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1.学生学习掌握物理知识的需要
在初中学习阶段,学生智力水平和学习方法正处在一个不断完善的阶段,物理的学习对他们来说几乎是一个全新的知识接受过程,在这种情况知识学习中兴趣与厌恶是并存的,如果一个开始在知识点的学习上学生能够有一定的兴趣,学生的主动学习欲望就强一些,否则就会差一些。但是无论学生的主动学习如何,教师在教学过程中一定要做到启发、引导学生树立良好的物理学习观念,增强物理学习的趣味性,积极带领学生走上物理学习的正轨。在这一过程中教师的答疑解惑是必不可少的,而学习在学生的过程中所遇到的问题大多数是由于知识点的过渡引起的,如在人教版2.3节《平面成像》的学习过程中,如果教师没有将平面成像的原理与后面一节《光的折射》原理结合起来,那么学生对于后面光的折射知识的学习就会显得非常吃力。要想解决这一问题,就要在教学设计上增加知识过渡教学的分量。
2.学生形成物理知识体系的需要
物理学是建立在自然现象基础上的一门科学。初中物理教学主要是为了揭示物质运动变化现象的主要表现,总结和发展发现物质结构、状态、运动变化的过程和规律。在这一个过程中如何让学生在形成物理知识体系,是教师的一个责任。初中物理教学中知识体系的构建决非是短时间内就能成功的。初中物理教师不能简单的认为知识体系的构建就是学完章节后将知识用框架和表格形式罗列出来,进行比较,这样只能在知识的表面形成体系,而深层次的知识体系构建必须渗透到平时的教学活动之中。而要想在深层次的知识上建立系统的体系,就要教师在知识的连接点上下足功夫,而知识的连接点的教学,与物理过渡教学是一致的,因此知识点过渡教学研究也是形成物理知识体系的需要。
二、初中物理知识点过渡教学的方法
新课程改革给初中物理课堂教学提出了新的要求,提高学生主动参与、内心体验为目标“以学生为本、以学生发展为本”是以后初中物理教学的发展趋势。在这一过程中必须重视知识形成和应用的过程;在教学设计上各个知识点的设计必须流畅自然,才能顺利的达到预期教学目标。教师在课堂教学在启发、带领学生学习知识点时,应该要做到正确把握授课时各知识点的自然过渡,构建一个流畅的初中物理学习的课堂,具体的方法有以下几点。
1.语言解说过渡
语言解说过渡的知识点过渡方式是当前应用的最为广泛的一种方式,这一种方式教学设计简单,学生接受起来也比较容易,受到学生们的欢迎。语言解说过渡也就是教师与语言表达的方式将各个知识点的联系与区别表现出来,学生通过教师的讲解掌握知识点之间的关系,捋顺知识点的学习。例如《力的图示》这一节时,教师在在讲完力的三要素以后,就要过渡到力的图示这一部分内容学习上,在这两个知识点的过渡中教师可以用这样的语言表达方式向学生讲解.我们知道力有大小、方向、作用点这三要素。物体受了某一个力的作用,比如有人用30牛顿的力沿与水平方向成30度角斜向上拉物体,物体就受到了一个向上拉的力,还受到水平面上的一个摩擦力。这样说比较抽象,如果我们用作图的方法把这个力画出来就十分清晰了。下面我们就学习力的图示法。通过教师的这种语言叙述,使两个知识点得到自然的过渡。
2.实验操作过渡
实验操作过渡也是初中物理教学中常用的知识过渡方法,这是因为试验是学习物理的基本方式,新课程改革中明确的提出了增加试验课程的比重的要求。这是因为物理学中,许多规律是通过实验得出,学生也只有在试验的过程中也能更好的理解理解各个知识点。在课堂教学中,教师在一个知识点讲解结束而转移到另一知识点的研究时往往是通过实验过渡的,这种实验过渡大多数是演示实验,也就是通过教师在课堂做一些试验,让学生理解各种物理现象,也可以是学生实验。在这两种实现方式之间最好应用学生实现,因为学生自己动手得出的试验结果比老师的演示效果要好的多。例如在初中第二册物理第一章《动能和势能》一节中,动能与势能知识点的过度上,就可以通过设计一些恰如其分的小实验过渡。
3.生活现象和各种媒体过渡
初中物理学中很多知识都是与生活中个中关系密切相关的,因此教师在知识点过度上可以多多利用物理学知识点与生活现象之间的联系,将所要传授的知识点,利用生活中的各种生活现象向学生进行说明、解释,让他们从生活现象中逐渐理解和掌握物理学的知识点,学生在生活现象中连续的、扎实的实现不同知识点掌握的目的。利用生活现象进行知识点的过渡,可以采用真实的生活现象,也可以采用多媒体的方式,如利用Photoshop、视频等方式,教师在课堂上可以多采取这些方式,既能引起学生的兴趣,有能实现知识点过渡的目的。
三、初中物理知识点过渡教学设计
1、“关键词”的知识过渡教学设计
在物理知识点的学习过程中,都可以总结出一个关键词,这些关键词可以说是各个知识点的核心内容,教师可以利用这些关键词,以此为主线进行教学设计。如在《宇宙和微观世界》一课的教学设计中,“物质”是贯彻这一节课程始终的一个核心内容,在教学设计上就以“物质”为关键词进行教学设计。在具体知识点的教学安排中设计如下的设计思路:宇宙是由由物质组成的→物质是由分子组成的→物质存在的形式(固态、液态、气态的微观模型)的顺序,这样就能够将整堂课的知识点衔接起来,构建一个“流畅”的课堂环境。如在物质是由分子组成的→物质存在的形式(固态、液态、气态的微观模型)这两个知识点之间过渡时,用这样的“宇宙是由物质组成的,而这些物质在我们周围又以什么形式存在的?各种物质之间为什么形态和性质有很大的差别,原因是什么?”在这种关键词中过渡到《固态、液态、气态的微观模型》。
2、从生活现象到物理规律,再到理解应用物理知识教学设计
