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高中物理必修一桥梁的研究论文

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高中物理必修一桥梁的研究论文

现代桥梁通常分为梁式桥、拱式桥、斜拉桥及悬索桥四类。近年来,中学教材和教辅资料中出现了一些相关内容和习题,从技术应用的角度展示了物理学与社会生活的联系,体现了物理与技术的结合,培养了学生观察、探究身边物理现象的兴趣和能力。本文择取几例,加以解析与点评,仅供参考。一、梁式桥梁式桥是以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。按主梁的静力图示,梁式桥又可分为简支梁桥、连续梁桥和伸臂梁桥三类。前两类梁桥从古到今,屡见不鲜。目前世界最大的钢桁梁桥主跨已达549 m。人们不太熟悉的伸臂梁桥,在山东科学技术出版社发行的《普通高中课程标准实验教科书物理I(必修)》第92面有图文介绍,使人一目了然,笔者不再赘述(该课本为课标诸多新教材之一,以下简称为“山科本”)。例l 不同劲度的材料各有用处。混凝土坚硬,但缺乏弹性,容易在拉伸时断裂,而钢筋耐拉伸,所以在混凝土预制桥梁桥板的承受张力的部位用钢筋来加固。正确地放置钢筋的位置,可以使桥梁更加牢固。如图1所示,桥梁加固钢筋位置正确的是 ( )解析 当物体压在该桥梁上时,桥墩内侧桥板的上表面受的是压力,下表面受的是拉力。桥墩外侧桥板上表面受的是拉力,下表面受的是压力。为了使钢筋受到的都是拉力,所以应当按图1(a)所示的方式放置钢筋。点评 题的关键是体会桥梁各部分承受的是压力还是拉力。类似问题在山科本第68面也有图文介绍。二、拱式桥拱式桥是以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈)作为主要承重构件的桥梁。我国古代能工巧匠建造出许多结构精美的拱桥,如赵州桥等,堪称早期拱形桥的经典。山科本第87面有图文介绍,并简述了力学原理。目前世界最大的钢拱桥为上海卢浦大桥,主跨为550 m。已建成的较大跨度的拱桥还有重庆万州长江大桥(混凝土拱桥,主跨达420 m)及湖南凤凰乌巢河石拱桥(主跨达120m)。例2 轻轨“明珠线”的建成,缓解了徐家汇地区的交通拥挤状况,请在图2中画出拱形梁在A点的受力示意图。这种拱形桥的优点是 。解析 根据力的分解原理,拱形梁在A处的受力方向应为切向(如图2所示中补画的箭头所示)。其优点是:梁身所受的力通过切向传递,最终将受力传递给桥墩,同时形成较大的跨度空间。点评 本题为上海2002年春季招生试题之一。在技术上,这种桥面在拱肋下方的拱形桥属于下承式拱桥。由于在拱脚处用一被称为系杆的纵向水平拉杆将两拱脚连接起来(图2中未画出,其作用是减小拱肋对桥墩的水平推力),故下承式拱桥又称系杆拱桥。三、斜拉桥典型示意图如图3所示,它由主梁、斜拉紧主梁的钢索以及支承钢索的索塔等部分组成。斜拉桥的钢索拉成直线,与索塔、桥面(主梁)构成稳定的三角形结构;与具有多个桥墩的连续梁桥对照,一根(对)斜拉索就是代替一个桥墩的(弹性)支点,故主梁同弹性支承上的连续梁性能相似,其刚度比悬索桥大,而主梁跨径一般介于梁式桥与悬索桥之间。目前世界上最大的斜拉桥主跨达890 m。我国已位居世界前列的钢结构与混合结构的斜拉桥有南京长江二桥(主跨628m)、上海杨浦大桥(主跨602m)、上海徐浦大桥(主跨590m);预应力混凝土结构斜拉桥有重庆长江二桥(主跨444m )、铜陵长江二桥(主跨432m)、郧阳汉江桥(主跨414m)、武汉长江二桥(主跨400m)。斜拉桥是近年来应用最广的桥梁。例3 如图4所示,重力为G的均匀吊桥处于水平位置时,三根平行钢索与桥面均成30°,点间距ab=bc=cd=dO,若每根钢索受力相同,则每根钢索受力大小为 ( )解析 若以0点为转轴(设每根钢索拉力均为F),由力矩平衡关系可有解得F=2/3G,故选择选项D。点评:与图3相对照,图4相当于斜拉桥索塔某一侧的一部分。实际的斜拉桥十分复杂,仅钢索分布就有单面布索或双面布索、密索或少索、平行状或放射状等多种形式,故设计时斜拉索的受力计算要在综合诸多因素后由大型计算机处理,施工中索力的控制与调整也极为精密。本题仅为最简化的模型(本题为全国中学生力学竞赛试题)。四、悬索桥是以承受拉力的钢索或链索(均称为主索)作为主要承重构件的桥梁。它由主索、索塔、锚碇、吊索(或吊杆)、桥面等部分组成,基本示意图如图5所示。主索主要承受拉力,一般用抗拉强度高的钢材制作,可以充分利用材料的强度,且具有用料省、自重轻等特点,因而在各类桥梁中跨越能力最大(跨径可达到1000 m以上)。悬索桥的主要缺点是刚度小。例4 l999年lO月,我国第一座跨度超千米的特大悬索桥在江阴正式通车。该桥主跨为1385 m,桥全长3071 m,桥下通航高度为50m,两岸的桥塔高196 m。横跨长江南北两岸的两根主缆绕过桥塔顶鞍座,由南北锚碇固定,整个桥面和主缆的万吨重量都悬在这两根主缆上。为计算方便起见,其整体结构可简化为如图6所示,每根主缆的张力约为( )A.2.4万吨 B.6万吨C.12万吨 D.24万吨解析 图6中大桥受整个桥面和主缆的总重力以及四段钢索的拉力,这些力的合力为零,大桥处于静止的平衡状态。这些力可等效为平面共点力系,设其延长线相交于O点,其受力图如图7所示。设总重力为G(×108N),四段钢缆每段拉力均为F,则由相似三角形关系解得F=×108N。故选择选项B。点评 实际悬索桥计算甚为复杂,本题作此简化,学生就可以根据中学物理知识进行估算了。

一、桥梁建筑美学 自古以来,建筑(包括桥梁建筑)与绘画、雕塑被称为三大造型艺术(又称为空间艺术或视觉艺术)。它和其他门类艺术有共同的特征,如:鲜明的形象、强烈的艺术感染力、 、反映时代特征等。但是桥梁建筑艺术作为实用艺术,又有它自己独特的艺术特征。 功能价值与审美价值的统一。桥梁建筑不仅要表现出结构上的稳定连续、强劲力感和跨越能力,而且要有美的形态与内涵,只有内容和形式的高度统一,才能显示出不朽的生命力。 艺术和技术紧密相关。技术本身也是美的因素之一,计算力学、钢筋混凝土的发展,才使各式轻巧、大跨的桥梁得以出现。 桥梁建筑美的基本因素: 一.统一和谐 二.均衡稳定 三.比例协调 四.韵律优美 统一和谐 多样统一是形式美的一种高级形态,也是创造形式美的最高要求。从本质上讲,多样统一的和谐规律与人类社会和自然界一切事物的发展规律相一致。 一、 多样统一 多样统一产生和谐是自古希腊以来美学家们一向极为看重和追求的。毕达哥拉斯学派的美学思想就是建立在自然科学基础上的和谐,他们认为"美就是和谐","和谐是杂多的统一",和谐的事物可以引起人们生理和心理上的共鸣,因此就产生了美感。并从数的和谐又联系到音乐的节奏乃至建筑上的柱、门窗等构造要素的排列,形成了衡量美的客观理论性尺度。 多样统一,一般表现为两种形态,即有差异的统一和对立的统一。前者属于各种不同量的因素之间的变化,如各种形式要素的多少、高低、长短、大小等,呈现出一渐变的调和美。后者是指各种不同因素之间的对立统一,如刚柔。明暗、冷暖。浓淡等有规律的组合,这种形态往往造成强烈的感观效果,在对比中见统一。 在桥梁建筑设计中应该注意在变化中呈对比,于对比中求和谐。这里变化多样是基础,差异对比是手段,统一和谐是目的。 二、桥梁建筑中多样统一手法 桥梁及周围环境的复杂多样是必然的,桥梁的组成有上部结构、下部结构、附属结构,又有主桥、引桥之分,不同部位的组成部分各有不同的功能,不同的功能又表现为不同的形式,而所构成的桥梁整体,要完成一个具体的总的目的或功能。因此,一切都要围绕着这个目的,使整个桥梁建筑自身及与周边环境成为有机的整体,而不是杂乱无章、支离破碎。 1.多样中求统一 从复杂的结构中提出各种可以互相统一的因素,起到衔接。联系和协调的作用,使整体看起来"天在无缝"。如桥梁中栏杆。灯柱、行杆。桥墩、跨度一般采用整齐划一,相同形态、相同间距或有规律的变化,从而起到整体统一协调、简洁明快的效果。 2.统一中求多样 单纯的同一是统一的最简单形式,过多的"同"不可避免地会产生单调。呆板。所以,同中求异,统一中求多样。求变化,才能营造情趣与韵味。 如纵观卢沟桥柱头上的狮子,它们的间距、大小、轮廓都是统一的,内容上也以表达狮子的情态为主旨而统一,但细看这485个石狮却是千姿百态,趣味无穷,堪称一绝。 3.结构体系统一 桥梁各局部设计要体现整体划一的概念,避免产生孤立、离散、自成体系的不和谐现象,这在设计中是非常重要的。 4.结构形态的统一 恰当地处理次要部位对主体部分的从属关系,使所有细部形态从属于总体的几何形态,用相似的几何形态将各个部分协调在一起,如同音乐中主旋律反复出现一样,产生和谐统一美感。 均衡稳定 中国美学家朱光潜先生曾说"美的形体无论如何复杂,大概含有一个基本原则,就是平衡和匀称。" 桥梁建筑是一种空间实体结构,通过它的外在形象所展示的体量就有一种均衡稳定感。 左右的对比存在着是否均衡的问题,上下的对比就产生了是否稳定的问题,二者相互关联。一般来说,均衡的建筑外观常常能满足稳定的要求。 一、 均衡 均衡是大自然赋于人类生理上的一种本能要求。一方面人们从实践中已逐渐形成了一整套与重力有联系的审美体验;另一方面由于视觉的特点,能给予审美感受上的满足。桥梁建筑作为视觉艺术,应该注意强调均衡中心,或者说只有容易觉察的均衡,才会令人满意。 均衡分静态均衡与动态均衡,前者主要指在静力状态下的体量。形态的均衡,后者指依靠运动来求得瞬间平衡的形态,如乌的飞翔、动物的跑跳等。桥梁建筑其固定不变的形态自然属静态均衡,但由于在结构上的对称与非对称,又可分对称均衡与非对称均衡,前者对称的形态引起稳定、平和、安全、满足的美感,后者不对称的形态使在静态中具有运动的趋势,产生类似动态均衡的心理诱惑力,令人兴奋、激动,有一种生机勃勃的勉力。 二、对称均衡 对称形式大然是均衡的。生物体态是对称的,如人及动物都是凭借左右两侧对称的器官才能保持机体的平衡。因而对称形式符合人的生理要求与心理习惯,必然产生美感。 在传统美学中认为对称就是美,也是自古以来重要的构图手法。如古希腊的雅典神庙、巴黎圣母院,罗马教堂以及我国的故宫、大坛。大安门广场……等等都是对称形式,表现出肃穆、端庄。大部分古今中外桥梁所采取的布局也都是对称形式。我国古代桥梁更是具有良好的对称均衡性,多孔桥大多为三、五、七、九等奇数跨。一般中孔大边孔渐小,这不仅可以在水深急流的河中心不设桥墩,利于通航,而且在主从关系分明、均衡稳定上也是得当的,如 11孔的卢沟桥、北京颐和园十七孔桥等均是如此。 三、 非对称均衡 对称处理得当,具有对称美。然而它只是多元美中的一元,并非仅只有对称桥等均是如此。 三、 非对称均衡 对称处理得当,具有对称美。然而它只是多元美中的一元,并非仅只有对称才美,若不分场合、不分功能一味追求对称,则会流于平庸呆板。况且由于环境。地理条 条件诸多因素难以处理,许多桥梁并不适合采用对称形式。 在建筑上,现代派认为对称是古典主义原则,是一种世代相传的潜在习惯。而在经济上、美学上如不因势利导,对称布置极易造成浪费和呆滞。特别是随着现代建筑中新技术、新工艺。新结构的不断发展,人们的建筑观点已自发地倾向于不对称结构,几乎作为一种"革命"冲破对称模式的约束,不拘一格自由多变,追求新、奇。巧、变,充分发挥非对称的自由、灵活、生动、经济、轻快、活泼的优点以及动态的美感,突出个性,适应多层次审美心理要求,以显示人类现代文明生活中的丰富多采。 这种建筑思潮自然也影响到桥梁建筑,近年来,国内外桥梁建筑也有不少这方面的大胆尝试,出现了别具一格、造型新颖、令人赞叹的杰作。 比例协调 和谐的比例与尺度是建筑形态美的必要条件。 圣·奥古斯丁说:"美是各部分的适当比例,再加一种悦目的颜色";关于建筑的美,维特鲁威斯所著粮筑十书冲认为建筑之美在于比例,建筑的理论是:"证明和说明建筑物的比例与规则的能力";17世纪法国建筑家法兰梭亚·布龙台称:"建筑上整体的美来自绝对的、简单的可以认为的数学上的比例";几乎所有的美学家、建筑学家都一致认为比例在建筑艺术上的重要性。 合乎比例或优美的比例是建筑美的根本法则,适宜的数比关系是建筑形式美的理性表达,是建筑外观合乎逻辑的显现。 工程建筑和谐美,体现在量上就是寻求比例与尺度的协调,对桥梁建筑这种单维突出的结构,协调比例尤为重要。 一、比例与尺度的概念 比例是艺术领域中诸相对面间的度量关系(数比关系为其一)。一般是指建筑物各部分相对尺寸,狭意的说指整体或局部的长、宽、高尺寸间关系,广义的看还包含实体与空间之间,虚与实之间,封闭与开敞之间,凹凸之间,高低之间,明暗之间,刚柔之间。 尺度是指建筑整体或局部给人感觉上的印象与其真实大小之间的关系,或者说是可变要素与不变要素的对比。 简言之:比例是物与物的相比;尺度是物与人(或其他易识别的不变要素)间相比,前者只表明各种相对面间的相对度量关系,不需涉及具体尺寸。但尺度是感觉上的印象。是建筑与人的关系方面的一种性质。当建筑物和人体以及内在感情之间建立起紧密而简洁的关系时,建筑物的实用、美观、舒适等更为明显。 二、桥梁建筑的比例 桥梁各个局部及整体的比例是以其固有的功能关系和结构关系为艺术构思前提的,必须在深刻了解桥梁结构内在规律的基础上去寻求桥梁体态匀称和比例和谐,决不能违背结构关系和力学原理。 比例的概念和一定历史时期的技术条件、功能要求以及一定的思想内容是分不开的。比如古代石梁、石拱相对厚重,预应力混凝土技术使桥梁的跨越能力大大提高,与旧的结构相比就显得十分纤细。 一座桥梁,其各部分的比例只有达到匀称和谐时,才能构成优美的形象。但实际上比例处理不当也是"常见病",比如,挪威特罗姆斯港桥,其悬臂孔跨径较边孔跨径还小,显得布置缺少章法。另外,净高和跨径之比为左右,显得桥墩过细过高而比例失调,缺乏稳定感。 三、桥梁建筑的尺度 建筑的一切取决于人的要求,所以,人是衡量建筑尺度的最直接、最明显的标志。对桥来说,与人体功能紧密相关的踏步、栏杆扶手、行驶的车辆等都是辅助标志。良好的建筑尺度应当从建筑物及其局部的大小同它本身用途相适应的程度,及其大小与周围环境相适应的程度来理解,由这种综合的判断获得的尺度感可以分为三类: 1. 自然尺度 一般情况下,人的视觉印象尺寸和真实尺寸之间是一致的,这就是正常尺度,也称自然尺度。桥梁的自然尺度就是要求桥梁的整体与局部和人体等尺度标志之间形成合乎功能要求、合乎常情的空间外观,给人一种真实、自然、亲切的感觉。例如,城市桥梁相距较近、关系密切,应当具备令人舒适、便利的尺度。 2. 雄伟尺度 有时,为了满足精神功能要求或赋予建筑以特殊的性格(如纪念性),往往有意识地采用夸大的尺度,使建筑的视觉尺寸印象超过真实尺寸,显得更大、更有力、更雄伟壮观。大型桥梁建筑环境空间宽广无垠,桥梁凌空架设,因而大多选用长、大、高的尺度以构成壮观、磅礴的气势。 3. 亲切尺度 使建筑空间比它实际尺寸看上去小一些,产生一种自由的、非正规的亲切感,建筑必须具有与功能、环境协调的良好尺度,就像人有好的风度一样。不适宜德、夸大虚假的尺度会使人产生装腔作势的不愉快感。我们乐于领受桥梁的雄伟壮观,也喜欢园林小桥典雅、秀丽的风姿。 韵律优美 一、节奏与韵律 节奏一词源于生活,富于音乐,是表现乐音的高下缓急即重音与音程的重复和交替,又称节奏的强弱快慢。诗歌中的韵律为音韵、节律,韵古称作均;律即规律,韵律即和谐优美的旋律。 事实上节奏与韵律是密不可分的统一体,是一种生理和心理上的需要,是美感的共同语言,是创作和感受的关键。 按我国古代"阴阳生万物"的哲学,桥梁建筑中直线的、刚劲的、明亮的、坚实的构件如塔;梁、柱、墩等被赋予"阳性",而建筑中曲线的、柔和的、幽暗的、虚空的如曲线的拱。主缆、拉索、桥上桥下空间……等属于阴性,阳性为实,阴性为虚,虚实相生,对立统一。其交替组合及变化,能产生变化无穷的节奏与韵律。 人称"建筑是凝固的音乐"就是因为它们都是通过节奏与韵律的体现而造成美的感染力。成功的建筑总是以明确动人的节奏和韵律显扬于世,将无声的建筑变为生动的语言和音乐。 二、韵律的表现手法 工程建筑上的节奏与韵律是通过体量大小的区分,空间虚实的交替,构件排列的疏密、长短的变化,曲柔刚直的穿插……等变化来实现的,具体手法有以下几种: < 1.连续韵律 以一种或几种建筑要素连续地重复排列而形成,可以获得整齐划一、简洁统一、连续流畅的美感。如桥梁上的栏杆、灯柱的连续排列。 2.渐变韵律 建筑上的连续结构要素按一定的规律或秩序进行微差变化可以增加建筑物的生动性、情趣性,有助于取得真体和谐美。如多孔桥的孔径变化,吊桥的吊索长短变化。 3.起伏韵律 节奏进行强弱、大小、高低、虚实、曲直等有规则变化,或按一定规律时而增加时而减少,可形成激情的起伏韵律。如颐和园的玉带桥,中部突出隆起,似玉带飘扬。 4.交错韵律 运用各种形式要素作有规律的纵横交错、相互穿插等手法,构成虚实进退、明暗相间、色彩变化的韵律感。 二、桥的分类 梁式桥 在竖直荷载作用下,梁的截面只承受弯短,支座只承受竖直方向的力。多孔架桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁;在桥墩上连续的称为连续梁;在桥墩上连续,在桥孔内中断,线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁。支承在悬臂上的简支架称为挂梁;伸出有悬臂的梁称为锚梁。架式桥的梁身可以做成实腹的,也可以做成空腹的(称为桁梁)。 拱式桥 在竖直荷载作用下,作为承重结构的拱肋主要承受压力。拱桥的支座则不但要承受竖直方向的力,还要承受水平方向的力。因此拱桥对基础与地基的要求比梁桥要高。下图分别表示上承式拱桥(桥面在拱肋的上方)、中承式拱桥(桥面一部分在拱肋上方,一部分在拱助下方)与下承式拱桥(桥面在拱肋下方)。仅供人、言行走的拱桥可以把桥面直接铺在拱肋上。而通行现代交通工具的拱桥,桥面必须保持一定的平直度,不能直接铺在曲线形的拱肋上,因此要通过立柱或吊杆将桥面间接支承在拱肋上。 斜拉桥 斜拉桥日文称"斜张桥",德文称"斜索桥",英文称"拉索桥(Cable Stayed Bridge)"。将梁用若干根斜拉索拉在塔在上,便形成斜拉桥。与多孔梁桥对照起来看,一根斜拉索就是代替一个桥墩的(弹性)支点,从而增大了桥梁的跨度。 斜拉桥这种结构型式古已有之。但是由于斜拉索中所受的力很难计算和很难控制,所以一直没有得到发展和广泛应用。直到本世纪中,由于电子计算机的出现,解决了索力计算难的问题,以及调整装置的完善,解决了索力的控制问题,使得斜拉桥成为近50年内发展最快,应用日广的一种桥型。 悬索桥 桥面支承在悬索(通常称大揽)上的桥称为悬索桥。英文为Suspension Bridge,是"悬挂的桥梁"之意,故也有译作"吊桥"的。"吊桥"的悬挂系统大部分情况下用"索"做成,故译作"悬索桥",但个别情况下,"索"也有用刚性杆或键杆做成的,故译作"悬索桥"不能涵盖这一类用桥。和拱肋相反,悬索的截面只承受拉力。简陋的只供人、畜行走用的悬索桥常把桥面直接铺在悬索上。通行现代交通工具的悬索桥则不行,为了保持桥面具有一定的平直度,是将桥面用吊索挂在悬索上。和拱桥不同的是,作为承重结构的拱肋是刚性的,而作为承重结构的悬索则是柔性的。为了避免在车辆驶过时,桥面随着悬索一起变形,现代悬索桥一般均设有刚性梁(又称加劲梁)。桥面铺在刚性梁上,刚性梁吊在悬索上。现代悬索桥的悬索一般均支承在两个塔柱上。塔顶设有支承悬索的鞍形支座。承受很大拉力的悬索的端部通过锚碇固定在地基中,个别也有固定在刚性梁的端部者,称为自锚式悬索桥。

