初中物理热效率例1

中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1672-1683（2014）06-0022-04

扑热息痛（PCT）是目前使用最普遍和使用量最大的消炎解热镇痛药，属于典型的个人药品及护理用品（PPCPs），随着居民和畜牧业中PPCPs的滥用，大量含药污水进入天然水体，给人类和生物的健康造成巨大的威胁[1]，其环境污染问题受到人们的广泛关注[2-3]。据报道，2012年扑热息痛的使用量达到10万t，其在环境的地表水中检测的浓度值都达到μg/L水平[3]。但是传统的水处理技术对PPCPs污染物的处理效果不佳，而且需要消耗大量能源[4]。

近年来，人们发现利用太阳能驱动环境污染物降解反应研究具有十分重要的理论意义和实用价值[5-8]，特别是钒酸铋（BiVO4）逐渐被用于光催化，成为新型降解有机污染物[8]和可见光分解水[9]的材料。BiVO4是一种稳定的具有多晶结构的半导体材料，禁带宽度较窄，其中单斜相结构的BiVO4具有可见光吸收性能[10]。大量文献表明，在BiVO4的基础上，可以通过金属离子掺杂和金属表面沉积等改性方法进一步提高BiVO4催化剂的催化活性[11-12]。Chen等[13]利用水热法合成铜掺杂BiVO4光催化剂在可见光下增强了光催化活性。

响应面分析法（Response Surface Methodology）是一种多因素系统中寻找最佳条件的数学统计方法[14-15]，在统计分析废水处理工艺条件过程中得到广泛应用[16]。本文采用可见光催化反应装置和自制的Cu-BiVO4催化材料，利用响应面法优化Cu-BiVO4催化降解扑热息痛的最佳工艺条件（催化剂负载量、催化剂投加量、初始溶液pH值），为Cu-BiVO4可见光催化降解扑热息痛提供一定的理论参考。

1 试验部分

1.1 试验方法

本试验所用的可见光催化反应装置见图1，光源为300 W氙灯，使用420 nm的滤光片滤去紫外光。在光降解反应前，将一定量制备的Cu-BiVO4催化剂投加到40 mL的一定浓度扑热息痛溶液中。所有样品均围绕光源旋转并且保持在室温。在可见光降解过程中，每隔一定的时间取3 mL的样品，然后进行采用离心方法去除样品中残留的催化剂颗粒，测定溶液中扑热息痛的浓度。

1.2 分析方法

本试验中扑热息痛的浓度采用高效液相色谱（安捷伦HPLC U-3 000）方法测定，测试柱为ODS-SP C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；柱温25 ℃；进样体积10 μL；洗脱液通过0.22 μmPVPF膜过滤后超声脱气；流动相比例为：水 ∶ 乙腈=30 ∶ 70；流速为1 mL/min，流动相按照一定比例测出被降解物质的出锋时间和峰面积，根据标线得出相应浓度，从而得到催化剂降解扑热息痛的效率。

1.3 响应面设计优化

通过对影响因素的单因素分析，确定本试验的3个主要影响因素：催化剂负载量、催化剂投加量、初始溶液pH值。根据响应面分析法的Box-Benhnken中心原理的方法设计试验，对3个显著因素最佳水平点进行优化，获得最佳优化条件。

2 结果与分析

2.1 Box-Behnken 中心组合优化设计结果与响应

面分析 按照Box-Benhnken中心原理的方法来设计试验，本试验采用三因素三水平的响应面分析，设计了共17个实验点的实验方案。本次试验考虑的变量因素为催化剂负载量、催化剂投加量、初始溶液pH值，所选的三个变量因子分别为-1、0、1这3个水平，具体的响应面法分析因素水平与设计见表1。

根据中心组合设计原则，得出这3种因素的17种组合，进行光催化降解试验，得到相应试验结果见表2。

将试验中3个变量（催化剂投加量、催化剂负载量、初始溶液pH值）的编码值转换成实际数据后，根据试验数据中心组合分析结果进一步得出3个变量的方差分析结果。通过对催化剂投加量、催化剂负载量、初始pH三种影响因素进行中心组合设计试验，得到的二次方程模型见公式（1）。

由表2中得出，对应于选定的因素的编码值（-1、0、1），相对应于试验中催化剂负载量的实际值分别为2，5，8；催化剂投加量的3个实际值分别为60，80，100；初始溶液pH值的3个实际值分别为5，6，7；以催化剂降解扑热息痛的效率作为响应值。由表3得出，通过对试验结果进行拟和的二次模型方差分析表明：模型F值为10.6，只有0.004%的机会产生这个数值的F值，且P值

降解效率的试验值和预测值的相关性，见图2。

由图2得出，催化剂去除率的实际值与预测值相关性较好，线性相关值R2>0.9。

2.2 工艺条件对光催化降解扑热息痛效率的影响

根据表2中所得试验结果，采用Design Expert软件分析得到相应变量的3D曲面图和等高线图。

2.2.1 催化剂负载量和催化剂投加量对光催化降

解效率的影响

固定初始溶液pH值为6时，分析Cu-BiVO4催化剂负载量和催化剂投加量对光催化降解扑热息痛效率的影响。结果见图3。

图3显示了在本试验的光催化降解体系中，初始溶液pH值在中心值的条件下催化剂负载量和催化剂投加量对可见光催化降解扑热息痛的影响。从图中可以看出，在选定的因素取值范围内，催化剂负载量和催化剂投加量交互作用显著。光催化降解效率随着催化剂负载量的升高而升高，但超过中间值后，光催化降解扑热息痛效率随着负载量的升高而略有降低。在取值范围内，随着催化剂投加量升高，光催化降解扑热息痛效率有一定增加，但当催化剂投加量达到一定量时，光催化降解扑热息痛效率不再增加，达到饱和值。

2.2.2 初始溶液pH值和催化剂投加量对光催化

降解效率的影响

固定催化剂负载量为5%时，分析初始溶液pH值和催化剂投加量对光催化降解扑热息痛效率的影响。结果见图4。

图4显示了光催化降解体系中，催化剂负载量在中心值的条件下初始溶液pH值和催化剂投加量对光催化降解扑热息痛效率的影响。由图得出，在选定的pH值（5、6、7）因素取值范围内，溶液的初始pH值和催化剂投加量交互作用显著。光催化降解扑热息痛效率随着初始溶液pH值的升高呈现先升高后降低的趋势，在中间值光催化降解扑热息痛的效率最高。而降解效率随着催化剂投加量的增加而增加，但在催化剂投加量超过80 mg后，光催化降解扑热息痛的效率保持稳定不再增加。

2.2.3 初始溶液pH值和催化剂负载量对光催化

降解效率的影响

固定催化剂投加量为80 mg时，分析初始溶液pH值和催化剂负载量对光催化降解扑热息痛效率的影响。结果见图5。

图5显示了在光催化降解体系中，催化剂投加量在中心值的条件下初始溶液pH值和催化剂负载量对光催化降解扑热息痛效率的影响。由图得出，在选定的pH值（5、6、7）因素取值范围内，溶液的初始pH值和催化剂负载量交互作用显著。光催化降解扑热息痛效率随着初始溶液pH值增加而升高，同样，在初始溶液pH值超过6后，光催化降解扑热息痛效率明显降低。光催化降解扑热息痛效率也随着催化剂负载量升高而增加，在催化剂负载量处于较低水平时，其增长率较高。