物理学的很多知识都是是人们在现实生活中经常遇到的物理现象,如汽化现象、结冰现象等等,在教授这些与现实生活密切相关的物理知识的时候,在教学设计流程中应该更多的考虑社会生活中这些物理规律的表现。现行的初中物理教科书在课程编排上大多是是按照:物理现象→探究→结论→物理概念(规律)→物理知识的理解应用这样的编写规律进行编写的。这样的知识内容设计适合学生主动参与、内心体验、认知的物理学中的各种规律和现象,物理教师在教学设计上也应该按照编排特点进行。在课堂上要采取各种方法引导学生在物理现象中总结出规律,跟据这些物理学规律在生活中的表现,学会如何在生活中运用学到的各种物理学知识。这样的知识过渡设计一般比较自然,条理清晰,学生掌握起来比较容易。如:《速度》、《二力平衡》、《密度》、《压强》等都可以采用这种知识过渡方式进行教学设计。
3、用前面一个知识点分析现象引出或得到下一个知识点
由于初中物理这个知识点具有连贯性的特征,上一个知识点的学习是下一个知识点的基础,因此教师在教学设计上可以利用用前面一个知识点分析现象引出或得到下一个知识点,在课堂教学的开始阶段先简单介绍一下前面一节课的主要内容,利用上一节的内容引出本届课的主要内容和需要解决的问题。如在上《力》时,要从“力的示意图”转到“力是物体间的相互作用”可用通过学生画出(1)手提水时,水桶的受力示意图;(2)手感到被水桶向下拉的力的示意图。引导学生分析理解,学生会很自然领悟“物体间力的作用是相互的”的物理含义,从而达到教学目的。1这种教学设计,学生技能对前面的知识点有一个复习和再学习的过程,又能够通过前面的知识点加深对后面知识点的理解。
关键词:电学;电路图;实践教学
电学是初中物理教材的重要组成部分,具有一定的理论性和抽象性。而其中的电路图知识对于学生逻辑思维能力和分析能力的要求较高。也正是因为如此,很多学生在学习物理的过程中逐渐失去了学习的兴趣。鉴于此,为了真正提高学生的综合实践能力,教师应当重视转变教学理念,采用合理的措施优化电路图知识课堂。
一、固学生基础知识
基础知识是提高学生学习能力、拓宽学生知识面的关键。但是实际情况是很多学生在学习物理时并不重视基础知识的理解和掌握,经常会出现理解错误、概念混淆的现象。尤其是在绘制电路图之时无法分辨串并联关系。为此,教师在电路图知识的教学过程中要重视巩固学生的基础知识,以真正提高学生的学习效率。
比如说就短路概念,为了让学生能够从电路图中判断短路现象。在教学过程中,教师可以就习题进行详细分析,并在此过程中让学生理解短路的含义。通常短路包括局部短路和整体短路两种情况。局部短路并不影响整体电路的工作。之后再进行例题的分析。如下图1和图2。图1属于整体短路现象,图2属于局部短路现象。在图1中,三个灯处于并联状态,如果开关S闭合,电流不会经过灯。而在图2中,灯处于串联状态,如果开关S闭合,则灯L1会被短路。整个电路中相当于只存在一个灯L2。这样通过分析,就能够帮助学生深入理解基本的短路知识。另外,教师也可以将有关基础知识进行总结,帮助学生梳理清单元知识之间的关系,帮助学生建立起完善的知识结构体系,以便在进行电路图分析和绘制时能够很快联想起相关基础知识点,从而达到提高电路图知识教学质量的目的。
二、加强学生的思维训练
物理知识本身对学生的思维能力、分析能力和想象力要求较高,更何况电路图知识主要是以图形为载体,传达基本物理知识。虽然形象的,但是从图形转变为语言仍然具有一定的难度。鉴于此,初中物理教师要重视培养学生的思维训练,从而促使学生更加准确地掌握电路图知识。
比如说对于串并联电路图来说,学生能够掌握基本的串联知识和并联知识,而如果是串并联综合的电路图会大大增加学生的学习难度。鉴于此,物理教师就可以开展专项的电路图分析和思维训练。教师可以先给学生展示简单的电路图,并分析其中灯泡和开关的位置以及相互之间的关系,而后再改变灯泡和开关位置,整体改变电路的串并联关系,让学生进行分析。另外,教师还可以开展有序的连图训练,将实物简单地摆放好,让学生根据自己的理解进行连图,而后再改变其中的灯泡、开关位置,继续引导学生思考进行连图。或者是教师指定一根已经连好的电路图,让学生进行其他的电路图连接。无论是哪种形式,都可以使学生的思维能力得到很好的训练,从而真正提高学生的综合实践能力。由此可见,在电路图知识教学中,加强学生的思维训练是非常重要的,教师要重视结合新颖的教学方法,达到这一目标,并最终促进学生的学习,真正提高学生的学习效率。
三、重视实践教学
在学生的学习中,还有一种比较常见的学习现象,称之为眼高手低。之所以产生这种现象主要是在课堂的学习中,在教师讲解的过程中多数学生会认为自己已经理解。但是当遇到实际的问题时,学生在解题时机会不知从何下手。同样的道理,在电路图知识教学中,物理教师也应当重视给予学生足够的实践机会,从而使学生将所学到的知识用于实践。
比如说教师可以给学生设置开放性的电路图连线习题。如给学生两组实验:第一组是一个电源、一个开关、两个灯泡、导线若干。第二组是:一个电源、两个开关、两个灯泡、导线若干。这样学生就可以充分结合自身的实践知识进行训练。当然,学生有可能会设置相同的电路,教师要注重及时给予学生评价,鼓励学生,以充分调动学生的综合实践能力。总的来说,通过这种开放性的实践教学既能发散学生思维,又能使学生在动手实践中获得成就感,这对于提高学生对电路图知识的掌握能力十分重要。由此可见,教师要重视结合教材和教学,开展能够提高学生实践能力的教学活动,以真正提高电路图知识教学的质量,促进学生的学习。
综上所述,在初中物理电路图知识教学中,教师要以学生为本,从学生实际出发,从巩固学生基础知识、加强学生思维训练、重视实践教学三个方面入手,着重提高课堂的教学质量,从而真正提高学生的综合学习能力。这不仅是我国新课改深入推行的必然结果,也是我国初中物理教学体系不断完善的客观需求。
参考文献:
[1]郁美华.初中电路图相关知识的教学研究[D].苏州大学,2015.
