时间：2023-11-20 01:28:22
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关键词：建构主义；抛锚式教学；小组合作学习；实验；复习课
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）6-0028-5
1 问题的提出
建构主义学习理论认为，学习过程不是学习者被动地接受知识，而是积极地建构知识的过程。建构主义学习活动强调以学习者为主体，激发学习者的学习兴趣与动机，促使他们进行“真实地”学习。
抛锚式教学是建立在建构主义学习理论基础上的一种重要的情景式教学模式，教育者在教学时为学生创设富有真实性的学习情境，使教学建立在生动的真实情景或真实问题的基础上，通过学生间的自主学习、探究学习、小组合作学习，使学生亲身体验从识别学习目标、提出学习目标到实现学习目标的教学过程。教学中学生面临的真实事件或问题就作为“锚”，而建立和确定这些事件或问题就可形象地比喻为“抛锚”，一旦事件或问题确定了，整个学习内容和学习进程就像轮船被锚固定一样而被确定。
当前有关抛锚式教学理论研究的文章比较多，也很具体，但有关抛锚式教学用于物理学科教学实践的研究较少。本文即以“验证机械能守恒定律”专题复习课教学为例，讨论抛锚式教学在实验专题复习课中的教学实践。
2 抛锚式教学在实验专题复习课中的教学实践
2.1 实验专题复习课的特点
学生在实验专题复习课之前具有一定的知识背景，这为学生自主整合知识奠定了基础。但是，学生对知识的简单重复缺少兴趣，学习的积极性不高。因此，教师必须在实验专题复习课的设计上多动脑筋，多花心思。
在教学中要立足教材，从最基本的实验原理、实验方法入手，引导学生掌握实验原理和方法、进行数据处理和误差分析等。同时，在实验复习中要改变纸上谈兵的现状，要让学生真正走进实验室，要真做实验。教师通过创设真实的问题情境，了解学生学习的实际困难。注重学生自已的体验和对问题的总结，让学生自已去构建知识体系，这样得出的结论印象才更为深刻。
2.2 抛锚式教学的优点
抛锚式教学就是在真实的情境中，根据学生现有的认知水平和教学内容，通过自主学习、探究学习、小组合作学习的方式来提高学生的学习热情以及分析问题、解决问题的能力。
在高中物理实验专题复习课中运用抛锚式教学，其优势有：
1）学生有大量的理论知识作为背景，教师通过在学生最近发展区创设问题情境（依托教材，但又不拘泥于教材），有助于学生重新审视实验原理和方法，从本质上真正理解和把握实验原理和方法，为学生自主整合知识奠定了基础；
2）学生走进实验室进行具体的操作和探究，充分调动了学生的学习热情和积极性，有助于学生动手动脑能力的培养；
3）抛锚式教学所倡导的自主学习、探究学习与小组合作学习，不仅有助于培养学生的自主学习能力、探究性学习能力和团队精神，还有助于提高学生的创新意识与创新能力。
2.3 基于抛锚式教学模式的实验专题复习课教学设计
2.3.1 教学内容分析
本专题是学生在掌握“必修2”实验“验证机械能守恒定律”的基本原理和方法的基础上，通过对实验原理的优化、对测量方法的改进和实验数据的分析处理的比较，使学生对机械能守恒定律及条件有更深刻的认识。本节课的重点是实验思路（方案）的设计，即瞬时速度的测定及实验数据的采集与处理。在学生进行实验探究前，教师可用问题讨论的方式为学生搭建“脚手架”，解决实验操作中应该注意的一些问题。教学中要突出学生的主体地位，放手让学生进行实验，让学生感受探究的过程。
2.3.2 教学目标定位
1）理解实验原理和方法，明确实验中需要直接测量的物理量；
2）了解常用测量仪器的构造、测量原理和使用方法，并能正确测量有关物理量；
3）能正确进行实验操作，并能根据实验数据得出实验结论；
4）能定性分析实验产生误差的原因，并提出减小实验误差的方法。
2.3.3 教学实施过程
⒈课前准备
1）开放力学实验室；
2）准备好完成力学实验的基本实验器材（多套）：打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、天平、气垫导轨、光电门与计时器、滑块、游标卡尺、螺旋测微器、导线若干、小球、牛顿管、数码相机等。
⒉教学过程
师：同学们，今天我们来共同复习“验证机械能守恒定律”。
师（问题1）：请同学们回忆：
1）机械能守恒定律的内容及表达式；
2）机械能守恒定律成立的条件。
生1：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。这叫做机械能守恒定律。
即：
Ek1+ Ep1= Ek2+ Ep2
或Ek=-Ep。
生2：只有重力或弹簧弹力做功。（如除重力、弹力外，还受其他力，其他力不做功或者做功的代数和为零。）
师：从机械能守恒定律的两种表达式看，第二种方式可省略零势能面的选取，减少测量的总量，更加简捷。要验证机械能守恒，就要看物体（系统）重力势能的减少量和相应过程物体（系统）动能的增加量是否相等。若两者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律。这就是实验的基本原理。
师（问题2）：根据实验原理，请同学们思考，实验时需要测量哪些物理量？
生3：测量物体的质量（m）、物体在竖直方向下落的高度（h）、物体初、末瞬时速度的大小（v1、v2）。