高一物理桥梁的研究论文

高中物理课题研究改革实施策略论文

无论是在学校还是在社会中,大家一定都接触过论文吧,借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。你写论文时总是无从下笔?以下是我为大家整理的高中物理课题研究改革实施策略论文,欢迎阅读与收藏。

摘要: 当代教育改革提倡学生的全面发展,高中物理课题研究的改革则是新课改对学生科研素养、创造能力培养的充分体现,高中物理教师是这种科研素养培养的关键力量和引路人,教师要在让学生掌握知识的同时,同步推进科研素养、创造能力的培养,使学生各方面素质全面发展。

关键词 :高中物理;课题研究;新课改;

随着新课程改革的大力推进,“核心素养”一词成为教育的热点话题,核心素养的是指:学生在接受相应学段的教育过程中逐步形成起来的适应个人终身发展与社会发展的人格品质与关键能力。而物理学科的核心素养即指,在核心素养的基础上加入物理学科的元素,学生通过物理知识的学习所形成的适合终身发展的品质与能力,被归纳为四个方面:物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。那么,如何在高中物理课堂贯彻实施核心素养,便成了当代高中物理教师新的关注点,本文主要对高中物理课题研究的改革进行了分析以及对改革后的课题研究应如何实施进行了阐述。高中物理课题研究的改革是教育改革中的典型案例,高中物理一线教师便是这一举措的实施者,同时也是课程开发的研究者,课题研究的设置就是为了培养学生的培养科研素养和创造能力,科研和创造不应只是高等教育的代名词,科学态度和科学思维需从小培养才有利于深入和内化成自身的素养,高中物理教师应积极跟随教育改革的步伐,提高对核心素养的培养意识,并提升相应的培养能力,为新时代培养全面发展的人。

一、高中物理新课改中教材的变化

(一)新课改中教材的变化

2004年和2019年人教版两版新旧教材主要在排版、内容、习题、插图等方面进行了调整,新教材在排版方面增加了每节正文右侧的空白栏及旁批内容,空白栏为学生作随堂笔记提供了便利。新教材的知识内容整体并未发生变化,但每本书及部分章节内容安排都进行调整,从目录到章小节内容都有调整的部分。在习题方面,新教材在每章末增加了A组和B组复习题与提高题,这种改版在一定程度上解决了旧教材习题数量过少、题目难度过低等问题。在插图方面,新教材更多选取了实际拍摄的图片,突出了物理生活化和时代化的特征。

(二)新课改中课题研究的变化

2004版必修1课题研究中研究的主题是“桥梁的研究”,2019版必修1的课题研究并没有给出指定的研究内容,而是提供了一个“研究样例”和一个“参考选题”,分别是“球形物体空气阻力大小与速率关系的研究”和“橡皮筋弹力与伸长量关系的研究”;2004版必修2课题研究中研究的主题是“潮汐现象”“潮汐发电”,2019版必修2课题研究提供的样例和选题分别是“关于甩手动作的物理原理研究”和“掷标枪动作的物理原理研究”。2004版教材的课题研究包含课题的得来、课题的规划、课题的实施三个部分。2019版教材的课题研究中的“研究样例”包含问题的提出、实验设计、实验过程和数据、数据处理和结论四个部分,并且给出了具体的实验数据和结果分析,“参考选题”与研究样例会用到同类型的解决方案,但参考选题只提出问题,此处考查学生的类比迁移能力,因此并没有给出具体的实验数据和结果分析。

二、课题研究改革分析

课题研究的变化同时也反映着教育改革的方向,包含着教育改革的改革思路和育人理念,分析课题研究的改革,也是在深入贯彻体会教育改革。

(一)从教材变化分析

旧教材主张放宽眼界,摆脱教材的限制,留意观察身边社会及自然的事物,对于不懂的问题要问个究竟、探个明白。而新版教材更加强调科研素养和创造能力的培养,研究的内容不受教科书的限制,学生根据自己对周围的事物观察和质疑,发现并提出自己值得研究的问题,把更多的主动权给了学生,让学生自己放手去做。不仅如此,新版教材充分考虑到中学生的知识储备和动手能力,所研究的课题需要以教材中学习过的知识为基础,是已掌握知识的实践延伸,在一定成熟的知识体系的帮助下,让中学生的研究变得不再“可望而不可即”。综观两版教材,不难发现课题研究的研究内容从大到小、从宽泛到具体、从难操作到易上手,研究过程也更加具体细化,旧版教材重在让学生思考已经给定的问题,自己观察并解决,而关于问题如何解决并没有具体的陈述和指导。新版教材则重在解决问题,在研究样例中,不仅给出了一整套的实施办法,还给出了具体的数据及完整的结论分析,如此一来,有了样例,学生便明白了探究性学习的一般程序,便可以仿照给定的程序,自行完成参考选题,或学生也可以自行发现并选择同类型的现实问题,进行探究性学习。这样不仅可以达到培养学生探究性学习能力的目的,也传授给了学生研究性学习的实施程序,让学生掌握搜集数据、分析数据的能力。

(二)从育人理念分析

中学生的传统学习模式使得他们并不具备完全的探究性学习的能力,再加上繁重的课业及考试压力,导致课题研究这一板块大多被师生所“遗弃”,而新版教材的课题研究充分考虑到以上因素,研究的主题与学生已掌握的知识充分结合,内容上也更加贴近学生的生活,操作过程更加容易实现,并且教材中给出了具体的操作方法,学生可以先参透研究样例,模仿或自行完成参考选题部分,也可自行选择同类型的现实问题,进行探究性学习。被安排具体的学习任务是高中生长期的学习习惯和模式,这样的学习模式有利于教学任务的开展和管理,却也养成了中学生的不良学习习惯,被动的接受和不懂就问,久而久之缺少了自己探索的意识和能力,而自己通过努力去解决各种问题恰恰是离开校园后必须具备的品质。新版教材的课题研究便充分弥补了这些不足,极大地锻炼了学生自我探究的意识,和运用已学知识去解决问题能力。

三、研究课题的实施策略

改革后的课题研究具体应怎样实施成了高中物理教师思考的关键问题,首先要明白课题研究改革后想要达到怎样的目标,从目标意义入手,谈课题研究的具体实施。

(一)课题研究的目标

(1)获得参与研究的体验“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”比研究出实验结果更重要的是研究的过程和体验,研究结果带来的成就感会随着时间流逝而消逝,但是在实验过程中获得的科学探究素养,却会贯穿物理学习始终。与此同时,探索的积极体验也会给学生物理方面的学习带来积极的影响。

(2)培养解决问题的意识能力研究课题的过程是学生独立探索研究的过程,期间会遇到许多意想不到的问题和困难,在这一过程中学生无法依赖教师,无论结果如何学生都必须通过探究、查阅资料等手段独立完成,由此一来,学生独自解决问题的意识和能力便得到了培养,久而久之,内化成自身具备的品质。

(3)培养科学态度和科学思维科学的态度和思维是进行科学研究的基础,具备了科学的态度和思维才能更好地为科学研究服务,教育改革也在向着培养学生核心素养的方向不断推进。课题研究的过程便可以充分培养学生的科学态度、科学思维等方面,培养学生的物理核心素养,达到促进学生全面发展的目标。

(4)培养科研素养和创造能力“冰冻三尺非一日之寒”,科研素养和创造能力的培养也绝非一日之功,这些都需要点滴的渗透,需要学生从实际的情境中感悟、体会,并提炼成自身具备的品质。培养学生的科研素养和创造能力是设置课题研究环节最主要目的,当代中学生缺乏培养科研素养和创造能力的大环境,基础教育对培养学生这方面素质的'重视度不够,课题研究的改革正是迈出了改进这样现状的一步,将教育改革不仅仅停留于书面口头,而是落实于实际,真正为培养学生的科研素养和创造能力做出实质贡献。

(5)激活各科学习中的知识储存书本上的知识都来自长久以来人们对生活现象的研究、总结,学生直接从书本上获得知识,由于缺乏了提出疑问、研究、总结的过程,知识就不能“活”在生活中,不仅仅是物理,各科学习都普遍存在这一问题,课题研究便为解决这一问题提供了平台,让学生激活各科学习中的知识储存,提高知识的相关性,使学生研究并尝试相关知识的综合运用。

