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1、课堂内外 2010-03 以课题探 究促能力 徐苏华 提升 在全日制普通高级中学物理教学大纲中，新增了“课题研 究”的内容。物理课题探究教学是培养科学精神和创造性思维的实 践活动，它可以最大限度地发展学生的创造性思维，提高实践能 力，充分培养学生的自主学习能力和独立研究能力。下面结合尖端 放电现象的研究实践，谈自己的一点认识。 一、课题探究的设计与准备 1方案的设计 表一：实验探究方案 实施步骤 实施内容 预计结果 l 查阅资料，调查生活中涉及到的相关事实 可以完成 尖端放电的程度与两个导体的截面形 截面越小，越容易 2 状可能有关 产生尖端放电现象 尖端放电的程度与两个导体带电量，即 电压越
2、大，越容易 3 两者间的电压高低可能有关 产生 尖端放电的程度与环境的温度、湿度可 温度越高湿度越 4 能有关 大。越容易产生 尖端放电的程度与两导体的间距可能 两导体间距越小。 5 有关 越容易产生 综合各类对比实验，分析、总结影响尖 6 形成实验报告 端放电的因素及相互问的关系 根据研究结果，设计一些与尖端放电相 7 实验结果交流、应用 关的应用实例 2实验器材的准备 本课题采用的高压装置是从实验室获得，主要有三种：手摇感 应起电机、J121o型高压发生器、J12O7型开关式感应圈；采购焊有 一细金属杆且截面不同的金属导体(见表二)；其他实验附件。 表二：电极标号 电嘏标 电极标 电极实物
3、 电撅实物 0 察赣辍糍 麟牌辅 鬻 漱 靛 鼋砖 蕾薯蕾备t警 1 5 叠疆疆震帮繇鞫嘲硝鞠阁露鞠黼 嚣熏鼙嚣 霹释嚣罄懈赫鞣 爨辫 2 6 黼麟 籍嚣嚣鞯獬氍鞭爨藕躜麟鄹搿 麓g 鸫 魁 撼$ S8准 镰 曳鞋穗挺 髓錾嚣拙强 | a鹄 3 7 鼹黎餮嚣甏馨耩嚣瓣瑟嚣 # 辩 秘 锫巷 稻镪l Ia 虢害垂撼a 滟棼1撼 静； 镀l 4 琶嚣鬻黧鬻 鬻罄爨释霪嚣 二、开展课题探究 1实验探究 在方案确定后，指导学生开始实验探究。为便于记录，对电极 标号(如表二)。由于J1207型开关式感应圈电压无确定值，故把它 的旋钮分成4等份，便于调节电压。 以下是探究过程中记录的实验数据： 第一组数据
4、：(尖端放电与电极截面形状关系的研究) 一92一 电源 J1207型开关式感应圈(自定叉1档) 温度 14 湿度 37 组号 电极1 电极2 放电距离(cm) l 1 l 72 2 2 2 49 3 3 3 64 4 4 4 55 5 5 5 5。7 6 6 6 5O 7 7 7 54 第二组数据：(尖端放电与两极正对程度的研究) 电源 J1207型开关式感应圈(自定义1档) 温度 l5 湿度 I 36 放电距离 组号 电极l 电极2 两电极错开高度(Cm) (era) l 0 7O 2 l 1 O5 61 3 1O 57 4 O 64 5 3 3 O5 62 6 1O 6O 7 O 55 8
5、 05 53 5 5 9 1O 47 10 反位 4-3 Il O 54 l2 O5 51 7 7 l3 10 48 14 反位 54 第三组数据：(尖端放电与电压大小的研究) 电源 J1207型开关式感应圈(自定义I档) 温度 14 湿度 34 电极 电极 电压 放电距 电极 电极 电压 放电距 组号 组号 1 2 (档) 离(era) 1 2 (档) 离(cm) l l 68 9 1 51 2 2 85 10 2 66 l l 4 4 3 3 l03 l1 3 8-3 4 4 l34 12 4 107 5 1 54 13 l 49 6 2 87 14 ， 62 2 2 6 6 7 3 1O
6、3 15 3 76 8 4 l34 16 4 93 第四组数据：(环境温度和湿度对尖端放电影响的研究) 电源 J1207型开关式感应圈(自定义1档) 电极l 电极2 1 组号 温度() 湿度() 放电距离(cm) 1 l2 12 71 l6 14 69 _ 3 21 18 66 4 26 23 6-4 2实验结论 (I)电极问能否发生尖端放电，与电极的形状有关，电极截面 越小越尖越容易，越大越平越困难； (2)两极间放电情况与正对程度有关，正对程度越高越容易； (3)两电极间能否会发生尖端放电与电极问的电压有关，电压 越大，间距越小，越容易； f4)两电极间发生尖端放电现象的程度与环境的温度和
7、湿度 有关，温度低，湿度大，放电更容易。 3实验过程的反思 在实验探究结束后，学生对探究过程进行反思，发现存在一些 不足： (1)电极间的固定装置比较紧，电极的移动不是很灵活，所以 距离的测定较粗糙； (2)判断电极问是否放电比较难，应采取合理(下转第94页 课堂内外 2OlO)3 式中N为卯酉圈半径：a为参考椭球长半 轴；b为参考椭球短半轴；e为参考椭球第一 偏心率；f为参考椭球扁率 a-b一 b将同一基准下的空间直角坐标( 、 ，、z)转换为大地坐标(B、L、H)的公式为： n( ) l船amtan( 旦2 ) ； 、 (1-e：)删 烈 1 (1一 ) 拈 -N( ) l i 一如譬：2
