测量物质的密度方法

2022-11-11 版权声明 我要投稿

第1篇:测量物质的密度方法

测量牙槽骨密度方法的研究进展

[摘要] 牙周病患者牙槽骨破坏的评估在牙周病学的研究中起着很重要的作用。随着现代医疗检测设备的发展,无创且准确性较高的骨密度测量技术相继问世和推广,颌骨密度的研究取得了较大的进展。本文就现有临床采用的X线照相、曲面断层下颌指数、下颌骨骨皮质厚度、双能X线吸收法、计算机数字减影技术、螺旋CT、锥形束CT等主要的骨密度检测方法作一综述。

[关键词] 骨密度测量术;牙槽骨密度;锥形束CT

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牙周病是人类最普遍的口腔疾病之一,同时也是造成成人失牙的主要原因[1],是一种炎症性、破坏性疾病,可累及牙周膜、牙龈、牙槽骨、牙骨质等牙周支持组织,临床表现为牙槽骨的吸收、牙周袋的形成、附着丧失等。其中牙槽骨吸收主要病理表现为牙槽骨的高度、密度的变化,牙槽骨密度等指标的测量对牙周病治疗计划的制定及预后评估有着重要的参考价值。如何正确、准确地评估牙周支持组织、牙槽骨的状况,对于临床医生治疗牙周病或种植患者而言十分重要。

牙槽骨骨密度测量可分为定性、半定量、定量三类方法。临床上测量骨密度常用方法包括螺旋CT测量法、双能X线吸收法、双光子吸收法等,这些方法大多都是用于躯干骨、脊椎、腰椎等部位。但是由于颌骨解剖结构复杂,位置特殊,口腔空间狭小,周围有较多的软硬组织,使得上述方法应用于牙槽骨骨密度测量时难度增大,限制了其在口腔医学中的发展。本文就目前常用的牙槽骨密度测量方法综述如下。

1 定性检查法

此法较早应用于骨密度的测量,通过对X线的黑化程度进行观察、评估而间接得到骨密度。Devlin H等[2]通过放入口中的已知密度、厚度作为参照物,与骨组织同时拍摄图像,观察牙槽骨的透过度是否增加、骨小梁的多少、粗细及骨皮质厚薄的变化等来评估牙槽骨密度的变化。由于骨骼形态学变化只有骨量超过30%的丢失才能显现出密度的变化,敏感度低,不能做定量分析。

在王晓敏等[3]的牙齿缺失与骨密度关系的研究中,对于该评估方法受投照条件和观察者的诊断经验、病理学知识等主观因素影响较大,重复率不高、结论差异大,同时又受投照剂量、胶片质量等因素影响,不适用于早期及实验性诊断。目前X线摄片术在口腔中的应用主要是根尖片、曲面断层片等方式。

2 形态测定分析法

在形态测定分析法中,主要通过曲面断层下颌指数(panoramic mandibular index,PMI)和下颌骨骨皮质厚度(mandibular cortical index,MCI)来反映下颌骨骨量的变化。PMI就是在颏孔对应处,下颌骨下缘骨的皮质厚度和颏孔至下颌骨下缘距离之间的比值。MCI则是通过对双侧颏孔远中下颌骨下缘的骨皮质形态的变化进行骨密度的分型。MCI可以分为3型:Ⅰ.双侧下颌骨下缘骨皮质的骨内膜边缘平滑整齐;Ⅱ.单侧以及双侧的下颌骨下缘骨皮质内,其骨内膜呈现出半月形缺损,这就是骨陷窝吸收;Ⅲ.单侧或双侧下颌骨下缘骨皮质的骨内膜皮质残余,呈多孔状。此法的优点在于操作简便、价格低廉和便于普查,但是研究时要考虑各种物理的和环境的因素影响,并进行修正。虽然PMI和MCI仅是半定量的检查法,但如能在应用前大量调研并得出不同年龄层不同性别的相对正常参考值,那么临床应用时参考价值则更高。

3 定量检查法

定量分析分为无创性和有创性两类。有创性需活检后再体外分析骨标本,虽然可以排除软组织等重叠影像的干扰,但其侵入性、不可重复性限制了它在临床上的应用,并且牙槽骨骨质较薄,其中包埋着牙根,取材受到限制。

3.1 基于双能X线骨密度的测量法(DEXA)

WTO中DEXA是诊断骨质疏松的金标准。其原理是将高能量(如100 kV)时测得的X线吸收值和低能量(如50 kV)时测得的X线吸收值行综合减法处理,通过这种方法来消除软组织对密度测量的影响[4]。

近年来国内外学者也有将DEXA这种广泛运用于全身骨质密度的方法引入颌骨骨密度测量中。为了避开颌骨骨结构的重叠,在早年中测量下颌骨密度时应用DEXA技术,设置X线可以垂直在头正中的矢状面,然后在其左右侧进行重叠照射,此时测量出的骨密度,就是其下颌骨的平均骨密度,之后再同中轴与外周的骨骼相比较,但是这种方法还仅限于进行实验研究,目前还尚未能测量出颌骨内的局部密度[5]。

3.2 基于计算机的数字减影技术(DSR)

DSR是基于数字化牙片的骨密度测量技术,在口腔医学领域得到广泛应用,是常用的骨密度测量法[6]。其原理是应用计算机将同一位置不同时期的牙片重叠,然后将不同牙片的灰度相减获得减影图像,未改变的部位显示为中性,密度改变的部位则显示为灰度的增减,从而显示出骨密度的变化。在梁恒燕[7]的引导骨再生(GBR)技术修复牙槽骨研究中,使用计算机辅助图像进行密度分析,用像素数×灰度变化的平均值对骨密度进行定量,符合相关研究要求。在黄荣[8]的研究中,对于口腔临床诊断治疗上也要用测量软件测得,以灰度值表示骨密度值,得显示屏上的黑色部分为完全透射区,灰度值0,完全阻射区灰度值256,骨密度越大的区域灰度值就越高。孙尚敏等[9]用光密度法和PLANMECA数字化曲面体层机研究牙槽骨密度,即使使用一样的曝光条件(66 kV,8 mA)治疗前后的图像在明暗度上仍有差异,导致对比时的误差。

