施进行充分的认识,并确保解决问题措施的可行性与可靠性,进而保证建设的建筑物或结构的安全性和稳定性。

众所周知,冻土体的结构非凡复杂,包含不同粒径的土颗粒,水分,气体成分和冻结的冰晶体,这种复杂的构成成分也导致了冻土各方面的差异性与不确定性,在宏观上主要表现为物理力学性的差异。许多试验研究表明,土颗粒的级配,含水率,土中含盐分多少,含冰量(及未冻水含量),冻融作用,加载时间,添加剂等都对冻土的物理力学性质产生影响。本文要总结前人通过对不同影响因素条件下对冻土的物理性质和力学性质进行总结与分析,并为未来的发展趋势提出一点见解。

2 不同影响因素对冻土的物理力学性质的影响分析

2.1 温度和含水率对冻土物理力学性质的影响

在一定条件下,温度和含水率对冻土的物理力学性质的影响主要是温度控制的,含水率对冻土力学性质的影响相对起辅助作用。非冻土中,其他控制条件一定时土的强度指标随着含水率的增加先增加后减小,在温度的作用下,随着温度的降低,土的强度指标表现为一定负温范围内随着含水率的增加冻土的强度先增加后逐渐接近于某水平直线[1,2]。因此,冻土的强度指标主要取决于温度,又受含水率的钳制。

2.2 含盐量对冻土力学性质的影响

含盐量对冻土的力学性质的影响主要是通过可溶性无机盐离子对水分子的作用力产生的。试验表明一定条件下冻土的静力学强度随含盐量的增加而先增加后减小[3],冻土的动力学强度围压一定的前提下随温度和含盐量的增高塑性破坏越明显[4]。大量研究表明,含盐量对冻土的强度的影响是一致的,其他制约因素不变情况下随含盐量的增加而降低。但是盐分对冻土的强度作用机理还缺乏研究,这一方面还值得我们进一步研究,这样可以综合分析不同盐分对冻土强度的影响。

2.3 围压的影响

围压作用对冻土强度的发展变化主要是围压对冻结水和微裂隙的影响[5]。围压的存在为单元土体的侧向面提供了约束作用,由此推可知,侧向作用力的存在可以是被动约束力也可以以主动作用力的形式存在,这取决于单元体的铅直作用力与侧向作用力形成的力学体系。低围压条件下,试验试件主要表现为被动约束,高围压表现为主动作用。因此,大量的研究表明,在单一围压情况下,处于低围压情况时,冻土的强度随围压的增加而增大[5,6],在高围压条件下,出现压融现象使冻土的强度开始降低[7],存在围压转折点。不同土类的围压转折点也不尽相同。

2.4 冻融循环作用

我国的季冻区分布及其广泛,对土体冻融循环作用的研究是迫在眉睫。含水率极低时,冻融循环作用几乎对土体的强度不会产生较明显的影响,随着含水率的增加,土中水分在温度变化的作用开始迁移和冻胀,使得原有土体的结构排列发生明显的改变,且各组分(如颗粒粒径、化学成分等)也随之增加或减少,含水率越高,经历冻融循环的次数越多,结构变化也越复杂。因此土体在经历冻融循环后土体的内部宏观结构和组分含量发生了明显的变化是引起冻土强度性质的关键问题。

2.5 不同类土

在自然状态下,不同类的土体在相同的外界条件下表现出的物理力学性质也千差万别。不同类的土主要包括碎石土、砂土、粉土、粘性土、淤泥质土、膨胀土、湿陷性黄土、改良土、污染土。根据大量的试验和实践,天然土的力学性质主要是由天然固结度、含水率、密实度、颗粒级配和冻结温度决定的,改良土主要取决于添加的改良剂性质,添加剂的存在可以改变土体间的结构。而在冻土中不同类的土体的力学性质几乎也依赖于天然土力学性质的决定条件,但对温度的敏感性更大。