综上所述，对三种因素的响应面进行综合分析，Cu-BiVO4催化剂的最佳负载量为5%，此时光催化降解扑热息痛效率最高。光催化降解扑热息痛效率随着催化剂投加量的升高而升高，当催化剂投加量为80 mg时，催化效率随投加量增加的趋势不明显，为节约催化材料，因此最佳催化剂投加量为80 mg。光催化降解扑热息痛效率随着初始溶液pH值增加呈现先增加后降低的趋势，且在溶液pH值为6时光催化降解效率已达到较高水平，因此最佳初始溶液pH值为6。在最佳条件下可见光催化降解扑热息痛的最高效率为72.6%。

由此可知，在此可见光催化体系中Cu-BiVO4催化剂降解扑热息痛的最优条件是：催化剂负载量为5%，催化剂投加量为80 mg，初始溶液pH值为6，光催化降解扑热息痛的最佳效率为72.6%。

3 结论

构建可见光催化体系，采用自制的Cu-BiVO4催化剂降解扑热息痛污染物，对可能影响去除效率的有关因素进行了分析，采用Box-Behnken中心组合设计法进行试验设计，利用Design-Expert软件进行响应面回归分析得到相应的回归方程，确定了显著影响因素为催化剂负载量、催化剂投加量、初始溶液pH值，得到最佳工艺条件为：催化剂负载量为5%，催化剂投加量为80 mg，初始溶液pH值为6。在最佳条件下可见光催化降解扑热息痛的最高效率为72.6%。

参考文献（References）：

[1] Snyder S A，Westerhoff P，Yoon Y，et al.Pharmaceuticals，personal care products，and endocrine disruptors in water：Implications for the water industry[J].Environmental Engineering Science，2003，20（5）：449-469.

[2] Ellis J B.Pharmaceutical and personal care products（PPCPs）in urban receiving waters[J].Environmental Pollution，2006，144（1）：184-189.

[3] 安靖，周启星.药品及个人护理用品（PPCPs）的污染来源、环境残留及生态毒性[J].生态学杂志，2008，28（9）：1878-1890.（AN Jing，ZHOU Qi-xing.Pollution sources，environmental rresidues，and ecological toxicity of pharmaceutical and personal care products（PPCPs）[J].Chinese Journal of Ecology，2009，28（9）：1878-1890.（in Chinese））

[4] Esplugas S，Bila D M，Krause L G T，et al.Ozonation and advanced oxidation technologies to remove endocrine disrupting chemicals（EDCs）and pharmaceuticals and personal care products（PPCPs）in water effluents[J].Journal of Hazardous Materials，2007，149（3）：631-642.

[5] Turchi C S，Ollis D F.Photocatalytic degradation of organic water contaminants：Mechanisms involving hydroxyl radical attack[J].Journal of Catalysis，1990，122（1）：178-192.

[6] Gaya U I，Abdullah A H.Heterogeneous photocatalytic degradation of organic contaminants over Titanium dioxide：A review of fundamentals，progress and problems[J].Journal of Photochemistry and Photobiology C：Photochemistry Reviews，2008，9（1）：1-12.

[7] Tanveer M，Guyer G T.Solar assisted photo degradation of wastewater by compound parabolic collectors：Review of design and operational parameters[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews，2013，24（1）：534-543.

[8] Ameta R，Benjamin S，Ameta A，et al.Photocatalytic degradation of organic pollutants[J].Materials Science Forum，2013，734（1）：247-272.

[9] Seabold J A，Choi K S.Efficient and stable photo-oxidation of water by a Bismuth Vanadate photoanode coupled with an iron oxyhydroxide oxygen evolution catalyst[J].Journal of the American Chemical Society，2012，134（4）：2186-2192.

[10] Tokunaga S，Kato H，Kudo A.Selective preparation of monoclinic and tetragonal BiVO4 with scheelite structure and their photocatalytic properties[J].Chemistry of Materials，2001，13（2）：4624-4628.

[11] Ge L.Novel Visible-light-driven Pt/BiVO4 photocatalyst for efficient degradation of methyl orange[J].Journal of Molecular Catalysis A-Chemical，2008，282（1）：62-66.

[12] Zhou B，Zhao X，Liu H，et al.Visible-light sensitive cobalt-doped BiVO4（Co-BiVO4）photocatalytic cvomposites for the degradation of methylene blue dye in dilute aqueous solutions[J].Applied Catalysis B：Environmental，2010，99（1）：214-221.

[13] Xu H，Li H，Wu C，et al.Preparation，characterization and photocatalytic properties of Cu-loaded BiVO4[J].Journal of Hazardous Materials，2008，153（1）：877-884.

初中物理热效率例2

在目前的初中物理教学中，传统思维影响较大，与现实需求不相适应，创新理念不强。在新课题的环境下，要注重学生动手能力的培养，开拓逻辑思维，积极推动物理课堂教学效率的提升，实现理论与实际的积极结合，拓宽学生的思维和观念，在根本上提升教学效率，增强学生的综合素养。

一、对初中物理课堂教学不足之处的分析

（一）课堂教学理念单一，无法有效调动学生的积极性

在当前的初中物理教学中，教师重视的是物理知识的传递，而对知识的实际应用效果则并不重视。在短暂的课堂教学中，教师都在进行理论知识的讲解，课堂学习效率不高，加之教师教学形式的枯燥性，教学模式的灵活性不强，教师重视书本知识的一一讲解，很难切实提升学生的学习热情和积极性，使得学生对物理课堂兴趣不浓，注意力很难集中，学习效率不高，不利于学生对知识的理解和消化。

（二）课堂实验教学存在严重的形式化问题

初中物理教学的根本目的是促使学生能够加深对物理基础知识的理解，增强动手操作能力，提高教学效果，借助实验，实现对课本知识的检验。但是，在当前的教学中，一味进行知识的讲解，物理实验被忽视，其自身的教学目标很难实现，甚至实验课的时间被理论课占据。同时，实验手段过于单一，很难借助实验课来调动学生的参与性与积极性，课堂效率不高，课堂吸引力不足。

（三）多媒体教学方式使用不当

在信息技术的发展下，多媒体教学资源被挖掘和开发，积极引入物理课堂教学实际，因此，如果能够得到合理的应用，能够提供更全新的视觉体验，课堂教学新鲜感增强，学生的注意力被吸引。但是，由于教学思想的差异性，很多教师认为多媒体会分散学生的注意力，因此，不提倡在教学中使用，仍使用传统的本书进行知识的传授。对多媒体教学资源的科学应用，能够促使教学资源的丰富，调动学生的积极性和参与性，节约板书时间，提高教学效率，同时，使得学生在兴趣中掌握知识。

二、如何进行初中物理课堂教学的不断创新

（一）注重教学情境的创设，营造活跃的课堂气氛

对于情境创造教学，主要是借助特殊的情境，使得学生能够身临其境，切实感受到物理知识的存在，提高学生对物理知识的应用能力，更好地发现其在生活中的价值，营造和谐的教学氛围，学生学习的积极性和热情大大增强。教师应结合物理知识的实际，调动学生热情，营造适合学生身心特点的情境，立足多角度，达到课堂学习效率的提高，引导学生以更加积极的态度投入物理知识的学习中。

（二）以课堂教学实际为基础，采用更加灵活的教学方式

初中物理教学中，教师需要注重学生学习主动性和积极性的调动，发挥学生学习的主动性，明确学生学习的主体性地位。作为初中物理教师，需要发挥引领者的作用，在教学中，结合学生的兴趣，进行教学方案的合理调整。同时，要充分考虑学生的掌握能力，重视实践的延展性，吸引学生注意力，激发学习兴趣，科学合理地应用多媒体资源，实现教学模式和课堂形式的积极调整。