师（问题3）：生3回答得很准确。那么，请同学们思考测量这些物理量需要用到哪些实验器材？
生4：质量（m）――天平；
高度（h）――刻度尺；
速度的大小（v）――打点计时器与纸带、光电门与计时器。
师：生4回答的很具体，为我们进行实验设计指明了方向。要验证机械能守恒定律，首先要设计出满足机械能守恒定律条件的运动过程，其次要利用中学阶段使用过的实验器材，并且要考虑操作简易方便等因素。
师（问题4）：请同学们回忆，我们在高一学习时是如何验证机械能守恒定律的？
生5：利用打点计时器记录重物自由下落过程来验证机械能守恒定律。
如图1所示，安装实验装置，将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止靠近打点计时器的地方，先接通电源后释放纸带，让重物带着纸带自由下落。
探究方案二：用带定滑轮的长木板、小车和打点计时器验证机械能守恒定律
如图3所示，连接实验装置，用天平测出小车及重物的质量分别为M，m，将带滑轮的长木板水平放置，将小车放在长木板上并靠近打点计时器，穿上纸带，让打点计时器工作，再平衡摩擦力。然后挂上重物B，使细绳与长木板平行，接通电源，释放小车，取点迹清晰的纸带进行数据处理，vA、vB为点迹清晰的纸带上A、B两点的瞬时速度，Δh为A、B两点间的距离。则系统机械能守恒成立的表达式是：
探究方案四：用电磁继电器和光电门验证系统机械能守恒定律
如图5所示，连接实验装置，电磁继电器（小铁球）、光电门和纸杯在同一竖直线上。断开开关，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t1、t2，并用刻度尺（图上未画出）测量出两个光电门之间的高度h，用天平测出小铁球的质量m，游标卡尺测出小铁球直径D；已知当地的重力加速度为探究方案五：用带定滑轮的光滑斜面、小车和光电门验证机械能守恒定律
如图6所示，连接实验装置，水平桌面上固定一倾斜的光滑斜面；斜面上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t。用d表示A点到斜面低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。则系统机械能守恒成立的表达式是：
其中，方案二中利用验证牛顿第二定律的实验装置来验证机械能守恒定律，虽然平衡了摩擦力，但因摩擦及空气阻力造成的影响仍较显著，实验误差较大。因此，可将方案二中带定滑轮的长木板换成气垫导轨来减小摩擦的影响。
方案三、四、五利用光电门、计时器测速度（物体通过光电门的平均速度看作物体通过该点时的瞬时速度，即v），其中，方案三利用气垫导轨做验证机械能守恒定律，可以大大减小滑块运动时阻力的影响，具有可操作性。方案四与方案一对比可知，方案四中没有纸带与打点计时器之间的摩擦，用光电计时器也比打点计时器更有利于提高精确度。方案五中光滑斜面实际上很难找到，可以将光滑的斜面换成倾斜的气垫导轨。
师：各学习小组提供的实际方案很有创意，我很嫉妒。现在我也给同学们提供一个方案，供同学们参考。既然实验过程中要减小阻力的影响，可否利用牛顿管和频闪照相进行验证，让金属片和羽毛在真空中自由下落？请同学们思考。
生：同学们鼓掌，积极思考，参与讨论，课堂气氛活跃。
师：引导各学习小组进行实验。
生：各学习小组利用探究方案进行实验，记录并分析实验数据，得出结论。
教师引导学生综合各学习小组的实验数据，得出实验结论：如果忽略空气阻力及测量误差等次要因素的影响，即只有重力做功时，物体的动能和势能可以相互转化，其机械能的总量不变，从而验证了机械能守恒定律。
课后，各学习小组将实验目的、原理、器材、步骤、数据记录和处理、实验结论等进行整理，形成实验报告并在小组间进行评估交流，彼此取长补短。
3 反思与总结
在教学实践中笔者发现，大部分学生都能积极地参与到小组合作学习与讨论中，学习的积极性高，目标达成的效果比较理想。但也有不足之处：
1）个别小组的学生会游离于所讨论“锚”之外，有的组员不服从小组长的管理。课前教师需要加强各学习小组的建设力度；
2）由于受实验条件的限制，有些实验器材实验室不能提供，需要教师动手自制实验器材；
3）在教学中，抛“锚”是关键，“锚”抛得好，学生学习的主动性和积极性就高，学习效果就好。这就要求教师要不断学习，加强理论修养，提高驾驭课堂教学的能力。
总之，抛锚式教学在实验专题复习课教学中的实践还需不断的探索完善，但它在发展学生的自主学习能力、实验操作能力、合作探究能力、分析解决问题能力等方面的优势是不言而喻的。
同时，抛锚式教学的价值取向和教学特点与我国中学物理教学的新课程理念相一致。
因此，抛锚式教学在实验专题复习课的运用，对于突破传统的教学思想，提高课堂教学的实效性，促进物理课堂教学模式的变革，都具有积极的启示和借鉴作用。
参考文献：
[1]陈 宁.对“抛锚式”教学模式的探讨[J].重庆师范大学学报（自然科学版），2005，22（1）：81.
[2]郎和，郭爱华，宋世花.合作学习在“验证机械能守恒定律”分组实验中的运用[J].中学物理，2010，28（17）：16.
[3]汪明.物理课堂中“抛锚式”教学模式的实践[J].物理教学探讨，2008，26（21）：8.
[4]物理课程教材研究开发中心.物理（必修2）教师教学用书 [M].北京：人民教育出版社，2009.