3 新方法和理论在冻土物理力学性质研究的应用

新方法和理论是区别于传统冻土力学研究的方法,结合现代新的数学理论、信息和工业技术,如概率统计法、模糊数学法、数值模拟、无损探测等,对冻土的物理力学性质的研究更加趋于精细化和微观化,确定冻土中各组分间的相互作用关系和对冻土性质影响的程度的关系。国内学者已利用概率统计方法对不同因素的交互作用下的冻土强度进行了研究[8]。并将概率与数理统计理论应用到高温冻土的长期强度和蠕变的计算,得到冻土的长期强度和蠕变方程的参数的描述方程[9]。还有学者应用灰色关联理论分析了不同因素对冻土强度的影响,最后得出温度与冻土的强度的关联度最大[10]。王大雁等[11-12]利用UVM-2型声速测定仪对不同土类进行研究,建立超声波速与温度和未冻水含量的关系式,还可以根据纵横两波波速的比值来判定土的类型。相对传统实验来说,利用超声波来判定土层比较先进,比较快捷的,减少了人的操作量,对土层也是无损的,这种方法对将来的地质勘察具有很大的发展潜力。土的特性(各向异性等)也不断促使新的数学理论和无损探测方法的发展。

力学分析的方法篇10

    “学习力”一词最早出自1965年美国系统动力学的奠基人——福瑞斯特教授写的《一种新型的公司设计》。从20世纪90年代中期起,学习力逐渐成为知识经济时代应运而生的一项前沿的管理理论,受到越来越多的学者的关注。学习力是伴随一个人终身发展的能力,是衡量一个人综合素质和竞争能力高低的尺度,被视为现代人基础性的文化素质。在当代社会,科技发展日新月异,知识总量的翻番周期越来越短,从过去的100年、50年、20年,缩短到现在的5年、3年。“谁能迅速提高自己的学习力,谁就能迸发出新的创造力,谁就能获得发展的主动权并获得竞争的领先优势。所以学习力是未来唯一持久的竞争力”。因此,随着世界范围内经济、科技的飞速发展,如何在有限的时间内最大限度地获取知识、创造知识,并把知识转化为现实生产力,即如何提升学习力,已成为一个迫切需要解决的重大课题。

    在现行的研究中,关于学生学习力的测量主要是采用访谈和问卷的方式进行。但由于研究人员是采用观察与教简易的问卷的形式进行收集的资料,其信度与效度有待考证。有关于学生的学习力的问卷都是关于学习能力方面的,几乎未涉及学习力的其他方面,没有较系统的测量工具,而这有待于进一步研究。

    学习力的提升研究是教育工作者关注的焦点。初中阶段是九年义务教育的最后阶段,是一个人成长的关键时期,在这一时期的学校教育中,培养学生的学习力直接关系到学生未来的发展。

    初中是学生学习和发展中必不可少的重要阶段,数学是培养学生逻辑思维能力和抽象思维能力重要的学科工具。在实际的初中数学教学过程中,少数教师迷信“满堂灌”、“一堂清”,将课堂变成自己唱独角戏的舞台,学生习惯了当听众和旁观者,对老师过度依赖,导致“一讲就懂,一做就错”。部分学生缺乏正确的数学学习方法,不知道如何阅读教材,如何理解例题,如何应用数学知识解决问题,将作业当成负担,抄袭、逃避等现象司空见惯,不知道数学学习的目的和意义。综上所述,如何提升初中学生的数学学习力是时代赋予教师艰巨而光荣的任务,也是教师义不容辞的义务。

    数学学科原有知识的积累是影响学生数学学习力的重要因素。用构建主义的观点进行分析,学生知识的内化、智慧的发展需要主客体的相互作用,主体必须具有相应的知识结构才能真正理解、内化所学的知识,当学生在某一学科的原有知识积累相对较少时,会直接影响后续学习。根据已学知识,结合自己的经验与想象,进行新的创造,这才是学习力的最有价值的内容,是学习力的最高境界。因此,提升中学生数学学习力已成当务之急。

    三、学习力提升的研究展望与启发

    1.学习力是伴随一个人终身发展的能力,是衡量一个人综合素质和竞争力的尺度,被视为现代人基础性的文化素质。强调提升学生的学习力,有利于其成为善于学习,智慧学习的人。

    2.通过对初中学生数学学习力的研究,使学生养成良好学习习惯,科学学习方法的理念,如自主合作探究学习方式,终身学习理念等,最终增强学生使用学习策略的意识。在恰当运用学习策略的过程中发挥并提高自己的学习力,成为爱学、会学的终身学习者。