(二)课题研究的实施策略

(1)教师指导研究的主题教师带领学生对所要研究主题的背景框架做初步的分析和了解,并对将要用到的基础知识做回顾梳理,申述注意事项,接下来引导学生说出研究过程中可能会用到的科学方法,并对这些研究方法作以详细的指导,让学生有足够的知识、技术储备,使得他们具备独立解决研究主题的基本能力。

(2)制订研究计划有了基础知识的支撑和对研究方法的了解掌握,此时就需要学生运用自己的逻辑思维和动手能力,根据研究样例的实验研究过程,自行制订研究计划、设计实验,设计具体实验步骤。在此阶段,教师将不再对学生设计的具体步骤进行干预,充分给予学生主动权,让学生自己积极探索、积极体验。

(3)研究实施学生将自己制订的研究计划和设计的实验步骤付诸实践,如无法得出结论,则需根据实际情况检查并修订第二步中制订的研究计划,然后实施修改后的方案计划,再次研究实施,直到得出数据。

(4)处理数据,总结结论学生进行多次试验,并根据自己测得的实验数据,进行详细的分类、统计,并且分析数据之间的关系,排除误差数据,从中发现一定的规律,经总结得出结论。将实验过程及得出的结论进行整理、撰写为纸质版报告。

(5)组织研究成果的交流研讨教师组织学生在课堂上分享自己的研究成果,互相讨论研究的过程。在该阶段,教师则需要对学生研究过程进行评价,并对其中的错误进行指正,带领学生总结分析成功或失败的原因。

(6)研究效果评估这一阶段是教师参与的环节,教师可以引入多元化的学生评价方式来评估,按照一定的比例来综合,评定学生课题研究部分的成果,并对本次活动的总体效果进行总结,归纳大多数学生在研究中遇到并难以解决的问题,在平时的教学活动中对此类问题的解决办法加以渗透,以此提高学生的综合能力。

四、课题研究改革对现代教育的启示

课堂上的学习是学习方式的一种,但研究性学习的研究过程,将来在实际工作中所遇到的各种问题,多数会以这种研究的方式来解决。学校里教育,不应该以应对考试为最高目标,应是培养全面发展的人,不仅要有过硬的文化知识功底,也要具备创新能力和科研素养,学习到的知识或许不为今后职业生涯所用,但钻研探究的意识,却是学生终身受益的良好精神品质。现代教育也应积极向改革方向靠拢,对学生的教育不仅仅局限于知识维度的提升,更需提高对各方面能力的重视度,着眼于学生的未来,培养更多能够独立解决困难的人,和具备科研精神、科研素养的人。

学习的知识也不应该仅仅只为考试服务,教师应时刻立足于核心素养的培养,随着改革的思路转变育人理念,让学生能够通过物理知识的学习,形成适合终身发展的能力与品质。学生的未来关乎国家今后的发展,国家的发展需要科研技术的支持,科研人才的培养需靠高等教育的栽培,但科研精神和科研素养要从小培养意识,这就要依赖于基础教育,只有从小培养研究问题的意识,才能更好地具备科研精神和素养,为以后成为科研人才打下坚实基础。

五、结束语

高中物理课题研究的变化主要体现在研究主题的选择和研究过程,研究主题将物理生活化、抽象的概念简单化,细化研究过程,以学生为主体,给学生更多的主动权和发展空间,充分体现着新课改的育人理念,注重学生科研素养和创造能力培养,致力于学生的全面发展。高中物理课题研究的改革也是新课改乃至教育改革的一个缩影,高中物理教师应紧跟教育改革的步伐,紧抓核心素养,适当调整自己的教学策略,重视对学生科研素养和创造能力培养,培养全面发展的人。

六、参考文献

[1]王可.人教版高中物理必修教材中物理学科核心素养的体现分析[D].曲阜:曲阜师范大学,2020.

[2]曾彪.数学分析课程开展研究性学习的意义和途径[J].科技风,2021(2):40-42.

[3]刘雯霞.人教版新旧高中物理教材对比分析与教学思考[D].洛阳:洛阳师范学院,2020.

[4]李大亮.基于核心素养的2019人教版高中物理教材分析[D].洛阳:洛阳师范学院,2020.

桥梁的构造,除较原始的独木桥、汀步桥以及浮桥外,一般均由跨空部分和跨空支承部分构成,即桥墩与桥身组成。(一)梁桥,根据其所用材料和构造情况,可分为木梁桥和石梁桥。“木梁桥”包括木梁木柱桥、木梁石柱桥、木梁石墩桥、木撑架桥,其中“木梁石柱桥”是从木梁木柱这种原始的木桥发展而来的。“石梁桥”包括石梁石柱桥、石梁石墩桥、石伸臂桥(类似木伸臂桥)、三边石梁桥、漫水石梁桥、石板平桥(多见于园林“曲桥”和“纤道桥”)。其中以“石梁石墩桥”最为常见。这种桥比用石墩木梁又更进一步,避免了木梁桥面易于腐朽、常需维修的缺点。桥梁中还有一种与浮桥相结合的桥式,即“开合式桥”。其中间浮桥可根据需要开合启闭。如潮安县的湘子桥。其东西两端是石梁桥,中间则用十八只木船搭成浮桥相连接,以利排渲洪水,及“通巨舰,排放木筏”之用。(二)拱桥,根据其构造情况以及拱券的圆弧和排列形式可分为:陡徒和坦拱式拱桥、尖拱和圆拱式拱桥、连拱和固端式拱桥,单孔和多孔式拱桥、实腹和空腹式拱桥,以及虹桥等等。其拱券的圆弧则有半圆、马蹄、全圆、锅底、蛋圆、椭圆、抛物线圆及折边等形式,排列形式则有并列和横联两种,其中横联式应用最多,并派生出镶边横联券和框式横联券两种。(三)索桥,根据其采用不同质地的绳索及过度和构造形式,可分为竹索、铁索、藤索和溜索桥、城防吊桥,以及单索、双索、多索网状桥、并列多索桥等。桥梁的桥型:梁桥、浮桥、索桥、拱桥、木桥、石桥、砖桥、竹桥、盐桥、冰桥、藤桥、铁桥、苇桥、石柱桥、石墩桥、漫水桥、伸臂式桥、廊桥、风雨桥、竹板桥、石板桥、开合式桥、溜索桥、三边形拱桥、尖拱桥、圆拱桥、连拱桥、实腹拱桥、坦拱桥、徒拱桥、虹桥、渠道桥、曲桥、纤道桥、十字桥,以及栈道、飞阁等等

一、桥梁建筑美学 自古以来,建筑(包括桥梁建筑)与绘画、雕塑被称为三大造型艺术(又称为空间艺术或视觉艺术)。它和其他门类艺术有共同的特征,如:鲜明的形象、强烈的艺术感染力、 、反映时代特征等。但是桥梁建筑艺术作为实用艺术,又有它自己独特的艺术特征。 功能价值与审美价值的统一。桥梁建筑不仅要表现出结构上的稳定连续、强劲力感和跨越能力,而且要有美的形态与内涵,只有内容和形式的高度统一,才能显示出不朽的生命力。 艺术和技术紧密相关。技术本身也是美的因素之一,计算力学、钢筋混凝土的发展,才使各式轻巧、大跨的桥梁得以出现。 桥梁建筑美的基本因素: 一.统一和谐 二.均衡稳定 三.比例协调 四.韵律优美 统一和谐 多样统一是形式美的一种高级形态,也是创造形式美的最高要求。从本质上讲,多样统一的和谐规律与人类社会和自然界一切事物的发展规律相一致。 一、 多样统一 多样统一产生和谐是自古希腊以来美学家们一向极为看重和追求的。毕达哥拉斯学派的美学思想就是建立在自然科学基础上的和谐,他们认为"美就是和谐","和谐是杂多的统一",和谐的事物可以引起人们生理和心理上的共鸣,因此就产生了美感。并从数的和谐又联系到音乐的节奏乃至建筑上的柱、门窗等构造要素的排列,形成了衡量美的客观理论性尺度。 多样统一,一般表现为两种形态,即有差异的统一和对立的统一。前者属于各种不同量的因素之间的变化,如各种形式要素的多少、高低、长短、大小等,呈现出一渐变的调和美。后者是指各种不同因素之间的对立统一,如刚柔。明暗、冷暖。浓淡等有规律的组合,这种形态往往造成强烈的感观效果,在对比中见统一。 在桥梁建筑设计中应该注意在变化中呈对比,于对比中求和谐。这里变化多样是基础,差异对比是手段,统一和谐是目的。 二、桥梁建筑中多样统一手法 桥梁及周围环境的复杂多样是必然的,桥梁的组成有上部结构、下部结构、附属结构,又有主桥、引桥之分,不同部位的组成部分各有不同的功能,不同的功能又表现为不同的形式,而所构成的桥梁整体,要完成一个具体的总的目的或功能。因此,一切都要围绕着这个目的,使整个桥梁建筑自身及与周边环境成为有机的整体,而不是杂乱无章、支离破碎。 1.多样中求统一 从复杂的结构中提出各种可以互相统一的因素,起到衔接。联系和协调的作用,使整体看起来"天在无缝"。如桥梁中栏杆。灯柱、行杆。桥墩、跨度一般采用整齐划一,相同形态、相同间距或有规律的变化,从而起到整体统一协调、简洁明快的效果。 2.统一中求多样 单纯的同一是统一的最简单形式,过多的"同"不可避免地会产生单调。呆板。所以,同中求异,统一中求多样。求变化,才能营造情趣与韵味。 如纵观卢沟桥柱头上的狮子,它们的间距、大小、轮廓都是统一的,内容上也以表达狮子的情态为主旨而统一,但细看这485个石狮却是千姿百态,趣味无穷,堪称一绝。 3.结构体系统一 桥梁各局部设计要体现整体划一的概念,避免产生孤立、离散、自成体系的不和谐现象,这在设计中是非常重要的。 4.结构形态的统一 恰当地处理次要部位对主体部分的从属关系,使所有细部形态从属于总体的几何形态,用相似的几何形态将各个部分协调在一起,如同音乐中主旋律反复出现一样,产生和谐统一美感。 均衡稳定 中国美学家朱光潜先生曾说"美的形体无论如何复杂,大概含有一个基本原则,就是平衡和匀称。" 桥梁建筑是一种空间实体结构,通过它的外在形象所展示的体量就有一种均衡稳定感。 左右的对比存在着是否均衡的问题,上下的对比就产生了是否稳定的问题,二者相互关联。一般来说,均衡的建筑外观常常能满足稳定的要求。 一、 均衡 均衡是大自然赋于人类生理上的一种本能要求。一方面人们从实践中已逐渐形成了一整套与重力有联系的审美体验;另一方面由于视觉的特点,能给予审美感受上的满足。桥梁建筑作为视觉艺术,应该注意强调均衡中心,或者说只有容易觉察的均衡,才会令人满意。 均衡分静态均衡与动态均衡,前者主要指在静力状态下的体量。形态的均衡,后者指依靠运动来求得瞬间平衡的形态,如乌的飞翔、动物的跑跳等。桥梁建筑其固定不变的形态自然属静态均衡,但由于在结构上的对称与非对称,又可分对称均衡与非对称均衡,前者对称的形态引起稳定、平和、安全、满足的美感,后者不对称的形态使在静态中具有运动的趋势,产生类似动态均衡的心理诱惑力,令人兴奋、激动,有一种生机勃勃的勉力。 二、对称均衡 对称形式大然是均衡的。生物体态是对称的,如人及动物都是凭借左右两侧对称的器官才能保持机体的平衡。因而对称形式符合人的生理要求与心理习惯,必然产生美感。 在传统美学中认为对称就是美,也是自古以来重要的构图手法。如古希腊的雅典神庙、巴黎圣母院,罗马教堂以及我国的故宫、大坛。大安门广场……等等都是对称形式,表现出肃穆、端庄。大部分古今中外桥梁所采取的布局也都是对称形式。我国古代桥梁更是具有良好的对称均衡性,多孔桥大多为三、五、七、九等奇数跨。一般中孔大边孔渐小,这不仅可以在水深急流的河中心不设桥墩,利于通航,而且在主从关系分明、均衡稳定上也是得当的,如 11孔的卢沟桥、北京颐和园十七孔桥等均是如此。 三、 非对称均衡 对称处理得当,具有对称美。然而它只是多元美中的一元,并非仅只有对称桥等均是如此。 三、 非对称均衡 对称处理得当,具有对称美。然而它只是多元美中的一元,并非仅只有对称才美,若不分场合、不分功能一味追求对称,则会流于平庸呆板。况且由于环境。地理条 条件诸多因素难以处理,许多桥梁并不适合采用对称形式。 在建筑上,现代派认为对称是古典主义原则,是一种世代相传的潜在习惯。而在经济上、美学上如不因势利导,对称布置极易造成浪费和呆滞。特别是随着现代建筑中新技术、新工艺。新结构的不断发展,人们的建筑观点已自发地倾向于不对称结构,几乎作为一种"革命"冲破对称模式的约束,不拘一格自由多变,追求新、奇。巧、变,充分发挥非对称的自由、灵活、生动、经济、轻快、活泼的优点以及动态的美感,突出个性,适应多层次审美心理要求,以显示人类现代文明生活中的丰富多采。 这种建筑思潮自然也影响到桥梁建筑,近年来,国内外桥梁建筑也有不少这方面的大胆尝试,出现了别具一格、造型新颖、令人赞叹的杰作。 比例协调 和谐的比例与尺度是建筑形态美的必要条件。 圣·奥古斯丁说:"美是各部分的适当比例,再加一种悦目的颜色";关于建筑的美,维特鲁威斯所著粮筑十书冲认为建筑之美在于比例,建筑的理论是:"证明和说明建筑物的比例与规则的能力";17世纪法国建筑家法兰梭亚·布龙台称:"建筑上整体的美来自绝对的、简单的可以认为的数学上的比例";几乎所有的美学家、建筑学家都一致认为比例在建筑艺术上的重要性。 合乎比例或优美的比例是建筑美的根本法则,适宜的数比关系是建筑形式美的理性表达,是建筑外观合乎逻辑的显现。 工程建筑和谐美,体现在量上就是寻求比例与尺度的协调,对桥梁建筑这种单维突出的结构,协调比例尤为重要。 一、比例与尺度的概念 比例是艺术领域中诸相对面间的度量关系(数比关系为其一)。一般是指建筑物各部分相对尺寸,狭意的说指整体或局部的长、宽、高尺寸间关系,广义的看还包含实体与空间之间,虚与实之间,封闭与开敞之间,凹凸之间,高低之间,明暗之间,刚柔之间。 尺度是指建筑整体或局部给人感觉上的印象与其真实大小之间的关系,或者说是可变要素与不变要素的对比。 简言之:比例是物与物的相比;尺度是物与人(或其他易识别的不变要素)间相比,前者只表明各种相对面间的相对度量关系,不需涉及具体尺寸。但尺度是感觉上的印象。是建筑与人的关系方面的一种性质。当建筑物和人体以及内在感情之间建立起紧密而简洁的关系时,建筑物的实用、美观、舒适等更为明显。 二、桥梁建筑的比例 桥梁各个局部及整体的比例是以其固有的功能关系和结构关系为艺术构思前提的,必须在深刻了解桥梁结构内在规律的基础上去寻求桥梁体态匀称和比例和谐,决不能违背结构关系和力学原理。 比例的概念和一定历史时期的技术条件、功能要求以及一定的思想内容是分不开的。比如古代石梁、石拱相对厚重,预应力混凝土技术使桥梁的跨越能力大大提高,与旧的结构相比就显得十分纤细。 一座桥梁,其各部分的比例只有达到匀称和谐时,才能构成优美的形象。但实际上比例处理不当也是"常见病",比如,挪威特罗姆斯港桥,其悬臂孔跨径较边孔跨径还小,显得布置缺少章法。另外,净高和跨径之比为左右,显得桥墩过细过高而比例失调,缺乏稳定感。 三、桥梁建筑的尺度 建筑的一切取决于人的要求,所以,人是衡量建筑尺度的最直接、最明显的标志。对桥来说,与人体功能紧密相关的踏步、栏杆扶手、行驶的车辆等都是辅助标志。良好的建筑尺度应当从建筑物及其局部的大小同它本身用途相适应的程度,及其大小与周围环境相适应的程度来理解,由这种综合的判断获得的尺度感可以分为三类: 1. 自然尺度 一般情况下,人的视觉印象尺寸和真实尺寸之间是一致的,这就是正常尺度,也称自然尺度。桥梁的自然尺度就是要求桥梁的整体与局部和人体等尺度标志之间形成合乎功能要求、合乎常情的空间外观,给人一种真实、自然、亲切的感觉。例如,城市桥梁相距较近、关系密切,应当具备令人舒适、便利的尺度。 2. 雄伟尺度 有时,为了满足精神功能要求或赋予建筑以特殊的性格(如纪念性),往往有意识地采用夸大的尺度,使建筑的视觉尺寸印象超过真实尺寸,显得更大、更有力、更雄伟壮观。大型桥梁建筑环境空间宽广无垠,桥梁凌空架设,因而大多选用长、大、高的尺度以构成壮观、磅礴的气势。 3. 亲切尺度 使建筑空间比它实际尺寸看上去小一些,产生一种自由的、非正规的亲切感,建筑必须具有与功能、环境协调的良好尺度,就像人有好的风度一样。不适宜德、夸大虚假的尺度会使人产生装腔作势的不愉快感。我们乐于领受桥梁的雄伟壮观,也喜欢园林小桥典雅、秀丽的风姿。 韵律优美 一、节奏与韵律 节奏一词源于生活,富于音乐,是表现乐音的高下缓急即重音与音程的重复和交替,又称节奏的强弱快慢。诗歌中的韵律为音韵、节律,韵古称作均;律即规律,韵律即和谐优美的旋律。 事实上节奏与韵律是密不可分的统一体,是一种生理和心理上的需要,是美感的共同语言,是创作和感受的关键。 按我国古代"阴阳生万物"的哲学,桥梁建筑中直线的、刚劲的、明亮的、坚实的构件如塔;梁、柱、墩等被赋予"阳性",而建筑中曲线的、柔和的、幽暗的、虚空的如曲线的拱。主缆、拉索、桥上桥下空间……等属于阴性,阳性为实,阴性为虚,虚实相生,对立统一。其交替组合及变化,能产生变化无穷的节奏与韵律。 人称"建筑是凝固的音乐"就是因为它们都是通过节奏与韵律的体现而造成美的感染力。成功的建筑总是以明确动人的节奏和韵律显扬于世,将无声的建筑变为生动的语言和音乐。 二、韵律的表现手法 工程建筑上的节奏与韵律是通过体量大小的区分,空间虚实的交替,构件排列的疏密、长短的变化,曲柔刚直的穿插……等变化来实现的,具体手法有以下几种: < 1.连续韵律 以一种或几种建筑要素连续地重复排列而形成,可以获得整齐划一、简洁统一、连续流畅的美感。如桥梁上的栏杆、灯柱的连续排列。 2.渐变韵律 建筑上的连续结构要素按一定的规律或秩序进行微差变化可以增加建筑物的生动性、情趣性,有助于取得真体和谐美。如多孔桥的孔径变化,吊桥的吊索长短变化。 3.起伏韵律 节奏进行强弱、大小、高低、虚实、曲直等有规则变化,或按一定规律时而增加时而减少,可形成激情的起伏韵律。如颐和园的玉带桥,中部突出隆起,似玉带飘扬。 4.交错韵律 运用各种形式要素作有规律的纵横交错、相互穿插等手法,构成虚实进退、明暗相间、色彩变化的韵律感。 二、桥的分类 梁式桥 在竖直荷载作用下,梁的截面只承受弯短,支座只承受竖直方向的力。多孔架桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁;在桥墩上连续的称为连续梁;在桥墩上连续,在桥孔内中断,线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁。支承在悬臂上的简支架称为挂梁;伸出有悬臂的梁称为锚梁。架式桥的梁身可以做成实腹的,也可以做成空腹的(称为桁梁)。 拱式桥 在竖直荷载作用下,作为承重结构的拱肋主要承受压力。拱桥的支座则不但要承受竖直方向的力,还要承受水平方向的力。因此拱桥对基础与地基的要求比梁桥要高。下图分别表示上承式拱桥(桥面在拱肋的上方)、中承式拱桥(桥面一部分在拱肋上方,一部分在拱助下方)与下承式拱桥(桥面在拱肋下方)。仅供人、言行走的拱桥可以把桥面直接铺在拱肋上。而通行现代交通工具的拱桥,桥面必须保持一定的平直度,不能直接铺在曲线形的拱肋上,因此要通过立柱或吊杆将桥面间接支承在拱肋上。 斜拉桥 斜拉桥日文称"斜张桥",德文称"斜索桥",英文称"拉索桥(Cable Stayed Bridge)"。将梁用若干根斜拉索拉在塔在上,便形成斜拉桥。与多孔梁桥对照起来看,一根斜拉索就是代替一个桥墩的(弹性)支点,从而增大了桥梁的跨度。 斜拉桥这种结构型式古已有之。但是由于斜拉索中所受的力很难计算和很难控制,所以一直没有得到发展和广泛应用。直到本世纪中,由于电子计算机的出现,解决了索力计算难的问题,以及调整装置的完善,解决了索力的控制问题,使得斜拉桥成为近50年内发展最快,应用日广的一种桥型。 悬索桥 桥面支承在悬索(通常称大揽)上的桥称为悬索桥。英文为Suspension Bridge,是"悬挂的桥梁"之意,故也有译作"吊桥"的。"吊桥"的悬挂系统大部分情况下用"索"做成,故译作"悬索桥",但个别情况下,"索"也有用刚性杆或键杆做成的,故译作"悬索桥"不能涵盖这一类用桥。和拱肋相反,悬索的截面只承受拉力。简陋的只供人、畜行走用的悬索桥常把桥面直接铺在悬索上。通行现代交通工具的悬索桥则不行,为了保持桥面具有一定的平直度,是将桥面用吊索挂在悬索上。和拱桥不同的是,作为承重结构的拱肋是刚性的,而作为承重结构的悬索则是柔性的。为了避免在车辆驶过时,桥面随着悬索一起变形,现代悬索桥一般均设有刚性梁(又称加劲梁)。桥面铺在刚性梁上,刚性梁吊在悬索上。现代悬索桥的悬索一般均支承在两个塔柱上。塔顶设有支承悬索的鞍形支座。承受很大拉力的悬索的端部通过锚碇固定在地基中,个别也有固定在刚性梁的端部者,称为自锚式悬索桥。