（三）重视对学生创新思维的激发和鼓励

初中物理课堂教学中，教师需要重视对学生创新思维的引导，立足物理基础知识，借助实践动手实验，探究物理知识的奥妙，突破课堂物理理论的死板性，使得学生能够立足不同的角度和思维，达到应用能力的锻炼，增强思维开拓能力。另外，可以展开小组讨论，使得学生之间能够进行知识的分享，也就是说，学生成为教学的一部分，使得教学目标实现的步伐加快，同时，学生的思维能力得到全面培养。

（四）积极开展教师培训，切实提升教师水平

对于初中物理教学而言，教师的专业能力和自身素养作用重大，为此，要重视对教师进行积极培训，强化经验分享。借助培训和经验分享，教师能够实现教学效率的提升和学生学习热情的提升。借助专业的培训和交流，丰富了教学方式，提升了自身水平。

（五）发挥多媒体教学设备的辅助作用

随着科技的不断发展，多媒体教学设备增加，手段更加丰富，在教学中的应用愈加广泛，使得教师的工作量减少，劳动强度降低，教师能有更多时间与学生进行沟通和交流，关注学生的发展状态。为此，在初中物理教学中，要重视趣味教学，将多媒体设备融入其中。例如，可以制作PPT，为学生展示机械原理，也可以制作视频等，借助视觉和听觉的方式，实现对学生神经的刺激，激发学生学习兴趣，增强对知识的求知欲，使得其与传统教学模式相区分。例如，在进行电流知识讲解的时候，可以借助PPT，为学生展示FLASH动画，对水流和电流进行对比，通过展示，使得学生能够集中精神进行观察，进而使得学生能够借助更加生动、直接和形象的方式获取知识，强化理解。

（六）将物理教学与生活实际相结合

在物理教学实践中，应将理论知识与生活实际紧密结合，积极开展实验教学，在新的教学环境中，使得学生思维更加活跃，有利于激发学习热情。同时，教师要鼓励学生善于在生活中发现物理原理，培养学生的观察和分析能力，提升学习的效率。综上，随着教育改革的不断推进，初中物理课堂教学需要顺应时展要求，立足实际，进行积极改变。结合学生实际，对教学模式进行改革，实现对学生积极性和热情的增强。在教学发展中，要融入创新思维，对传统教学模式进行突破，激发学生进行独立思考和创新，全面提升学生的综合素质。

参考文献：

初中物理热效率例3

中图分类号：TK123 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）48-0181-03

熵是热力学中一个非常重要并且抽象的概念，学生能否全面地、彻底地掌握第二定律，对熵概念以及热力学第二定律实质的理解至关重要。

目前工程热力学的教学中普遍存在一个问题[1，2]，就是熵概念的引入时机和方式。这些教材中，熵概念的第一次引出，即以其微分形式：dS=dQrev/T。熵的这个定义只给出了状态函数熵的微分或熵变，并没有熵的直接表达式[3]。这种只提出熵的定义，却不阐明熵自身的物理意义的引进方式，使得学生对熵的物理意义全然不知，只是一味的死记硬背熵变计算公式。这时候的熵可谓是“千呼万唤始出来，犹抱琵琶半遮面”。然而，在后期进入到热力学第二定律的章节学习后，熵随着第二定律的数学表达式又突然冒了出来，而且还花样翻新，例如克劳修斯不等式：dS≥dQ/Tr。通常这个时候，学生开始犯糊涂了，与前面熵初次引入时的熵变定义式搞混了，而后紧接着还要推出孤立系统的熵增原理等，如果整体教学中缺乏清晰的主线和脉络、不阐明不可逆引起熵增的实质原因，却铺开来广讲或一味地让学生沉浸在大量的熵变计算中，效果差强人意，如很多学生常把孤立系统的熵只增不减理解为熵只增不减，或者不明白为什么处处可逆的卡诺循环的热效率也不能达到百分之百。这样的错误表明学生对热力学第二定律尚未真正掌握。

热力学第二定律的教学是从分析自然现象展开的：如打碎的鸡蛋不可能自行复原、水不能在自然条件下由低处流到高处等，这些现象表明一切自然发生过程都有其特殊的方向性。再者，我们熟悉这样的经验事实：当两个不同温度的物体相互接触时，热量不可能自动地由低温物体传到高温物体，而这恰恰就是由克劳修斯提出的热二定律的一种经典表述，此时热二定律看起来还如此简单，学生尚不难理解，但仅仅停留在这个层面理解热二定律，显然是不够的。热力学二定律虽来源于生活，但远高于生活。在指出另一种由开尔文从热转化功的角度阐述的热二定律时，学生开始有点迷糊了。开尔文表述为：不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸取热量，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。

按照通常的教学程序，接下来的教学点就是卡诺循环。如果这个时候，再把讲课的重点放在对构成卡诺循环的两个定熵、两个定温过程的讲解上，学生感觉热二定律更难捉摸了，何况这之后还要推导熵的不等式，熵――这个令物理学家都“混乱”的概念可能一下子就把学生击倒了。如果这样安排教学，定会加剧学生对第二定律整章内容的恐惧心理，甚至最终导致放弃对热二定律整章的学习，

所以，在这些内容的教学中，绝不能循规蹈矩，应适时地对教学的顺序做相应的调整，紧紧抓住一条清晰的脉络讨论，不广讲、不偏离主线太多，抓住本质（类比干），在该过程中适时地、善巧地引出一些主要的第二定律表述（枝），顺藤摸瓜，最终完全揭示热力学第二定律的内涵。这样，学生容易抓住主线，对整章的知识框架有清晰的认识，就不会对纷繁的不同表述和不等式望而生畏。教师在后期的具体教学中，再去围绕其他各种表述进行细化讨论和延展，就可事半功倍。这种先抓本质的教学思路非常适合热力学第二定律和熵――这种既纷杂，又抽象的教学内容。

下面以一种脉络式的教学思路对热二定律进行探究，层层递进，分析现象得到结论，引出提问，再分析，得到下一个结论，直至把热力学第二定律实质诠释出来。

首先，通过两个热机的常见工程实例――火力发电厂和汽车发动机动力循环入手，引出热力学第二定律在热转化成功的过程中有低温热源存在、同时有部分热量被抛入低温热源的现实（讲解电厂冷却塔以及汽车尾气余热排放至外界环境）。由实例可初步得到任何热机的效率不仅不能大于百分之百，也不能等于百分之百，也即效率必须小于百分之百。该结论映证了开尔文说法。

结论1：热一定律告诉我们效率不能大于100%，开尔文说法得到热机效率只能小于100%。

提问1：效率不能等于百分之百，等于多少，99%？

在热力学第二定律尚未问世之前，热机工程师错误地把热机效率的最理想目标定为100%。1824年，法国工程师卡诺对此提出了质疑，他在确定的高温热源T1与低温热源T2之间，构建一个最理想（即热效率最大）的热机循环――卡诺循环。按最理想的假定，该循环至少应保证过程无摩擦（无耗散）和传热无温差（准静态）等条件，也即循环必须可逆。但即便这样一个最理想的热机循环效率也并不等于或者接近100%，而是依赖于高低温热源本身的温度（？浊c=1-T2/T1卡诺定理）。

以前述的两个典型的热机实例分析。目前，火电厂蒸汽动力循环[4]，一般T1=500℃，环境为T2=25℃，按照卡诺循环最理想效率为62%，大大低于100%；汽车燃气动力循环，T1=1000℃，T2=25℃，卡诺效率为76%，也低于100%。