Arai Y等[10]在其研究中表明,当测量牙槽嵴顶骨变化时,DSR方式具有更高的灵敏度,只是由于拍摄时操作相对复杂,难以保证术前术后投照的条件、角度等完全一致,并且诊断时主观性较大。李升等[11]应用DSR测量牙周基础治疗前后牙槽骨密度的改变,发现牙槽骨在治疗后2个月密度有明显增加。但曝光时间的长短及测量的软件等对结果有一定的影响。郑旭等[12]建立了基于X线骨密度测量法的密度定量测量系统,该系统是根据特制定量铝阶的灰度和厚度来计算出照射部位的牙槽骨密度。但该系统的建立工作庞大,数据换算繁琐,且准确程度一样易受投照的角度、曝光时间长短、测量软件等的影响。

3.3 螺旋CT(computed tomography,CT)

计算机层析成像也称螺旋CT是20世纪70年代发展的成像技术,其原理是先把三维立体图像划分为多个断层薄片,然后检测出断层薄片中沿各个方向射线投影时X线衰减的量,再计算出断层薄片中各象素的衰减系数变化值,最后将该值赋予各像素的灰度变化量。并可用不同大小的灰度值来表达骨密度的高低,组织对X线的吸收系数亦可用来表达骨密度值,即CT值,单位HU(Hounsfield Unit)。国内黄荣、赖仁发[13]医生在临床工作中也认为CT值可预测骨密度,评价种植体区的种植效果。胡明华等[14]使用64排螺旋CT测量上下颌牙槽骨不同部位的骨密度。但传统螺旋CT较高的检查费、较大的放射剂量等,使其在口腔临床中的应用受到了一定的限制。柴娟等[15]通过螺旋CT来测量种植前牙槽骨的密度评判当前牙槽骨的情况,以此选择适宜的种植体及手术方式。Yamada K等[16]实验证明螺旋CT可以真实再现牙体硬组织和牙槽骨的解剖形态。但是由于牙槽骨解剖结构相对于螺旋CT扫描层而言过于精细,有时无法精确地显现出根尖、牙槽嵴顶等相关结构。

3.4 锥束CT(CBCT)

CBCT又称为锥形射线计算机化断层摄影技术,于2000年左右开始应用于临床口腔领域[17]。CBCT的X线发生器为CBCT球管,使用锥形束X线围绕颅颌面部做环形投照,获取二维投影数据,将多次投照交集获取的二维数据重组,进而建立轴位、冠位或矢状位的三维数字化模型,以便获得该数字模型任意层面的截图。CBCT的基本成像原理与传统CT类似,但其作为CT技术的新产物采取的是大扇角扫描方式,从而减低了检查时产生的放射剂量。CBCT结合相关测量软件可以对扫描数据进行三维结果重建。每种CBCT都会自带相应软件,这些软件的共同特征是:三维可视化、三维创建、测量、区域断层等。并且根据不同学科的要求还可以选择更专业的软件,自带软件由于软硬件之间相匹配,扫射影像还原力更强,但是相对于专业牙科软件而言略为单薄。因为CBCT能以1∶1的方式三维重现出颌骨及相关组织,所以相对灰度值能反映出真实骨密度值的变化。

CBCT具有三维影像重建、高空间分辨率等特点,弥补了传统影像学检查方法的不足,最小断层精度达0.25 mm。黄荣等[18]发现CBCT和传统X线片在评估牙齿/种植体的颊舌侧及根分叉处的牙槽骨缺损方面有显著性差异(P < 0.05)。能够早期诊断种植体周围炎或牙周炎,还能够从三维方向早期观察了解其周围牙槽骨的形态学上的变化。国外应用CBCT检测牙周病患者牙槽骨状态已经多年,许多临床报道均说明了CBCT图像的应用价值。Vandenberghe B等[19]提出,锥形束CT在根分叉处和牙周间隔的测量结果比数字牙片更为精准。Lagravere MO等[20]把下颌放置物标记为测量点,比较CBCT测量值和被视为金标准的坐标测量仪测量值,发现两者的测量结果具有很高相关性,线性测量误差<0.6 mm,而角度误差<1°。Misch KA等[21]应用CBCT测量牙周炎牙槽骨高度,比较CBCT和传统的根尖片测量结果后发现CBCT的准确度更高。结果可重复性是科学实验的原则之一,定性、半定量检查法主观性强,临床医生能否正确无误地早期诊断也是牙槽骨密度测量研究的方向。马志贵等[22]发现不同时段、不同操作者使用CBCT检测健康成年人上颌牙槽骨密度时测出的数据没有显著性差异。马志贵等[23]应用CBCT检测正畸治疗前后牙周病患者牙槽骨高度及密度,实验证明测量经过三维重建的二维定点图像得到的数据具有较高的重复性及可比性。

4 结语

近年来随着颌骨密度测量方法的多样化,了解各种方法的优缺点尤为必要。目前国内外测量密度的主流技术是定量检查法。定性肉眼分析法、半定量形态测定分析法最大的缺点在于主观性太强,可重复性低且不直观。因而限制了部分这类方法在临床早期诊断及实验室研究方面的应用。定量检查法中的DEXA、螺旋CT等由于颌骨的特殊结构的关系,无法反映出牙槽骨精细的结构变化。DSR等定量测量牙槽骨密度的技术发展较快。将骨皮质和骨松质分开研究,避免重叠影像影响及软组织的影响,提高测量的准确度及精度,确切地反映出骨密度并能广泛地应用在临床上。CBCT作为口腔颌面部专用CT,采用锥形束扫描方式大大降低了伪影的产生,而且精确度明显高于螺旋CT,照射量大大降低,利用三维重建图像可获得任意方向的图片,用测量软件获取各种数据可反映骨骼的状况,值得临床推广使用。但是笔者认为CBCT的密度值(HU)为相对值,如何能确切地反映出骨密度尚有待研究。

