高中物理教学论文联系生活,体现“STS”──三峡工程中的物理

1联系生活，体现“STS”──三峡工程中的物理初中生学习物理很容易将知识与生活隔离开来，变成单纯的物理知识的学习，极不利于学生能力的培养、“STS”观念的建立。如果教师能有意识地寻找一些生活现象或事物作为切入点，将众多的知识联系起来，组成一个有机整体，让学生主动参与和感受，将会极大地激发学生的学习兴趣、增强学生的信心，同时也教会了学生联系实际的学习方法，培养了学生解决问题的能力。下面就以三峡工程为例，简单介绍一下如何将众多物理知识结合起来，让学生联系生活、培养能力的学习方法。首先，课前组织学生看有关三峡工程的录像，组织学生分别通过网络、图书杂志、音像资料等查找关于“三峡工程”的资料，然后，教师利用把所获得的资料制作成多媒体课件。在课堂上让学生提出他们想提的问题，供大家一起来讨论。一、包含的力学知识材料1：三峡工程是中国、也是世界上最大的水利枢纽工程，是治理和开发长江的关键性骨干工程。三峡工程水库正常蓄水位175米，总库容393亿立方米；水库全长600余公里，平均宽度1．1公里；水库面积1084平方公里。提出问题：蓄水位达到175米高有什么意义？（讨论）物理知识：（1）在水利发电方面有很大的意义。水位升高，上下游的落差大，水具有巨大的重力势能，有更多的重力势能转化为动能，推动水轮机做功。当然转化而来的电能更多。（2）水推动水轮机功的多少可用公式W=Gh来计算。材料2：如图所示，枢纽建筑物基础为坚硬完整的花岗岩体，岩石抗压强度约100兆帕；岩体内断层、裂隙很少，且大多胶结良好、透水性微弱。这些因素构成了修建混凝土高坝的优良地质条件。三峡大坝是一座坚固的混凝土重力坝，大坝由2689万吨混凝土外加29万吨钢筋和25．5万吨钢材组成，坝高185米，大坝底部宽121米，坝高和坝宽都超过100米。提出问题：大坝为何修得上窄下宽？（讨论）2物理知识：根据P=ρgh可知，当液体的密度一定时，液体的压强随深度的增加而增大，大坝底部水深，产生压强大，水对坝底产生的压力也大。故大坝底部要修得宽而厚，才能承受足够大的压强压力。材料3：三峡水库将显著改善宜昌至重庆660公里的长江航道，万吨级船队可直达重庆港。航道单向年通过能力可由现在的约1000万吨提高到5000万吨，运输成本可降低35-37%。经水库调节，宜昌下游枯水季最小流量，可从现在的3000立方米/秒提高到5000立方米/秒以上，使长江中下游枯水季航运条件也有较大的改善。提出问题：铁的密度比水大，但钢铁轮船为什么能浮在水面上？（讨论）物理知识：利用空心的办法，减小轮船的平均密度，使得轮船受到的浮力等于轮船的重力。这样轮船就浮在水面上。材料4：泄洪坝段位于河床中部，前缘总长483米，设有23个泄洪深孔，底高程90米，深孔尺寸为7×9米，其主要作用是泄洪；22个泄洪表孔（孔口净宽8米，溢流堰顶高程158米），底高程158米，尺寸为8×17米，其主要作用是泄洪；22个底孔（用于三期施工导流）底高程57米，尺寸为6×8．5米，其作用为临时泄洪和导流明渠截流之后过水。下游采用鼻坎挑流方式进行消能，减少水流的冲击力。提出问题：泄洪深孔有什么作用？它相当于什么物理模型？（讨论）物理知识：自动泄洪和导流作用。泄洪深孔相当于连通器。材料5：如图所示，通航建筑物包括永久船闸和升船机，均位于左岸山体内。永久船闸为双线五级连续梯级船闸。单级闸室有效尺寸为280×34×5米（长×宽×坎上最小水深），可通过万吨级船队。提出问题：船闸相当于什么物理模型？（讨论）物理知识：船闸相当于连通器。二、包含的热学知识3材料6：从满足航运要求考虑，枯水期最低消落水位不能低于155米，如果选用150米方案，长寿以上的上下洛碛、王家滩等浅滩将露出而碍航，155米时，上述浅滩全部被淹没；如果选用160米方案，水库兴利库容较155米方案减少30多亿立方米，枯季下泄流量约减少300立方米／秒。综合考虑发电和航运要求，枯水期最低消落水位仍以采用可行性研究报告推荐的155米为宜。这一水位时三峡水库的兴利库容为165亿立方米。提出问题：三峡库区大量蓄水后，水量增加对当地气候有无影响？（讨论）物理知识：有，会变得冬暧夏凉。根据Q=Cm△t可知，当m、Q一定时，△t与C成反比，水的比热大，在质量相同、日照条件相同时，水的温度变化小，当地气温变化就小。再加上大量的水蒸发吸热，也会对气候有所影响。三、包含的光学和声学知识材料7：《三国演义》第八十四回合写道：东吴大将陆逊火烧蜀军连营七百里，纵马靠近了鱼腹浦，“看见前面临山傍江，一股煞气，冲天而起”，几番差人前去探视，皆“回报并无军屯在此”。陆逊便引数十骑亲往察看，不想钻进了诸葛亮摆下的“每日每时，变化无端，可比十万精兵”的八阵图。他一进去，阵门突然关住了，“方欲出阵，忽然狂风大作，一霎时，飞沙走石，遮天盖地。．．．．．怪石差峨，槎桠似箭；横沙泥土，重叠如山；江声浪涌，有如剑鼓之声。陆逊大惊曰：‘吾中诸葛亮之计！’．．．．．．”提出问题1、江声浪涌，有如剑鼓之声包含什么道理？（讨论）物理知识：声音的产生和传播。提出问题2：图中水面某处看起来反光，为什么？（讨论）物理知识：镜面反射。四、包含的电学知识材料8：三峡水电站总装机容量1820万千瓦，年平均发电量846．8亿千瓦时。它将为经济发达、能源不足的华东、华中和华南地区提供可靠、廉价、清洁的可再生能源，对经济发展和减少环境污染起到重大的作用。4提出问题：电能与其它能源相比，有什么优点？（讨论）物理知识：电能的优点是无污染，效率高。有利于环境保护。材料9：三峡水电站地处我国腹地，地理位置优越，与我国华北、华中、华南、华东、川东的负荷中心相距均在500-1000公里以内。三峡水电站将以500千伏交流输电线向华中、川东供电，以(600千伏直流向华东送电，并将与华北和华南联网。提出问题：远距离输电时，为何采用高压输电？（讨论）物理知识：根据P损=I2R可知，R一定，电能的损耗与I2成正比，要减小损耗功率就要减小电流；再根据P=UI可知，电流减小了，必须提高输送电压。材料10：水电站采用坝后式布置方案，共设有左、右两组厂房。共安装26台水轮发电机组，其中左岸厂房14台，右岸厂房12台。水轮机为混流式（法兰西斯式），机组单机额定容量70万千瓦。提出问题：发电机的工作原理是什么？（讨论）物理知识：发电机是利用电磁感应现象来发电的，它将机械能转化为电能。整个学习过程中，学生们都是积极主动地参与，他们花时间查找了大量的资料，提出各种各样的问题，热烈地参加讨论，不知不觉中，将众多的知识与实际生活联系起来，大大地激发了学生的学习兴趣。