    3.学生是数学学习的主人,老师是数学学习的组织者、引导者与合作者。合作学习能够提供民主、和谐的课堂,拉近师生心理之间的距离,增强学生自我展示的信心和勇气,提高学习兴趣,形成稳定的学习毅力。

力学分析的方法篇11

一、高校贫困生就业竞争力的SWOT分析

SWOT分析方法又称为态势分析法,美国旧金山大学Weihrich教授于20世纪80年代初提出并广泛应用与战略管理领域。在SWOT分析法中,S代表优势、W代表劣势、O代表机会、T代表威胁。结合当前企业的用人需求特点和选择毕业生的标准,本研究采用问卷的形式,对210名贫困大学就业竞争力现状进行调查。问卷共回收201份,回收率为95.71%。

1、高校贫困生就业竞争力的优势分析

第一,品质优势。调查发现,有88%的学生认为自己就业最具竞争力的品质优势是“踏实认真,积极肯干,吃苦耐劳”。 贫困生家庭经济状况大都不好,从小的生存环境、家庭教育使其较早懂得生活的艰辛。为了减轻家庭经济负担,贫困生在校期间多有勤工俭学或社会兼职的经历,有的学生甚至利用寒暑假时间进行外出打工。受特殊成长环境的影响,贫困生大都能够吃苦耐劳,不拈轻怕重,能够踏踏实实,认认真真地做事情。这项品质与企业用人标准中要求具备实干精神相吻合。

第二,就业态度务实。调查发现,73%的学生选择毕业后直接参加工作。受家庭经济特殊情况的影响,大部分贫困生长期生活在艰苦环境中,为了尽快减轻家庭经济负担,他们大多希望尽快找到工作,获得报酬。64%的学生表示愿意先就业再择业。贫困生认为在严峻的就业形势下,要想找到完全适合自己、实现个人价值的理想工作是不容易的。强烈的就业期望促使一些贫困生愿意从事自己不满意的工作。与非贫困生相比,在就业观念上,贫困生表现得更加务实。

2、高校贫困生就业竞争力的劣势分析

第一,自身心理素质薄弱。良好的心理素质是个体心理健康、人格成熟的基本特征。调查发现,贫困生在自卑、焦虑等题项上的均分都不超过3分,家庭经济困难、城乡生活差别、自身能力欠缺使得贫困生在校期间承受着巨大的心理压力,长期处于一种比较消极的情绪状态中,在择业时,常常缺乏自信,采取逃避、退缩的应对方式,最终错失了就业的良机。

第二,就业准备不充分。调查发现,贫困生在实践能力、社交能力等题项上的均分都不超过3分。现今企业不但要求人才具备一定的专业知识,更看重学生的实践动手能力、人际交往能力。贫困生特殊的家庭环境使他们从小兴趣特长狭窄,在校期间又常常被兼职工作占用,无暇参加学校的各类活动和实践锻炼的机会,导致他们在毕业前仍缺乏实践能力、人际沟通能力等就业应具备的综合素质。

3、高校贫困生就业竞争力的机会分析

“就业是民生之本”,事关国家的发展、社会的稳定。贫困生作为高校的弱势群体,他们的就业压力和现实困难备受党和国家的高度重视。针对贫困大学毕业生面临的就业问题,国务院办公厅发出通知,要求将零就业家庭、优抚对象家庭、农村贫困户、城乡低保家庭以及残疾等就业困难的高校毕业生列为重点对象实施重点帮扶。各高校的就业指导部门纷纷给予贫困生更多的关爱,他们通过网站、QQ、微信等方式,优先向贫困生提供招聘信息,同时,发挥校友优势,积极向企业推送品学兼优的贫困生,帮助他们早日就业。此外,学校的心理咨询部门定期进行贫困生心理辅导工作,通过团体培训、个体咨询等方式帮助他们缓解就业压力。

4、高校贫困生就业竞争力的威胁分析

高等教育的大众化发展让越来越多的贫困学生获得大学深造的机会,随之而来的毕业生数量增加,使得大学生就业面临着激烈的竞争与挑战。调查发现,89%的学生认为其毕业时的就业形势十分严峻。在当今买方市场的就业形势下,企业对人才要求水涨船高,要在成百上千份的简历中脱颖而出,这就要求毕业生具备更高的综合能力。此外,我国就业市场机制尚不规范和健全,毕业生就业时仍然存在裙带关系等不公平竞争现象,使得社会关系薄弱的贫困生在签约时间、就业率、就业岗位上处于劣势地位。