[参考文献]

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作者:吴贾涵 杨萍

第2篇:以密度测量复习课为例浅谈初中物理实验复习创新

摘 要:物理是一门以实验为基础的学科,物理的教学离不开实验的教学。当然,物理的复习课同样也以实验的复习为基础,并且理应占复习课的主要地位。“在复习课中,如何体现实验的重要性”很值得我们思考。本文教师以密度测量的复习课为例,从6个方面介绍自己在这一堂课中,如何进行实验创新,谈一谈自己在初中物理实验复习中的创新与思考。

关键词:复习课;实验;密度测量;创新

物理是一门以实验为基础的学科,物理的教学离不开实验的教学。当然,物理的复习课同样也以实验的复习为基础,并且理应占复习课的主要地位。“在复习课中,如何体现实验的重要性”很值得我们思考。下面笔者以一节密度测量的复习课为例,谈一谈自己在初中物理实验复习中的创新与思考。

1 以学生熟悉的信息引入,提升亲切度

【教学情景】

阳山碑材位于南京市江宁区,因遗存有明永乐年间巨大的碑石而闻名于世。碑材由碑座、碑头、碑身组成,总体积约为10343 m3。你有办法测出阳山碑材的总质量吗?以此问题作为引子,带领学生对密度的重要公式——“m=ρV”进行回忆。同时,提出公式中的密度ρ如何知晓?引导学生说出取样测量,从而进入本节课的复习重点——密度ρ的测量实验。

创新亮点:复习课给学生的固有印象一直是做题、讲题。因此,在密度测量的复习课的开始,利用学生熟悉的位于南京市江宁区的阳山碑材信息进行教学引入,拉近学生与接下来所复习的课程的距离,提升亲切度,同时也将情感的教育融入物理教学中。

2 以照片形式,实现重点实验情景再现

密度的测量实验主要分为两种类型,一类为固体密度的测量,一类为液体密度的测量。复习课中当然少不了这两类经典实验的复习。学生对于该实验在新授课时已经非常仔细地和教师一起探究过,并且进行了分组实验,对于操作步骤也较为熟悉。在这样的情况下,复习课中的实验呈现如果只是对新授课的简单重复,对于学生来说是无效的,浪费过多时间。如何体现复习课中的高效呢?笔者在这节课中采取了这样的处理方法。

【教学情景】

课前请学生来办公室对经典实验进行了拍照,将实验中的重点步骤以照片的形式进行展示。此做法尽可能地节约了复习课的时间,同时也不显得枯燥。尤其当学生看到自己的实验照片时,课堂氛围立刻变得非常融洽。

当然,为了加大复习课知识点的考查难度,笔者将误差分析融入了这一教学场景中。笔者请学生拍摄的照片中,有一部分由于实验布置顺序会产生较大的误差,在课堂中,要求学生找出在此基础中如何减小误差的方法。

如图1所示,以复习测量液体密度实验为例: 以看图说话的形式,结合实验照片来介绍实验步骤。当展示最后一张照片时,学生很容易考虑到液体残留问题。接下来引导学生,提出合适的改进措施并写出实验表达式。

创新亮点:(1)这一教学安排,在复习经典实验的同时提升了难度,让复习中的实验不再是简单“重复”。同时,利用多媒体技术让实验的局部细节放大呈现,解决了演示实验的可视效果不好的问题。实验中的重点操作用照片进行定格,对于学生有一个直观的印象。

(2)由于是真实的实验场景,其教学效果明显高于口头上的重复和Flash动画效果。让学生体会到物理实验的真实性,而不是教师为了让学生学会知识点而“故意制作”的特殊场景。物理是生活,而不只是书本上的符号与公式。这对于学生将生活与物理进行联系起到重要的作用。

3 以演示实验形式,讲解难度较大的习题

在密度的测量实验中,有一种类型的题目对于学生有较大的杀伤力,那就是当常规器材缺少时,我们该如何测量固体或液体的密度。此时,我们往往需要借助“水”。这一类型的题目对于学生来说难度较大,如何突破呢?在教学设计中,笔者将习题变成了演示实验,在复习课中现场呈现。为了提高实验的可视性,我们可以利用电脑摄像头进行辅助放大。

【教学情景】

设计演示实验:缺少量筒时如何测量奶茶密度。

仪器如下:天平(或弹簧秤),瓶子(带盖),水。

课堂上讨论并完成实验。

第一阶段:学生通过一步步具体的数据测量和计算,完成奶茶密度的测量。

第二阶段:将具体的数据变为物理量符号,让学生在具体实验的基础上,利用符号完成表达式的填写,从而达到学生掌握该题的目的。

创新亮点:写出本表达式这一要求,对于接触物理不久的学生来说难度较大。通过具体的实验操作,具体的数字计算,过渡到较为抽象的代数表达式。这个过程符合初中学生的认识、发展水平。这一设计也比较合理地解答了此类习题,大大降低了讲解难度。

4 以简笔画代替文字笔记,简明而有趣

【教学情景】

以简笔画的形式来代替文字较多的实验步骤笔记记录。

(1)如图2所示,测量液体密度的常规步骤:

(2)如图3所示:缺少量筒时测量奶茶密度的步骤:

创新亮点:密度测量实验的步骤较多,在课堂上学生需要做的笔记相对来说文字也较多,不仅耗时较多,而且会造成某些学生只记录笔记而不进行思考,比较枯燥,复习时不宜快速理解。因此,这节课设计中,笔者让学生跟着教师参与简笔画形式的绘画,换一种方式和角度来学习,使得复杂的实验步骤变得简单明了,同时也增加了物理学习的趣味性。