高中物理桥梁的研究论文

梁【bridge】指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物。 桥梁一般讲由五大部件和五小部件组成,五大部件是指桥梁承受汽车或其他车辆运输荷载的桥跨上部结构与下部结构,是桥梁结构安全的保证.包括(1)桥跨结构(或称桥孔结构.上部结构)、(2)支座系统、(3)桥墩、(4)桥台、(5)墩台基础.五小部件是指直接与桥梁服务功能有关的部件,过去称为桥面构造.包括(1)桥面铺装、(2)防排水系统、(3)栏杆、(4)伸缩缝、(5)灯光照明. 一、桥梁的分类: 按用途分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥。 按跨径大小和多跨总长分为小桥、中桥、大桥、特大桥。 按结构分为梁式桥,拱桥,钢架桥,缆索承重桥(斜拉桥和悬索桥)四中基本体系,此外还有组合体系桥 按行车道位置分为上承式桥、中承式桥、下承式桥 按使用年限可分为永久性桥、半永久性桥、临时桥 按材料类型分为木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥 桥梁分类 多孔跨径总长L(米) 单孔跨径L0(米) 特大桥 L≥500 L0≥100 大桥 L≥100 L0≥40 中桥 30

桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。古代桥梁以通行人、畜为主,载重不大,桥面纵坡可以较陡,甚至可以铺设台阶。在有重载马车之后,载重量逐步加大,桥面纵坡也必须使之平缓。这时的桥梁材料仍以木、石为主,铸铁和锻铁很少使用。 从桥梁的原始雏形——堤梁(及在浅滩溪涧中筑起一个个石堤,堤间流水,人从石堤上跨越)、独木桥、浮桥(架设在船只上的桥)和石拱到现在超千米跨度的悬索桥,桥梁工程在几千年的时间里发展可谓翻天覆地。然而桥梁工程能拥有这翻天覆地的发展取决于工程材料和工程技术迅猛发展的有力推动。在原始社会里,懵然无知的古人类还只是追求有一个起身的洞穴和能填饱肚子的食物,还不会想到桥。然而随着社会的发展,人类文明的进步,交通的不断发展,人们开始创造了桥。然而那时工程材料的使用仅限于天然的木和石块,且工程技术非常落后,所以人们只能建造简单的桥——堤梁、独木桥和简单的石拱。世界上现存最古老的石桥在希腊的伯罗奔尼撒半岛,是一座用石块干垒的单孔石拱桥,距今3500年左右建成。我国古代桥梁工程技术的发展在当时处于世界领先地位。公元590——608年建造在河北省赵县(叫)河上留存至今的隋代敞肩式单孔圆弧弓形石拱桥,即赵州桥。该桥全长,桥面宽约10m,采用28条并列的石条砌成拱券形成。拱券矢高。拱上设有4个小拱,既能减轻桥身自重,又便于排洪,且更显美观。该桥无论在材料使用、结构受力、艺术造型和经济上都达到极高成就,是世界上最早的敞肩式拱桥,早于欧洲同类桥约1000年。近代土木工程的时间跨度为从17世纪中叶至20世纪中叶的300年间。这个时期内土木工程的主要特征有:——有力学和结构理论作为指导;——砖、瓦、木、石等结构建筑材料得到日益广泛的使用;混凝土、钢材、钢筋混凝土及早期的预应力混凝土得到发展;——施工技术进步很大,建造规模日益扩大,建造速度大大加快。在这个时期内,以下几件大事对桥梁工程的影响巨大: (1)意大利学者伽利略在1638年出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》中论述了建筑材料的力学性质和梁的强度,首次用公式表达了梁的设计理论。 (2)英国科学家牛顿在1687年总结了力学三大定律它们是土木工程设计理论的基础。 (3)瑞士数学家欧拉1744年出版《曲线的变分法》建立了柱的压屈理论,得到计算柱的临界受压力的公式,为分析土木工程结构物的稳定问题奠定了基础。 (4)1824年英国人阿斯普.丁取得了波特兰水泥的专利权,1850年开始生产。这是形成混凝土的主要材料,使得混凝土在土木工程中得到广泛应用。后来,在20世纪初,有人发表了水灰比等学说,才初步奠定了混凝土强度的理论基础。 (5)1859年发明了贝塞麦转炉炼钢法,似的钢材得以大量生产,并愈来愈多地应用于土木工程。 (6)1867年法国人莫尼埃用铁丝加固混凝土制成花盆,并把这种方法应用到工程中,建造了一座蓄水池,这是应用钢筋混凝土的开端。1875年他主持建造了第一座长16m的钢筋混凝土桥。 (8)1779年英国用铸铁建成跨度为的拱桥;1826年英国用锻铁建成跨度为177m的悬索桥;1883年美国建成世界上第一座大跨钢悬索桥——布鲁克林桥;1890年英国又建成两孔主跨达521m的悬臂式刚架桥,这样,现代桥梁3种基本形式(梁桥、拱桥、悬索桥)相继出现。 自从有了铁路以后,桥梁所承受的载重逐倍增加,线路的坡度和曲线标准要求又高,且需要建成铁路网以增大经济效益,因此,为要跨越更大更深的江河、峡谷,迫使桥梁向大跨度发展。石材、木材、铸铁、锻铁等桥梁材料,显然不合要求,而钢材的大量生产正好满足这一要求。 在技术方面,只是凭经验修桥,曾使19世纪80~90年代的许多铁路桥发生重大事故;从这时起,正在发展中的结构力学理论得到了重视,而在它的静力分析理论完全确立并广泛普及之后,桥梁因强度不足而造成的事故显然大为减少。 二十世纪以来,公路交通有很大发展。在内陆,需要在更多的河流、峡谷之上建桥。在城市中,以及在各种交通线路相交处,需要建造立交桥。在沿海,既需在大船通航的河口、海湾、海峡修建特大跨度桥梁,又需在某些海岛与大陆之间修建长桥。 由于更多新技术新材料的出现,现代桥梁工程的发展尤其迅速,世界各国相继建造出超千米的桥梁。世界上跨径最大的预应力混凝土斜拉桥——西班牙的卢纳巴里奥斯桥,跨径达440m,采用了双面辐射形密索布置. 世界第一的悬索桥——日本明石海峡桥,横跨日本内海,使日本神户与淡路岛紧紧相连.这座大桥全长3190M,中央跨度1990m于1998年竣工.它可以承受里氏级地震.目前中国在建的一批公路桥梁,无论是桥梁的数量还是工程规模、技术难度、科技含量,都代表着当今世界的先进水平,创造了中国建桥史之最。据悉,这些桥梁主要有:阳逻长江大桥,主跨1280米的悬索桥;南京长江三桥,主跨648米的斜拉桥;润扬长江公路大桥,跨江连岛的主跨1490米悬索桥和406米斜拉桥组合;深圳湾跨海大桥,主跨180米独塔单索面斜拉桥;苏通长江公路大桥,主跨1088米的斜拉桥,居世界第一;杭州湾跨海大桥,按双向六车道高速公路标准建设,全长36公里,是世上在建最长的公路跨海大桥。一个国家同时在建这么多世界级桥梁,在世界上不多见。 桥梁需要大量修建,而人力、物力、财力有限;于是,不断提高技术水平,引用新材料、新工艺、新桥式,对结构行为进行更精确的数值分析,采用更精确的结构试验进行验证,以使桥梁建设的经济效益不断提高,已成为时代的要求。 桥梁工程学主要研究桥渡设计,包括选择桥址,决定桥梁孔径,考虑通航和线路要求以确定桥面高程,考虑基底不受冲刷或冻胀以确定基础埋置深度,设计导流建筑物等;桥式方案设计;桥梁结构设计;桥梁施工;桥梁检定;桥梁试验;桥梁养护等方面。 在建桥材料方面,以高强、轻质、低成本为选择的主要依据,近期仍以发展传统的钢材和混凝土为主,提高其强度和耐久性。对于建筑钢材的脆断机理、初始几何缺陷等,以及混凝土材料的非弹性问题(收缩徐变以及疲劳等),将继续作充分的研究,使能正确控制结构的受力和变形。至于碳纤维塑料等在桥梁上的广泛应用,还必须在降低成本以后才有可能。 在桥梁勘察设计方面,随着交通事业的迅速发展,大跨度或复杂的桥型将不断涌现。高速公路的发展,对桥梁设计亦将提出新的要求。在桥式方案设计中,将有可能利用结构优化设计理论,借助电子计算机选出最佳方案。 在结构设计计算中,采用空间理论来分析桥梁整体受力已成为可能;以概率统计理论为基础的极限状态设计理论,将进一步反映在桥涵设计规范中,使桥梁设计的安全度得到科学合理的保证。桥梁美学作为时代、民族的文化在某些方面的反映,将愈来愈受到人们的重视:桥梁的面貌将蔚为大观。 在桥梁施工方面,对施工组织将充分利用电子计算机进行经济有效的管理。在施工技术中,将不断引用新技术和高效率、高功能的机具设备,借以提高质量、缩短工期、降低造价。如采用激光测量控制结构的精确定位;引用自升式水上平台克服深水基础的困难;利用遥控设备在沉井、沉箱中挖基,以减少劳动强度并避免人身危险;利用高质量的焊接技术,借能推广工地焊接等,此外,装配式桥梁也将有所发展,以使结构和构件标准化,生产工业化。 在桥梁养护维修方面,要求对既有桥梁建立完善的技术档案管理制度。在桥梁维修检查中,引用新型精密的测量仪表,如用声测法对结构材料的缺陷以及弹性模量进行测定;用手携式金相摄影仪检查钢材的晶体结构俾能及早进行加固防患于末然,以便延长桥梁的使用寿命。 桥梁工程始终是在生产发展与各类科学技术进步的综合影响下,遵循适用、安全、经济与美观的原则,不断的向前发展。人们除了要求桥的功能完善,还讲求桥的外形美观、有艺术性 ,桥梁地建造将更加复杂化,更加艺术化,桥梁的未来将更加多元化,是现代桥梁更现代,还是旧式桥梁的复兴,值得期待! 中国桥梁的历史可以上溯到6000年前的氏族公社时代,到了1000多年前的隋、唐、宋三代,古代桥梁发展到了巅峰时期。公元35年东汉光武帝时,在今宜昌和宜都之间,出现了架 设在长江上的第一座浮桥。 在秦汉时期,我国已广泛修建石粱桥。世界上现在是保 存着的最长、工程最艰巨的石粱桥,就是我国于1053一1059年 在福建泉州建造的万安桥,也称洛阳桥,此桥长达800米,共47 孔,位于“波涛汹涌,水深不可址”的海口江面上。此桥以 磐石铺遍桥位底,是近代筏形基础的开端,并且独具匠心地用养殖海生牡蛎的方法胶固桥基使成整体,此也是世界上 绝无仅有的造桥方法,近千年前就能在这种艰难复杂的水文 条件下建成如此的长桥,实是中华桥梁史上一次勇敢的突破。 我国古代石拱桥的杰出代表是举世闻名的河北省赵 县的赵州桥(又称安济桥),该桥在隋大业初年(公元605年左 右)为李春所创建,是一座空腹式的圆弧形石拱桥,净跨37m, 宽9m,拱失高度7.23m,在拱圈两肩各设有二个跨度不等的腹 拱,这样既能减轻桥身自重,节省材料,又便于排洪、增加美 观,赵州桥的设计构思和工艺的精巧,不仅在我国古桥是首屈一指,据世界桥梁的考证,像这样的敞肩拱桥,欧洲到19世纪中叶才出现,比我国晚了一千二百多年,赵州桥的雕 刻艺术,包括栏板、望柱和锁口石等,其上狮象龙兽形态逼 真,琢工的精致秀丽,不愧为文物宝库中的艺术珍品,我国 石拱桥的建造技术在明朝时曾流传到日本等国,促进了与世 界各国人民的文化交流并增进了友谊。 