二、提升高校贫困生就业竞争力的策略与建议

在完成SWOT因素分析后,便可以制定出相应的提高贫困生就业竞争力的对策。运用系统分析的综合分析方法,将考虑的各种因素相互匹配起来加以组合,得出一系列提高贫困生就业竞争力的可选择对策。

1、SO策略:发挥自身品质优势,积极就业

踏实肯干、吃苦耐劳是企业用人标准中要求具备的重要品质,贫困生在择业时,要积极发挥自己特有的吃苦耐劳精神,从基层做起,认认真真做好每一件小事,锤炼能力,完善自己,力求通过自己的品质优势,弥补经济、社会关系方面的不足。

2、WO策略:提高自身综合能力,培养良好的就业心态

能力因素是大学生成功就业最基本、最直接的因素。一方面,贫困生要努力学好专业知识,用理论知识武装自己,提升自己的专业能力;另一方面,要以第二课堂为平台,积极培养自己的实践动手能力、人际沟通能力等非专业能力。通过参加学校、班级举行的各项文体活动、各类科技竞赛,在组织、参与中潜移默化的提升自己的就业竞争力和就业自信心。同时,积极进行暑期社会实践活动和专业实习,把理论知识应用于实践中,在实践过程巩固所学内容,最终形成个体系统性知识结构,满足用人单位的要求。此外,对于心理自卑、焦虑的贫困生,一方面,高校教师要给予他们更多关爱,帮助他们转变观念,学会分析自己的优劣势,扬长避短;另一方面,对存在严重心理障碍的学生要及时进行心理咨询与辅导,帮助他们放飞心情,重塑自信。

3、ST策略:引导贫困生下基层、到基层工作或进行自主创业

首先,帮助贫困生树立科学的就业观。让他们认识到只有从零开始,从基层开始,才能使人更快的成长起来,基层的磨练与经验,无论以后走到什么岗位都将是一笔宝贵的财富,只有经历基层锻炼,才会成长为对社会、对人民有用之才。其次,积极向学生介绍国家有关基层就业的相关优惠政策,开展优秀毕业生基层典型事迹教育,以榜样示范增强感召力和有效性,让学生更有信心去基层就业。此外,在国家提倡“大众创业,万众创新”的宏观背景下,要积极鼓励贫困生进行自主创业,将自己所学专业知识与社会需求相结合,以课外创新激发创业激情,通过自主创业实现就业。

4、WT策略:搭建就业成才导航体系,完善贫困生就业指导工作

随着企业招聘大学生实习就业时间的提前、企业用人标准的提高,以往高校针对大四毕业生开展的就业指导工作变得滞后起来,缺乏就业指导的个体化、系统化、全程化。因此,各高校就业指导部门应结合贫困生特点和专业,从贫困生进校起开展职业生涯规划教育,帮助贫困生尽早的确立职业发展目标。同时结合贫困生所学专业和心理特点,建立贫困生个人职业指导档案,分阶段、分层次进行能力培养、心理调节。此外,要进一步完善就业信息服务平台,发挥校友优势,借助新媒体,及时向贫困生优先推送就业信息,使其尽早就业。

【参考文献】

[1] 王征.SWOT分析理论视野下的高校贫困生就业竞争力[J].前沿,2013.9.

力学分析的方法篇12

一、高职学生职业核心能力的培养主要通过三个途径:

一是开设专门的职业核心能力培训课程。如开设与人交流能力、与人合作能力、解决问题能力、自我学习能力、信息处理能力等课程,有针对地对学生的各项核心能力进行训练;

二是在各种课程的教学中渗透职业核心能力的培养。主要是采用先进的教学方法,如项目教学法,情境教学法等,在教学过程中,以学生为主体,创设项目或问题,让学生分小组协作,通过讨论,查阅资料,解决疑问等方法共同完成任务,并正确评价完成过程和最终作品。通过这种教学过程,培养了学生的交流能力、合作能力、解决问题能力、信息处理能力、自我学习能力等各种核心能力。