一、辨析概念,夯实基础
任何知识的学习掌握都离不开基础知识。电学部分的基础知识多、散、要辨析清楚、固记脑中。
(一)、关于电路
1、串联、并联
初中物理中要求学生掌握最基本的两种连接方式:串联、并联。能否正确分析辨别他们对后面内容的学习至关重要。识别电路的类型,可以根据定义:“逐个顺次连接”为串联,各元件“首首相接、尾尾相接”并列地连在电路的两点间,(“首”为电流流入用电器的哪一端,“尾”指电流流出用电器的那一端)此电路为并联电路。
2、通路、开路、短路
电路中出现的这三种状态,其中通路为处处相通的电路,开路为电路中有处断开的电路,这两种状态易于接受,便于分清。但是学生对于短路的分辨显得力不从心,不知道何处短路,为什么短路。其实只要注意分析的要点即可辨出何处短路。电流具有走捷径的特点,捷径是指这条路径中电阻很小,小到可以忽略不计、即为空导线,当一根空导线,或开关、或电流表(电阻小到可以认为没有)与某个用电器并联时,电流只走空导线,开关或电流表而不走用电器,使该用电器被短路,从而不能工作。
(二)三个重要的物理量—电流、电压、电阻
1、概念辨析
电荷的定向移动形成电流,这是电流的形成定义,简单便于理解;电压是形成电流的原因,没有电压就没有电流;电阻是指导体对电流的阻碍作用,即阻碍作用越大,电流越小。
2、表示符号
电流、电压、电阻三物理量分别用i、u、r表示,而单位表示字母分别为a(安培)、v(伏特)、ω(欧姆)。
3、工具的使用
电流表是测量电流的工具;电压表是测量电路两端电压的工具;调节电路中的电流和用电器两端的电压,可以使用滑动变阻器。
(三)电功(w)、电功率(p)
物理学中电功没有确切的定义,只是描述性的,当电能转为其它形式能时,就说做了电功。即电功就表示有多少电能转化为其它形式的能,如果知道了电功的多少,就知道了消耗多少电能。而用电器单位时间内消耗的电能叫做电功率。电功率的大小不仅取决于消耗电能的多少,也取决于所用的时间的长短。
二、理解规律,把握关键
(一)三个物理量在串、并联电路中的特点
在串联电路中:电流处处相等;电路两端的总电压等于部分电路两端电压之和;总电阻等于各导体的电阻之和。在并联电路中:干路中电流等于各支路电流之和;各支路两端的电压相等;并联电路总电阻的倒数等于各并联导体的电阻倒数之和。
(二)欧姆定律
一段导体的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。这个定律非常重要,一定要加强理解,熟记其使用的条件及注意事项。
(三)电功定律
某段电路上的电功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流以及通电的时间成正比。物理学中用电路两端的电压u,电路中的电流i,通过的时间t,三者的乘积来计算电功。
(四)焦耳定律
导体中有电流通过时,导体就要发热,此现象称为电流的热效应。英国物理学家焦耳经过多年的研究,做了大量的实验,精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和时间的关系:电流流过某段导体时产生的热量跟通过这段导体的电流的平方成正比,跟这段导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。
三、疏通关系,构建框架
在掌握了上述理论知识的基础上,还要想法疏通各个物理量之间的关系,熟悉各物理量的单位及换算关系,能够快速选择相应的计算公式,列式解答。
(一)重要的计算公式
1、三个物理量的关系公式
串联时:i=i1=i2;u=u1+u2;r=r1+r2(若有几个等阻值为r0的电阻串联则r=nr0)
并联时:i=i1+i2;u=u1=u2;1/r=1/r1+1/r2(若有几个阻值为r0的电阻并联则总电阻r=ro/n)
2、欧姆定律:i=u/r
此公式中只有电流、电压、电阻三个物理量,但它的作用非常重要。在使用公式时要注意:①三个物理量都要针对同一段导体,或同一个电路而言;②三个物理量的单位都要使用国际单位,即分别为a、v、ω;③已知其中的任意两个量都可以求出第三个量。
3、电功公式:w=uit;电功率公式:p=ui
电功、电功率这两个物理量的计算由于欧姆定律及其变形公式的影响,使计算电功率公式特别多,在选择使用时很难选择,所以要注意选取的技巧和方法,要求的问题所在电路为串联时:电功选用公式:w=i2 rt,电功率选用p=i2 r;而当要求所在的电路为并联时,则分别选用w=u2/r.t,p=u2/r,这样的选择都利用了所在电路的特点(电流相等或电压相等)加快解题。
4、焦耳定律:q=i2 rt
焦耳定律的公式与电功公式的形式基本一样,使用时同样要注意公式的选择问题,当所求问题的电路为纯电阻(除了电能转化为内能外,别无其他形式的能产生)电路时,几个公式可以任意选取;若不是纯电阻电路只可使用公式q=i2 rt不然的话计算有误。
(二)单位的换算
单位换算的前提条件有两个:一是记住每个物理量的单位及表示符号;二是要牢记各单位之间的换算进率。其中电流、电压、电阻这三个物理量的单位较多,注意每个物理量的任何两个相邻的单位间的换算进率都为1000。还要注意一点,由于欧姆定律及其变形公式的影响,电功、电功率,焦耳定律的公式较多,产生的单位同样很多,使用时各物理量均使用国际单位。
四、善于总结,归纳要领
下面的这些要领非常重要。
(一)串、并联电路的识别
上面已经提到区别它们的方法,在做题中要选取适当的方法,迅速作出判断。
(二)短路的辨别
把握短路现象的真正含义——电流不经过用电器回到电源的负极。注意电流的特性——电流走捷径。当在电路中发现有空导线,开关或电流表等元件与用电器并联时,相应的用电器被短路不工作。
(三)串、并联电路中的三个物理量的关系
两种电路中的三个物理量的大小关系,前面已说得较为详细,但这一点要特别重视,牢记串联时电流相等,并联时电压相等,这一点解题时作用特别大。
对初二学生来说,物理最难的部分莫过于电学知识的学习了,怎样让学生感觉电学不难,怎样让学生愿意学呢?下面我们就探讨一下如何做好电学知识的教学。
一、利用实验,激发学生的学习兴趣
兴趣是最好的老师,学生对生活中用电,自然界中的电现象并不陌生,但对印在纸上的电学知识还是有些茫然。要使学生对抽象的电学知识产生浓厚的兴趣,引导学生关注生活用电,自然界中电现象,做好电学实验是必不可少的,甚至有是时为了提高学生的兴趣,还要设计更多的小实验。
可是,实事是教师上课时,为了提高课堂教学“效率”,往往是用图片代表生活体验,用多媒体课件代替演示实验,用演示实验取代学生分组实验本文由收集就这样,学生做的被老师做了,老师做的被电脑做了,学生要想的被老师抢了,老师要想的都投在了屏幕上,充当了课堂的观众。其实,课堂上学生自己做,主动想,得到体验,由体验产生兴趣,才能使课堂真正成为学生自己的课堂,才能让学生从内心上热爱这一门学科。有一次,我在上电路一节课时,发给每位学生一个发光二极管、几根导线、和一小电池;然后让学生点亮二极管。再让学生阅读课本,归纳电路组成、状态等,记牢电路元件符号,练习画电路图。教师只在这些教学环节中作适时的指导与点评。这节课比以前的“常规课”效果要好得多,原因就是学生对物理课产生了兴趣。