5 以PPT技术应用为支撑,节约计算时间

【教学情景】

利用PPT中的控件技术,可以实现现场点击自动计算功能。比如,如图4所示,该技术在缺少量筒时测量奶茶密度的实验中的应用如下(PPT中数据表格及某些控件的代码):

创新亮点:复习课的数据处理并不是我们的教学重点。因此,对于繁难的计算,教师可以利用PPT中开发工具的技术应用作为支撑,编写简单的代码并制作需要的控件。尤其在做当堂演示实验时,我们只需要输入数据,便可以完成。这种技术在很大程度上节约了不必要的计算时间,提高了课堂效率。

6 以“平民化”的器材,综合应用知识

“物理来源于生活,生活中处处有物理。”作为物理教师,我们对此观点很熟悉,也有自己的体会。但对于初中学生来说,他们可能并不能将物理课与生活联系起来。

创新亮点:在复习课中,教师所选择的实验器材均以“平民化”的器材为首选。例如,在本节课中,教师选择以测量“统一阿萨姆奶茶”来归纳液体密度的测量方法。在缺少量筒的实验中,带盖的瓶子教师选择了“绿箭口香糖”的瓶子。从器材上和实验目的上,学生一下子与物理拉近了距离。同时,也将学习到的物理知识应用到实际生活中,提升综合应用知识的能力。

7 小 结

物理学科以实验为基础,作为一名物理教师,应当将实验教学作为重中之重。在复习课的教学中,我们同样需要重视实验。实验复习课如何设计,如何改进成既符合探究式学习,又对学生的检测有所帮助,值得我们继续努力探讨。

参考文献:

[1]阿地力·吐尔逊,阿孜古丽·司来曼,阿布都萨拉木·吐尔地.新疆中考物理实验题与物理课程标准之间的一致性分析[J].物理教学探讨,2015,33(8):73—76.

作者:周寅

第3篇:不同种植密度和生育期对鲜食型甘薯皖薯5号产量及干物质积累的影响

摘要:【目的】探討不同种植密度和生育期对皖薯5号产量及干物质积累的影响,为鲜食型甘薯在安徽的高效栽培提供参考依据。【方法】2017年以鲜食型甘薯品种皖薯5号为试验材料,采用双因素随机区组设计,设3种不同种植密度(5.25万、6.75万和8.25万株/ha)和3种不同生育期(90、110和130 d)处理,分析不同处理下的甘薯鲜薯产量、薯块干物率、薯干产量、淀粉产量及商品薯率等产量和品质指标。【结果】种植密度和生育期对皖薯5号鲜薯产量、薯干产量、淀粉产量及干物率均有明显影响。低种植密度下(5.25万株/ha)的鲜薯产量、薯干产量和淀粉产量随生育期延长而极显著增加(P<0.01,下同);中等种植密度下(6.75万株/ha)的鲜薯产量、薯干产量、淀粉产量及干物率在早期随生育期延长而极显著增加,后期增加则不显著(P>0.05,下同);高种植密度下(8.25万株/ha),鲜薯产量随生育期延长无明显增加趋势,而薯干产量、淀粉产量及干物率在早期随生育期延长极显著增加,后期增加不显著。生育期为111和130 d时,皖薯5号的商品薯率在中等种植密度条件下最高,在高种植密度条件下最低。【结论】在一定范围内提高种植密度和延长生育期能提高甘薯产量,但过度提高种植密度和延长生育期并不利于提高甘薯产量。皖薯5号在种植密度为5.25万株/ha、生育期130 d条件下可获得最高产量;在种植密度为6.75万株/ha、生育期110 d时可接近最高产量并获得最高的商品薯率,此条件下有利于鲜薯提早上市,延长销售周期,获得更高的综合经济效益。

关键词: 皖薯5号;密度;生育期;产量

Effects of different planting densities and growth stages on yield and dry matter accumulation of table sweet potato variety Wanshu No.5

XIA Jia-ping, DU Xiang-bei, HAN Yang, LIU Xiao-ping*

(Crop Institute, Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei 230031, China)