1240年建造的福建潭州虎渡桥,也是最令人惊奇的一 座粱式大桥,此桥总长约335m,某些石粱长达23.7m,沿宽度 用三根石粱组成,每根宽1.7m,高1.9m,重达200多吨,该桥一直 保存至今”历史记载,这些巨大石梁桥是利用潮水涨落浮运建 设的,足见我国古代加工和安装桥梁的技术何等高超。 广东潮安县横跨韩江的湘子桥(又名广济桥)此桥始 建于公元1169年,全桥长517.95m,总共20墩19孔,上部结构有 石拱、木梁、石梁等多种型式,还有用18条活船组成的长达 97.30m的开合式浮桥,设置浮桥的目的,一方面适应大型商 船和上游木排的通过,并且也避免了过多的桥墩阻塞河道, 以致加剧桥基冲刷而造成水害,这座世界上最早的开合式 桥,柱石桥之长、石墩之大、桥梁之多以及施工条件之困难 工程历时之久,都是古代建桥史上所罕见的。。 1957年,第一座长江大桥——武汉长江大桥的胜利建 成,结束了我国万里长江无桥的状况,从此“一桥飞架南北,天堑变通途”,桥的正桥为三联3X128m的连续钢桁粱,双 线铁路上层公路桥面宽18m,两侧各设2.25m人行道,包括引 桥在内全桥总长1670.4物,大型钢梁的制造和架设、深水管柱基础的施工等,对发展我国现代桥染技术开创了新路。 1969年胜利建成了举世瞩目的南京长江大桥,这是我国自行设计、制造、施工,并使用国产高强钢材的现代大型桥梁,正桥除北岸第一孔为128m简支钢桁粱外,其余为9 孔3联,每联为3x l60m的连续钢桁粱。上层是公路桥面,下层 为双线铁路,包括引桥在内,铁路部分全长6772m,公路部 分为4589m,桥址处水深流急,河床地,质极为复杂桥墩基础 的施工非常困难。南京长江大桥的建成显示出我国的建桥事 业已达到了世界先进水平,也是我国桥梁史又一个重要标 志。 在最近的1000年中,中国的桥梁技术全面落后于世界的脚步,中国第一座现代化桥梁的出现距今仅100多年历史,而且是由外国人建造的。从钱塘江大桥算起,中国人自己设计现代桥梁的历史还不足70年;从南京长江大桥算起,中国人自行设计建造大型桥梁的历史仅34年。而九十年代以来,中国桥梁的成就才使我们重新无愧于祖先地站到了世界前列,这是中国桥梁建设的伟大复兴时代。改革开放以来的20多年中,中国的桥梁建造技术取得了举世瞩目的成就,前十年为此做了经济上、技术上和人才上的准备,九十年代迎来了跨越式的发展。展望未来,随着中国经济的发展,一批更大的越江跨海工程的建设,中国桥梁将会创造更辉煌的成就。中华民族的伟大复兴,必将造就一代巨人去引领世界桥梁的未来。 1990年四川省在宜宾市建成的小南门桥,跨径达到240米,已是当时世界上中承式拱桥中跨径最大的一座。2001年11月7日,小南门大桥因吊杆锈蚀造成部分桥面跨塌,在修复过程中,技术人员对全桥进行了检测,大桥整体结构依然完好。小南门大桥所付出的代价是创新的代价,没有创新我们就不可能一睹1400年前的赵州桥。 1991年,四川省苍溪县建成了中国第一座钢管混凝土拱桥——旺苍大桥,跨径115米。在此之后的几年中,各地虽然兴建了不少钢管混凝土拱桥,但跨径始终在200米以下徘徊,直到1998年,广西壮族自治区建成了三岸邕江大桥,一举将此类桥梁的跨径提高到270米;1999年又建成了跨径220米的六景大桥。此后,在湖北、浙江和贵州等省,跨径在250米左右的钢管混凝土公路、铁路拱桥开始增多。 1995年贵州省瓮安县建成江界河大桥,首次突破了中国混凝土拱桥跨径 300米大关,达到330米,一举成为世界最大的桁式组合拱桥。不仅如此,其拱顶桥面至水面高度达263米,居中国各类桥梁之首。大桥一跨飞跃乌江天险,主孔分108个桁片预制,运用桁架伸臂法悬拼架设,两岸引孔为桁式刚构,全桥轻盈简洁,凌空飞渡,气势不凡。 1997年重庆万县长江大桥建成。大桥位于万州区(原万县市)黄牛孔处,是上海至成都高速公路跨越峡江天险的特大型拱桥。大桥一跨飞渡长江,全长 米,主拱圈为钢管混凝土劲性骨架箱型混凝土结构,主跨420米,桥面宽24米,为双向四车道,是1995年贵州省瓮安县建成江界河大桥,首次突破了中国混凝土拱桥跨径 300米大关,达到330米,一举成为世界最大的桁式组合拱桥。不仅如此,其拱顶桥面至水面高度达263米,居中国各类桥梁之首。大桥一跨飞跃乌江天险,主孔分108个桁片预制,运用桁架伸臂法悬拼架设,两岸引孔为桁式刚构,全桥轻盈简洁,凌空飞渡,气势不凡。 华夏第一桥——江阴长江公路大桥,是我国“八五”规划的“两纵两横”国道主干线中沿海主骨架的跨江工程,是目前 中国第一、世界第四大跨径钢悬索桥。大桥由桥塔、主缆、锚旋和钢箱梁等主要部件组成。大桥全长3071 米,主跨1385米;桥面宽33.8米,双向六车道,设计车速100公里/小时;通航净空为50米,可通行五万 吨级巴拿马型散货轮。江阴长江公路大桥的两根主索,各长2400多米,直径近1米,每根重1.4万 多吨,主索用127根直径5.3毫米的钢丝搅成索,再由169股钢索组成主索。主桥每边有85个吊杆,每个吊杆2根,用以连结主索和桥面。 两岸索塔标高为196.236米,相当于65层搂高。北塔基长43.5米,宽73.5米,下有123根近90米长的基础桩。北锚的混凝土陈井平面长69米,宽51米(面积相当于一片足球场大)。沉入地面58米,被称为世界第一大沉井。江阴长江大桥于1994年11月22日正式开工,1999年10月1日胜利通车,名列“中国第一,世界第四”。 改革开放以来的20多年中,中国的桥梁建造技术取得了举世瞩目的成就,前十年为此做了经济上、技术上和人才上的准备,九十年代迎来了跨越式的发展。展望未来,随着中国经济的发展,一批更大的越江跨海工程的建设,中国桥梁将会创造更辉煌的成就。中华民族的伟大复兴,必将造就一代巨人去引领世界桥梁的未来。

高中物理课题研究改革实施策略论文

无论是在学校还是在社会中,大家一定都接触过论文吧,借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。你写论文时总是无从下笔?以下是我为大家整理的高中物理课题研究改革实施策略论文,欢迎阅读与收藏。

摘要: 当代教育改革提倡学生的全面发展,高中物理课题研究的改革则是新课改对学生科研素养、创造能力培养的充分体现,高中物理教师是这种科研素养培养的关键力量和引路人,教师要在让学生掌握知识的同时,同步推进科研素养、创造能力的培养,使学生各方面素质全面发展。

关键词 :高中物理;课题研究;新课改;

随着新课程改革的大力推进,“核心素养”一词成为教育的热点话题,核心素养的是指:学生在接受相应学段的教育过程中逐步形成起来的适应个人终身发展与社会发展的人格品质与关键能力。而物理学科的核心素养即指,在核心素养的基础上加入物理学科的元素,学生通过物理知识的学习所形成的适合终身发展的品质与能力,被归纳为四个方面:物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。那么,如何在高中物理课堂贯彻实施核心素养,便成了当代高中物理教师新的关注点,本文主要对高中物理课题研究的改革进行了分析以及对改革后的课题研究应如何实施进行了阐述。高中物理课题研究的改革是教育改革中的典型案例,高中物理一线教师便是这一举措的实施者,同时也是课程开发的研究者,课题研究的设置就是为了培养学生的培养科研素养和创造能力,科研和创造不应只是高等教育的代名词,科学态度和科学思维需从小培养才有利于深入和内化成自身的素养,高中物理教师应积极跟随教育改革的步伐,提高对核心素养的培养意识,并提升相应的培养能力,为新时代培养全面发展的人。

一、高中物理新课改中教材的变化

(一)新课改中教材的变化

2004年和2019年人教版两版新旧教材主要在排版、内容、习题、插图等方面进行了调整,新教材在排版方面增加了每节正文右侧的空白栏及旁批内容,空白栏为学生作随堂笔记提供了便利。新教材的知识内容整体并未发生变化,但每本书及部分章节内容安排都进行调整,从目录到章小节内容都有调整的部分。在习题方面,新教材在每章末增加了A组和B组复习题与提高题,这种改版在一定程度上解决了旧教材习题数量过少、题目难度过低等问题。在插图方面,新教材更多选取了实际拍摄的图片,突出了物理生活化和时代化的特征。

(二)新课改中课题研究的变化

2004版必修1课题研究中研究的主题是“桥梁的研究”,2019版必修1的课题研究并没有给出指定的研究内容,而是提供了一个“研究样例”和一个“参考选题”,分别是“球形物体空气阻力大小与速率关系的研究”和“橡皮筋弹力与伸长量关系的研究”;2004版必修2课题研究中研究的主题是“潮汐现象”“潮汐发电”,2019版必修2课题研究提供的样例和选题分别是“关于甩手动作的物理原理研究”和“掷标枪动作的物理原理研究”。2004版教材的课题研究包含课题的得来、课题的规划、课题的实施三个部分。2019版教材的课题研究中的“研究样例”包含问题的提出、实验设计、实验过程和数据、数据处理和结论四个部分,并且给出了具体的实验数据和结果分析,“参考选题”与研究样例会用到同类型的解决方案,但参考选题只提出问题,此处考查学生的类比迁移能力,因此并没有给出具体的实验数据和结果分析。

二、课题研究改革分析

课题研究的变化同时也反映着教育改革的方向,包含着教育改革的改革思路和育人理念,分析课题研究的改革,也是在深入贯彻体会教育改革。

(一)从教材变化分析

旧教材主张放宽眼界,摆脱教材的限制,留意观察身边社会及自然的事物,对于不懂的问题要问个究竟、探个明白。而新版教材更加强调科研素养和创造能力的培养,研究的内容不受教科书的限制,学生根据自己对周围的事物观察和质疑,发现并提出自己值得研究的问题,把更多的主动权给了学生,让学生自己放手去做。不仅如此,新版教材充分考虑到中学生的知识储备和动手能力,所研究的课题需要以教材中学习过的知识为基础,是已掌握知识的实践延伸,在一定成熟的知识体系的帮助下,让中学生的研究变得不再“可望而不可即”。综观两版教材,不难发现课题研究的研究内容从大到小、从宽泛到具体、从难操作到易上手,研究过程也更加具体细化,旧版教材重在让学生思考已经给定的问题,自己观察并解决,而关于问题如何解决并没有具体的陈述和指导。新版教材则重在解决问题,在研究样例中,不仅给出了一整套的实施办法,还给出了具体的数据及完整的结论分析,如此一来,有了样例,学生便明白了探究性学习的一般程序,便可以仿照给定的程序,自行完成参考选题,或学生也可以自行发现并选择同类型的现实问题,进行探究性学习。这样不仅可以达到培养学生探究性学习能力的目的,也传授给了学生研究性学习的实施程序,让学生掌握搜集数据、分析数据的能力。