[复习提问]：什么是化学变化？化学变化的实质是什么？
[引入]：由分子构成的物质在化学变化中分子先裂解成原子，原子再重新组合成新分子，新分子再聚集成新物质（边讲解边板书）。这说明在化学变化中分子发生了变化，在化学变化前后分子的种类发生了变化；而原子本身在化学变化前后并没有发生变化，只是重新组合。因此在化学变化前后原子的种类并没有发生变化。这是从质的方面来研究化学变化，今天我们就从量的方面来研究、分析化学变化。
[板书]：一.质量守恒定律
[讲解]：化学变化中有新物质生成，那么反应物的质量同生成物的质量之间究竟有什么关系？反应前后物质的总质量是增加、是减少、还是不变呢？让我们通过实验来探讨。
[实验]：演示课本第90页：活动与探究
[板书]：方案一：白磷燃烧实验
[学生活动]：认真观察、思考。
[总结板书]：a.现象：①白磷燃烧产生大量白烟，放出大量的热
②反应后天平仍然保持平衡
b.结论：反应物的总质量＝生成物的总质量
c.表达式：P
+
O2
P2O5
注意事项：1.密封体系
2.小球起到缓冲作用。
[板书]：方案二：CuSO4与Fe的反应
[学生活动]：认真观察、思考。
[总结板书]：a.现象：铁钉表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变成浅绿色。
反应后天平仍然保持平衡
b.结论：反应物的总质量＝生成物的总质量
c.表达式：CuSO4
+
Fe
FeSO4
+
Cu
[讲解]：在这两个实验中，最后天平仍处于平衡，说明反应物的总质量与生成物总质量相等，从众多实验事实中得出化学反应前后各物质的质量总和相等的共性。
[板书]：1.质量守恒定律：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
[板书]：实验5-1盐酸与碳酸钠粉末反应
[总结板书]：实验5-1盐酸与碳酸钠粉末反应
a.现象：产生大量的气泡。
反应后天平失去保持平衡
b.结论：反应前总质量＞反应后总质量
c.表达式：Na2CO3+
HCl
—
NaCl
+
H2O
+
CO2
[分析]：根据质量守恒定律：m(Na2CO3
)
+m(HCl)
=m(NaCl)+m(H2O)+m(CO2)
所以
m(Na2CO3)
+
m(HCl)
﹥m(NaCl)+m(H2O)
中学教案纸
[板书]：实验5-1
镁条燃烧实验
[总结板书]：a.实验现象
：发出耀眼的白光，生成白色粉末。
b.结论：反应前总质量＞反应后总质量
c.表达式：Mg+O2
MgO
[分析]：根据质量守恒定律：
m(Mg)+m(O2)=m(MgO)
所以
m(Mg)
﹤m(MgO)
[板书]：但是，燃烧后有一些氧化镁残留在坩埚钳上，还有一些氧化镁在燃烧时以白烟的形式逸散到空气中，因而反应后氧化镁的质量比镁的质量小。
[板书]2.理解和应用质量守恒定律时注意以下几点
(1)质量守恒定律是通过研究不同化学反应，从而揭示反应物与生成物的质量关系的定律。因此它是一切化学反应必然遵循的一个定律(注：物理变化不属于此定律)。
(2)质量守恒定律研究的内容仅是指“质量”不能任意推广到其他物理量。
(3)守恒的数量是“总质量”，是指参加反应的所有反应物和所有生成物的总质量，不是部分反应物或生成物的质量。(物质包括固体、液体和气体)
(4)守恒的范围是：“参加反应的各物质”，运用此定律时其他没有参加化学反应的物质，不能计算在内。
[提问]]：为什么物质在发生化学反应前后各物质的质量总和相等？
[教师活动]：(不失时机，再次提问)引导学生从化学反应的实质(从宏观－微观分析说明)上去认识质量守恒定律。(应用多媒体教学软件分析原因。)
[总结板书]：3.质量守恒定律的本质：在一切化学反应中，反应前后原子的种类和个数没有发生变化，原子的质量也没有发生变化。
[练习]：质量守恒定律的应用
[提问]：镁条燃烧后，生成氧化镁的质量比镁条增加了，蜡烛燃烧后完全消失了，这些反应符合质量守恒定律吗？
[目的]：启发学生思考，组织讨论，由学生做出正确的解释。
[结论]：符合质量守恒定律。
[目的意图]：发散思维，加深对质量守恒定律中关键字词(“参加化学反应”和“质量总和”等)的理解和认识。
[板书设计]
一.质量守恒定律
白磷燃烧实验：a.现象：①白磷燃烧产生大量白烟，放出大量的热
②反应后天平仍然保持平衡
b.结论：反应物的总质量＝生成物的总质量
c.表达式：P
+
O2
P2O5
中学教案纸
注意事项：1.密封体系
2.小球起到缓冲作用。
CuSO4与Fe的反应：a.现象：铁钉表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变成浅绿色。
反应后天平仍然保持平衡
b.结论：反应物的总质量＝生成物的总质量
c.表达式：CuSO4
+
Fe
FeSO4
+
Cu
1.质量守恒定律：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
实验5-1盐酸与碳酸钠粉末反应
a.现象：产生大量的气泡。
反应后天平失去保持平衡
b.结论：反应前总质量＞反应后总质量
c.表达式：Na2CO3+
HCl
—
NaCl
+
H2O
+
CO2
实验5-1
镁条燃烧实验：a.实验现象
：发出耀眼的白光，生成白色粉末。
b.结论：反应前总质量＞反应后总质量
c.表达式：Mg+O2
MgO
2.理解和应用质量守恒定律时注意以下几点
(1)质量守恒定律是通过研究不同化学反应，从而揭示反应物与生成物的质量关系的定律。因此它是一切化学反应必然遵循的一个定律(注：物理变化不属于此定律)。
(2)质量守恒定律研究的内容仅是指“质量”不能任意推广到其他物理量。
(3)守恒的数量是“总质量”，是指参加反应的所有反应物和所有生成物的总质量，不是部分反应物或生成物的质量。(物质包括固体、液体和气体)