Key words: Wanshu No.5; planting density; growth stage; yield

0 引言

【研究意义】甘薯营养丰富,除富含多种人体必需营养元素外,还含有多酚、黄酮、花青苷等营养因子,具有明显的防癌、止血及提高人体免疫力功效,应用前景广阔。近年来,随着安徽省甘薯产业结构的调整,鲜食型甘薯的种植比例逐渐提高。目前,鲜食型甘薯品种在安徽省主栽甘薯品种中占35.0%(杜祥备等,2018)。鲜食型甘薯价格全年波动明显,甘薯择期上市对提高综合种植效益影响巨大。因此,选育和引进鲜食型甘薯新品种,并开展配套高效栽培技术研究具有重要的现实意义。皖薯5号是安徽省农业科学院作物研究所选育的鲜食型甘薯品种,是安徽省主栽甘薯品种之一。该品种薯形光滑,食味优良,商品薯率高且适应性强,但由于缺乏配套的高效栽培技术,加之大多数农户种植观念未及时改变,管理上相对粗放,导致该品种种植密度较随意,生育期普遍较长。利用皖薯5号探究鲜食型甘薯适宜的种植密度和生育期,对降低甘薯生产成本、提高鲜食型甘薯种植效益及鲜食型甘薯在安徽的进一步推广具有重要的指导意义。【前人研究进展】近年来,已有不少学者探讨了不同种植密度、不同生育期对甘薯产量和品质的影响。王罡(2010)研究认为,增大梅营一号甘薯的栽插密度,其单株薯重、大中薯率和单株分枝数则随之减小。贾赵东等(2011)的研究结果显示,栽插密度对甘薯鲜产和干物质含量的影响作用高于氮肥用量,苏薯14优化栽培密度在5.40×104株/ha左右。林子龙(2015)研究发现,栽插密度对甘薯的鲜薯、薯干和淀粉产量及薯块干物率、大中薯率均有显著影响,种植密度为5.70万株/ha时龙薯14号的产量最佳。后猛等(2015)研究表明,高胡萝卜素型甘薯品种徐渝薯34在其整个生育期内,其薯块淀粉和β-胡萝卜素含量均呈先升高后降低的单峰波动变化,栽后70 d达最高值。李臣等(2017)研究表明,兼用型甘薯品种心香的主要营养成分随着生育期长短而发生变化,生育期为84 d时薯块可溶性糖含量最高,生育期为119 d时薯块淀粉率最高。【本研究切入点】在前人的相关研究中多数为种植密度或生育期单个因素对甘薯产量及品质的影响,而系统研究种植密度和生育期两个因素对鲜食型甘薯产量及品质影响的研究报道较少,尤其安徽省目前尚缺乏鲜食型甘薯品种皖薯5号的配套高效栽培技术。【拟解决的关键问题】以鲜食型甘薯品种皖薯5号为试验材料,采用种植密度和生育期的双因素随机区组试验,探讨中等肥力水平下,不同种植密度和生育期对皖薯5号产量、品质及商品薯率的影响,为鲜食型甘薯在安徽地区的种植及推广提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试品种为鲜食型甘薯皖薯5号,该品种株型匍匐,中长蔓,单株分枝5~8条;顶叶绿色,叶片心形,叶脉紫色,茎间褐色,茎粗;单株结薯5~7个,薯块纺锤形,薯皮深红色,薯肉桔黄色;中抗根腐病和黑斑病。试验用肥料为硫酸钾复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15),由中盐安徽红四方股份有限公司生产提供。

1. 2 试验方法

试验于2017年6—10月在安徽省宿州市泗县大路口乡进行。土壤类型为砂姜黑土,肥力中等,排灌良好,含有机质11.90 g/kg、全氮1.23 g/kg、有效磷 22.1 mg/kg、速效钾162.0 mg/kg。采用雙因素随机区组设计,种植密度(A)和生育期(B)各设3个水平(表1),3次重复,共27个小区。小区面积20 m2,4行区,行长5 m、宽1 m,收获时中间两行计产。试验田基施复合肥600 kg/ha,起垄前撒施。

试验于6月19日统一栽插,分别于9月17日、10月7日和10月27日收获。收获时,全区测产并统计测定薯数、薯重和大中薯率。大中小薯分类标准为:薯块重量小于100 g为小薯,100~250 g为中薯,大于250 g为大薯。薯块干物率为薯块样品烘干至恒重与鲜薯的比值。在室内采用分光光度法测定薯块淀粉含量并折算每公顷淀粉产量。

1. 3 统计分析

试验数据采用Excel 2003和DPS 7.5进行统计分析,采用Duncan’s新复极差法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2. 1 皖薯5号鲜薯产量等主要农艺性状的方差分析结果

方差分析结果(表2)表明,不同种植密度对皖薯5号的鲜薯产量、薯干产量和淀粉产量均有极显著影响(P<0.01,下同);不同生育期及生育期和种植密度的互作效应对皖薯5号的鲜薯产量、薯干产量、淀粉产量和薯块干物率均有极显著影响。

2. 2 种植密度和生育期对皖薯5号鲜薯产量的影响

从图1可看出,不同种植密度和生育期对甘薯鲜薯产量有明显影响。在低种植密度(A1)条件下,鲜薯产量随生育期延长极显著增加。在中等种植密度(A2)条件下,鲜薯产量早期随生育期延长极显著增加,而后期则增加不显著(P>0.05,下同)。在高种植密度(A3)条件下,鲜薯产量随生育期延长增加不显著。说明不同种植密度条件下,随生育期延长,鲜薯产量的增加规律并不相同,仅延长甘薯生育期并不一定能获得高产,只有在中、低种植密度条件下适当延长生育期才能有效增加鲜薯产量。

当生育期为90 d(B1)时,中、高种植密度(A2、A3)条件下的鲜薯产量无显著差异,但二者均极显著高于低种植密度(A1)条件下的鲜薯产量。生育期为110 d(B2)时,中等种植密度(A2)条件下的鲜薯产量极显著高于高种植密度(A3)和低种植密度(A1)条件下的鲜薯产量。生育期为130 d时(B3),中、低种植密度(A1、A2)条件下的鲜薯产量无显著差异,但二者均极显著高于高种植密度(A3)条件下的鲜薯产量。说明生育期长度不同时,随种植密度增加,鲜薯产量的增加规律也不相同,仅增加种植密度并不一定能提高甘薯产量,当生育期较短(110 d以内)时,适当提高种植密度能提高鲜薯产量;生育期较长时(130 d以上),提高种植密度甘薯并不增产,相反,种植密度过高(8.25万株/ha)时其鲜薯产量较中、低种植密度条件下极显著下降。

在不同的生育期和种植密度条件下,A2B2、A2B3和A1B3的鲜薯产量无显著差异,尤其以A1B3(种植密度5.25万株/ha,生育期130 d)处理的鲜薯产量最高,达23736.9 kg/ha。

2. 3 种植密度和生育期对皖薯5号薯块干物率及薯干产量的影响

2. 3. 1 薯块干物率 从图2可看出,不同种植密度和生育期对甘薯薯块干物率有明显影响。3种种植密度条件下,薯块干物率早期均随生育期的延长极显著增加,而后期增加不显著。生育期为90 d(B1)时,中、高种植密度(A2、A3)条件下的薯块干物率无显著差异;生育期为110和130 d(B2和B3)时,3种种植密度条件下的薯块干物率均无显著差异。说明适当延长生育期可提高薯块干物率,但达到一定阶段后,过度延长生育期对薯块干物率的提高无明显作用。