结论2：在确定温度的高低温热源之间的全可逆理想循环，热效率有一峰值，受温度限制，可能远低于100%。（机理暂不解释，见结论6后的反推）

提问2：实际工程中，摩擦耗散等不可逆因素必定不可避免，这对热机的效率又有何影响？

经验和事实表明：一切实际过程都包含摩擦，粘滞，电阻等耗散因素，必然是不可逆的。仍以上面提到的热机实例来分析。实际工程中，蒸汽动力循环热效率为45%左右（

结论3：自然界中，一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，不可逆损失造成热效率降低。

一个自发进行的不可逆过程，其逆过程决不可能不付任何代价的自动进行。例如：为什么热量可以从高温热源自动的传向低温热源，而不会自动地从低温热源传向高温热源。因此，一个过程的不可逆性与其说是决定于过程本身，不如说是决定于它的初态和终态。这也预示存在着一个与初态和终态有关的某个状态函数，用以左右一个过程的方向。

问题3：一个自发（不可逆过程）初态和终态有什么本质的不同？

以气体绝热自由膨胀分析自发过程初态与终态的区别：理想气体绝热自由膨胀是不可逆的。一刚性绝热容器被隔板分开，左边有气态工质，右边真空，在隔板被抽去的瞬间，气体聚集在左半部，这是一种非平衡态，此后气体将自动膨胀充满整个容器，最终达到平衡态。其反过程由平衡态回到非平衡态的过程不可能自动发生。观察到绝热自由膨胀初终态有两方面的不同：

1.终态体积变大，分子相互位置分布更加无序；

2.可利用与右侧空间的势差推动活塞向外输出容积变化功，但由于进行自发膨胀，作功为零。

对于一个热力学系统，如果处于非平衡态（与外界存在势差，有作功能力），我们认为它处于较有序的状态，如果处于平衡态（与外界无势差，无作功能力），我们认为它处于较无序的状态。

再者，功热转换的自发过程：高速行驶的汽车，突遇事故瞬间停止，原有动能耗散成环境中的热能，能量的数量虽然守恒，但能量的无序性增加。而该过程的逆过程――环境热转换成动能显然不能自发进行。热是分子混乱运动的一种表现，而功是分子有序运动的结果。功转变成热是从规则运动转化为不规则运动，混乱度增加，是自发的过程；而要将无序运动的热转化为有序运动的功就不可能自动发生。

结论4：热力学第二定律：各种自发过程的方向性具有共同的本质：无序性（混乱度）增加，能量质衰退。

问题4：如何定量地描写状态的无序性的变化（如增加）和作功能力的变化（如衰减）？

从以上例子可以看出：热力学第二定律揭示一切不可逆过程都是向混乱度增加的方向进行，可用一个新的状态函数作为表征系统混乱度的一种量度，状态函数――“熵S”被引出。

所以，熵的物理意义：系统无序性（混乱度）的量度。

结论5：孤立系统中的熵永不减少。孤立系统中发生可逆过程，其熵不变，作功能力无衰减；孤立系统中发生不可逆过程，其熵增加，作功能力降低。热力学第二定律也可表述为：一切自发过程总是向着熵增加的方向进行，向能质衰减的方向进行。

问题5：为什么宏观演化必定按“熵增”的方向进行，熵增的本质是什么？

以54张扑克牌的排序为例分析自发过程熵增的根本原因。新扑克最初的排序极其有序，我们称其为一种微观态，概率为1/54！。随机洗牌后，混乱度增大，此时排序非常混乱的微观态数要大很多。这样，扑克牌从有序自发到无序（孤立系统熵增大）的过程，就是扑克排序从小概率往大概率发展的过程。然而，这个过程的逆过程，也即微观态数减小的过程，是从概率大往概率小发展，不能自动进行。这就是为什么即使洗无数次牌，也不可能再出现当初最有序的低熵状态。这就反映了不可逆过程熵增的本质，即热力学概率增大。

可以从54张牌的系统拓展到由大量分子构成的热力学系统，同样遵从这样一个规律。

结论6：系统从热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行，这是热力学第二定律的统计意义。

再回到结论2，可对卡诺定理进行微观解释：可逆热机循环中，工质从高温热源吸收热量Q1，将其中最大可以转化为功的部分W转化为了功，这部分能量从热功，能量品质升高，这样一个非自发过程不能不费代价的进行，同时一定要使得另外一部分热量Q2从高温热源传向了低温热源，这部分能量的品质降低去与之补偿，两者正好相抵，这是可逆的情况。如果热机不可逆，相同的Q1情况下，传给低温热源的热量大于Q2，能量品质降低的份额大于能量品质升高的份额，总体由于不可逆造成能量品质衰退，作功减少。

经过以上脉络法教学方式层层递进，主线清晰，学生能够紧跟教学思路，分析现象，得到结论，引出新问，再分析，一步步接近热力学第二定律的实质。该教学方式最大的优势体现在只需要半个小时的课时就可清楚地揭示热力学第二定律的核心机理，而后可围绕这个核心再展开不等式推导等其他教学内容。这样的教学方式，做到了使学生概念清晰，思路明确，故能取得事半功倍的教学效果。

参考文献：

[1]沈维道，童钧耕.工程热力学[M].北京：高等教育出版社，2007.

初中物理热效率例4

初三化学备考复习课是学生巩固复习化学知识的重要时期，也是学生中考的冲刺阶段，在这个阶段中，如何提高复习课的效率成为每一个初三教师重要的研究对象。基于此，研究提高初三化学备考复习课效率问题具有十分现实的意义。在复习的过程中，充分发挥学生主体地位，研究中考说明，做好知识点的总结，从化学考试热点、难点、重点出发，提升备考复习课效率，提高学生化学应考能力。

1.充分发挥学生的课堂主体地位

充分发挥学生主体地位是初三教学以及备考复习的关键，也是提高初三化学备考复习的有效途径。在复习过程中，教师应当以学生为课堂的中心，使其充分挖掘自身的潜能，教师、教材、课堂都是为学生服务的工具，这样才能提高化学备考复习的效率。教师在初三化学备考复习课堂上扮演的是引导者的角色，教师通过技巧性的语言、情景等将学生引入教学活动中，为学生营造一个轻松、和谐的课堂环境，激发学生的学习热情。

要想充分发挥学生的主体地位，教师在教学与复习过程中，要使学生明确学习的目标，不断增强学生的主体意识。如可以设置问题情景，设计预测性问题，模拟情景以便诱导学生主动学习，从而激发学生求知欲望。

2.根据考试说明中的具体要求，合理把握化学课堂的深度与广度

考试说明中有明确的中考命题方向，是初三化学备考复习的主要依据，也是初三最权威的复习信息。在初三化学备考复习过程中，将考试说明作为主要依据，并进行合理的取舍，对于提升化学复习课效率具有重要的作用。

对考试说明的研究，能够使教师把握化学备考复习的重点以及教学的深度与广度，在研究过程中，还应该与往年的考试说明进行对比，分析对比存在差异的原因，并进行大胆取舍。另外，考试说明中往往有考试例题，这些例题既可以当做学生的强化练习题，也能作为教学案例进行详细的剖析。通过考试说明可以发现，中考化学往往与现实生活的联系较为密切，所以在复习过程中，要培养学生关心环境、科技的习惯，帮助学生养成留意身边化学现象的好习惯。

3.做好化学知识点的有效总结

在初三化学备考复习阶段，教师需要帮助学生做好知识点的总结工作，帮助学生建立一个完善的化学构架，进行系统化的备考复习。

在知识点总结复习过程中，必须采取有效的措施，提高学生复习的效率。如可以通过对比加深学生对化学概念的理解与区分，避免知识点的混淆。如通过“化合物”与“混合物”的对比，可以清楚的对两者的概念进行掌握。对于两者之间的对比，主要是从其宏观组成、微观构成、性质、组成成分进行的。在宏观组成方面，化合物是由多种元素组成的，而混合物是由多种物质组成；在微观构成方面，化合物中只含有一种分子，但混合物中含有多种分子；在其性质方面，化合物具有固定的性质，但是混合物中各个物质成分都保持原有的化学性质；在组成成分方面，化合物具有固定的组成，但混合物组成却不确定。常见的化合物有水、高锰酸钾、二氧化碳等，常见的混合物有空气、碘酒、海水等。其中多种化合物可以组成混合物。