二、发展思维,展示物理的趣味性
中学生学习物理的兴趣,大致处于直接兴趣阶段,他们对自然现象的解释和日常生活中实际问题的处理都具有浓厚兴趣。在教学中,鼓励学生敢于联想,敢于发表自己的见解,教师可有意制造“矛盾”,把学生置身于徘徊中,引导学生从不同角度思考问题,发挥其创造性。
例如,在学习“串、并联电路知识”后,利用串联电路只有一条通路的特点,以及电键与用电器一般串联的知识,向学生提出这样一个问题:一个电路中有一个电源,一个电键k,两个灯泡l1和l2,且这两个灯泡串联,当电键k断开时,l1、l2均发亮,但k闭合后,l1不发光,l2发光,这种情况是否存在?若存在画出可能的电路图。由于已有知识的干扰,将学生置于“矛盾”之中,学生只有敢于想象,冲出电键只能与用电器串联的定势,才能解决这个问题,既加深了知识的理解,又锻炼他们思维的深刻性和广阔性。
三、逐步引导,养成探究学习习惯
物理教师要做好启蒙阶段电学教学从感性到理性的过渡,对于刚涉足电学知识的初中学生来说,求知欲是异常强烈的,喜欢观察各种自然现象,但不懂得如何归纳这些现象所揭示的客观规律,很大成分是由于好奇心的驱使,而正是这种好奇心诱发了学生学习科学的基础。因此教师要用实验为电学教学开路,满足学生的好奇心。在实验过程中,顺势把学生从观察事物发展变化的形象思维,带入摸索客观世界规律的抽象概括。通过实验,让学生从实验中获得大量的感性认识,知道电学理论不是人们头脑中凭空想象出来的,而是归纳总结大量客观自然规律的结果。教学中注意引导学生在观察、实验的基础上多分析,多比较,多概括,养成研究和探讨的习惯,激发学生的学习兴趣,发展思维能力,课堂上精心设计提问,对不同的学生提出不同的问题。这样不同层次的学生在课堂上都可以尽己所能,从而使学生保持良好的心境,在乐观、开朗、舒畅的情绪状态下,从事持续的智力活动。物理教师要做好启蒙阶段电学教学从感性到理性的过渡,对于刚涉足电学知识的初中学生来说,求知欲是异常强烈的,喜欢观察各种自然现象,但不懂得如何归纳这些现象所揭示的客观规律,很大成分是由于好奇心的驱使,而正是这种好奇心诱发了
学生学习科学的基础。因此教师要用实验为电学教学开路,满足学生的好奇心。在实验过程中,顺势把学生从观察事物发展变化的形象思维,带入摸索客观世界规律的抽象概括。通过实验,让学生从实验中获得大量的感性认识,知道电学理论不是人们头脑中凭空想象出来的,而是归纳总结大量客观自然规律的结果。教学中注意引导学生在观察、实验的基础上多分析,多比较,多概括,养成研究和探讨的习惯,激发学生的学习兴趣,发展思维能力,课堂上精心设计提问,对不同的学生提出不同的问题。这样不同层次的学生在课堂上都可以尽己所能,从而使学生保持良好的心境,在乐观、开朗、舒畅的情绪状态下,从事持续的智力活动。
四、综合训练,提高学生解题能力
电学知识头绪多,综合性强,做综合应用题时,学生往往感到无从下手,稍有疏忽就会酿成错误。在教学中,教师的主导作用,主要表现在指点、引路两方面。
(一)指点。学生在解题过程中由于物理知识理解不透,常会出现生搬硬套的现象,这时,教师要找准症结,给予指点。
例如,在学过“电功率知识”后,笔者让学生讨论“220v,40 w”和“220v,100w”两盏灯串联在电路中,哪个更亮?大多数学生会认为:100w的灯泡比40w的灯泡更亮,这说明学生被灯泡的额定功率所迷惑,而忽视了灯泡的明暗程度与灯泡的实际功率有关,找到症结后,教师让学生思考“220v,40w”和“220v,100w”的两个灯泡,哪个电阻大?将他们串联起来,通过他们的电流大小怎样?最后引导学生利用公式“p=i2r”来判断哪个灯泡会更亮。
(二)引路。对于难度较大的题目,教师应采用降低梯度,分设疑点的方法,将学生引向正确轨道。
关键词:初中物理;电学;控制变量法;探究
一、探究物理规律中控制变量法的应用
欧姆定律是电学的基础和重点,处于电学的核心位置。学生们通过之前的学习掌握了电学的3个基本概念:电流、电压、电阻。它们之间有怎样的关系呢?根据新课程标准的要求,教材安排了一个比较完整的探究活动,涵盖了探究的3个要素。其中重点是如何运用控制变量法来设计整个实验,明确用什么方法保证什么物理量不变,用什么方法改变什么物理量。1.控制电阻R不变,改变导体两端电压U,探究电流I与电压U之间的关系。(1)固定电阻值,可保证定值电阻R的阻值不变。(2)影响导体两端的电压值的改变,可用两种办法:1.改变电源两端的电压,即可改变导体两端的电压U。用这个电路,学生能够较为轻松地运用控制变量的方法研究电流与电压的关系,易于学生理解和掌握。2.通过调节滑动变阻器,改变电阻R两端的电压。要使学生明确研究对象是定值电阻这部分电路,滑动变阻器的作用是为了使定值电阻两端的电压发生改变。2.保持导体两端的电压U不变,改变电阻R,研究电流与电阻的关系。(1)用不同的定值电阻可改变电阻R的值。(2)变动电阻R的同时必须保证导体两端的电压不改变,可以采用以下两种方法:使用同一个电源,即可保证导体两端的电压不变,更换不同的电阻,可直接得出电流与电阻的关系,降低了探究的难度。但如果实验中使用的是干电池,电池有内阻,外接电阻R变化时,电阻R两端的电压也会随之变化,给实验带来误差。换用阻值不同的电阻R时,若滑动变阻器的滑片不动,定值电阻两端的电压会发生变化。电压、电阻都改变,就不能确定究竟是什么因素影响了电流。这一点学生在实验中容易忽视,教师要注意引导学生观察电压表,使其示数保持不变。经过以上两个环节的探究,学生得出导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系,便水到渠成了。
二、电学习题中控制变量法的运用
1.在比较物理量的大小时用控制变量的思路
例1:已知甲导体的电阻比乙导体的电阻大,把它们并联在电路中,比较甲的电功率和乙的电功率。简析:求解电功率的公式比较多:P=UI,P=U2/R,P=I2R,学生分析起来常常感到无从下手。电功率与两个因素有关。可引导学生用控制变量法的思路解决这类问题。关键在于根据题目意思找到起相同作用的因素,只让一个因素发生变化,再分析电功率与另一个变量之间的关系。具体分析如下:并联时,各支路两端电压相等,所以我们可以选择P=U2/R或P=UI。已知R甲>R乙,可根据P=U2R直接得出P甲R乙,由并联电路可知I甲
2.在突破动态电路的难点中运用控制变量的思路
例2:如图3所示电路,试分析当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表和电压表的示数如何变化?