2. 3. 2 薯干产量 从图3可看出,不同种植密度和生育期对甘薯薯干产量也有明显影响。在较低种植密度(A1)条件下,薯干产量随生育期的延长持续极显著增加;在中、高种植密度(A2、A3)条件下,薯干产量早期随生育期延长极显著增加,但后期增加不显著。说明在一定种植密度条件下,适当延长生育期有利于增加薯干产量。

生育期为90 d(B1)时,中、高种植密度(A2、A3)条件下的薯干产量无显著差异,但二者均极显著高于低种植密度(A1)条件下的薯干产量。生育期为110 d(B2)时,中等种植密度(A2)条件下的薯干产量极显著高于低、高种植密度(A1、A3)条件下的薯干产量。生育期为130 d(B3)时,低、中种植密度(A1、A2)条件下薯干产量无显著差异,但均极显著高于高种植密度(A3)条件下的薯干产量。说明当生育期较短(110 d以内)时,适当提高种植密度能提高薯干产量;但生育期较长(130 d以上)时,提高种植密度并不能显著提高薯干产量。

在不同的生育期和种植密度条件下,A1B3(种植密度5.25万株/ha,生育期130 d)处理的薯干产量和薯块干物率均为最高。

2. 4 种植密度和生育期对皖薯5号淀粉产量的影响

从图4可看出,不同种植密度和生育期对甘薯淀粉产量有明显影响。在低种植密度(A1)条件下,淀粉产量随生育期延长持续极显著增加,在中、高种植密度(A2、A3)条件下,淀粉产量早期随生育期延长极显著增加,但后期增加不显著。说明在一定种植密度条件下,适当延长生育期可极显著增加淀粉产量。

当生育期为90 d(B1)时,中、高种植密度(A2、A3)条件下淀粉产量无显著差异,二者均极显著高于较低种植密度(A1)条件下的淀粉产量。生育期为110 d(B2)时,中等种植密度(A2)的淀粉产量极显著高于低、高种植密度(A1、A3)条件下的淀粉产量。生育期为130 d(B3)時,低、中种植密度(A1、A2)条件下的薯干产量无显著差异,但二者均极显著高于高种植密度(A3)条件下的淀粉产量。说明生育期较短时(110 d以内),适当提高种植密度能提高淀粉产量,但生育期较长时(130 d以上),提高种植密度并不利于提高甘薯淀粉产量。

在不同的生育期和种植密度条件下,A1B3(种植密度5.25万株/ha,生育期130 d)处理的淀粉产量最高,为3797.9 kg/ha。

2. 5 种植密度和生育期对皖薯5号商品薯率的影响

从表3可知,生育期为90 d(B1)时,低种植密度(A1)处理的大中薯重比例和大中薯个数比例均高于中、高种植密度(A2、A3)处理。生育期为110和130 d(B2和B3)时,大中薯重比例和大中薯个数比例均表现为A2>A1>A3。说明生育期110 d后,适当增加甘薯种植密度能提高大中薯率,种植密度过高时商品薯率反而降低。同一种植密度下,不同生育期的大中薯重比例和大中薯个数比例均表现为B2>B3>B1,说明生育期较短时(90 d),延长生育期能提高甘薯大中薯率;生育期达到一定天数(110 d)后,延长生育期并不能提高甘薯大中薯率。

在不同的生育期和种植密度条件下,A2B2(种植密度6.75万株/ha,生育期110 d)处理的商品薯率最高,大中薯重比例和大中薯个数比例分别达95.85%和82.44%。

3 讨论

适宜种植密度是甘薯高产的基本条件。前人研究表明,种植密度对甘薯产量有显著影响,在一定种植密度范围内,提高种植密度能提高鲜薯和薯干产量,但种植密度超过此范围继续增加时鲜薯和薯干产量有所下降(王晖等,2013;赵丰玲等,2014;林子龙,2015)。本研究中,皖薯5号生育期为90和110 d时的鲜薯、薯干和淀粉产量也表现出相似规律,即中等种植密度>高种植密度>低种植密度。说明只有适宜的种植密度才有利于甘薯产量提升,但与赵丰玲等(2014)研究认为甘薯生长后期鲜薯产量随密度增加而极显著提高的结果不同的是,本研究中生育后期(130 d)皖薯5号鲜薯、薯干和淀粉产量随种植密度的增加而降低,其中高种植密度处理较低种植密度处理极显著减产。可能是由于甘薯植株在高密度条件下,地上部通风透光性变差,净光合效率下降,导致光合产物积累减少(侯月等,2016;许海良等,2017)。当生育期较短时,低种植密度和高种植密度处理的地上部光合效率差异不明显,高种植密度处理在群体优势下,甘薯产量高于低种植密度处理;当生育期延长后,低种植密度和高种植密度处理地上部的光合效率差异变大,低种植密度群体通过相对较高的光合效率和较长的生育期,弥补了群体数的不足,最终使其甘薯产量高于高种植密度处理。

充足生育期是甘薯高产的前提。刘倩等(2017)研究发现,烟薯25在种植密度为5万株/ha时,生育期在110~155 d期间,鲜薯产量显著增加。Zhang等(2015)研究表明,济薯21和济薯22地下部鲜薯和薯干产量随着生育期的延长而增加。与之类似,本研究结果表明,皖薯5号在低种植密度(5.25万株/ha)条件下的鲜薯、薯干和淀粉产量随生育期延长而极显著增加。但本研究中,中等种植密度下皖薯5号生育期110 d时的鲜薯、薯干和淀粉产量较生育期90 d的极显著增加,而与生育期130 d无显著差异;高密度种植下皖薯5号生育期110 d时的薯干和淀粉产量较生育期90 d时极显著增加,而与生育期130 d时无显著差异,其鲜薯产量在整个生育期内无显著差异。屈会娟等(2015)研究表明,低种植密度处理的群体生长率随生育期的推进逐渐升高,高种植密度处理的群体生长率随生育期的推进呈先升后降的变化趋势。同时,甘薯作为块根作物,其产量的形成不仅依赖于光合产物的形成,还取决于光合产物的运输和分配。董月等(2016)对不同类型品种甘薯的蔓薯比进行研究,发现甘薯栽插后45~63 d内,蔓薯比开始快速下降,100 d后蔓薯比下降速率明显降低,表明在甘薯生育后期,光合产物向块根转移的相对速率下降。张晓艳等(2011)研究表明,徐薯18的淀粉含量和淀粉积累量在生育期111 d时达峰值,而后下降。不同种植密度处理下,群体生长率变化规律的不同及生育期内蔓薯比下降速率的降低,可能也是导致不同种植密度下皖薯5号甘薯产量在生育期上表现出不同变化规律的原因。说明在一定种植密度条件下,合适的生育期即可获得高产,过度延长生育期并不一定能显著增产。