(4)守恒的范围是：“参加反应的各物质”，运用此定律时其他没有参加化学反应的物质，不能计算在内。
教学目的
本课教学从动能和势能的复习入手，引导学生观察生活现象，思考动能和势能的变化之间的关系。机械能守恒定律是本章教学的重点内容，重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题，进而利用动能定理推导出机械能守恒定律的表达式。
教学重点
1.机械能守恒的条件。
2.在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出数学表达式。
教学难点
1.判断机械能是否守恒。
2.灵活运用机械能守恒定律解决问题。
课时安排
1课时。
三维目标
知识与技能：1.理解动能与势能的相互转化；2.掌握机械能守恒定律的表达式。
过程与方法：经过机械能守恒定律的实际应用，进一步理解机械能守恒的条件。
情感态度与价值观：培养理论联系实际的思想，通过规律、理论的学习，培养学以致用的思想。
课前准备
1.自制课件、学案。
2.机械能守恒定律传感器。
教学过程
回顾本章内容的学习思路，沿着功能关系一路走来。
动能与势能的相互转化：
前面我们学习了动能、势能和机械能的知识。在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能可以相互转化，动能与势能相互转化的例子在生活中非常多。
课件展示翻滚过山车的精彩片断，激发学生学习的兴趣，引出本节课的学习内容。
在学生观看过山车的同时,教师提醒学生分析过山车在运行过程中动能和势能的变化情况。
推进新课
通过视频观看滚摆和滑雪，学生指出视频中能量的转化关系。
教师小结：物体运动过程中，随着动能的增大，物体的势能减小；反之，随着动能的减小，物体的势能增大。
1.动能和重力势能的相互转化
问题1：一个物体沿着光滑的曲面滑下，在A点时动能为Ek1，重力势能为Ep1；在B点时动能为Ek2，重力势能为Ep2。请找出各物理量的关系。（物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系如何？）
分析：根据动能定理，有:mv22-mv12=WG
下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有WG=mgh1-mgh2
由以上两式可以得到mv22-mv12=mgh1-mgh2
移项得mv22+mgh2=mv12g+mgh1
引导学生分析讨论上面表达式的物理意义：等号的左侧表示末态的机械能，等号的右侧表示初态的机械能，表达式表
明初态跟末态的机械能相等。即在小球下落的过程中，重力势能减小，动能增加，减小的重力势能转化为动能。
问题：此表达式具有普遍意义吗？还是仅在只受重力的自由落体运动中成立？引导学生自己推导竖直上抛、平抛的过程是否成立。
引导学生关注在上述过程中物体的受力情况。可以证明，在只有重力做功的情况下，物体动能和势能可以相互转化，而机械能总量保持不变。
2.动能和弹性势能的相互转化
课件展示：展示弹簧振子（由于弹簧振子概念学生还没有接触，教师可以不提弹簧振子的概念）的运动情况，分析物理过程。
教师设疑：在只有重力做功的情况下，机械能是守恒的；同样作为机械能组成部分的势能，是否在只有弹力做功的情况下，机械能也能守恒呢？
问题2：一个小球固定在弹簧的一端，沿着光滑的水平面运动，从A到B的过程中，在A点时动能为Ek1，弹性势能为Ep1′；在B点时动能为Ek2，弹性势能为Ep2′。请找出各物理量的关系。
教师引导、总结：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
表达式：Ek2+Ep2=Ep1+Ek1
教师引导学生理解表达式中各量的物理意义，并回顾机械能守恒定律的推导过程，加深认识。
3.机械能守恒定律的条件。
思维拓展
通过以上内容的学习，我们理解了机械能守恒定律的表达式，但真正应用到解题过程还是有限制的。
大屏幕投影机械能守恒定律的内容，并用不同颜色展示“在只有重力或弹力做功的物体系统内”，突出强调守恒的受力前提。引导学生自己总结守恒的条件。
学生总结：机械能守恒定律的条件可以表述为：
1.只受重力（弹力），不受其他力，如自由落体的物体。
2.除重力（弹力）以外还有其他力，但其他力都不做功，如做单摆运动的物体。
课堂训练
1.在下面各实例中，哪些过程机械能是守恒的，哪些过程机械能不守恒？为什么？
（1）跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降。
（2）铅球在空中做平抛运动。
2.关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法正确的是（ ）
A.做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒
B.做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒
C.外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒
D.物体若只有重力做功，机械能一定守恒
布置作业
1.教材“问题与练习”第1、3、4题。
2.观察记录生活中其他的物理情景，判断其是否符合机械能守恒定律。
关键词：2015福建高考理综第21题；对考生不公平
中图分类号：G622 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）05-115-02