简析:引导学生从U=IR入手,电压与电流和电阻两个因素有关,当I、R都发生变化时(R变小,I变大),很难判定U如何变化。此时最好运用控制变量的思路,保证I、R其中一个因素不变,只改变另一个因素。电路中的电流I肯定要发生改变,所以从定值电阻R入手。电路中的电流I变大,R不变,根据欧姆定律可知,R两端的电压UR变大。电源电压不变,UR变大,则UC变小。此电路是电学中的一个典型的电路,很多中考题都是由此题衍生出来的。在分析过程中,学生普遍感到困难,准确率低。学生对滑片向左移动时,滑动变阻器的电阻Rc的变化和电路中电流I的变化比较容易判断。但对于UR、UC的变化就感到无从下手。学生明白了这样分析的原因,就会正确地运用控制变量法来突破难点了。
三、用控制变量法来学习电阻
学生通过之前的学习掌握了电路的两个基本部分:电流及电压;紧接着学习电阻,学生的压力不会很大,但这时学生对科学探究物理的方法还没什么概念。这时教师会根据课程的要求授完这节课,然后引入“控制变量法”安排一节课,有针对性地讲解一些典型例题。
例3:在探究“导体电阻大小与哪些因素有关”的实验时,将一根粗细均匀的导体截成两段后分别接入如图1所示的电路中,这是用来探究( )。
A、导体电阻与横截面积的关系;
B、导体电阻与材料的关系;
C、导体电阻与长度的关系;
D、导体电阻与温度的关系。
解析:从题中所给的条件看,两段导体是同一段导体按不同的长度截取的,即它们的材料、横截面积及温度是相同的,但是长度不同。这样学生就很容易得出答案C。
但学生要掌握的是:本题由教材上的演示实验演化而来,这是中考试题常出现的命题来源,更重要的是,本题中涉及了对控制变量法的理解和应用。
四、在学习电学实验中利用控制变量法
在总结“电磁铁磁性的强弱与什么因素有关”的实验时,我们会用到如下图所示的例题:
关键词:平流式沉淀池;悬浮物;BOD
Abstract: By technological transformation of sewage treatment plant, add a set of advection sedimentation tanks and its supporting auxiliary equipment, the total drainage water quality improved, enabling the system to long-term stable operation of.
Key words: Horizontal flow sedimentation tank; Suspended matter; BOD
中图分类号:U664.9+2 文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)08-0020-02
随着经济的不断发展,化工行业的发展蒸蒸日上。而化工设备成为支撑整个行业的元素之一。在工艺运行中,一套合理的化工设备,将影响着这整套系统的稳定运行、产品的产量及质量等问题。本文是介绍某甲醇厂污水处理工段为除去来水中大量悬浮物而进行的技术改造。
1.技改背景
1.1技改对象
此次技改对象为甲醇厂水汽车间污水处理系统进水预处理工段
1.2技改增加化工设备
本次技改核心内容为在污水处理系统的流程最前端增加平流式沉淀池一座,为了提高沉淀效率配套了相应的加药设施。
1.3技改原因
甲醇厂水汽车间污水处理系统,因在前期设计时甲方提资问题,对装置运行后排放的废水中悬浮物含量估计不足,生产装置在运行后排放的废水含有大量的粉煤灰,悬浮物含量严重超出设计处理能力,导致污水处理装置超负荷运行,出水水质长期达不到设计要求的排放指标,给公司的整体环保检查验收工作带来极大的影响。为解决此问题,公司技术部门决定对污水处理系统预处理工艺进行技改,增加处理设备,以去除来水中超标的悬浮物。经过多方面对比,结合实际情况,决定在废水进入污水处理系统前增加平流式沉淀池及配套系统。
1.4 技改前运行情况
据统计,甲醇厂气化装置排放的废水中粉煤灰含量最高值达20000mg/L左右,甲醇装置废水悬浮物平均在500mg/L左右,综合水质平均悬浮物为800mg/L,而原工艺设计废水来水悬浮物为≤145mg/l。来水超高的悬浮物严重影响整套污水处理系统的正常运行。这些超高的悬浮物未经任何处理直接进入污水处理装置的生产废水收集池和事故排放水池(即初期雨水池),造成以上两池体中沉淀物大量淤积,严重降低了池体的蓄水能力,使该池体几乎失去了对废水来水的缓冲均衡能力。且由于污水处理系统设计时未考虑处理高浓度悬浮物,预处理工艺流程过于简单,使得大量的悬浮物直接进入后续SBR生化处理系统,活性污泥被粉煤灰包裹失去原有处理能力(MLSS测定高达10000mg/l以上,SV30在90%以上),出水水质超标严重,废水处理装置面临瘫痪的危险。
1.5自然条件
1.5.1气象条件
气象资料统计表(灵武农场场部提供资料)
1.5.2地震烈度
地震烈度为8度
2 技改前工艺流程简述及工艺流程图
2.1技改前工艺流程描述
来自生产装置的废水,进入污水处理系统工业废水收集池,厂内初期雨水以及生产事故状态下的排水进入初期雨水池中。工业废水收集池的水经提升泵提升后进入污水总管,初期雨水池的水经初期雨水泵提升后也进入污水总管,两股废水汇合后一起进入高效澄清池中,通过高效澄清池除去废水中的大部分悬浮物后,进入调节池中,然后通过调节池提升泵泵入SBR生化处理池进行生化处理,经过曝气沉淀后,上清液进入出水监测池,在出水监测池设置在线PH、COD、氨氮监测仪,对出水水质进行分析,如三项指标均合格,则排出厂外;如出水水质不合格,则进入初期雨水池中,再经历整个系统进行重复处理。高效澄清池产生的沉淀污泥以及SBR池的剩余污泥,进入污泥收集池中,通过污泥螺杆本泵入污泥浓缩脱水一体机进行浓缩脱水处理,脱水后干污泥外运,带下水至初期雨水池中处理。