提高商品薯率是提高甘薯经济效益的一个重要指标。前人在种植密度对甘薯商品薯率影响方面的研究存在明显差异。胡启国等(2018)研究认为栽插密度对淀粉型甘薯商薯19的商品薯率无显著影响,而屈会娟等(2015)研究认为南紫薯008的商品薯率随着种植密度的增加而降低。解晓红等(2018)研究认为,济薯25的商品薯率随着种植密度的增加呈先升后降的变化趋势,而晋甘薯9号的商品薯率随种植密度的增加而降低。本研究中,生育期90 d时皖薯5号的商品薯率随种植密度增加而降低,生育期110 d以后,商品薯率则以中等密度处理的最高。说明生产中根据不同品种的特征,合理设计生育期和种植密度有利于提高鲜薯商品率。

本研究采用夏薯种植,研究了生育期在90~130 d时,3种种植密度下皖薯5号的产量及品质变化,而春薯种植情况下更长生育期内甘薯产量及品质的变化规律,以及更加细分的种植密度梯度间的变化规律则有待进一步研究。

4 结论

在一定范围内提高种植密度、延长生育期可提高甘薯产量,但过度提高种植密度和延长生育期并不利于提高甘薯产量。皖薯5号在种植密度5.25万株/ha、生育期130 d条件下可获得最高产量;在种植密度6.75万株/ha、生育期110 d条件下时可接近最高产量并获得最高的商品薯率,此条件下有利于鲜薯提早上市,延长销售周期,获得更高的综合经济效益。

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作者:夏家平 杜祥备 韩杨 刘小平

第4篇:测量物质的密度教案

第四节 测量物质的密度

孙恒杰 教学目标

一、知识目标

1.通过实验进一步巩固物质密度的概念.

2.尝试用密度知识解决简单的问题,能解释生活中一些与密度有关的物理现象.

3.学会量简的使用方法,即用量简测量液体体积的办法,以及用量筒测不规则形状的物体体积的办法. 4.通过使用天平,加深对某些题目的理解.

二、能力目标

1.培养学生严谨的科学态度,对正确使用天平、量筒能做到尽量周全.

2.培养学生的科学世界观,并且对实验现象的观察尽量做到仔细、客观、认真,这对学生以后的学习是大有好处的.

三、德育目标

培养学生严谨的科学态度. 教学重点

1.用量筒测固体、液体的体积. 2.用天平和量筒测固体、液体的密度. 教学难点 用天平和量筒测物质的密度. 教学方法

1.实验法:会通过实验,间接地利用公式测量物体. 2.观察法:用正确的方法给天平和量筒读数. 教具准备

天平、砝码、量筒、水、铁块、铜块、铝块、细线、花岗岩、刻度尺、三角板. 课时安排 1课时 教学过程

一、引入新课

[师]前面我们学习了密度的计算公式,如何用实验的方法测量?用什么仪器可以测量密度? [生]可以先用天平测出物体的质量,然后用量简测出液体的体积,根据密度的公式,就可以求出物体的密度.

[师]回答得非常好.这节课我们具体学习一下测量物体的密度的方法.

二、新课教学

[师]今天,我们来动手做一个实验,测物体的密度.同学们先分组(三人一组).

[师]大家看自己的实验台上,有这样一些实验器材:天平一架,砝码一盒,量筒一只,烧杯中装有水、铁块、铜块、铝块各一个,另外还有一根细线,一块花岗岩,一副三角板,刻度尺. [师]今天我们重点解决以下三个问题: [投影]

一、测铝块、铁块、铜块的密度.

二、测水的密度.

三、测不规则物体——花岗岩矿石的密度. [师]根据我们上节课学习的知识,同学们会测吗? [生]测三种金属圆柱体的密度分为几步: (1)先用天平测出铜、铁、铝各自的质量.

(2)接下来测三个物体的体积.测体积时有两种办法:第一种办法如下图所示:

将物块竖直放置,然后如图所示,将其夹到中间,最后下面用尺子测量,即可得圆柱体的直径d,所以这个圆柱体的横截面积即可知道.然后用刻度尺测量一下圆柱体的高,根据公式V=π()3即可得物块的体积.

以上是一种方法,另外还有第二种方法,即上节课讲过的,采用体积差的方法测它的体积:即先用量简量取一定量的水,记下示数

d2V1,将物块全部浸入水中,再记下这时的示数V2.所以囱块的体积即为V2-V1.

无论采用何种方法,只要能够测出物质的质量即可得体积,最后还得用质量m除以体积V即可得到物质的密度.

[师]讲得非常好.下面提一个问题:能不能先测体积后测质量? [生]这要看怎样测体积了,如果是采用第一种方法测体积,则先测体积还是先测质量都无所谓,如果是采用第二种方法测体积,则必须先测质量,后测体积. [师]为什么呢? [生]因为如果采用后一种方法测体积,则物块要沾上水,我们知道,天平在使用时是不能沾上水的,同时物块沾上水后质量有可能会变大,因此应测质量后测体积,

[师]总结得非常精彩.通过大家群策群力,我们已经找到了测铁块、铜块、铝块密度的方法.需要大家注意的是:在测量中.由于仪器、操作方法及操作人的因素影响,必定会产生一些误差.如何来减小这些误差呢? [生]减小误差的方法有很多,比如改进测量工具、完善测量手段等,但我认为最有效.也是最容易办到的还是多次测量取平均值的方法,这种方法简单、易行、最有效.