高考公平是社会公平的重要内容和尺度，是社会公平在教育领域的延伸，也是达到社会公平的重要手段和途径。高考不公平有各种原因，但在高考题的命制上不应该出现不公平，笔者认为2015福建高考理综第21题第（2）问对考生就有不公平之嫌，本文就此谈谈自己的看法。
一、2015福建高考理综第21题的原题和参考答案
【2015福建-21】如图，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点，一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g。
（1）若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力；
（2）若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车，已知滑块质量 ，在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，求：
①滑块运动过程中，小车 的最大速度vm；
②滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s。
【解】（1）滑块运动到B点时对小车的压力最大
从A到B，根据机械能守恒定律有：
在B点：
联立解得 ： FN=3mg，根据牛顿第三定律得，滑块对小车的最大压力为3mg
（2）①若不固定小车， 滑块到达B点时，小车的速度最大，由能量守恒定律有
得
②设滑块到C处时小车的速度为v，则滑块的速度为2v，根据能量守恒：
解得：
小车的加速度：
根据
解得：s=L/3
二、命题意图分析
本题第（1）问难度不大，主要考查了学生对圆周运动和机械能守恒定律知识的理解和应用，第（2）问考查了以下知识点：研究对象的区分，参考系的选择，受力分析，牛顿运动定律、能量守恒定律，为了降低难度，题目意加了一句话――“在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍”，命题者可能期望通过本题体现出对不同层次的学生有较好的区分度和选拔功能。笔者认为，出发点是好的，对高中阶段物理主干知识进行考查是有必要的，这样有利于高中物理的教学。
三、第（2）问对选3-3的考生是不公平的
1.2015福建高考理综第21题第（2）问可用动量守恒和能量守恒观点求解
用动量守恒和能量守恒观点求解，解题过程如下：
解：（2）①若不固定小车， 滑块到达B点时，小车的速度最大
根据动量守恒可得：
从A到B，根据能量守恒：
联立解得：
②设滑块由B运动到C过程平均速度大小为 ，位移大小为 ，小车的平均速度大小为为 位移大小为 ，此过程时间为t 由动量守恒定律有：
又有
解得：s=L/3
2.2015福建高考理综第21题第（2）问和2015年福建高考《考试说明》自相矛盾
福建高考2015年《考试说明》物理科已经明确规定，必修1、必修2、选修3-1、选修3-2、选修3-4为必考内容，选修3-3和选修3-5为选考内容。因为时间紧的原因，大多数学校选修3-3和选修3-5只选一门进行教学，很少有学校选修3-3和选修3-5同时上课的。众所周知，选修3-3和选修3-5的内容是不同的。但2015福建高考理综第21题第（2）问把用选考知识可以求解的问题放在必考题中，对没选3-5的考生是不公平的，也造成了高考题和《考试说明》自相矛盾的情况。
笔者没有参加2015福建高考的评卷，不知道有没有考生用动量守恒和能量守恒观点求解？更不知道用动量守恒和能量守恒观点求解答案正确的是怎么给分的？
3. 2015福建高考理综第21题第（2）问和选修3-5的典型题型有很大的雷同性以下是本人在很常见的有关3-5的资料中选择的两道例题： （答案 ）
例2.如图所示，长为l、质量为M的小船停在静水中，一个质量为m的人站在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人对地面的位移各是多少？
（答案 ）
限于篇幅，只给出答案，解题过程在些就不细说。
如果把例1和例2两题组合在一起，大家会看到和2015福建高考理综第21题有多么相象，从一定程度上说，考生只要看到过与考题想类似的情景，难度自然就大大降低。对选学3-5的考生，因为做过类似题目，情景熟悉，难度就不大，解决起来就容易得多。尤其是题目中“在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍”这句话，选学3-5的同学不要这个已知条件，只要已知质量关系，用水平动量守恒就能求出二者的速度关系，
而选学3-3的考生要解决本题，就要对滑块和小车的受力和运动进行认真的分析，滑块从A到B运动过程中，滑块是加速的，小车是也是加速的；滑块从B到C运动过程中，小车是减速的，然后用能量守恒定律和牛顿第二定律结合运动学公式求解，情景较为复杂，思维量大。对选学3-3的同学，如果题目中没有“在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍”这句话，是求解不了的。
一、细化复习时间
第一阶段：高三开学至第二学期3月底，基础知识复习巩固阶段。目的是夯实基础，让学生掌握重点模型的处理方法，此段时间最长。
第二阶段：4月中旬到4月底，进行知识回顾阶段与高考训练的衔接。目的是让学生在高考训练前将基础知识都连贯起来。
第三阶段：4月底到6月初，做高考的适应训练。目的是规范训练，培养学生答题速度和技巧。
同时，在各阶段中都安排哪些内容、占多少课时都要细化到每节课。
二、细化复习内容
体育特长生文化课整体基础差，学习动力不足，所以在复习中要侧重学科基础知识、基本解题方法和技巧，对于难度偏大的地方做适当简化。