2.2技改前工艺流程图
3、技改新增装置及技改后的工艺流程图
3.1平流沉淀池的规格
在进入生产废水收集池和雨水收集池前,先将两股来水进行沉砂处理。采用平流式沉淀池形式,结合当前实际情况,设计流量按最大300m3/h,设计参数如下表所示。
受进水雨水管道(管中心标高-2.80m)、生产废水管道标高影响(管中心标高-2.90m),平流式沉淀池设置为地下式,最大液面高度为-3.0m。
3.2实际配置设备参数如下
在污水处理装置总进口前增设平流式沉淀池一座,初期雨水与生产废水经管网首先进入平流式沉淀池中,经沉淀池去除水中的大部分悬浮物。沉淀池出水进入初期雨水池中,再经提升泵泵送至高效澄清池,进一步去除废水中残留的悬浮物。高效澄清池出水进入调节池进行水质水量均衡,调节池存水由调节池提升泵泵送至后续的SBR生化处理工段进行生物氧化处理,SBR出水进入监测池进行在线PH、COD、氨氮监测,如三项指标均达到排放要求,则出水合格,按要求排至厂外;如三项中有一项超标,则出水不合格,重新排至系统最前端的沉淀池中,再经历整个系统进行重复处理,直至合格外排。沉淀池产生的污泥进入污泥收集池中,与高效澄清池污泥和SBR池剩余污泥一起,通过污泥浓缩脱水设备进行脱水处理后干污泥外运,带下水至初期雨水池进行处理。
4、技改前后的运行参数对比
4.1原有工况下进出水悬浮物对比(单位 mg/l)
4.3新增设施的运行效果
4.3.1 对悬浮物的去除效果
改造后的污水处理工艺,增加了平流式沉淀池,结合混凝剂(10%浓度聚合氯化铝)的投加,对废水中存在的粉煤灰有较好的去除率,对整个污水处理系统也产生了良性影响。经过平流式沉淀池处理后进入污水收集池的混合液悬浮物基本稳定在200-300mg/l左右,再加上高效澄清池的处理,调节池悬浮物基本都小于100mg/l,对SBR池活性污泥絮体不再有包裹作用,SBR池活性污泥性状得到改善,污泥浓度降至4000mg/l左右,SV30为30%-40%之间,镜检微生物生长良好。出水水质COD在100mg/l左右,因污泥沉降比下降,SBR池沉淀效果良好,出水不再有大量悬浮物,水质较为清澈,悬浮物在40mg/l以下。
在运行操作中,要求运行人员要保证混凝剂的投加量,并及时清除残留在池内的积泥,确保澄清层厚度达到运行要求。其运行效果为:进水悬浮物为600-800mg/L,经平流沉淀池沉淀后效果为200-300mg/L,对悬浮物的去除率高达60%-70%。
苏科版初中物理教材九年级下册P45实验:观察磁场对通电直导线的作用,在教材中该实验装置图不是器材实物照片而是示意图,涉及的器材有:方形铁架台、蹄形磁铁、固定夹子、通电导线、直导线等。需要指出的是图示中的直导线是一段较粗的金属,看起来比铁架台中的铁棒还粗!
二、实验器材准备
按照示意图来准备器材,对应的器材实验室都有,唯独直导线只知是金属的,却不知是何种材质,教材中没有任何提示。从字面上理解,直是指形状,导线是指导电的金属线。从理论上说这是一个定性实验,实验时只要能够观察到明显的实验现象就行,它不像定量实验需要测出物理量的大小数值,但是组成装置的器材却是有型号、规格等参数的,教材中没有提示,这就要求教师对示意图进行解读。
三、实验改进过程
第一阶段:我们模仿教材中的直导线形状,截取了一段普通紫铜导线,为了让它保持竖直,也为了学生观察方便在它的外层加了塑料套,完成器材组装后,实验是成功,但直导线摆动很小,教师看得到,学生看不清。应该说这样的实验结果很不让人满意,现象不明显,教学效果不理想,只好由教师补充讲解,帮助学生理解和记忆实验现象,完成教学任务。
第二阶段:在集体备课活动中,大家分析原因,认为问题出在直导线上,可能是质量过大,于是有人想到了用金属箔,然后卷成筒状肯定行!去哪里找材料呢?女教师想到了理发店烫发用的锡箔纸,经过试验效果比第一阶段的要好。但仍然存在问题,直导线质量变小后不易稳定,容易受室内空气流动的影响。用于悬挂直导线的通电导线在摆动中惯性较大,二根线摆动方向也不一致,怎样让它们更“听话”一些?对于存在的一些问题进行了反思。
第三阶段:根据实验存在的问题提出了改进的设想,一是在筒状金属箔内加一根合适的木棒。金属箔是选用化学实验室的现成材料,厚度为0.01mm的铝箔,铝箔的大小是长20cm左右(要和木棒长度一致),宽5cm左右,制作方法是用铝箔将加工好的木棒卷起,像做手擀面那样,卷上几层,后面的边缘用点糊精粘贴好,柔软的铝箔和木棒就比较紧密合在一起了。这样制作出来的直导线的质量就变大一些了,保证了一定的稳定性。木棒选用材质是泡桐,质地疏松容易加工,加工的方法是将泡桐板用锯子切割成竹筷大小的条状后,再用砂轮机磨成圆柱体。通电导线用直径0.3mm左右的漆包线,并且在铅笔上绕成螺旋状,这样像弹簧一样的通电导线在悬挂直导线后,横向摆动很轻柔,经过多次试验实验效果不错。实验时两根通电螺旋状导线悬挂时要差不多平行,一端和直导线连接,另一端固定在上方的木质(主要是绝缘)横梁上。我们对3个阶段的直导线和通电导线用天平进行称量得出数据,第一阶段的直导线和通电导线的质量是4g,改用锡箔纸做直导线加上通电导线质量为2.5g,第三阶段改进后通电导线和做直导线的铝箔质量是2g加上木棒质量1.5g,总质量3.5g。漆包线制作通电导线的方法是在铅笔上绕50圈左右,需耗线1.2m左右。漆包线表面有绝缘漆,因而两头连接处需仔细用细砂纸或小刀除漆,和直导线连接只要绕上几圈就行(下次使用时也要注意除去铜线上的氧化层,以保持良好接触),另一头可用鳄鱼夹连接干电池供电,如图1。