三是充分利用团学组织、学生社团开展丰富多彩的学生活动,搭建学生自我展示、自我发展的平台,以此促进职业核心能力的培养。学生的活动应充分利用各级学生组织开展,从班级到专业,到系,到学院。不同级别活动的参与人数和达到效果都不同。从活动的数量上来说,应该成为一个金字塔形式:班级活动次数最多,学院组织活动最少。这样既可以最大限度的让全院每个学生都能参与到活动中来,体现了素质教育的全面性,又能要让一部分有特长的学生在更大的舞台上展示自我,拓展能力。

职业核心能力培训的教学宗旨是:以职业活动为导向,以职业能力为本位。必须通过职业活动(或模拟职业活动)过程的教学,通过以任务驱动型的的学习为主的实践过程,在公平下的知识和理论指导下,获得现实职业工作需要的实践能力。职业核心能力的培训不同于一般理论知识或理论系统的教学,其教学目标不在于掌握核心能力的知识和理论系统,而在于培养能力。

职业核心能力课程的教学方法

1.核心能力培训课程的教学要体现以下原则:

第一,教学目标反映能力本位的主导性。要强调培训课程以培养完成任务和解决问题的实际能力为目标,整个课程要突出以工作现场为条件,以实际任务驱动,或采取项目贯穿始终的动手能力训练,以能力点为重点,不追求理论和知识的系统与完整。

第二,教学形式的拓展性。要能在各种工作场景或环境中开展教学。

除专题讲授外,核心能力的培训还应贯穿在各种课程模块之中,贯穿在各种课外活动、生产实习和各种社会实践活动之中。

第三,教学组织的多样性。要实现专题性教学和渗透性教学相结合,多渠道、多形式地培养培训。

第四,教学过程的针对性。学习者的能力在不同模块项中会有强弱的差别,即使在同一模块项中,对各能力点的掌握程度也会有高低的不同。因此,对学习者来说,已经具备的能力点不必重复学习和训练。

2.教学的基本方法:行动导向教学法

核心能力培训除了必要的程序性知识传授之外,大量需要的是通过实践活动进行行为方式的训练。因此,核心能力培训主要应遵循行动导向教学法的理念和方法。

行动导向教学法是以职业活动的要求为教学内容,依靠任务驱动和行为表现来引导基本能力训练的一种教学方法。

行动导向教学有很多方法,其中最适用于核心能力培训的方法有项目教学法、角色扮演法及案例教学法等。这些教学方法主要是通过行为目标来引导学生在综合性的教学活动中进行“手--- 脑---心”全方位的自主学习。在这种新的教学方式下,教学目标是一个行为活动或需要通过行为活动才能实现的结果,学习者必须全身心地参与到活动的全过程中去才能实现教学目标。因此,在整个教学活动过程中,学习者是主角,参与是关键,教师只是教学活动的主持人,其责任是通过项目、案例或课题的方式让学习者明确学习目标,在教学过程中控制教学的进度和方向,根据学习者的表现因人施教,并对学习效果进行评估,从而指导学习者在专业学习和技术训练的过程中全面提高综合能力,即核心能力的素质。

3.教学的基本程序:OTPAE五步训练法

能力的训练需要有科学的方法,要通过有效的程序达到真实有效的效果。根据行动导向教学法的理念,参考国内外先进的职业教育和企业培训的模式,经反复研讨,设计了一个新型的“目标-任务-准备-行动-评估五步训练法”,即“OTPAE科学训练程序”,在每个能力点的训练中,均按照下列五步训练法组织 教学和训练:

(1)目标(Object):是依据核心能力标准将本节训练的活动内容和技能要求作具体解释和说明。呈现本节特定的学习目标,以使学习者明确学习内容,确认自己学习行动的目的。

(2)任务(Task):是对该能力点在实际工作任务中典型状态的描述和意义的呈示。通过列举活动案例,分析能力表现形态,让学习者形成基本认知;并通过该能力点运用的意义阐述,形成学习者的学习动力。

力学分析的方法篇13

独立完成实验和设计简单实验是生物高考考查能力要求之一。在近几年的生物高考试卷中常有生物实验设计题出现。如何才能解答好生物实验设计题呢?首先是实验基础知识的掌握。对高中学生来说,生物实验知识的掌握主要包括常见的仪器、器具、药品的使用能力,对实验程序的理解能力,对实验结果的分析能力,以及对实验中出现的异常情况的处理能力等;其次是实验设计的基本思路。在实际教学中,教师可以用问题串来提高学生的实验分析能力和成绩。