(二)从育人理念分析

中学生的传统学习模式使得他们并不具备完全的探究性学习的能力,再加上繁重的课业及考试压力,导致课题研究这一板块大多被师生所“遗弃”,而新版教材的课题研究充分考虑到以上因素,研究的主题与学生已掌握的知识充分结合,内容上也更加贴近学生的生活,操作过程更加容易实现,并且教材中给出了具体的操作方法,学生可以先参透研究样例,模仿或自行完成参考选题部分,也可自行选择同类型的现实问题,进行探究性学习。被安排具体的学习任务是高中生长期的学习习惯和模式,这样的学习模式有利于教学任务的开展和管理,却也养成了中学生的不良学习习惯,被动的接受和不懂就问,久而久之缺少了自己探索的意识和能力,而自己通过努力去解决各种问题恰恰是离开校园后必须具备的品质。新版教材的课题研究便充分弥补了这些不足,极大地锻炼了学生自我探究的意识,和运用已学知识去解决问题能力。

三、研究课题的实施策略

改革后的课题研究具体应怎样实施成了高中物理教师思考的关键问题,首先要明白课题研究改革后想要达到怎样的目标,从目标意义入手,谈课题研究的具体实施。

(一)课题研究的目标

(1)获得参与研究的体验“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”比研究出实验结果更重要的是研究的过程和体验,研究结果带来的成就感会随着时间流逝而消逝,但是在实验过程中获得的科学探究素养,却会贯穿物理学习始终。与此同时,探索的积极体验也会给学生物理方面的学习带来积极的影响。

(2)培养解决问题的意识能力研究课题的过程是学生独立探索研究的过程,期间会遇到许多意想不到的问题和困难,在这一过程中学生无法依赖教师,无论结果如何学生都必须通过探究、查阅资料等手段独立完成,由此一来,学生独自解决问题的意识和能力便得到了培养,久而久之,内化成自身具备的品质。

(3)培养科学态度和科学思维科学的态度和思维是进行科学研究的基础,具备了科学的态度和思维才能更好地为科学研究服务,教育改革也在向着培养学生核心素养的方向不断推进。课题研究的过程便可以充分培养学生的科学态度、科学思维等方面,培养学生的物理核心素养,达到促进学生全面发展的目标。

(4)培养科研素养和创造能力“冰冻三尺非一日之寒”,科研素养和创造能力的培养也绝非一日之功,这些都需要点滴的渗透,需要学生从实际的情境中感悟、体会,并提炼成自身具备的品质。培养学生的科研素养和创造能力是设置课题研究环节最主要目的,当代中学生缺乏培养科研素养和创造能力的大环境,基础教育对培养学生这方面素质的'重视度不够,课题研究的改革正是迈出了改进这样现状的一步,将教育改革不仅仅停留于书面口头,而是落实于实际,真正为培养学生的科研素养和创造能力做出实质贡献。

(5)激活各科学习中的知识储存书本上的知识都来自长久以来人们对生活现象的研究、总结,学生直接从书本上获得知识,由于缺乏了提出疑问、研究、总结的过程,知识就不能“活”在生活中,不仅仅是物理,各科学习都普遍存在这一问题,课题研究便为解决这一问题提供了平台,让学生激活各科学习中的知识储存,提高知识的相关性,使学生研究并尝试相关知识的综合运用。

(二)课题研究的实施策略

(1)教师指导研究的主题教师带领学生对所要研究主题的背景框架做初步的分析和了解,并对将要用到的基础知识做回顾梳理,申述注意事项,接下来引导学生说出研究过程中可能会用到的科学方法,并对这些研究方法作以详细的指导,让学生有足够的知识、技术储备,使得他们具备独立解决研究主题的基本能力。

(2)制订研究计划有了基础知识的支撑和对研究方法的了解掌握,此时就需要学生运用自己的逻辑思维和动手能力,根据研究样例的实验研究过程,自行制订研究计划、设计实验,设计具体实验步骤。在此阶段,教师将不再对学生设计的具体步骤进行干预,充分给予学生主动权,让学生自己积极探索、积极体验。

(3)研究实施学生将自己制订的研究计划和设计的实验步骤付诸实践,如无法得出结论,则需根据实际情况检查并修订第二步中制订的研究计划,然后实施修改后的方案计划,再次研究实施,直到得出数据。

(4)处理数据,总结结论学生进行多次试验,并根据自己测得的实验数据,进行详细的分类、统计,并且分析数据之间的关系,排除误差数据,从中发现一定的规律,经总结得出结论。将实验过程及得出的结论进行整理、撰写为纸质版报告。

(5)组织研究成果的交流研讨教师组织学生在课堂上分享自己的研究成果,互相讨论研究的过程。在该阶段,教师则需要对学生研究过程进行评价,并对其中的错误进行指正,带领学生总结分析成功或失败的原因。

(6)研究效果评估这一阶段是教师参与的环节,教师可以引入多元化的学生评价方式来评估,按照一定的比例来综合,评定学生课题研究部分的成果,并对本次活动的总体效果进行总结,归纳大多数学生在研究中遇到并难以解决的问题,在平时的教学活动中对此类问题的解决办法加以渗透,以此提高学生的综合能力。

四、课题研究改革对现代教育的启示

课堂上的学习是学习方式的一种,但研究性学习的研究过程,将来在实际工作中所遇到的各种问题,多数会以这种研究的方式来解决。学校里教育,不应该以应对考试为最高目标,应是培养全面发展的人,不仅要有过硬的文化知识功底,也要具备创新能力和科研素养,学习到的知识或许不为今后职业生涯所用,但钻研探究的意识,却是学生终身受益的良好精神品质。现代教育也应积极向改革方向靠拢,对学生的教育不仅仅局限于知识维度的提升,更需提高对各方面能力的重视度,着眼于学生的未来,培养更多能够独立解决困难的人,和具备科研精神、科研素养的人。

学习的知识也不应该仅仅只为考试服务,教师应时刻立足于核心素养的培养,随着改革的思路转变育人理念,让学生能够通过物理知识的学习,形成适合终身发展的能力与品质。学生的未来关乎国家今后的发展,国家的发展需要科研技术的支持,科研人才的培养需靠高等教育的栽培,但科研精神和科研素养要从小培养意识,这就要依赖于基础教育,只有从小培养研究问题的意识,才能更好地具备科研精神和素养,为以后成为科研人才打下坚实基础。

五、结束语

高中物理课题研究的变化主要体现在研究主题的选择和研究过程,研究主题将物理生活化、抽象的概念简单化,细化研究过程,以学生为主体,给学生更多的主动权和发展空间,充分体现着新课改的育人理念,注重学生科研素养和创造能力培养,致力于学生的全面发展。高中物理课题研究的改革也是新课改乃至教育改革的一个缩影,高中物理教师应紧跟教育改革的步伐,紧抓核心素养,适当调整自己的教学策略,重视对学生科研素养和创造能力培养,培养全面发展的人。

六、参考文献

[1]王可.人教版高中物理必修教材中物理学科核心素养的体现分析[D].曲阜:曲阜师范大学,2020.

[2]曾彪.数学分析课程开展研究性学习的意义和途径[J].科技风,2021(2):40-42.

[3]刘雯霞.人教版新旧高中物理教材对比分析与教学思考[D].洛阳:洛阳师范学院,2020.

[4]李大亮.基于核心素养的2019人教版高中物理教材分析[D].洛阳:洛阳师范学院,2020.

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高中生物必修一论文

寂孟德尔和他的遗传理论1965年夏天的一个傍晚,在捷克布尔诺的摩拉维亚镇的一座教堂里,曾举行过一次盛大的纪念会。参加这次纪念会的大部分人并非教徒,而是应捷克科学院邀请而来的各国遗传学家。他们怀着崇敬而又惋惜的心情来纪念一位为遗传学奠定了基础,而其成果又被埋没35年之久的伟大生物学家。他就是格里戈.孟德尔神父。1965年是他的研究成果发表一百周年。 孟德尔其人 孟德尔(G.J.Mendel,1822-1884)出生于奥地利摩亚维亚的海因申多夫村。现今这个地方是捷克境内的海因西斯村。孟德尔的父亲是个农民,素性酷爱养花。因此,孟德尔自幼养成了养花弄草的兴趣。这也许是这位科学家后来在豌豆实验上成名的一个最初的契机吧。 孟德尔的童年不但平常,且有些寒苦。整个小学可以说是在半饥半饱中念完的。中学毕业后,主要靠妹妹准备作嫁妆的钱,读了欧缪兹学院的哲学系。大学毕业后,21岁的孟德尔在老师的建议下,进了设在鄂尔特伯伦的奥古斯丁派的修道院当了一名修士,取了一个教名叫格里戈。25年后被选为该修道院院长。 如果说童年的孟德尔是在贫寒中度过的,那么青年的孟德尔则饱历了生活道路的坎坷。孟德尔不满意于修道院的单调、古板的修士生活,兼任了布尔诺一所实验学校代课教师的职务。他曾两次申请转为正式教师,但经考试的均名落孙山。特别令人气愤的是,在第二次考试中,主考官竟这样来评论他的考卷说:“这次的考卷使我们认为,该生连作为初等学校的老师也不够格”。在这期间他还到维也纳大学旁听了植物生理学、数学和物理学等课程。 好学勤奋和充满进取的孟德尔,考试落榜后,便在修道院的花园里从事植物杂交的研究工作。他的成果只发表了很小一部分。除了死后使他成名的《植物杂交实验》(1865)外,还有《人工授粉得到的山柳菊属的杂种》(1870)和《1870年10月13日的旋风》(1871)。 孟德尔的晚年,可说是在愁云惨雾中度过的。他孑身一个,无妻无子,孤苦令仃。又因拒绝缴纳当局对修道院征收的一笔税金,而遭受着与当局僵持之苦。学志未酬而又愤懑填膺的孟德尔,终于于1884年1月6日因患肾炎不治而与世长辞,享年只有62岁。当人们吊唁这位少年清贫,中年研究成果遭冷遇,晚年孤独悲惨的老人时,谁也未想到他是一位在科学史上留下峥嵘篇章的伟大科学家。 孟德尔的业绩 孟德尔开始研究植物杂交工作,所用的实验材料是豌豆。他选用了22个豌豆品种,按种子的外形是圆的还是皱的,子叶是黄的还是绿的……等特征。把豌豆分成了7对相对的性状。然后,按一对相对性状和两对相对性状,分别进行了杂交实验,得到了如下的一些结果。 一对相对性状的杂交实验孟德尔通过人工授粉使高茎豌豆跟矮茎豌豆互相杂交。第一代杂种(子1代)全是高茎的。他又通过自花授粉(自交)使子1代杂种产生后代,结果子2代的豌豆有3/4是高茎的,1/4是矮茎的,比例为3:1。孟德尔对所选的其它6对相对性状,也一一地进行了上述的实验,结果子2代都得到了性状分离3:1的比例。 两对相对性状的杂交实验孟德尔又用具有两对相对性状的豌豆作了杂交实验。结果发现,黄圆种子的豌豆同绿皱种子的豌豆杂交后,子1代都是黄圆种子;子1代自花授粉所生的子2代,出现4种类型种子。在556粒种子里,黄圆、绿圆、黄皱、绿皱种子之间的比例是9:3:3:1。 通过上述实验材料,孟德尔天才地推出了如下的遗传原理。 1.分离定律。孟德尔假定,高茎豌豆的茎所以是高的,是因为受一种高茎的遗传因子(DD)来控制。同样,矮茎豌豆的矮茎受一种矮茎遗传因子(dd)来控制。杂交后,子1代的因子是Dd。因为D为为性因子,d为隐性因子,故子1代都表现为高茎。子1代自交后,雌雄配子的D,d是随机组合的,因此子1代在理论上应有大体相同数量的4种结合类型:DD,Dd,dD,dd。由于显性隐性关系,于是形成了高、矮3:1的比例。孟德尔根据这些事实得出结论:不同遗传因子虽然在细胞里是互相结合的,但并不互相掺混,是各自独立可以互相分离的。后人把这一发现,称为分离定律。 2.自由组合定律。对于具有两种相对性状的豌豆之间的杂交,也可以用上述原则来解释。如设黄圆种子的因子为YY和RR,绿皱种子的因子为yy和rr。两种配子杂交后,子1代为YyRr,因Y,R为显性,y,r为隐性,故子1代都表现为黄圆的。自交后它们的子2代就将有16个个体,9种因子类型。因有显性、隐性关系,外表上看有4种类型:黄圆、绿圆、黄皱、绿皱,其比例为9:3:3;1。根此孟德尔发现,植物在杂交中不同遗传因子的组合,遵从排列组合定律,后人把这一规律称为自由组合定律。 孟德尔的发现被埋没 孟德尔从1856年开始,经过8个的专心研究,得出了上述两上定律并写成一篇题为《植物杂交实验》的论文。在好友耐塞尔(一个气象学家)的鼓励的支持下,他于1865年2月8日和3月8日举行的布尔诺学会自然科学研究会上,报告了这一论文。与会者很有兴致地听取了他的报告,但大概并不理解其中的内容。因为既没有人提问题,也没有人进行讨论。不过该会还是于1866年在自己的刊物《布尔诺自然科学研究会会报》上全文发表了这篇论文。 曾一个时期,人们以为孟德尔的工作被埋没,是由于当时学术情报囿闭不通,交流不广,人们不知道他的工作造成的。后经调查,才知情况并非如此。原来该学会至少同120个协会或学会研究会有交流资料关系。刊载孟文的杂志,共寄出115本。其中,当地有关单位12本,柏林8本,维也纳6本,美国4本,英国2本(英国皇家学会和林耐学会)。孟德尔本人还往外寄送过该论文的抽印本。迄今有据可查的至少有5个人了解他的工作。第一个是耐格里。他是19世纪著名的植物学家。他的研究对解剖学、生理学、分类学和进化论的发展,有一定的推动作用。在植物学方面,他是心柳菊属方面的权威。孟德尔不仅把自己的论文寄给了他,且还给他写过进一步说明论文的长信。第二个是A.凯尔纳。他曾在因斯布罗克任教授,在维也纳植物园当主任。第三个是H.霍夫曼,一位植物学教授。第四个是威廉.奥尔勃斯.福克,他是植物杂交方面的权威。第五个是俄国的施马尔豪森。但是,刊物也好,论文也好,都如石沉大海,没有得到明显的反响。这样,孟德尔的为遗传学奠定了基础的、具有划时代意义的发现,竟被当代人们所忽视和遗忘,被埋没达35年之久。 1900年,对孟德尔盖棺后成名具有重要意义。这一年,有三人几乎同时重新作出了孟德尔那样的发现。第一个是德弗里期,他于1900年3月26日发表了同孟德尔的发现相的的论文;第二个人是科仑斯,收到他论文的时间是1900年4月24日;第三个人是丘歇马克,收到他论文的时间为1900胪6月20日。也就是在这一年里,他们也都发现了孟德尔的论文。这时,他们才清楚,原来自己的工作,早在35年前就由孟德尔做过了。 对孟德尔发现被埋没的原因分析 有不少生物史学家。对这一问题很感兴趣,也曾进行了一些调查。但因事情发生已年深日久,有确凿证据的材料所得无几,尤其关系到人们心理方面的活材料更难以到手。现据已有材料作如下分析: 历史的局限性 1866年孟德尔发表自己的论文时,正值达尔文的《物种起源》发表的第七个年头。这期间各国的生物学家,特别是著名生物学家都把兴趣转到了生物进化问题上,而物种杂交问题自然就不是人们瞩目的中心问题了。“这一事实也许对孟德尔的工作所遭到的命运,起到了更为决定性的作用”。其次,由于历史条件的限制,当时学术资料不能广泛地交流也是一个原因。如,对杂交问题搜集资料较多的达尔文,就没有看到过孟德尔的论文。虽然也有人说,即使达尔文看到了这一成果,也不一定能充分地认识到它的意义。但,这样推论是没有多大根据的。又如,了解孟德尔工作的俄国的施马尔豪森,他本来在自己学位论文的历史部分加了一个附注,正确地评价了孟德尔的工作。但遗憾的是,当1875年《植物区系》杂志发表他的论文译本时,删去了加有评价孟德尔工作的附注。这样,就又减少了后人了解孟德尔工作的机会。 怀疑以至完全不相信这是一项新发现孟德尔发表他的新发现时,当时只是一名普普通通的修士。至于他从事植物杂交的研究,只被人们看作“不过是为了消遣,他的理论不过是一个有魅力的懒汉的唠叨罢了”。的确,在一个专业学者的眼里,他还够不上一名地道的生物学家。因为他既没有生物学专业的学历,也没有博士、教授的头衔。因此,他的具有挑战性的发现,自然不易被人们所相信。从已知的少数几个看过他论文的人的反映和态度看,怀疑以至不相信孟德尔这个小人物能有什么新发现,乃是忽视他成果的一个和重要原因。当时了解孟德尔最多的是生物学家耐格里。孟德尔跟他素来关系甚密,相互交往达七年之久,孟德尔常同他交换种子。他也是读过孟文的第一个人。然而,正是由于他不仅没有正确地认识孟德尔的工作,而且还提出种种怀疑和责难,从而成为这桩遗憾后世的科学蒙难案的重要原因。现已查到,他看过孟德尔论文后,于1866年12月31日给孟德尔的复信。从中可以确凿地看到他是怎样地怀疑、责难以至忽视了孟的工作。他在信中说:“我认为,你用豌豆属作的实验还远远没有完成,其实还只是个开端。……能为最重要的结论提出无可争辩的证明的这样一套试验,决不是已在着手进行了。……你打算在你的试验中包括其他植物,这是很好的,我相信,从其他品种中会得到完全不同的结果(就遗传性而言)”。他还怀疑孟德尔得出的3:1的规律。如他说:“你应当把数量的表现看作仅仅是经验的理象,因为它们还不能被证明是合理的”。在耐格里看来,“只有那些在最模糊的专业领域能够作出正确判断的人,才能探究这个问题”。另一个了解孟德尔工作的A.凯尔纳,接到孟德尔寄送的论文后,曾给孟德尔写过复信。但据凯尔纳的助手说,孟德尔的论文在凯尔纳的图书室中压根就没有拆过封。人们是否可以推论:在凯尔纳的眼中,像孟德尔这样的小人物的文章,简直是不屑一顾的。 不理解其成果的重要意义 孟德尔的发现本身,在一定程度上超出了当时的流行观念。在当时,传统的遗传学观点是融合遗传理论,而孟德尔的思想则是粒子遗传;其次,当时在生物学领域主要的研究方法是定性的观察和实验,而孟德尔用的是定量的数学统计分析。所以,即使是认真地看过他的文章,如果跳不出传统框框,也不一定能理解其重要意义。如H.霍夫曼不仅看过他的文章,而且在自己的著作中,五处引用了孟德尔的文章,但现在看来,不是没有引到重要的地方,就是有所误解,总之,没有真正理解孟德尔工作的意义。所以,在霍夫曼的书中完全忽视了孟德尔的贡献。福克也曾多次提到孟德尔的成果,但他说:“孟德尔所作的很多次杂交的结果,十分类似于奈特的结果,但孟德尔自以为发现了各种杂种类型之间稳定的数量关系”。他所否定的正是孟德尔的成功之处,说明他根本不理解孟德尔发现的意义。他的提到孟德尔,不过是因为孟德尔培育成了植物杂种,不得不得一下而已。 教训和启示 埋没孟德尔发现一案,已经过去一百多年了。今天,孟德尔在科学史上的地位及其光辉业绩已被充分肯定,以他的成果为基础的遗传学也已取得辉煌胜利。然而,我们不应忘记,忽视孟德尔发现的代价是沉重的,它也许使生物学的发展延缓了几十年。难道我们不应从中悟出应有的教训,找出以古鉴今的富有启发性的道理,以便今后不犯或少犯同类错误吗? 警惕传统观念的束缚 有些人认为孟德尔的发现是早产儿,它超越了时代的认识水平,因此被埋没是必然的。然而,我们却认为,孟德尔的发现不被理解从而导致被埋没,主要应归咎于传统观念的束缚。理由是,孟德尔的课题当时已经摆到了人拉的面前。至少有向个人的工作接近于孟德尔的结论(参阅斯多倍《遗传学史》,第126-138页,第189页),其中甚至包括人所共知的达尔文,他关于金鱼草的杂交实验距离孟德尔的结论只差一小步。这充分说明,孟德尔的发现决非偶然的早产儿,而是具备成熟的历史条件的。上述几个人和看过孟德尔论文的人,之所以没有作出孟德尔那样的结论和没有认识到其意义,主要因为他们没有冲破传统观念的束缚和跳出传统的定性方法的局面。而孟德尔的成功,正由于他的老框框少些,所以才有可能冲破当时的研究方法和流行的