在进行对比中需要注意的有以下两点：（1）进行概念对比，要从其关键词出发，并适当的从两者之间的区别中引导学生进行概念的理解；（2）同时还应该找出两者之间存在的联系，通过其联系也是辨别概念的一种有效途径。

4.从化学重点、热点、难点出发，提高课堂效率

重点、难点、热点是化学复习课堂重要的“三点”，在平时的初中化学教学过程中，甚至在第一轮复习过程中，教师往往讲究“面面俱到”，这样的教学方式虽然在一定程度上避免了中考知识点漏讲，但这种复习方式缺乏重点，所以课堂效率低下，不利于学生熟练掌握化学知识。

新课程改革后，初三化学复习备考过程中，教师必须具备“三点”意识，明确复习教学的重点、中考化学的热点以及学生学习过程中的难点，并采取有效的措施，有针对性的加以训练。但是突出重点并不代表非重点知识不重要，在初三化学复习备考阶段，也需要兼顾基础知识点，只有这样，复习课效率才会提升，学生才能在更加轻松、高效的教学环境中接受并掌握化学知识，提升自身的应考能力。

除上述方法外，课前预习、课后反思也是提高初三化学备考复习课效率的重点。课前预习主要指的是课前做一些针对性的习题，并归纳自己不懂的知识点；课后反思包括两个方面，一方面是学生自己反思，反思本节课重点知识，并总结不懂的问题；另一方面是教师反思，反思自己教学方式、本节课效率等，也可以利用短暂的时间进行一个小测试，对学生掌握知识情况进行了解。

5.总结

我国教育事业在社会迅速发展的同时得到了巨大的发展机遇，为了适应社会发展以及时代进步，提出了新课程改革。初三是学生应对中考的关键时期，在初三下学期，大部分课程会进入备考复习阶段，对于化学课程来说，由于其学习周期短、任务重，所以必须重视初三化学备考复习课效率，采取有效的教学方法，突出学生的课堂主体地位，营造宽松课堂气氛，激发学生积极性、充分挖掘学生学习潜能，提升学生整体的应考能力。

【参考文献】

[1]孙明英.提高初三化学复习课效率的几点做法[J].教育教学.2012，25（7）：104-105

[2]钟晓.浅谈怎样提高初三化学复习效率[J].初中化学.2012，27（4）：241-242

初中物理热效率例5

通过对194例病例中非清热解毒药物频数、频率的分析，选取出现频率较高的前15味药，按照药物功效将其进行分类讨论，以药测证，进一步归纳总结丁书文教授治疗高血压病时，除清热解毒大法之外的其他重要的治法，并求探解这些治法与清热解毒治法的关系。对194例经丁书文教授确诊为高血压病的患者的中医证候进行初步统计，其中热毒组171例，非热毒组23例。运用二值多元logistic回归分析（forwardwald法），按应变量为清热解毒分析结果，共有胸痛、高血压病程大于三年（包括三年）、高血脂、大便干4个因素入最终方程：第一步自变量胸痛入选，相关系数为-2.51；第二步自变量高血压病程大于三年（包括三年）入选，相关系数为1.66；第三步自变量高血脂入选，相关系数为1.88；第四步自变量大便干入选，相关系数为19.67。见图1，图2。分析图2中的结果，可以得出以下结论：①存在高血压病程大于三年（包括三年）高血脂症时，清热解毒治法的采用几率增加；②存在胸痛时，清热解毒治法的采用几率减少；③大便干出现在结果中，但因其P=0.997，按照P<0.05的纳入标准，认为无统计学意义。

初中物理热效率例6

中图分类号：G63文献标识码：A文章编号：1006-0278（2012）06-153-01

一、引言

随着9年义务教育物理新课改的全面推进，初中物理教学理念、教学方法都发生了很大的变化，即要求物理课堂教学应以学生为主体，注重学习兴趣的培养和创新思维的开发，既关注学生当前的学习进步，又要为学生未来的发展奠定基础。

初中是中学生正式接触物理知识，运用复杂的物理理论解释生活现象，开启智慧的第一步，长期以来，初中物理课堂教学效率得不到有效提高，新课标下素质教育目标难以有效延伸和体现等矛盾较为突出。因此，如何以课堂教学为突破口，摆脱传统教学束缚，研究和探索全新的物理课堂教学方法，全面提升学生的综合能力，实现初中物理课堂教学效益的最大化，为学生终身可持续发展奠定基础就显得尤为重要和势在必行。

二、初中生物理学习认知特点和教学重点

初中学生对物理概念的掌握和规律的认识是建立在对物理现象的观察和实验基础上的，该阶段学生对物理概念和规律的认知有其独特的心理特点。他们对事物外部特征观察的形象思维尚无与物理规律、物理定理等科学概念相互联系的能力，逻辑思维缺乏深刻性、精确性和灵活性，初中生显著的片面性和表面性年龄特征使其难以突破事物表面现象而深入到本质。

初中是接触物理学科的初期，课堂教学中应注重学生兴趣和求知欲的挖掘，通过巧设疑问、展开各种物理小实验等方式，在不断的质疑和解疑过程中展现学科魅力，培养学科意识，建立物理概念，把握认知规律，了解和善于运用现代物理科学技术，获得较高的学以致用能力，为进一步学习物理打下坚实的基础。

三、初中物理学习影响因素及有效性探讨

（一）　影响因素分析

畏难情绪。初中阶段学科科目的增加、习惯性思维"物理难学"的影响、学习方法没有掌握等因素，使学生对物理学习信心不足。

物理学科较为抽象，学生缺乏物理学感性经验和相应的理论基础，主动理解概念、用理论解释物理现象能力受限，陌生的物理属性、物理语言及物理单位等只能靠记忆，对物理概念之间的联系和区别不清晰等，严重分化了学生的学习热情。

中学生前概念的形成，阻碍和抗拒了新知识的获取。前概念多为肤浅或错误的，会严重混淆和影响科学概念的形成，如"力"和"功"的学习中，初中生惯常的思维定势"力是使物体发生运动的原因"、"运动通过力来维持"等错误观念，干扰了学生正确的物理概念的掌握。

此外，教学方法单一、学习习惯不适应、学生缺乏观察能力和实验动手能力相对薄弱等也是影响初中学生物理课堂教学有效性的主要因素。

（二）有效性探讨

明确新课改下教学目标。初中物理新课标将学生作为学习的主体。教师应在先进的教学理念指导下，对教材进行深入解读和钻研，优化教学过程。根据初中生身心发展特点和性格特征，在对教学重点和难点的内涵和外延深刻理解基础上，精心设计和巧妙安排教学内容，准确驾驭物理课堂教学。良好的备课是使课堂教学游刃有余、学生触类旁通和碰撞智慧火花的重要环节，也是提高中学物理课堂教学效率、造就未来研究型人才的前提。

丰富课堂教学手段。"浮力"是初中教学的难点，教学时，教师可以生活常见场景作为课堂导入。将二个鸡蛋分别放置到清水和盐水中，提问："为什么清水中的鸡蛋会下沉？而盐水中的鸡蛋则悬浮在液体中？"。带着问题将学生引入课堂教学，可使学生直观地了解浮力产生的原因和大小；再如，教学《汽化和液化》时，采用提问导入：严冬时在室外讲话，空气中会看到什么？答："白色水汽"；盛夏室内开空调时，为何也能看到同样的现象呢？二者是否矛盾呢？学生急于揭开这一物理现象实质，通过"汽化吸热、液化放热"的学习理解了"白色水汽"的实质，会更加乐于探索自然现象。