教学内容的安排要侧重力学部分，包括物体的平衡、匀变速直线、平抛、圆周等重点运动模型和功能关系（特别是动能定理）解题，都必须认真处理，让学生达到能够熟练掌握的程度。这些内容所用时间较长，大概从高三开学至寒假前。电磁部分要重视基本原理和方法，做好基础性题目，学生能力达到能够做好选择题即可。
三、细化复习中的每一节教案
高三特长生要有单独的教案和习题配置。教学案和习题难度系数要低，但得分点必须抓住。第一阶段复习中可以选修“动量守恒定律”一节为例加以简单说明。
明确目标：动量守恒的条件和碰撞中的动量和能量关系，并准确书写动量守恒和能量守恒表达式。
突出重点：动量守恒定律的推导后必须强调动量守恒的研究对象、选取的研究过程，并分析守恒条件，紧跟巩固练习。例题直接选择动能损失最大的完全非弹性碰撞模型，要求学生列式求解碰撞后速度和碰撞前后动能，并通过比较碰撞前后动能引出三种碰撞类型。例题之后拓展以类弹性碰撞为重点，选取“一动碰一静的弹性碰撞（两物体之间用弹簧）”为例，明确到两物体速度相等时为完全非弹性碰撞、到弹簧弹开时为弹性碰撞，要求学生写出准确的方程，并记住“一动碰一静的弹性碰撞”速度表达式。之后要巩固练习，这样使学生对重点内容理解深刻、得分点训练到位。
四、细化课堂使用
在第一、二阶段，在每节课按时完成教学案内容的基础上必须设一节习题课，前半节学生做作业，后半节讲评，这样作业、讲评能做到堂堂清。每周补课两节课，第一节到第二节前20分钟安排考试，试题就是最近一周或两周课上讲解的重点题目，第二节后30分钟进行讲评。这样既做到了及时巩固复习，又不过多地耽误教学进度，真正做到日清周结。在第三阶段，学生不会做的内容较多，综合测试做一个半小时即可，后一个小时安排某一科的讲评。
关键词：物理模型 动量守恒定律 习题
纵观物理学发展的历史，建立理想化模型，是简化物理学研究的重要手段。而在中学的物理教学过程中，物理模型的建立也越来越受到老师、学生的重视。在高中阶段的物理学习中,学生普遍反映比较的问题就是:高中物理难学,课堂上老师讲的内容,基本能听懂,但在处理一些物理问题时,感到很茫然,觉得无从下手。
究其原因,首先是大多数学生在处理物理问题时,不能建立起相应的物理情景,当然也就谈不上相应的物理模型的建立,最终导致物理问题不能处理或是处理不当。学生在学习中遇到的许多问题,都与对问题的物理情景建立、理解有关,很多困难“难”就难在对物理情景不清楚,因此无法运用物理模型解决问题。本文将从物理模型的概念，以及在“动量守恒定律”的教学过程中出现的问题进行一些描述，展示物理模型的重要性。
什么是物理模型呢？自然界是纷繁复杂、千变万化的，在研究的实际问题往往有众多的因素，为了研究问题的方便，物理学上常常采用“简化”或“理想化”的方法，对实际问题进行抽象化处理，保留主要因素、略去次要因素，得到一种能反映原物质本质特性的理想的物质（过程）或假想结构，此即为物理模型。物理模型是形象思维和抽象思维的统一，是物理学研究的常用方法。利用过程模型可以将一个复杂的物理过程抽象为简单而熟悉的物理模型加以解决。现举一例说明物理模型在解题过程中应用。
例1：一轻质弹簧，两端各连质量均为m的滑块A和B静止放在水平面上，滑块A被水平飞来的质量为 速度为v0的子弹击中且子弹没有穿出，如图所示。求：
(1)击中瞬间，A和B的速度各多大？
(2)以后运动中弹簧的弹性势能为多大？
解析：本题所研究的情况可分为两个理想化物理过程模型：一是子弹射入A的过程（从子弹开始射入A到它们获得相同的速度）。这一过程时间很短。物体A的位移可忽略不计，故弹簧没有形变，B没有受到弹簧的作用，其运动状态没有变化，所以这个过程中只是子弹和A发生相互作用(碰撞)。二是A（包括子弹）以v1的速度开始压缩弹簧，在这一过程中，A（包括子弹）向右作减速运动，B向右作加速运动，A（包括子弹）的速度大于B的速度时，它们间的距离缩短，弹簧的压缩量增大；当A（包括子弹）的速度小于B的速度时，它们间的距离会增大，即弹簧开始伸长，所以当A（包括子弹）和B的速度相同时，弹簧被压缩到最短，整个过程动量守恒，但机械能不守恒。
子弹射入A的过程：子弹和A组成的系统动量守恒： ，所以 ；因不考虑弹簧压缩量，故vB=0。
当考虑弹簧的最大的弹性势能时，子弹和A、B组成的系统动量守恒：
又系统的机械能守恒： ，则由上两式子解得：
点评：子弹射入A的过程，由于作用时间极短，可以理想化的看成只是子弹与A的作用过程的模型，B瞬间不参与，这样就简化问题，则全过程中动量守恒，如果学生能借此习题模式作为处理系统动量守恒的问题，就能做到举一反三的效果。
虽然在上课过程中，老师已仔细分析此过程，但部分学生只是一味得记动量守恒定律公式，没有灵活抓住问题的本质，没有领会处理动量守恒的这些问题的过程中要考虑问题，所以在学校期末考试物理考试过程中，出现类似的题目，还是有部分学生犯一些物理情景不清晰，思路零乱的问题。如下考试题目。
2．用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以v＝12m/s的速度在光滑的水平面上运动，弹簧处于原长，质量为4kg的物块C在前方静止，如右图所示，B与C碰后二者粘在一起运动，在以后的运动中，求：
(1)物块B与物块C相碰后的共同速度？
(2)当弹簧的弹性势能最大时，物块C的速度是多大？
(3)弹性势能的最大值是多少？
学生错解：（1）选取以AB两物块得速度为正方向，设B与C相碰后的共同为v1，根据动量守恒定律，得
(mA+mB)v=(mB+mC)v1
则
（2）设物块C的速度为v2，则有
解得v2=6m/s
（3）由（2）得
参考答案：(1)当B跟C碰撞时，弹簧不会突然发生形变，A的运动不受影响，以B
和C为系统，设B、C粘在一起时的速度为v′，根据动量守恒得：
mBv=(mB+mC) v′解得v′=4m/s
(2)当A、B、C三物块同速时，弹性势能最大，设共同速度为v1，由动量守恒定律有：(mA+mB)v=(mA+mB+mC)v1解得v1=6m/s，vC=v1=6m/s