1 通过“先学后教”的策略,从而培养学生核心素养构建高效课堂在高中生物的教学实践过程中,培养学生的核心素养构建高效课堂可以从“先学后教”的教学方式入手。所谓“先学后教”是指教师在讲授生物知识内容时,让学生先进行自主学习,充分锻炼学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,在此过程中,可以对学生的基本理论知识、操作技能、思考问题等生物学科核心素养进行充分的锻炼,全面提高学生的综合素质。然后教师再针对学生自主学习过程中难以解决的问题进行针对性地讲解,对于以下简单的基本可以自足额的内容教师可以直接跳过,从而节省了课堂一定的时间,在一定程度上大大提高了高中生物课堂的学习效率。例如:在学习浙教版高中生物必修一“细胞核分子的组成”这一知识内容时,教师可以让学生自主学习课本上的一些概念性的理论知识,而对其中的光合作用和细胞呼吸这一知识点进行后教,真正做到打造高中生物高效课堂。2 通过问题驱动的策略,从而培养学生核心素养构建高效课堂好奇心是学生的天性,驱动着学生自主地对知识进行探索和研究。在高中生物的实践教学过程中,为培养学生的核心素养和打造高效的生物课堂教师完全可以借助学生的这一性格特点,通过采用提问题的形式驱使学生不断对高中生物进行探索研究。教师可以让学生根据自己设计的“问题”沿着创设情境——提出问题——小组讨论——解决问题——教师总评这一思路进行自主学习,在这一过程中学生的创新意识和发散思维必定被激发。例如:在学习“脂肪的种类和作用”这一知识点时,教师就可以提问:脂肪是什么?他有那几个种类?它具有什么功能?等问题让学生进行自主学习,学生的好奇心驱动着学生快速找到答案,驱动的学生不断进行探索和研究,进而为教师促进高中生物高效课堂的构建创造了条件。

纯牛奶……………………………………500ml 原味酸奶…………………………………125ml 工具: 电饭锅、带盖瓷杯、勺子、微波炉(也可以用其他方法加热牛奶,但用微波炉不仅速度快,而且加热温度好掌握) 做法: 1.将瓷杯(连同盖子)、勺子放在电饭锅中加水煮开10分钟消毒。 2.将杯子取出倒入牛奶(7分满,牛奶如果是新开封的,本身已消毒得很好,可以不用煮开消毒),将牛奶放入微波炉加热,以手摸杯壁不烫手为度。 3.在温牛奶中加入酸奶,用勺子搅拌均匀,盖盖。 4.将电饭锅断电,锅中的热水倒掉,将瓷杯放入电饭锅,盖好电饭锅盖,上面用干净的毛巾或其他保温物品覆盖,利用锅中余热进行发酵。 5.8~10小时后,低糖酸奶就做好了。如果是晚上做的,第二天早晨就能喝到美味的酸奶了。 注意事项: 1.所用菌种酸奶不可以用加入果料的,更不可用果味酸奶。 2.牛奶加热的温度如过高,会杀死酸奶中的乳酸菌造成发酵失败,如温度过低又会造成发酵缓慢,以摸着不烫手为度。 3.不可用电饭锅的保温档进行发酵,因为保温的温度过高,保温发酵时,电饭锅必须断电。如果在冬天制酸奶,可以把瓷杯放在暖气上发酵。 4.发酵容器用带盖瓷杯最好,硬塑料杯子也可,但如杯子质量不过关的话,加热消毒时容易变形。盖子很重要,乳酸菌是厌氧菌,无氧环境更有利于发酵。 5.容器消毒最好不用消毒液,因为如果冲洗不干净,会杀死乳酸菌,使发酵失败。加热消毒是最安全的方法。 6.有抗奶(含有抗生素)或还原奶(用奶粉还原成的牛奶)都不适合作制作酸奶的原料。 7.成功的酸奶呈半凝固状,表面洁白光滑,没有乳清(淡黄色透明液体)析出,闻之有奶香味,如不怕胖又喜欢甜食,可在吃前加砂糖。不可在发酵前放糖。 8.自制酸奶保质期为2~3天。 ■制作酸奶的过程■ ◇1.准备一升的鲜奶.150G的酸奶一杯(最好选高钙低脂滴,因为健康嘛)放在室温下。 ◇2.准备一个玻璃瓶和搅拌棒.并且用沸水冲洗它们.给他们消毒。 ◇3.鲜奶用热水泡一会直到牛奶温热就可以了.大概30-40度.因为这个温度很适合乳酸菌的繁殖。 ◇4.把温热的牛奶倒入消毒好的玻璃瓶里面,把150G的酸奶放入里面,并且搅拌均匀。 ◇5.然后用保险膜盖上。 ◇6.放入烤箱,温度大概为30-40度左右.太高或者太低都不适合乳酸菌的生长。 ◇7.六小时后取出即可。 ■制作酸奶的诀窍■ 制作所需要的定温发酵器具也可以是闷烧锅,电饭锅,保温瓶, 烤箱,带烧烤功能的微波炉,烘碗机,消毒碗柜,插电保温器等等器具代替 ,总之就是要拥有实验精神,初次制作时多测试温度变化及发酵时间,发酵时间会随着温度降低而拉长。 ◆1.制作时所使用的器具都要先经过沸水消毒为佳。 ◆2.最适合乳酸菌发酵温度为 43-45℃ ,温度过高菌种会被杀死,过低则延长发酵时间而影响风味。 ◆3.用接种法制作的时候,购买的酸奶一定要选用生产日期最为接近的产品,因为这种刚生产出来的酸奶活菌数量多,活性较高,品质较比较稳定,一定要选用原味的,其它口味的都是添加了食用香精和色素的,会影响酸奶的制作品质。 ◆4.牛奶请选用一般低脂,全脂纯鲜奶或者纯奶粉,请勿选择特殊营养强化或者调味的牛奶。 ◆5.发酵时间在8小时,误差为±2小时,原因时保温器具的保温效果不通所致。 用两斤左右的牛奶放入锅中加热,同时倒入半斤左右的酸牛奶,充分的搅拌,牛奶热了以后关火(不要让牛奶沸腾)。牛奶凉到四十度左右,用高压锅放水加热到四十度,将牛奶放入干净的玻璃杯中,盖好盖子,放入高压锅中。不点火,直接将高压锅的盖子盖好,放上保险阀,闷十分钟左右。拿出来放凉了,可以放到冰箱里,味道更好。--------------------------------------------------准备材料: 1、任意品牌酸奶一杯/袋/盒(第一次作“引子”) 2、白砂糖两大勺(冰糖、蜂蜜、不加糖都可以) 3、牛奶一大袋(500g,据说含抗生素的牛奶作不出酸奶,不知真伪) 4、另备干净容器一个(饭盒啦,无油、无水、密封,透明漂亮者为上选) 制作过程: 1、5勺酸奶(引子)放入容器 2、2勺糖放入容器(爱吃甜的多放,想减肥、不怕酸的不放),后加也可以,不过我是先放,主要是舍不得酸奶“破相” 3、到入牛奶,搅拌均匀 4、加盖,放到温度高一点的地方(原参考值:摄氏30度需12小时,我家18度时,早上做晚上吃,晚上做早上吃,真的是“吃”而不是“喝”,目前我家牛奶消耗量成倍增长) 5、耐心地等上12个小时左右,打开盖子(中间不许偷看!)…凝固得象豆腐脑似的,就成功了,应该用平湖如镜来形容 6、先别着急品尝,先留出5大勺酸奶做引子 呵呵,其实简单地说就是:5勺酸奶+2勺糖+1袋牛奶搅拌均匀,静置12小时左右即可 加上应市的水果再冰镇一下味道会更好,不过一定要先留下“白”酸奶做引子 复杂版本: 原料: 纯牛奶500ml(经多次实验,完达山纸盒纯牛奶最好)原味酸奶125ml(作菌种用,实验证明万家宝原味酸奶最好) 工具: 电饭锅、带盖瓷杯、勺子、微波炉(也可以用其他方法加热牛奶,但用微波炉不仅速度快,而且加热温度好掌握) 制作方法: 1.将瓷杯(连同盖子)、勺子放在电饭锅中加水煮开10分钟消毒 2.将杯子取出倒入牛奶(7分满,牛奶如果是新开封的,本身已消毒得很好,可以不用煮开消毒),将牛奶放入微波炉加热,以手模杯壁不烫手为度。 如果是塑料袋装的牛奶,最好煮开后晾至不烫手,再做下一步。 3.在温牛奶中加入酸奶,用勺子搅拌均匀,盖盖。 4.将电饭锅断电,锅中的热水倒掉,将瓷杯放入电饭锅,盖好电饭锅盖,上面用干净的毛巾或其他保温物品覆盖,利用锅中余热进行发酵。 8-10小时后,低糖酸奶就做好了~~如果是晚上做的,第二天早晨就能喝到美味的酸奶了~~ 成功的酸奶呈半凝固状,表面洁白光滑,没有乳清(淡黄色透明液体)析出,闻之有奶香味,如不怕胖又喜欢甜食,可在吃前加砂糖。不可在发酵前放糖。 自制酸奶由于不能密封,所以储存时间也要比市场上卖的时间短,放在冰箱里只可以储存2-3天,随做随喝更好啊~~ 注意事项: 1.所用菌种酸奶不可以用加入果料的,更不可用果味酸奶。 2.牛奶加热的温度如过高,会杀死酸奶中的乳酸菌造成发酵失败,如温度过低又会造成发酵缓慢,以摸着不烫手为度(微波炉加热常常会造成受热不均,应该用勺子搅拌一下再试温度)。 3.不可用电饭锅的保温档进行发酵,因为保温的温度过高,保温发酵时,电饭锅必须断电。如果在冬天制酸奶,可以把瓷杯放在暖气上发酵。 4.发酵容器用带盖瓷杯最好,硬塑料杯子也可,但如被子质量不过关的话,加热消毒时容易变形。盖子很重要,乳酸菌是厌氧菌,无氧环境更有利于发酵。 5.容器消毒最好不用消毒液,因为如果冲洗不干净,会杀死乳酸菌,使发酵失败。加热消毒是最安全的方法。 6.有抗奶(含有抗生素)或还原奶(用奶粉还原成的牛奶)都不适合作制作酸奶的原料。 7.菌种酸奶因为质量不稳定偶尔也会造成发酵失败。 总之,多摸索,多实践,很快你就能成为自制酸奶的高手了酸奶的保健作用 1、维护肠道菌群生态平衡,形成生物屏障,抑制有害菌对肠道的入侵。 2、通过产生大量的短链脂肪酸促进肠道蠕动及菌体大量生长改变渗透压而防止便秘。 3、酸奶含有多种酶,促进消化吸收。 4、通过抑制腐生菌在肠道的生长,抑制了腐败所产生的毒素,使肝脏和大脑免受这些毒素的危害,防止衰老。 5、通过抑制腐生菌等有害细菌在肠道的生长,从而也抑制了这些细菌所产生的致病因子,达到防病的目的。 6、提高人体免疫功能,乳酸菌可以产生一些增强免疫功能的物质,可以提高人体免疫力,防止疾病。 7、酸奶是益生茵的丰富源泉 益生菌是指有益于人类的生命和健康的一类肠道生理细菌,如双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌等乳酸菌。目前市面上各种酸奶制品品种繁多,有凝固型的、搅拌型的,还有加入不同的果汁、酸甜可口、适应各人不同口味的果汁型酸奶。不管是何种酸奶,其共同的特点都是含有乳酸菌。这些乳酸菌在人体的肠道内繁殖时会分泌对人体健康有益的物质,因此酸奶对人体有较多的好处:一是能将牛奶中的乳糖和蛋白质分解,使人体更易消化和吸收;二是酸奶有促进胃液分泌、提高食欲、加强消化的功效;三是乳酸菌能减少某些致癌物质的产生,因而有防癌作用;四是能抑制肠道内腐败菌的繁殖,并减弱腐败菌在肠道内产生的毒素;五是有降低胆固醇的作用,特别适宜高血脂的人饮用;六是一般来说,无论是手术后,还是急性、慢性病愈后的病人,为了治疗疾病或防止感染都曾服用或注射了大量抗生素,使肠道茵丛发生很大改变,甚至一些有益的肠道菌也统统被抑制或杀死,造成菌群失调。酸奶中含有大量的乳酸菌,每天喝250~500ml,可以维持肠道正常菌丛平衡,调节肠道有益菌群到正常水平。 乳酸菌肠道清道夫,它能在肠内定居,使肠道菌相的构成发生有益变化,促进体内消化酶的分泌和肠道蠕动,清除肠道垃圾、抑制腐败菌的繁殖。