1 详尽细致地分析课本中的实验,让学生形成实验思维

1.1 课本中的科学史的分析

关于科学史的教学,教师提出问题或利用课本讨论题让学生分析。比如:对恩格尔曼的实验,教材列出了要讨论的问题,而学生此时对实验已有一定的认识,可以讨论完成。在学生不能回答时,教师用问题引导。学生通常不能把巧妙之处都答出来,教师可以引导学生从材料、操作,对照、排除无关变量的干扰等方面思考,让学生明白巧妙之处。

但有些科学史的发现实验,教材中并没有给出讨论题,教师就需要自己设计问题,让学生理解实验的思路。比如:针对肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验,笔者设计了如下问题:关于肺炎双球菌,你知道什么?通过格里菲斯的第一组实验、第二组、第三组实验,我们分别知道什么?第四组实验的S型活细菌从何而来?关于“转化”,你的理解是什么?实验最终得出了什么结论?格里菲斯又作了什么推论?艾弗里的实验思路是什么?如何分开蛋白质和DNA?实验结果说明什么?既然艾弗里的实验已能说明DNA是遗传物质,为什么还要设计噬菌体侵染细菌的实验?如何解决艾弗里的遗憾,排除一些科学家的疑虑?噬菌体是什么生物,有怎样的结构和物质组成及特点?噬菌体如何侵染,如何增殖?如何让噬菌体带上标记,为什么?实验过程,你能理解吗?你能提出什么问题?实验如何对照?搅拌和离心的目的分别是什么?为什么表述为放射性低而不是无放射性?第二组实验上清液的放射性升高,可能的原因是什么?实验得出了什么结论?能否得出蛋白质不是遗传物质这一结论?综合肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验,能说明作为遗传物质需满足的条件是什么?

1.2 教材中学生实验的分析

学生实验分为验证型和探究型两种。教师对验证型实验的分析从实验原理、实验材料、实验试剂、实验操作、实验结果、实验结论等方面进行,帮助学生知其然,也知其所以然。比如生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中,教师提出问题:实验原理分别是什么?为什么还原糖检测的描述是“产生砖红色沉淀”,脂肪检测的描述是“被染成橘黄色或红色”,而蛋白质检测的描述是“产生紫色反应”,为什么?还原糖检测的实验材料用苹果汁或梨汁,脂肪的检测用花生,而蛋白质的检测用蛋清或豆浆,为什么?甘蔗汁和番茄汁可用于检测还原糖吗?观察颜色反应的实验,选材都需要注意什么?比较斐林试剂和双缩脲试剂,相同点和不同点分别是什么?实验步骤如何?实验如何对照?需要显微镜的是什么实验?实验结果如何?又比如绿叶中色素的提取和分离实验,实验原理是什么?分析看出如何书写实验原理?实验材料是什么?为什么?可用其他材料代替吗?实验试剂有哪些,作用分别是什么?实验步骤如何?为什么如此操作?如果得到的色素提取液颜色太浅,可能的原因是什么?为什么要塞住试管口?还可以用什么方法得到色素提取液?为什么滤纸条要剪去两个角?为什么用铅笔画横线,其他笔行吗?画滤液细线时,为什么待滤液干后,再重复一两次?可用其他方法画滤液细线吗?为什么分离色素时,避免层析液没及滤液细线?实验的结果如何?为什么呈现这样的结果(色素带的分布、颜色、宽窄和色素带之间的距离等)?如果色素带不清楚,可能的原因是什么?如果只有最上面的两条色素带,可能的原因又是什么?如此就可以让学生不但知道实验的操作,也明白为什么如此选材,各种试剂的用途,为什么如此操作,为什么得出这样的结果和结论。