(3)设弹性势能的最大值为EP，根据能量守恒可得： 解得Ep=48J
点评：对比学生错解与参考答案的差异，很明显学生在上课的过程中，或在平时练习中，没有重视动量守恒定律模型例题的建立，没有准确把握其物理规律及其物理情景主要因素与次要问题。
总之，在“动量守恒定律”物理教学中，老师要善于帮助学生建立物理模型，并使学生学会利用物理模型解决实际问题。只有这样，物理才不再枯燥，抽象难学，而物理学丰富的内涵和独特的思维方法在物理模型的建立与应用的过程中才会被学生理解与应用，才会不断提高他们的学习兴趣。
参考文献
[1]涂志实.物理模型在教学中的应用[J]
[2]肖寅年.谈物理模型在教学中的作用与应用[J]
科学规律的发现离不开科学方法，科学方法既包括经验方法，也包括逻辑方法。归纳和演绎是逻辑方法中两种最基本的方法。英国思想家和科学家培根极力推崇归纳法，而法国科学家笛卡儿则推崇演绎法。实际上，一个物理规律的发现，几乎都会同时综合运用归纳和演绎两种逻辑方法。
从科学发现的方法来分类，中学物理研究的物理规律大体可分为两种类型：
第一类是实验定律。如牛顿定律、动量守恒定律、库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律等，它们都是通过对自然现象的观察或者实验总结概括出来的，这个过程主要运用归纳法（也一定程度上用到演绎法）。观察或实验总是有限的，不会无穷尽，所以科学家们总在不断努力创新实验方法，提高实验精度，力图发现与“定律”相悖的情况，一旦出现了这种情况，“定律”将被否定。例如库仑定律中两个研究对象“点”之间的相互作用力与两点间的距离r的平方成反比，科学家不断地用精度越来越高的实验去验证这个结论。实验定律给出了物理量之间的变化关系，但至于“为什么有这种关系”这个问题，可能在物理学史上长期甚至至今都没有找到答案。
第二类规律是用已知的规律通过演绎推理得到的，如动能定理、相对论等。通过演绎得出的规律必须经得起观察或实验验证，才能被确认。例如1916年爱因斯坦用演绎法得出广义相对论，该理论预言大质量的物体会使经过其附近的光线产生弯曲。三年后的1919年日全食期间，人们观察到星光掠过太阳附近时确实发生了偏移，而且偏移值符合广义相对论的预言，英国皇家学会公布了这一结果，爱因斯坦立即成为家喻户晓的名人。
因为无论是用归纳还是演绎方法得到公认规律，都离不开实验，所以人们常说物理是以实验为基础的学科，但这并不意味理论推导不重要。课改前的高中物理教材中，机械能守恒定律多是运用归纳法通过实验得出的。而多种课标试验教材则运用演绎法通过理论推导得出（有人将理论推导称为“理论探究”），之后，教材再安排一节学生实验，验证机械能守恒定律。这样的编排突显了通过演绎发现和实验确认规律的科学方法，蕴含着科学方法教育的内容，教师在本内容教学中，要将教材中隐含的科学方法给学生明点出来，以期达成科学方法教育的目标。
另外，学生在初中已经学过机械能守恒，如果高一再将这个内容安排为一个完整的学生实验探究，则“提出问题”、“猜想与假设”这两个活动便失去了存在的必要，这也是教材用理论推导而不用实验归纳的原因之一。
人教版和粤教版教材在机械能内容上的安排大体是相近的，都是循着“动能――动能定理――势能――重力做功与重力势能变化的关系――动能与势能之间相互转化――机械能守恒定律――机械能守恒定律的应用”的线索来展开的。
二、按教学目标定位处理机械能守恒定律部分教材
一般教师在讲授机械能守恒定律时会运用有两种方法：一种是先让学生自己开动脑筋，提出一定的假设，设计实验，来探究机械能守恒定律，说明教师钟情于归纳法；另一种是按教材的编写，先通过在黑板上进行理论推导，然后再用实验验证，反映出教师钟情于演绎法。不能简单地说这两种方法哪一种更合理，必须考察教师整个教学的思路，如果教师认为学生实验探究能力形成得还不够理想，希望通过对机械能守恒定律的实验探究进一步提高这种能力，先采用归纳法、再用演绎法推导一次也未尝不可；如果教师认为没有必要在本内容教学中突出实验探究，而要学生体验理论推导对科学发现的重要意义，则按教材的结构来展开也是恰当的。
三、优化机械能守恒定律教学的几个策略
《机械能守恒定律》一课属于规律教学课，要按规律课教学的原则合理确定教学策略。
1、灵活组织前备知识的复习
学习本节前，学生已经学过了动能、动能定理、势能、重力做功与重力势能变化的关系等知识，这些都是学习机械能守恒定律的前备知识，学生对这些前备知识的掌握程度直接影响本内容的学习。设计本节教学前，对学生前备知识的掌握程度必须心中有数，如果学生掌握得不够好，遗忘率高，则宜在上课开始时花一定的时间集中复习前备知识，但要注意的是，这种复习不能采取由教师重述一次的办法，而应当适当设置一些简单情景，唤起学生的记忆，由学生说出相关的知识，也可以随着讲课的进度，分散复习各个概念，以减轻学生的疲劳感；如果学生基础好，则不必集中复习前备知识，采用随着新内容的展开分散复习的办法。
2、理论推导的教学策略
理论推导是本节教学的重点，不管学生程度如何，都应让学生自己通过重力做功与重力势能变化的关系和动能定理推导出机械能守恒定律，千万不能由教师一讲而就。
3、突出力和功的分析
机械能守恒定律的文字和数学表述并不复杂，似乎很容易记住，但学生对机械能守恒定律的表征却会是千差万别的，其中最易犯错的是对成立条件的判断，本节新课中，这个难点似乎并不突出，但在以后的综合题解题中，这个问题就会明显暴露出来。所以本节课从一开始，对每一个物理模型或实验都要强调受力分析和做功分析，力求帮助学生形成良好的思考程序和习惯。
4、列举足够的机械能守恒定律成立条件的正例和反例
关键词：对称性；物理学；具体表现