物理论文必修一课题研究

1。提出问题2.分析问题【把已知条件和图分析透彻】3。得出初步的结论4.论证结论的正确性5.得出最终的结论【正确的】6.反思和总结【把在本题中所遇到的问题和不解提出来,或记录下来】

现在高中就搞这些东西啊。。无语啊

高中物理课题研究改革实施策略论文

无论是在学校还是在社会中,大家一定都接触过论文吧,借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。你写论文时总是无从下笔?以下是我为大家整理的高中物理课题研究改革实施策略论文,欢迎阅读与收藏。

摘要: 当代教育改革提倡学生的全面发展,高中物理课题研究的改革则是新课改对学生科研素养、创造能力培养的充分体现,高中物理教师是这种科研素养培养的关键力量和引路人,教师要在让学生掌握知识的同时,同步推进科研素养、创造能力的培养,使学生各方面素质全面发展。

关键词 :高中物理;课题研究;新课改;

随着新课程改革的大力推进,“核心素养”一词成为教育的热点话题,核心素养的是指:学生在接受相应学段的教育过程中逐步形成起来的适应个人终身发展与社会发展的人格品质与关键能力。而物理学科的核心素养即指,在核心素养的基础上加入物理学科的元素,学生通过物理知识的学习所形成的适合终身发展的品质与能力,被归纳为四个方面:物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。那么,如何在高中物理课堂贯彻实施核心素养,便成了当代高中物理教师新的关注点,本文主要对高中物理课题研究的改革进行了分析以及对改革后的课题研究应如何实施进行了阐述。高中物理课题研究的改革是教育改革中的典型案例,高中物理一线教师便是这一举措的实施者,同时也是课程开发的研究者,课题研究的设置就是为了培养学生的培养科研素养和创造能力,科研和创造不应只是高等教育的代名词,科学态度和科学思维需从小培养才有利于深入和内化成自身的素养,高中物理教师应积极跟随教育改革的步伐,提高对核心素养的培养意识,并提升相应的培养能力,为新时代培养全面发展的人。

一、高中物理新课改中教材的变化

(一)新课改中教材的变化

2004年和2019年人教版两版新旧教材主要在排版、内容、习题、插图等方面进行了调整,新教材在排版方面增加了每节正文右侧的空白栏及旁批内容,空白栏为学生作随堂笔记提供了便利。新教材的知识内容整体并未发生变化,但每本书及部分章节内容安排都进行调整,从目录到章小节内容都有调整的部分。在习题方面,新教材在每章末增加了A组和B组复习题与提高题,这种改版在一定程度上解决了旧教材习题数量过少、题目难度过低等问题。在插图方面,新教材更多选取了实际拍摄的图片,突出了物理生活化和时代化的特征。

(二)新课改中课题研究的变化

2004版必修1课题研究中研究的主题是“桥梁的研究”,2019版必修1的课题研究并没有给出指定的研究内容,而是提供了一个“研究样例”和一个“参考选题”,分别是“球形物体空气阻力大小与速率关系的研究”和“橡皮筋弹力与伸长量关系的研究”;2004版必修2课题研究中研究的主题是“潮汐现象”“潮汐发电”,2019版必修2课题研究提供的样例和选题分别是“关于甩手动作的物理原理研究”和“掷标枪动作的物理原理研究”。2004版教材的课题研究包含课题的得来、课题的规划、课题的实施三个部分。2019版教材的课题研究中的“研究样例”包含问题的提出、实验设计、实验过程和数据、数据处理和结论四个部分,并且给出了具体的实验数据和结果分析,“参考选题”与研究样例会用到同类型的解决方案,但参考选题只提出问题,此处考查学生的类比迁移能力,因此并没有给出具体的实验数据和结果分析。

二、课题研究改革分析

课题研究的变化同时也反映着教育改革的方向,包含着教育改革的改革思路和育人理念,分析课题研究的改革,也是在深入贯彻体会教育改革。

(一)从教材变化分析

旧教材主张放宽眼界,摆脱教材的限制,留意观察身边社会及自然的事物,对于不懂的问题要问个究竟、探个明白。而新版教材更加强调科研素养和创造能力的培养,研究的内容不受教科书的限制,学生根据自己对周围的事物观察和质疑,发现并提出自己值得研究的问题,把更多的主动权给了学生,让学生自己放手去做。不仅如此,新版教材充分考虑到中学生的知识储备和动手能力,所研究的课题需要以教材中学习过的知识为基础,是已掌握知识的实践延伸,在一定成熟的知识体系的帮助下,让中学生的研究变得不再“可望而不可即”。综观两版教材,不难发现课题研究的研究内容从大到小、从宽泛到具体、从难操作到易上手,研究过程也更加具体细化,旧版教材重在让学生思考已经给定的问题,自己观察并解决,而关于问题如何解决并没有具体的陈述和指导。新版教材则重在解决问题,在研究样例中,不仅给出了一整套的实施办法,还给出了具体的数据及完整的结论分析,如此一来,有了样例,学生便明白了探究性学习的一般程序,便可以仿照给定的程序,自行完成参考选题,或学生也可以自行发现并选择同类型的现实问题,进行探究性学习。这样不仅可以达到培养学生探究性学习能力的目的,也传授给了学生研究性学习的实施程序,让学生掌握搜集数据、分析数据的能力。

(二)从育人理念分析

中学生的传统学习模式使得他们并不具备完全的探究性学习的能力,再加上繁重的课业及考试压力,导致课题研究这一板块大多被师生所“遗弃”,而新版教材的课题研究充分考虑到以上因素,研究的主题与学生已掌握的知识充分结合,内容上也更加贴近学生的生活,操作过程更加容易实现,并且教材中给出了具体的操作方法,学生可以先参透研究样例,模仿或自行完成参考选题部分,也可自行选择同类型的现实问题,进行探究性学习。被安排具体的学习任务是高中生长期的学习习惯和模式,这样的学习模式有利于教学任务的开展和管理,却也养成了中学生的不良学习习惯,被动的接受和不懂就问,久而久之缺少了自己探索的意识和能力,而自己通过努力去解决各种问题恰恰是离开校园后必须具备的品质。新版教材的课题研究便充分弥补了这些不足,极大地锻炼了学生自我探究的意识,和运用已学知识去解决问题能力。

三、研究课题的实施策略

改革后的课题研究具体应怎样实施成了高中物理教师思考的关键问题,首先要明白课题研究改革后想要达到怎样的目标,从目标意义入手,谈课题研究的具体实施。

(一)课题研究的目标

(1)获得参与研究的体验“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”比研究出实验结果更重要的是研究的过程和体验,研究结果带来的成就感会随着时间流逝而消逝,但是在实验过程中获得的科学探究素养,却会贯穿物理学习始终。与此同时,探索的积极体验也会给学生物理方面的学习带来积极的影响。

(2)培养解决问题的意识能力研究课题的过程是学生独立探索研究的过程,期间会遇到许多意想不到的问题和困难,在这一过程中学生无法依赖教师,无论结果如何学生都必须通过探究、查阅资料等手段独立完成,由此一来,学生独自解决问题的意识和能力便得到了培养,久而久之,内化成自身具备的品质。

(3)培养科学态度和科学思维科学的态度和思维是进行科学研究的基础,具备了科学的态度和思维才能更好地为科学研究服务,教育改革也在向着培养学生核心素养的方向不断推进。课题研究的过程便可以充分培养学生的科学态度、科学思维等方面,培养学生的物理核心素养,达到促进学生全面发展的目标。

(4)培养科研素养和创造能力“冰冻三尺非一日之寒”,科研素养和创造能力的培养也绝非一日之功,这些都需要点滴的渗透,需要学生从实际的情境中感悟、体会,并提炼成自身具备的品质。培养学生的科研素养和创造能力是设置课题研究环节最主要目的,当代中学生缺乏培养科研素养和创造能力的大环境,基础教育对培养学生这方面素质的'重视度不够,课题研究的改革正是迈出了改进这样现状的一步,将教育改革不仅仅停留于书面口头,而是落实于实际,真正为培养学生的科研素养和创造能力做出实质贡献。

(5)激活各科学习中的知识储存书本上的知识都来自长久以来人们对生活现象的研究、总结,学生直接从书本上获得知识,由于缺乏了提出疑问、研究、总结的过程,知识就不能“活”在生活中,不仅仅是物理,各科学习都普遍存在这一问题,课题研究便为解决这一问题提供了平台,让学生激活各科学习中的知识储存,提高知识的相关性,使学生研究并尝试相关知识的综合运用。

(二)课题研究的实施策略

(1)教师指导研究的主题教师带领学生对所要研究主题的背景框架做初步的分析和了解,并对将要用到的基础知识做回顾梳理,申述注意事项,接下来引导学生说出研究过程中可能会用到的科学方法,并对这些研究方法作以详细的指导,让学生有足够的知识、技术储备,使得他们具备独立解决研究主题的基本能力。

(2)制订研究计划有了基础知识的支撑和对研究方法的了解掌握,此时就需要学生运用自己的逻辑思维和动手能力,根据研究样例的实验研究过程,自行制订研究计划、设计实验,设计具体实验步骤。在此阶段,教师将不再对学生设计的具体步骤进行干预,充分给予学生主动权,让学生自己积极探索、积极体验。

(3)研究实施学生将自己制订的研究计划和设计的实验步骤付诸实践,如无法得出结论,则需根据实际情况检查并修订第二步中制订的研究计划,然后实施修改后的方案计划,再次研究实施,直到得出数据。

(4)处理数据,总结结论学生进行多次试验,并根据自己测得的实验数据,进行详细的分类、统计,并且分析数据之间的关系,排除误差数据,从中发现一定的规律,经总结得出结论。将实验过程及得出的结论进行整理、撰写为纸质版报告。

(5)组织研究成果的交流研讨教师组织学生在课堂上分享自己的研究成果,互相讨论研究的过程。在该阶段,教师则需要对学生研究过程进行评价,并对其中的错误进行指正,带领学生总结分析成功或失败的原因。

(6)研究效果评估这一阶段是教师参与的环节,教师可以引入多元化的学生评价方式来评估,按照一定的比例来综合,评定学生课题研究部分的成果,并对本次活动的总体效果进行总结,归纳大多数学生在研究中遇到并难以解决的问题,在平时的教学活动中对此类问题的解决办法加以渗透,以此提高学生的综合能力。

四、课题研究改革对现代教育的启示

课堂上的学习是学习方式的一种,但研究性学习的研究过程,将来在实际工作中所遇到的各种问题,多数会以这种研究的方式来解决。学校里教育,不应该以应对考试为最高目标,应是培养全面发展的人,不仅要有过硬的文化知识功底,也要具备创新能力和科研素养,学习到的知识或许不为今后职业生涯所用,但钻研探究的意识,却是学生终身受益的良好精神品质。现代教育也应积极向改革方向靠拢,对学生的教育不仅仅局限于知识维度的提升,更需提高对各方面能力的重视度,着眼于学生的未来,培养更多能够独立解决困难的人,和具备科研精神、科研素养的人。

学习的知识也不应该仅仅只为考试服务,教师应时刻立足于核心素养的培养,随着改革的思路转变育人理念,让学生能够通过物理知识的学习,形成适合终身发展的能力与品质。学生的未来关乎国家今后的发展,国家的发展需要科研技术的支持,科研人才的培养需靠高等教育的栽培,但科研精神和科研素养要从小培养意识,这就要依赖于基础教育,只有从小培养研究问题的意识,才能更好地具备科研精神和素养,为以后成为科研人才打下坚实基础。

五、结束语

高中物理课题研究的变化主要体现在研究主题的选择和研究过程,研究主题将物理生活化、抽象的概念简单化,细化研究过程,以学生为主体,给学生更多的主动权和发展空间,充分体现着新课改的育人理念,注重学生科研素养和创造能力培养,致力于学生的全面发展。高中物理课题研究的改革也是新课改乃至教育改革的一个缩影,高中物理教师应紧跟教育改革的步伐,紧抓核心素养,适当调整自己的教学策略,重视对学生科研素养和创造能力培养,培养全面发展的人。

六、参考文献

[1]王可.人教版高中物理必修教材中物理学科核心素养的体现分析[D].曲阜:曲阜师范大学,2020.

[2]曾彪.数学分析课程开展研究性学习的意义和途径[J].科技风,2021(2):40-42.

[3]刘雯霞.人教版新旧高中物理教材对比分析与教学思考[D].洛阳:洛阳师范学院,2020.

[4]李大亮.基于核心素养的2019人教版高中物理教材分析[D].洛阳:洛阳师范学院,2020.

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