加强实验教学。新课改增加了初中物理教学探究实验和随堂实验数量，提出了学生课堂操作活动要求。教师应加强随堂实验环节，如：摩擦起电实验可直观反映"同性相斥，异性相吸"的物理学原理；向暖水瓶中灌水，随着瓶中空气柱越来越小，空气振动频率加快，音调变高所揭示的物理现象，再如，比对普通容器和暖水瓶保温效果，加深暖水瓶真空瓶胆和软木塞，所利用的真空防止热对流及软木塞是热的不良导体这一经典物理学"热传递"实验等，有助于开启学生智慧、提高学生探究能力和培养学生用物理学原理解释生活常见现象的正确思维。

注重教学反思。教学反思是教师阶段性地对教学计划、教学方案和整个教学实践进行总结，及时调整教学策略，不断提高业务能力，更好地完成教学目标的重要环节。在此过程中，教师应对学生知识点和难点理解掌握不足的成因进行科学的分析和思考，充分尊重学生个体差异，传授正确的学习方法，做学生快乐学习的倡导者和引导者。

四、结论

综上所述，高效的初中物理课堂教学，是新时期课改的需要，更是实施素质教育的关键。只有正确梳理新课改下物理课堂教学思路，在实践中不断探索和研究以学生为主体的教学方法，优化教学过程，才能实现教学相长，不断提高初中物理课堂教学的实效。

参考文献：

初中物理热效率例7

一、培养学生效率意识的背景

苏教版初中物理9年级教材中有一章节内容为“机械效率”，“机械效率”的定义是有用功占总功的比例叫做机械效率，指的是人们在利用机械做功时，对人们有利用价值的功占动力对机械所做总功的百分比。由于人们在使用机械做功时或多或少都必须做一定数量的额外功，所以机械效率总小于100%，机械效率虽然无法达到100%，但只有方法得当，在条件允许的范围内，人们可以不断地提高机械效率，比如在用滑轮组提升重物时，如果人们适当增加物体重，合理减轻动滑轮及绳子的重，有效减小相关的摩擦，就能不断提高机械效率。由此我联想到我国正面临严峻的资源形势。人均占有资源量少，资源相对紧缺。我国虽然地大物博，但由于人口众多，人均占有资源量较少，不能适应社会发展的需要，我国土地资源、森林资源、水资源和能源短缺，已严重影响社会经济的发展，尽管如此，我国目前资源利用率还不高，后备资源又不足。为此，全民提高效率意识已成当务之急，作为一名中学物理教师，我始终将培养学生的效率意识作为一个长期而又坚定的教学目标。希望通过初中物理教学过程有效培养起大部分学生的效率意识，使他们在未来的学习、工作、生活中时刻强化效率意识，为缓解我国严峻的能源形势作出应有的贡献。

二、培养学生效率意识途径

1、在教材中挖掘

苏教版八、九年级物理课本，充分体现了新课程的理念，初中物理新课程的教学目标具体体现为如下三维：“即知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观。”其中情感态度价值观包含学生对于社会发展，自然环境及人类生活要有可持续发展的意识，更能在个人力所能及范围内对社会可持续发展有所贡献，所以在教材中蕴含着较为丰富的培养学生效率意识的素材，只要教师善于挖掘，一定会大有收获。例如，在“汽化和液化”一课中，书上介绍的新疆“坎儿井“地下灌溉工程，该工程大大减少了给水过程中水的渗漏和蒸发，大大提高了水资源在灌溉时的利用效率，由于“坎儿井”大大提高了水的利用率，所以“坎儿井”工程可与举世闻名的长城相媲美。又如：在学简单机械时，由于机械本身都有重，且相对运动的部件间又存在摩擦，所以不可避免地要做额外功，在此基础上，可以引导学生讨论为了提高机械使用时的效率，可以从哪二个方面考虑来提高机械的效率？在部分学生回答的基础上，老师和其他同学及时给予补充、归纳和评价：可以增大在用功和减小额外功二方面着手实施，从而提高机械效率，并进一步引导学生举例说明。再如，九年级教材“内能、热量”一节中，涉及到的诸如用酒精炉烧水，水浇开时，水吸热占酒精燃烧做出热量的比例，也是一个典型的培养学生效率意识素材，诸如以上的内容，教材中还有不少，教师在教学过程中，只有善于挖掘，细致揣摩，天长日久后对培养学生的效率意识一定大有帮助。它能使学生在物理教材中不断体会到提高效率的重要性。

2、在习题练习中体验

初中物理教学中难免会做不少习题，题目的命题形式也是各不相同的，学生亲自动手解题的过程，也是教师培养学生效率意识的良机。

例如有这样一道习题：“三峡水电站是世界上最大的水力发电站，年均发电量预计为8.5×1010=kwh，这些电能将送往华东、华中等九省市，所以人们说：“三峡可照亮半个中国。”专家介绍：三峡水电站的年发电量相当于一个每年消耗5×1010kg为单位的水力发电站，而且是廉价、清洁、可再生的能源。（1）已知煤的热为2.9×107J/kg，求5×1010kg煤完全燃烧放出的热量。（2）向大气中排放过量的二氧化碳等温室气体是造成“温室效应”的主要原因。三峡水电站与同等供电量的水力发电站相比，每年将少排放二氧化碳1.2×1011kg，已知在通常情况下二氧化碳气体密度为1.98 kg/M3，求这些二氧化碳气体在通常情况下的体积。（3）试计算该火力发电站的效率。

解：(1)Q=qm=2.9×107×5×1010=1.45×1018焦耳

(2)V=m/ρ=1.2×1011/1.98= 6.1×1010 米3

(3)效率=8.5×1010×3.6×106 /1.45×1018 =21％

这是一道真实素材编写的有关物理中效率计算的苏州市中考习题，学生在动手解此题的过程中，一方面会了解我国三峡工程的伟大壮举，另一方面通过计算会感叹火力发电效率之低。在学生解题的基础上，我借题发挥，让学生知道我国是属于能源相对较为紧缺的国家之一，所以在利用有限能源资源时我们一定要尽量设法提高能源的利用效率，学生通过经历诸如此类题目的解析过程，让效率意识在头脑中生根发芽。

3、在实验中探究

物理教学离不开实验，物理实验能有效培养学生的科学探究能力，提高学生的科学素养，随着课程改革的不断深入，初中物理学科中的实验也较课改前增多不少，我在教学实践中发现实验也是培养学生效率意识的好阵地。例如：在学习直流电动机时，我设计安排学生动手做了这样一个实验。用一个直流电动机模型来提升重物，第一次实验是在直流电动机转动时受较大摩擦下进行的，设测得重物重为G，重物被电动机转轴转动时提升的高度为H，电动机工作电压力为U，通过线圈中电流为I，所用时间为T，则此时电动机的工作效率η=GH/UIT ；接着在第一次实验基础上，通过加油滑油的方法使电动机转动时摩擦减小些，设在G、H、U、I不变情况下，测验出所用时间为T′，则第二次电动机的工作效率为η′= GH/UIT′，由于T>T′，显然η′>η。学生通过亲自动手实验探究后明白，许多的物理问题只要我们善于动脑，合理改进实验操作，就会大大提高效率，切实起到节能的作用，从而使学生在真实的实验探究活动中增强效率意识。

4、在生活中渗透

初中物理热效率例8

初中电学知识面广、知识点杂、题型变化多、计算公式多.这是造成我们学习困难的主要因素.但如果能够对知识点源头进行有效的分析、整合，就能为我们指引出一条捷径，大大减轻同学们的学习负担.初中电学知识可以归纳为以下几点：

1． 一个定律：欧姆定律.欧姆定律是电学中的基本规律，是所有电学知识联系的纽带，是电学题考查的重点.欧姆定律是实验定律，在学习中同学们要掌握其科学探究的方法.