关键字:初中物理;总复习;效率
中图分类号:G633.7
初中物理总复习是初中物理教学中一个重要环节,是对于初中物理知识系统全面的总结与整合,实现学生对初中物理知识的认识和能力提高。其任务是对初中物理知识查漏补缺、温故知新,实现知识系统化。但是,初中物理知识内容多、复习时间短,初中物理总复习成为提高学生成绩的关键。如何采用有效的策略,指导学生复习,提高初中物理总复习效率成为广大教师要深入研究与探索的课题。
一、根据考纲与试卷,确定学习目标与复习重点
初中物理涉及知识面广,教师要仔细研读考纲,根据其中的具体指导,了解各个知识点的层次,抓住基本概念,基本方法和基本技能等基础性环节。此外,教师还要根据考纲中的不同内容的不同要求,分清主次,抓住重点,进而做好初中物理总复习规划,做到定时间、定内容,明确中考对各章、各知识块的知识点的掌握要求、变化情况、考试新动向。初中物理中考试卷也对初中物理总复习提供了一些借鉴意义。通过了解试卷的结构、题型,知识点呈现方式和频率,掌握必考、常考的知识点,实现知识拓展及综合运用。
通过一些针对练习与典型例题,讲解重点、难点,了解学生的薄弱点。并且,在复习中,要指导学生根据考点进行知识归纳与分类,让学生明确考点,明确要求,掌握重点,进而制定明确的复习计划,构建知识网,使知识系统化。
二、立足教材,坚实基础
在中考试卷中,很多学生因为初中物理知识基础不扎实、知识不清晰造成失分。因此,在初中物理总复习中,要注重基础知识,立足教材,将教材研究透彻,而不是将精力过多的放在复习资料和模拟题上。学生在复习教材时,要明确每一个概念及其含义以及和其他知识的区别与联系;准确理解每一条规律和公式,知道它们的使用条件及范围;清楚每一个演示实验的目的、原理、方法、过程及结论等。对于一些基础知识要点,教师要指导学生在理解的基础上记忆,不能死记硬背,对于难记的要点,要善于借助口诀,提高记忆效率。
三、因材施教,实施分层复习,提高复习质量
初中阶段学习物理时,学生对初中物理知识点掌握程度不同,造成在初中物理总复习阶段,学生的差异很大。针对不同学生对知识的掌握状况,有效地提高复习效率,在初中物理总复习时,应进行“面向全体,分类指导”的方法。根据学生的基础水平、物理学习能力等状况,将学生分为几个层次,制定相应的教学计划与目标,施行分类指导,使初中物理总复习按预定的目标和学生的实际进行。
分层次复习教学方法对教师提出了较高的要求。教师根据确定不同层次的教学复习目标进行分层备课,设计不同层次的复习方法、课堂提问、练习作业等,达到学生成绩全面提升的目标。在课堂教学中,处理好同步教学和分层教学的关系,既有面向全体,又有兼顾各层次学生,使各层次的学生有所为,有所得、有所乐。在课堂上,布置不同的作业,基础题、强化题、提高题,对不同阶段的学生提出相应的要求。在检测中,要以不同的标准客观评价每个学生,让学生获得成功的喜悦与成就感。
四、注重复习方法,纠正不良习惯
根据平时考试分析,不良的考试习惯和方法也是学生失分的主要原因,如审题不清,粗心大意,运算错误,马虎不规范等。因此,在初中物理总复习中,采取合适的措施与指导方法,在平时,就养成良好的应试习惯,进而避免会做的题做错、运算错误、书写不规范等状况发生,挖掘学生的最大潜能,把失误降低到最小限度。
五、初中物理总复习课堂要多样化
初中物理总复习拥有长达四个多月的时间。学生长期重复单调、乏味的复习,就会产生厌恶、疲倦等负面状态。因此初中物理课堂总复习采用多样化教学,激发学生的学习兴趣,提高总复习效率。在初中物理总复习过程中,通过有效组织教学内容,实现课堂多样化教学。初中物理每个知识点都有其独特的内涵与外延,存在一定的联系,通过组织一些相近、对立和衍生的知识点,加强对这些知识点的比较和辨析,通过多样化的教学,提高总复习课的有效性。
在初中物理总复习教学中,采用多样的教学手段,提高学生的积极性。①运用演示实验进行复习。通过设计演示实验,清晰的讲解各个知识点之间的联系,实现系统性总结。②通过探究性实验,增强学生对知识点的把握。近几年,探究性实验成为考试的热点,其考察了学生对实验设计、操作方法、数据分析与处理、归纳结论的的能力。所以,复习中,要加强学生对探究性实验的操作,让学生彻底理解,强化知识要点。③利用多媒体教学资源,加快学生掌握知识的进度。初中课程中,一些知识比较抽象、繁琐,仅仅通过教师在黑板上的讲解,学生掌握程度较差。教师可借助于多媒体技术,帮助学生攻克思维的壁垒,通过物理模拟实验环境,增强学生解决问题的能力。
六、把握动态,关注社会热点问题
近几年的中考物理试题中,出现许多与学生现实直接相关的实际事例。例如,一些情景信息题,要求学生,根据条件提供的情景信息,从中选出有用的相关信息进行解题;一些图像题,要求学生根据题中所给的图像,挖掘信息,进行解题;现学现用题,要求学生根据文字材料,包含一些学生没学过的信息,用已知的方法和提示解题。所以,在复习课上,通过补充现实应用实例,既符合当前考纲要求,又能提高学生的学习兴趣,提高了复习效率。
参考文献:
[1]肖晨.合理利用多媒体课件,提高初中物理总复习课效率[J].课件与教材,2012.