8、f-f sin-B a l 、l ! 由于求H时要用到B，而求B时又要用到 H，所以要进行迭代计算。 迭代原理和方法为： (1)B的初值为：B=arctan( ) 、 Y (2)用1中的B可以求出 、，v的值 (3)利用日、又可以重新求得口的新 会值 (4)while1abs(B新雪旧)esp】：否则 反复1、2、3三步知道曰、 、收敛为 2北京54到80的转换 dB=p(M+N)-sinBcosLdX-sinBsinLdY+ COs +NeZsinBcosBdaa+M(2一esin2B) sinBcosBde22(1-e )1 dL=p(N+H)cosBxsinLdX+cosLdX】 Bso
9、=B+dB L L +dL 3a由大地坐标求高斯坐标 讹xNsinBcosB 4 xNsinBcos3B (5q+ 4 +l720xNsinBcosSB(6158t2+t ) y=NcosB ，6xosB(1 ! )+P120x Ncos5B(51&1+t4+14 -=58 ) b由高斯坐标求大地坐标 B= r， 2 + 4j (5+3矿+ t n20MjNxtl(61+90t+45q、 l=yNtcosBFyZ6NcosBl(1+2t?-q?) 12o o& 5+28 24 6U+st?) L=lxp+Lo 4WGS84坐标系到北京54坐标系的 转换 XBJ54：XWGS84+KXWGS84
10、+ + YWGS84Zp -ZWGS84YIp YBJ54=YWGS84+KYWGS84+Ay XWGS84Zp +ZWGS84Xp” ZBJ54=ZWGS84+KZWGS84+Z+ XWGS84Yp -ZWGS841Xp 五、结语 地面点位的确定离不开坐标系统。但 由于所采用的参考椭球不同，所依据的基 准不同，常出现不同的坐标系。本文就上 述坐标系统建立及转换进行了介绍。希望 能给学生的学习及实践起到一定的作用。 对于各种坐标系与2000坐标系的转换国 家已出版了使用指南，本论文中就不在介 绍了。 参考文献： 1陈久强，刘文生土木工程测量【M】北 京大学出版社，2006168 2徐绍铨，张华
11、海，杨志强，王泽民GPS 测量原理及应用fM】武汉大学出版社，2003 112 3张风举，张华海，赵长胜，孟鲁闽，卢 秀山控制测量学【M】煤炭工业出版社， 19991251266 作者简介：李海燕，女，九江学院上木 与城市建设学院教师，主要从事工程测量 的教学工作。 课题来源：测绘新技术在新农村建设 实践中的应用。 作者单位：九江学院土木与城市建设 学院 (上接第92页)的措施； (3)在控制条件时，要考虑两电极是否在同一竖直平面内； (4)对温度和湿度的控制比较困难，它们对放电的影响只能粗 略地来判定； (5)虽对电极做过光滑处理，但电极小很难消除电极边缘 效虚。 三、课题探究的体会 1通过
12、课题研究，让学生体会到科学研究的艰辛 学校教育比较注重科学知识的传播，对科学精神的培养不够。 虽然，教科书 也有一些介绍科学家事迹的内容，但对学生的触动 不明显，教育功能不显著。而开展课题研究，选题、实验器材的选择 和准备、实验方案的设计等，都要学生自己参与，可以让他们深刻 体会到科学探究的艰辛，让他们更加热爱科学。 2使学生接触科学研究，体验科学研究的方法 通过课题探究，学生体验科学探究的过程，改变对科学研究的 看法。原来，我们的学生总以为科学研究是科研人员的事，对于高 中生来说足遥不可及的，有了亲身经历，近距离地接触了科学研究 之后，_“以消除对科学研究的畏惧感，并且通过课题探究，可以让
13、学生体验科学研究的方法。这对学生而言，即使以后从事的是与科 研无关的_r作，但在研究过程中学到的科学方法同样会对他们的 一94一 生活、工作产生重大的影响。 3借助课题探究。可以扩大知识面、加深对知识的理解 学生自主探究过程，就是知识的拓展和知识更全面的过程。课 题探究的准备过程要求学生通过自己的努力，多渠道地去了解与 所学知识相关的内容，掌握高中教材中没有的，而与我们生活关系 密切的知识。此外，通过学生实验探究所得的实验结果和相关知 识，是他们亲身经历得来的，相比于学生在课堂中听来的而青，更 容易被掌握和理解。 4通过课题探究，可以使学生的能力得以提升 课题探究过程中会碰到很多问题，需要学生自己想办法解决， 在这个过程中可以很好地培养学生的创新意识和创新能力。对于 物理课题的研究而言，需要设计很多的实验来研究论证，而这又可 以培养学生的观察力、思维力，实验能力和实践能力等。此外，在探 究过程中的“失败成功失败成功”的经历，可以很好 地培养他们独立的人格和良好的心理品质，可以很好地培养他们 主动学习、主动探索、敢于竞争、善于合作的品质。 因此，开展课题探究，可以有效地提升学生各方面的能力，长 远来看，高中学习过程中开展课题探究是培养创新人才的一条现 实性道路。 作者单位：浙江省杭州市桐庐中学