2． 二种连接方式：串联与并联.串联与并联是最基础的电学题考查内容，也是很多电学题分析、思考中必不可少的知识点.

3． 三个物理量：电流、电压、电阻.从某种意义上讲，电学题的计算就是这三个物理量之间的运算.因此，正确理解这三个物理量是学习的关键，明确每一物理量的含义及单位是学习的重点.

4． 四种仪表：电流表、电压表、电能表、滑动变阻器.对于电流表、电压表和电能表主要是掌握其连接方式、量程的选择、读数，这是实验题中经常出现的内容.滑动变阻器在生活实践中、电学实验中都起着重要作用，并且对电学题的变化也是起着媒介的作用.

5． 五个重要实验:探究串、并联电路电流的规律； 探究串、并联电路电压的规律；探究电流与两端电压、电阻的关系；伏安法测电阻；测量小灯泡功率.这五个实验都是历年来中考的热点.

下面以2011年泰州市中考试卷第三大题26小题为例进行具体分析.

图1是一台常用的电热饮水机，下表是它的铭牌数据，图2是它的电路原理图，其中S是温控开关，R是定值电阻，R是加热电阻．当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态.

（1） 在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？

（2） 饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃，需用时14min［水的比热容为4.2×10J/（kg•℃）］.求此加热过程中： ①水吸收的热量；?摇 ②饮水机的加热效率.

（3） 求电阻R的阻值（保温功率是指整个电路消耗的功率）.

从知识点分析，这是一道电学与热学综合的计算题，是现在中考的常见题型.很多同学看到这样的综合题感觉束手无策，但如果我们静下心来，细心分析，就会找到解题的正确方法.

本题第一小题主要应用到电功率公式，第二小题应用到热量计算公式和效率问题，第三题较难一点，要求对串联电路和电功率公式能够熟练运用.

理清了题目问题的源头，下面就是解题策略的正确运用了.

二、 清晰、简便的解题策略是电学题有效学习的关键

1. 细读题目，正确审题

审题是解题的前提，对电学综合题的审题主要是明确题中的已知条件、学会通过题中的“关键词”找出隐含条件如：“正常发光”、“不超过”、“串联”、“并联”、“电压恒定不变”、“最大”、“最小”等等，而这些关键词往往是解题的切入点.另外还要分析待求物理量与已知量的关系等.

本题应主要关注加热功率和保温功率的区别，水桶容量和热水箱容量的区别，在计算时千万不要相互混淆.例外，本题中电阻R和R实际上都是定值电阻，不管是加热状态还是保温状态阻值都是不变的.只有对题目中的这些关键词有了正确的理解，才能够在解题中不走弯路.

2. 去繁就简，优化电路

在一些综合性较强的电学题中，当电路中的开关断开和闭合状态发生改变时，元件的连接形式往往发生了改变，画出等效电路图可简化复杂电路.特别在刚刚接触电学计算题时，要让学生养成多画等效电路图的习惯，多次练习之后，就会习惯成自然，即使不在纸上画出，在心里也会有一个简化之后的等效电路图.

本题电路图虽然简单，但同样能够进行电路的优化.本题中电热水机在加热状态和保温状态时，电路图可优化为以下两种：

① 在加热状态时，开关S闭合，电阻R被短路，电路可简化为图3.

② 在保温状态时，开关S断开，电阻和串联，电路可简化为图4.当这样的两个电路图呈现在同学们面前时，我相信同学们就能顺利解决问题了.

3. 有的放矢，选择公式

电学题中公式多，我们要能够根据题目中要求解的物理量选择合适的公式，在这个过程中，要注意与题目中的已知条件进行验证，以确定公式的适用性.

本题中第一小题要求解在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大.对于电流，与之相关的公式主要有欧姆定律和电功、电功率计算公式.但显然本题中的已知条件是电功率，所以我们主要运用P=UI这一公式进行求解.

第二小题计算公式比较明朗，Q=cm（t-t0）,需要注意的是水的质量要由热水箱中水的体积求得.对于饮水机的加热效率问题，我们只要对比机械效率的求解就不难理解，即热水箱中的水吸收的热量与14min内饮水机消耗电能的比值.

第三问中公式的运用较复杂，但总体来说都是P=U/R这一电功率推导公式的运用，但在公式运用中，特别要注意各个公式运用时研究对象的同一性.

解题过程如下：

解：（1） I===2A?摇?摇 （要注意功率的选择）

（2） ① m=ρV=1.0×10kg/m ×1×10m=1kg?摇

Q=cmt=4.2×10J/（kg•°C）×1kg×（90°C－20°C）=2.94×10J

② W= Pt = 440W×14×60s =3.696×10J

η===79.5%

（3） R===110Ω?摇?摇?摇（注意公式运用的同一性）

R===1210Ω

R=R－R=1210Ω－110Ω=1100Ω

4. 善于总结，归纳要领

解决电学题不仅要“知其然”还要“知其所以然”，在学习过程中，不断的总结错误的原因，归纳解题的规律，注意举一反三，融会贯通，及时查漏补缺，自然会变难为易.据统计今年中考这道电学综合题失分较多，其主要原因就在于审题不清，公式运用不熟练.

中考题型每年都会有一定范围的变化，要能够在以后的中考中立于不败之地，不仅要熟悉各种典型题型，还要能够把握电学综合题变化的趋势.

三、 热门、实用的拓展分析是电学题有效学习的趋势

随着新课改的实施，以及与国际教育的接轨，中考物理题型已发生了很大的改变，由原来的纯理论试题向现在以实际应用题为主的转变.我们学生在学习时也要及早认识，及时转变学习方法，以适应电学题的发展.从近几年的中考题型来看，电学题综合题的拓展变化主要从以下几个方面入手.

1. 向科技前沿靠拢

物理学是一门应用型科学，物理学的学习和研究就是为了推动科技的进步，让物理学习回归本质才是符合教育发展的规律.

2. 与基础生产、生活相接轨

物理来源于生活须服务于生活，电学与我们的生活息息相关，电学题更应该回归生活.上题就是这类拓展的具体应用.

初中物理热效率例9

中图分类号：G632.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）25-0209-02

一、高效课堂的含义

高效课堂教学是一种新型的教学方式，与传统教学法不同，它以学生在一节课堂内学到知识的多少作为衡量标准，而不是指教师在一节课堂之内能讲多少知识。高效，顾名思义是指效率较高，也就是以最少的时间、物力和精力投入，取得最好的效果。一般来说，高效课堂教学可以由下面两个方面来体现：第一，课堂效率最大化。这方面主要是指在固定时间内学生能够受益的知识量。基本上表现在课堂内外的学习负担、课堂容量等。第二，课堂效益最大化。这方面主要是指学生受到教学和教育所影响的积极程度。一般情况下表现在思维能力、学习能力、习惯养成以及兴趣培养等方面。