[2]赖贞.初中物理总复习有效教学策略研究[J].广西师范学院学报(自然科学版),2009.
关键词:微课程;初中物理;教学过程;方法
一、微课程在初中物理教学中的作用和现状
作为初中物理教学的重要创新途径,微课程的使用可以有效地提高课堂的活跃度。不同于传统初中物理课堂教学氛围,微课程以视频为载体的授课形式兼具精干精练的特点,非常适合初中物理教学。微课程还可以直接存储,如果学生需要使用,可以再次拿出来观看。每个初中物理微课程都是对某个知识点的解说,学生可以利用微课程巩固知识,加深对知识的理解程度。而对于初中物理老师来说,微课程的出现,是对教师专业素养的新要求。作为教师,应积极适应微课程的要求,打破传统的初中物理教学模式。实现实时教学,衔接好课内教学与课外教学。越是成功的微课程教学,越能让学生自主学习。教师可以为学生提供大量量身定做的微课程资源,学生只需要针对自己的学习需求,在任何时刻任何地点打开资源学习观看即可。这样的教学模式不仅解放了传统课程中的桎梏,同时也让初中物理教学空间得到了无限的扩大,教师的教学不再局限在课堂中,学生也可以实现灵活学习,重点巩固。在初中物理教学中,微课程的发展将有效补充和提升初中物理教学水平,构建更为有效的初中物理教学模式。
二、微课程的特点及发展意义
微课程中的“微”字是指每次所录制的视频中讲解的知识点都很小,很精细。由于讲解的内容少,所以微课程授课时间少,教师制作方便,学生使用快捷。一般来说,微课程都是紧紧围绕一个单独的知识点来讲解,开门见山,没有铺垫和引导,重点突出,精细而有针对性。这些特点让微课程具有了移动式学习的优势,特别是在当今节奏快,碎片化时间多的今天,微课程的出现能有力地起到知识的传授作用。不同于过去一讲就是一两个小时的模式,微课程时间一般都控制在10分钟以下,非常适合现在的社会文化传播要求。同时也要意识到,微课程虽然有一个“微”字。但从根本上来讲,微课程还是“课程”。特别是在初中物理教学过程中,教师所制作的微课程资源是以视频为载体进行传播的。在这短短几分钟内,微课程依然构建起了一个完整而独立的教学环境。所以在初中物理教学中,微课程不仅要进行教学课件引用,还要配合教学讲义,教学素材和教学案例进行制作。“麻雀虽小,五脏俱全”就是指微课程的短小独立。当然,微课程也可以作为教学反馈素材供初中物理教师相互交流教学经验。学生对于自己遇到的物理难点,物理实验操作中的困惑都可以及时反映给教师。教师可以根据学生的反馈情况,有针对性地进行微课程的制作。这样一来,相比于传统教学中,教师一个个去讲解,去补课,去解答的模式微课程的出现不仅为学生提供了一个24小时随时在线随时重播可反复使用的学习资源,同时也能提高教师统一讲解的效率,提高教学质量和教学水平。
三、微课程在初中物理教学中的使用
(一)强调系列化的使用
对于微课程来讲,本质上是依托于整个初中物理教学课堂而存在。虽然微课程具有一定的独立性,但它如果脱离的初中物理教学课堂的背景,也就失去了绝大部分的使用意义。所以在微课程的使用中,应紧紧围绕初中物理教学的实际情况,分析学生的实际学习水平,立足于课程体系的全局来考虑微课程的设计,形成微课程与初中物理教学的系列化使用模式。如先划分好初中物理的知识点,再从知识点出发,设定微课程的主题。分散来看,微课程可以独立讲解某一个知识,但所有的微课程联系起来,要达到串联起整个初中物理知识体系的目的。而在初中物理教学中的微课程使用中,对于微课程的练习设计,对于微课程的实施,微课程的使用评价和反馈这一块,则要根据学生的真实观感进行实时的调整,逐步摸索出一条适合班级学生使用的微课程设计之道。
(二)强调实际化的设计
考虑到微课程需要控制在10分钟之内,所以初中物理教学中,应根据知识点的难易程度来设计微课程中的话题和实验内容。如在《浮力》的学习中,教师在设计微课程时,要先根据学生的学习兴趣设计好教学情景。在微课程中列出知识的学习提纲,以帮助学生快速适应微课程的讲解氛围。如笔者就对此节课的微课程作了三个问题的引入:浮力是什么?浮力会引起什么现象?浮力的方向和计算公式是什么?这三个问题实际上就已经对浮力这一节课的知识点进行了分层。在微课程短短几分钟的讲解中,实际化的课程设计就在于直接切入知识点的本质,直接对知识点进行针对性实验和讲解。接下来,笔者引用了中考中浮力的实验题目:用手压住瓶盖,把塑料瓶浸入水中,浸入水中的体积是2×10-3m3,这时塑料瓶受到的浮力是多少呢?运用动画的形式把整个实验过程模拟出来,然后进行讲解和标记,让学生干脆利落地了解浮力的推导过程的作用类型。
(三)强调教学难点的重点阐述
对于微课程的制作来说,应根据学生的实际学习水平来进行教学难点的重点阐述。从教师的角度来说,微课程应体现出对知识的预设性。教师应通过作业和训练题来了解学生物理知识的薄弱点。只有了解到学生真实的学习情况,才能更为有效地设计出微课程的重难点。一般来说,笔者会对学生提出的简单问题当场解答,而对学生提问频率高,知识价值高的问题,则及时调整为教学的重点。
四、结束语
综上所述,微课程在未来将得到更为广泛的使用。在笔者看来,只有以学生为中心的教学才能真正提高学生的学习水平,而微课程也应遵循这一原则进行设计和制作。
作者:魏长艳 单位:河北省廊坊市第十二中学
参考文献:
[1]任心燕.微课教学研究初探[J].北京宣武红旗业余大学学报,2014(1).