随着物理学的不断发展，人们对自然界规律的认识也逐渐深入，一些原本看似无关紧要的东西却日益变得举足轻重起来，物理学中的对称性便是其中之一。物理学从过去单纯地将对称性看作对物理现象的一种限制，转向把它确立为物理定理的一块基石。加利福尼亚大学教授阿・热在《可怕的对称》一书中指出“没有对称性思想的引导，当代物理学家将无法工作”。诺贝尔物理学奖得主李政道教授指出：“艺术和科学，都是对称和不对称的巧妙组合。”可见，对称在物理学中扮演着非常重要的角色。本文试图对物理学的一些科目中的对称性思想进行一番分析，以引起大家对对称性的重视。
一、关于对称性
（一）对称与对称破缺
日常生活中大家可以看到许多对称的例子，例如，人体和许多特定的生物体形态，以及自然界中的矿物晶体，雪花的形状等。大家还可以注意到许多建筑和美术设计的图案也都具有对称性。之所以有如此多的对称的例子，那是因为人们认为对称是一种美。
但仔细看来，人们并不满足于绝对意义上的对称，总是在整体的对称中设置局部的不对称，即对称性被破坏了，物理学上称这种情况为对称破缺。
（二）对称的分类
根据上述的对称定义，不同的对称操作对应着不同的对称性，如体系A经空间平移后变为体系B，若A、B等价，则空间平移就是一种对称操作；若体系A经时间平移后变为体系B，若A、B等价，则时间平移就是一种对称操作，等等。常见的对称操作主要有：空间操作：转动、平移、空间反演等；时间操作：时间平移、时间反演等；其它：置换、电荷共轭变换等。
当然，操作的类型远不止于此，这里列举的仅是一些比较简单的，其它的操作会在下面的论述中逐步指出。
（三）对称性和守恒律
守恒量和守恒律是物理研究的一个重要内容，守恒律常被看作是最基本的自然定律，它以确定的可靠性和极大的普遍性预言着哪些过程是允许的，哪些过程是禁戒的，它为物理学的研究指明了方向。
1918年德国女数学家尼约特发表了著名的将对称性和守恒律联系在一起的定理，即每一种自然界的对称性都可得到一种守恒律。该定理揭示出了守恒律产生的原因，即守恒律是自然界的对称性所导致的。根据法国物理学家皮埃尔・居里的对称性原理，对称的原因产生守恒的结果。若将自然界中的某一对称性看作原因，则必有作为结果的一个守恒律。如：系统总机械能函数对空间坐标系平移的对称性导致了动量守恒定律。
二、对称性在物理学中的具体表现：
将对称应用于物理学的研究对象不仅仅是图形，还有物理量，物理定律等。下面我就物理学主要学科中所蕴含的对称性思想试作浅述，希望能引起大家对对称性的重视。
（一）力学
力学是一门基础学科，从牛顿到爱因斯坦，力学由绝对时空观发展到了相对时空观，相应地也就有了经典力学和相对论力学。
在经典力学中，有许多相对性思想，伽利略变换便是一个典型。若将质点系加速度视为一个物理量，伽利略变换视作一个操作，则经伽利略变换后，加速度保持不变，故质点加速度对伽利略变换的不变性可视为加速度对伽利略变换具有对称性。牛顿第二定律F=ma对惯性系A成立，对惯性B亦成立，而惯性系A、B的变换满足伽利略变换，故牛顿第二定律具有伽利略变换对称性。而若将动量视为一个物理量，伽利略变换视为一个操作，由于从不同参考系中观察到的动量不同，故动量不具有伽利略变换不变性，但动量守恒律由于对不同的惯性系均成立，故动量守恒定律对伽利略变换具有对称性。
相对论力学本身就是爱因斯坦考虑对称性的产物，近代物理学家十分重视物理美，即对称、简单、和谐等，他们认为支配自然界的规律应该是简单的、对称的。基于对称性，爱因斯坦认为对描述一切物理过程，包括物置变动，电磁以及原子过程的规律，所有的惯性系都是等价的，只是不同的物理过程对应着不同的操作而已，如力学规律关于伽利略变换对称，而电磁规律关于洛伦兹变换对称。
（二）光学
光学可以分为几何光学和波动光学，在几何光学中平面镜所成像与物体关于镜面对称，这即所谓的镜像对称，它在物理学中有着重要的运用，如宇称、电像法等。光速作为一个物理量，具有时空对称性。不论昨天、今天，还是明天，不论是中国、美国，还是其他星球，光速在同一介质中的速度都是恒定的，所以光速具有时空对称性。
（三）粒子物理学
粒子物理学是一门新兴学科，它主要研究基本粒子以及它们间相互作用的规律，在粒子物理学的研究中对称性很重要，许多问题本身研究的就是对称问题。
宇称是粒子物理研究的一个重要概念，宇称是一种函数的性质，在物理学中也是函数所代表的物理状态的性质。对函数u=u（x），若u（-x）=u（x），则u（x）的宇称是偶性的，若u（-x）=-u（x），则u（x）的宇称是奇性的。物理学家把宇称看作粒子的一种基本性质，相当于自旋电荷的质量等。研究宇称对我们掌握粒子的性质，以及粒子的分类都有重要作用。宇称守恒定律反映了粒子间相互作用的一种性质，在已知的相互作用中，强相互作用和电磁相互作用中，宇称守恒；而弱相互作用中，宇称不守恒，这说明了弱相互作用有一种特殊性质。
（四）量子力学
量子力学被认为是二十世纪的三大发现（量子力学，相对论，生物DNA双螺旋结构）之一，它以全新的理论使人们重新审视自然规律。对称性思想可指导我们对未知领域进行搜索，并据此提出合理假设，特别是量子力学所研究的微观结构，用实验研究很不方便，所以很多时候可以先用理论进行研究，再用实验验证。物质波粒二象性的发现正是遵循着这条规律，当初德布罗意正是在对称性的指导下，预言了物质的波粒二象性。
通过上面的分析，大家可以看出，物理学的各个分支学科蕴含着丰富的对称思想，研究对称性对于我们掌握物理规律，探索或发现未知领域的新情况起着重要作用。从对称性的角度出发分析和解决问题，是当今在前沿工作的物理学家习惯采用的方法。因此，在基础物理的教学中，适当介绍一些在前沿工作的物理学家正在使用的概念、理论和方法，对于物理的学习是非常有必要的，而据我所知，许多教师和学生在物理学的教与学中，对此漠然视之，所以我撰写此文，希望能够引起大家对对称性的重视。
参考文献
1.陆果.基础物理学教程（上）[M].北京：高等教育出版社，2004.8.