二、构建初中物理高效课堂的作用

构建高校课堂教学不仅要让学生掌握基本的知识，更要让学生通过自己的主观能动性有效地理解教材知识，提高学生的学习兴趣。构建高效课堂教学对于培养学生的积极性和自主性具有现实意义，对提高学生的综合素质也有重要意义。其具体作用总结为以下几点：首先，在初中物理课堂教学中加大力度培养学生的学习积极性有利于创新教学模式，创建新型的教学方法，能够丰富课堂知识，激发学生学习兴趣，有利于课堂教学质量的提高。其次，构建高效课堂教学，培养学生的主体性，以学生为中心，能够有效转变传统教学观念，提高学生的学习热情和学习效率，同时也能够让学生感受到课堂学习的乐趣，真正从心底喜欢这门课程。另外，能够激发学生对知识的渴望度，从根本上提高学生的自主学习性。再次，在初中物理教学中构建高效课堂教学模式，加强学生的主体性培养，有利于教学内容生活化，能够让学生从生活中认识到物理课程的重要性，从而加强物理学习，最终提高课堂效率。

三、构建初中物理高效课堂教学的方法

1.运用小组合作学习法，激发学生学习热情。提高学生学习效率，分组探讨学习是一种非常好的教学方式。分组探讨式教学，不单单是把学生分成若干小组对问题进行探讨，而是要让小组学习起到激发学生积极性的目的。这样学生可以在自己的小组中充分发挥自己的优势，运用多种方法进行题目分析和讲解，进而也可以让其他的学生能够从不同的方面了解某一个方面的内容，从而提高学生的兴趣和想象力，这样能够更加高效地完成教学目标。例如在讲解《测算家庭电费》这一节课程的时候，教师可以把全班学生分为五个小组，各小组学生分别对自己家的电费进行计量。接着各小组学生把自己计算的方法说给本小组内部其他成员听，然后各小组选出一个最为简洁的算法，最后派代表进行讲解，并进行最终的评比。方法最简洁、计算最快的小组成员获胜，并给予奖励。在调动起全班学生的学习热情之后，教师再进行相关内容的分析和讲解，这样不仅有助于促进学生快速掌握知识，而且可以提高课堂效率。

2.巧用情境教学法，调动学生学习兴趣。情境教学法是一种学教相结合的教学方法。这种教学方法主要是指教师在教学过程中，为了激发学生的兴趣爱好，提高学生的动手操作能力，通过自己的教学设计和教学理念，在课堂教学中巧妙运用实验操作、视觉效果、动作模拟、情感渲染等形式创造出来的一种教学情境，进而通过这种综合型的情境教学模式达到自己教学的目的。在初中物理教学中，教师可以通过这种方法提高课堂教学效果。在物理教学中，物理教师可以巧妙设计问题情境来激发学生的探索欲望，从而把学生的注意力转移到物理课堂上。

3.生活化教学方法，从生活中走进物理。物理课程其实是一门非常有趣的课程，它的很多内容是对平时日常生活中一些事情发生的规律性进行描述。教师可以引导学生对自己生活中的事情进行观察，也可以通过简单的器材对规律进行展示，提高学生的学习兴趣。一般来说，中学生对月食和日食等了解的都比较少，比较不容易理解。那么教师在讲授“光进行直线传播”这一节课的时候，就可以运用身边的器材进行简单的模拟，把水杯模拟成地球，把乒乓球模拟成月亮，然后用小的手电筒作为太阳，进行月食以及日食成因的展示，这样能够较好地表达教师讲课的内容，也有利于学生理解。而在讲解“电与磁”这一章节时，教师可以让学生回忆晚上关灯后脱衣服时所产生静电的现象进行分析，然后再讲解有关电磁转化的内容，这样学生就能够对这节课更加感兴趣。还有海市蜃楼、冬季摔倒等现象都可以引入到我们的教学中，并让学生分析这些情况产生的原因，再给学生讲解具体的理论知识。进行学教结合的方法，不仅有利于培养学生的观察力，而且有利于提高学生的学习情趣。

在初中物理教学过程中，教师要充分利用各种教学方式来提高学生的学习热情，充分调动学生的学习积极性和合作性，这样才能提高课堂教学效率。当然，在提高课堂学习效率的过程中，还要注意结合课堂教学中存在的具体问题，找出合理的应对措施和解决方法，选择与学生自身发展相适宜的教学方法，这样才能真正提高初中物理课堂的教学效果。

参考文献：

[1]孙涛.如何激发学生学习初中物理的兴趣[M].北京：人民教育出版社，2008.

初中物理热效率例10

在初中物理教学过程中，要想呈现自己的教学特色，就要抓住学生的特点，合理地进行备课.在备课过程中，教师要从学生的自主学习出发，加强对学生个性的培养，实现互动学习.其次，备课中要不断注入新元素，引导学生培养探究的精神，获得更多的学习方法.然后，备课不能丢掉对重点、难点的剖析，而且要根据重难点的内容，实施不同的解决方法.初中生刚刚接触物理这门课程，物理知识本身也略显抽象，因此要选择更形象、直观的教学方式.最后，在备课时要善于构建情境，联系生活，提升课堂内涵，使物理课堂富有生命力.

二、从实际出发，点燃学习热情

初中生具有很强的好奇心，而且有很高的求知欲望.物理教师要利用这些特点，充分点燃学生的学习热情，引导他们主动参与学习，这样才能提高课堂教学效率.

教师要制定合理的教学计划，设计适宜的教学内容，要重视物理教学是否从学生的实际出发.另外，教师要检查自己的教学行为是否建立在学生已有的基础知识之上.对于教学内容的设计，一定要符合学生的心理需要、认知水平.只有从学生的实际出发，才能点燃学习的热情，才能使学生对初中物理产生兴趣.这样的教学方式才是符合素质教育的.

三、从实验出发，绽放学习魅力

实验在物理教学中具有重要的地位，物理实验需要实践，提倡手脑共用.多年的教学经验告诉我们，不断地加强物理实验教学，就能更好地调动学生的学习积极性，激发学习兴趣，有利于学生掌握物理概念，加深理解，提升综合素质，从而提高课堂时效性.因此，物理教师要重视课堂实验教学之中，要有充分的准备，将生活融入物理教学，经过观察、思索、操作、研究、分析等实验过程，使学生领悟知识，在动手实验过程中，加强能力，激发学生思维，实现教学效率的提升.

1.传授实验方法

教师要颠覆传统的教学手法，坚持因材施教的原则，以生为本.在教学时，要尝试将传授课转变为学生自行探究的课堂，要为学生提供更多的动手机会、展现能力的平台.

2.突破实验局限

初中生都是刚刚接触物理这门课程，不具备良好的学习方法和抽象的思维能力.因此，要想提升实验教学的有效性，就要用简单实验诠释大道理，实现事半功倍的目的.

3.联系生活开展实验教学

教师可以示范之类实验，利用简单的器材进行有趣、生动、小巧的实验.让学生单独或者以小组的形式完成，整个实验操作过程简单、方便，效果更明显.这样，不仅能激发学生学习物理的兴趣，培养学生的个性，充分挖掘学生的智力，而且可让学生认识到真实科学，感觉到我们的社会、生活与科学是密切相关的.同时，在物理实验教学中，将生活与物理知识联系起来，可促使学生养成善于发现、分析、总结的良好习惯，让学生感觉到物理知识能解决生活中的具体问题.

四、从有效出发，尽显师生和谐

1.构建和谐的师生关系

师生关系的和谐会影响到教学质量，和谐的师生关系能促进学生积极学习.教师的教学用语、行为、态度若是能表达对学生的期望，学生会感觉到被尊重，从而能认同教师的教诲.初中生各方面都不成熟，教师要发挥主导作用，耐心引导，在课堂上营造良好的学习氛围，保障学生拥有最佳的精神状态，提高物理教学的有效性.

2.有效提问，加强师生互动

提问是物理课堂教学中非常重要的手段.只有保证提问的有效性，才能点燃学习热情，激发思维，营造课堂氛围.