而对探究型实验,教师要从实验题目入手教会学生进行变量分析,并进行自变量的设置、因变量的检测和无关变量的干扰排除的分析;之后进行实验假设、实验材料、实验原理、实验试剂的分析;再后分析实验步骤或设计实验步骤;最后结果预测及得出结论。比如有关酶的实验――比较过氧化氢在不同条件下的分解。笔者设计的问题如下:实验材料是什么?过氧化氢有什么特点?FeCl3溶液和新鲜的肝脏研磨液分别有什么作用?为什么要研磨?为什么要新鲜?什么叫变量、自变量、因变量、无关变量、实验组、对照组?实验的自变量是什么?如何设置的?因变量是什么?如何检测的?无关变量有哪些?如何排除其对实验结果的干扰?实验的对照组是谁?实验组又是谁?实验可提出怎样的假设?实验的步骤顺序可否变动?实验的结果如何?第一组与第二组比较可以说明什么?第一组与第三组比较又说明什么?第一组与第四组比较呢?第三组和第四组比较呢?写出实验的原理(原理能解释实验的操作和结果)。对探究温度对酶活性的影响的实验,笔者设计的问题如下:实验选择何种材料?为什么不能用过氧化氢作材料?作出什么样实验假设?实验的自变量是什么?应如何设置?因变量是什么?如何检测?能用斐林试剂作为检测试剂吗?为什么?无关变量有哪些?如何排除其对结果的干扰?写出实验原理。讨论写出实验步骤。实验步骤的顺序能调换吗?为什么?最佳的实验方案是怎样的?预测实验最可能的结果和结论。通过这样的分析,教师可以教会学生选材和选用试剂,更重要的是教会学生进行变量分析和书写实验步骤及检验实验步骤,也教会学生进行结果预测等。

1.3 多让学生进实验室操作实验

如此不但能加深学生的印象,也能活跃他们的思维,提高其创新能力。

2 通过对实验变量的分析和实验各要素关系的分析,提高学生设计实验和解答实验的能力

2.1 实验变量的分析

2.1.1 根据实验目的,分析实验变量

实验目的就是研究自变量与因变量的关系。所以一般来说,实验目的中就隐含了实验的自变量和因变量。学生通过所学知识分析除自变量外,还有什么因素影响因变量呢。这些因素就是实验的无关变量。无关变量通常可从实验材料、实验试剂的用量、环境条件等方面入手分析。通过课本实验或生活常识或题干中的介绍,教师教学生能确定自变量的设置方式、因变量的检测手段。比如:探究生长素类似物溶液促进扦插枝条生根的最适浓度的实验中,自变量是生长素类似物溶液的浓度。教师要求学生设置成自变量的浓度梯度。为了更精确,笔者先设置一个梯度大的浓度梯度的生长素类似物溶液做个预实验,根据预实验的结果,再取一个范围设置这个范围内梯度小的浓度梯度的实验。同时提出以下问题因变量是什么?扦插枝条的生根情况如何。如何检测?(数根的数目,求取平均值)无关变量有哪些?(插条的种类、数目、生长状况、插条上芽的位置和数目等,生长素类似物溶液的用量,完全培养液的用量,生长素类似物溶液处理插条的时间,插条在培养液中培养的时间,环境温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等,培养液的pH等)如何排除无关变量对实验结果的干扰?(材料选择要一致,时间和环境条件、培养条件要相同且适宜;试剂的用量要相等)

2.1.2 通过实验操作或其他进行变量分析

有些实验未告知题目,但给出了实验的部分或大致操作或一些介绍,教师通过比较给出的不同组的不同处理可得出自变量,通过其检测的项目得出因变量,或者通过所介绍的找出自变量和因变量。之后再分析出无关变量。比如:油菜素内酯水溶液对芹菜的实验(表1)。

该实验中的自变量是油菜素内酯水溶液的浓度;因变量是芹菜的生长情况。无关变量包括实验前所选芹菜的株高一致,生长状况一致;油菜素内酯水溶液的用量相同,与组一蒸馏水的用量也相同;培养时间相同;培养环境温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等适宜且相同。并且还能根据所分析出的变量写出实验课题:探究(研究)不同浓度的油菜素内酯水溶液对芹菜生长的影响。

2.2 实验各要素的关系

明确实验各要素的关系也是解答好实验题的关键。实验目的:研究或验证自变量对因变量的影响。实验假设:对实验目的的回答。自变量:实验组与对照组或实验组之间不同的处理。因变量:实验中通过检测或观察来确定的量。实验步骤:第一步通常为分组编号;第二步通常体现自变量的处理;最后一步通常为检测因变量。结果为检测或观察到的现象。结论为通过对结果分析后对实验目的的回答。实验原理:为解释实验操作、实验试剂使用和实验结果所提供的依据。

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