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信息题的教育功能及命制过程应注意的若干问题

2011-01-25姜玉凤

物理通报 2011年12期
关键词:石墨原理考查

姜玉凤

(江苏省沛县中学 江苏 徐州 221600)

信息题也称为信息迁移题或者开放性阅读理解题.这类题目以其立意新颖、构思巧妙、密切联系科技前沿和生活实际等而备受推崇.命制成功的信息题,除了具有较强的训练和考查功能外,往往还具有良好的“教育”功能.笔者根据自己的经验、体会和理解,就其“教育”功能作以下粗浅探讨.

1 结合科技新信息新成就命题具有普及科学知识和激发学生学习兴趣的作用

物理学的生命力,体现在为人类的生产和生活服务中.一些看似高深的科技原理和科学前沿的动态、发展,蕴含的物理原理却往往很普通.命题时,将考查的基础知识与相关的科技原理、科学前沿等知识相结合,可以起到普及科学知识和激发学生学习兴趣的作用,对学生的情感、态度和价值观的正确形成具有良好的导向和促进作用.

【例1】2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料研究上的卓越成就.他们用透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开,使得石墨片的厚度逐渐减小,最终寻找到厚度只有0.34 nm的石墨烯,它是碳的二维结构.图1为石墨和石墨烯的微观结构.根据以上信息和已学知识判断,下列说法中正确的是

A.石墨是晶体,石墨烯是非晶体

B.石墨是单质,石墨烯是化合物

C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体

D.石墨烯是通过物理变化的方法获得的

图1

分析:该题考查的是晶体和非晶体方面的知识,命题者很巧妙的将其与21世纪的伟大发现之一“石墨烯”结合到了一起,使学生在解题的同时可以了解到这一领域的“前沿”.通过题目提供的信息,学生可以了解到什么是“石墨烯”及其获取方法,结合中学的知识就可以成功解题了.题目的“教育”功能在于“石墨烯”的获取方法的介绍,该种方法会使学生无比惊奇,原来科学研究并不都是那么神秘,用“透明胶带”居然都可以,很好地激发了学生的学习兴趣和动力.

有一点遗憾的是题目中没有介绍“石墨烯”的应用前景,笔者认为可适当增加.如利用石墨烯的超强强度,可以制造更轻、更坚固的复合材料;良好的导电能力,可以制造高效、轻质、高强的电缆;石墨烯晶体管将使计算机由硅时代进入碳时代,更高速、更低能耗、进一步小型化;制造像纸一样薄的移动电话、太阳能电池、卫星……[1]如果从这些信息里选取一些加到题目中,让学生了解“石墨烯”的应用前景,可以更好的激发学生的兴趣,更加坚定他们学好物理服务社会的信念,题目的“教育”功能会更强.

2 结合生产生活中实际问题的原理命题倡导从生活走进物理和从物理走向社会的新课程理念

物理学的特点之一就是实用性强,与生产、生活结合紧密.将题目背景设置成学生所熟悉的生产、生活中的实际问题或是某种科技产品的原理等,可以彰显物理学的实用性,充分体现新课程“从生活走进物理,从物理走向社会”的理念.

【例2】近年来,酒驾已成为一种“社会公害”.交警用来检测酒驾的酒精测试仪的工作原理如图2所示.其中P是半导体型酒精气体传感器,该传感器的电阻r′的倒数与酒精气体的浓度C成正比,R0为定值电阻.以下是关于电流表的示数I与酒精气体浓度C之间关系的图像,正确的是

图2

E=I(r+r0+R)

可得

答案为选项C.

该题若直接给出电路图,然后让学生探求电流I和电阻r′的关系,也可以考查相关的知识点,但缺乏生活气息,彰显不出物理学的实用性.题目从“酒精测试仪”原理入手进行考查,体现了新课程从生活走进物理的理念;学生用所学的物理知识解释生活中的现象和问题,树立用所学物理知识服务于社会的意识,体现了从物理走向社会的课程理念.

3 结合突发事件罕见景观命题培养学生用物理知识认知大自然的能力

一些突发事件和自然界中罕见的现象,只有在特定的条件下才能发生.结合此类事件、现象设置题目,一方面可以实现问题的实时化、情境化,使学生在好奇心的驱使下产生解决问题的内驱力,另一方面实现了知识和应用的统一,从而使枯燥的解题过程变得亲切、实际而有意义,体现了题目的人文关怀.

【例3】北京时间2011年3月11日,日本本州岛附近海域发生里氏9.0级强震,强震引发海啸,造成核电站出现泄漏,大批居民被疏散.

(1)由于核电站外壳破损,泄露出的核素衰变时产生的核辐射对环境和人体造成了重大影响.目前检测到的放射性物质主要是碘-131和铯-137,它们是核裂变反应所生成的产物.已知碘-131和铯-137发生衰变时都会放出β粒子和γ射线,碘-131半衰期约为8天,而铯-137的半衰期长达约30年.某容器中装有受放射性碘和铯污染的水,其放射性强度是安全值的1.5倍,则

A.将容器中的水放置30年后,会自然达到安全标准

B.受污染的水被人引用后,在人体内会失去放射性

C.水烧开后,碘-131和铯-137仍具有放射性

D.用碘-131制成碘酸钾,会失去放射性

E. 铯-137对环境的危害比碘-131持续的时间更长

(2)碘-131放出β粒子后,产生新核氙(氙-131),核反应方程为________.

铯-137放出β粒子后,产生新核钡( 钡-137),核反应方程为________.

分析:日本福岛核灾震惊世界,对海洋环境和邻近多国造成不同程度的影响,也引发了日本和世界各国对核能利用的反思.泄漏物中碘-131和铯-137是两种主要的放射性核素,其衰变原理是学生学习过的,通过对问题的分析可以使学生明白这次核污成的主要原因及造成的影响,从而对该事件有一个正确的认识.

4 信息题命制时应注意的若干问题

(1)科技信息题.题目提供的信息和要考查的知识之间要有“结合点”,不能生搬硬套,不能为了结合而结合.信息中最好能含有一些解题所需要的元素,可以对学生收集、理解、运用信息的能力起到训练和考查作用.

(2)结合生产、生活实际问题的原理题.题目的命制背景可以是生产、生活中的某一个片段或过程,可以是某种产品的工作原理等,对考查的知识点要有“支撑”作用.涉及的问题能够用中学物理知识解决,对实际问题要做必要的简化.

(3) 结合突发事件或罕见景观题.事例要选择恰当,发生和发展的基本原理能够用学生所学的知识进行解释,学以致用,让学生体会成功.

(4)总的原则.题目最基本的作用是训练和考查,任何时候这一点都是最重要的,都是要优先考虑的.在题目设计和命制过程,无论哪种形式的“创新”都不能忽视这一点,都不能为了“创新”而创新,否则就是喧宾夺主、舍本逐末.

参考文献

1 吴江滨.2010年度诺贝尔物理学奖:有关二维石墨烯材料的开创性米验.物理通报,2010(11):2~3

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