[师]说得很好,多次测量取平均值的方法在我们的实验过程中是一种有效地减小误差的方法.多次测量,测几次好呢? [生]三次为宜. [师]对,咱们做本实验时三次测量取平均值可以有效地减小误差.

[生]今后的实验过程中是不是都要多次测量取平均值呢? [师]对于一些产生数据的实验,最好是这样做,一些伟大的科学家正是从误差微小的变化中找到很多科学知识.

[师]接下来大家思考一下如何来测不规则物体(如花岗岩)的密度呢? [生]基本上与测铜、铁、铝的方法一样,只不过在测岩石的体积时应采用浸入法,即第二种方法.因为岩石是不规则物体,用三角板和直尺法测量时,由于形状不规则,所以很难测出它的体积,因此用第一种方法不合适. [师]如何来测水的密度? [生]测水的密度以及测液体的密度都要用量筒. [师]具体如何来测呢? [生]先测出一定量的水的体积,将水倒进量简中,观察示数. [师]观察示数时应注意什么问题呢? [生]应使视线与液面的凹面相平,这样可以减小误差,如右图. 测出体积后,接下来测水的质量.由于测质量时水不能与天平相接触,因此应间接测水的质量. [师]怎样测呢? [生]可以先测一个空烧杯的质量M1,然后将量筒中的水倒入烧杯,测出烧杯和水的总质量M2,那么水的质量M=M2-M1.这样水的质量

和体积已全部测出来了,二者一除即可得密度. [师]大家想想还有没有别的办法. [生]有. [师]怎么测呢? [生]可以把上面的烧杯换成量筒. [师]换成量简?能不能具体说一下.

[生]取一只量筒,先测出它的质量M1,然后往量筒中装水,测出量筒和水的总质量M2.那么水的质量M=M2-M1同时,由量简中液面的示数直接把水的体积读出来,两者相除即得水的密度.

[师]大家总结得很好.接下来请同学们自己动手,测一下以下几种物质的密度.

(学生自己动手实验,教师巡回指导,不时指点学生遇到的问题) 参考实验数据:

ρ铁:7.9×103kg/m3 ρ铝:2.7×103kg/m3 ρ铜:8.9×103kg/m3

花岗岩 ρ:2.6~2.8×103kg/m3 ρ水:1.0×103kg/m3

三、总结

这一节课我们进行的实验综合了许多前面所学的知识,对于复习巩固前面学习的内容、了解物理知识之间的内在联系有很大帮助.测定物质的密度的方法不仅有这一种方法,今后还要深入地学习.密度知识在初中物理中占有十分重要的位置,它与我们后面学到的许多知识都有联系.希望同学们认真学习这部分知识,为今后的学习打好基础.

四、动手动脑学物理

这两个问题都是属于综合性较强的问题,学生可以充分讨论.各抒己见,教师不要加任何限制.也许学生的观点不是完全正确,但要求说明理由,要让学生敢于大胆发表自己的看法. [参考结果] 1.导热性能好的,导电性能也强.

全球的年产量越低,市场的价格越高.

2.(1)银和铜的导电性能好.在这两种金属中,铜更适合作导线,因为铜的年产量较高,价格也比银便宜得多.

(2)银的导热性能也很好.生活中常用的各种锅是用铁(钢)或铝做的,一般蒸锅用铝做的多,而炒锅一般用铁做.因为铝的导热性能比铁好得多,而铝的熔点不很高.若用铝做炒锅,一方面会使食品局部温度很高而变糊;另一方面炒菜时外焰的温度都较高,所以炒菜时宁用铁锅不用铝锅.

(3)铝的密度最小.生活中用铝的地方很多,如门、窗框、器皿、锅、导线等.因为铝的密度小,轻便;导电和导热性能都不太差,同时它的产量较高,价格便宜.

第5篇:<测量物质的密度>教学反思

在本节课的备课中我对于分组实验的设计很详细,认为引导学生设计出实验步骤就一定能成功的完成小组实验,但是,在本节课结束之后在反思过程中才发现了问题的所在。

首先,在实验的理论部分,我没有复习天平测质量的过程,本想已是前面讲过的内容他们应该是能正确使用,结果还是有很大一部分学生不能完全正确的使用天平,学生在调节天平平衡时就用了很长的时间,测量过程中错误很多,我在巡视过程中及时的纠正,导致了后面的实验时间不够用。

其次,我让学生用小石头做的实验,由于我们学校的石头是沙石头,有一定的吸水性,而且每个小组的石头的材质也不一样,每个小组的结果都不同,相差很大,学生就对自己本组的实验产生了质疑,影响了实验的准确性。而且,测量小石头体积的方法虽然前面讲过了,但学生还是很生疏,也导致了实验的时间过长。

再次,学生在测量盐水的密度时,我采取了学生自己动手动脑想办法,没有强调保证最小的误差,结果学生在操作过程中,反反复复的倒盐水,误差是越来越大,导致盐水的密度比水的密度还要小,或者盐水的密度比水的密度大很多很多,使很多学生对书中密度表中盐水的密度产生了质疑。

最后,小石头密度表格的设计我是直接告诉学生的,学生有点不太理解,导致了在测盐水的密度时,学生根本不设计表格,测得的数据就随便写在了本上,导致最后小组汇报数据时找不到关键的数据了,耽误了太长的时间。

针对以上的问题,我在以后的实验设计中都要自己先动手操作之后再让学生完成,排除试验中可能出现的问题,保证实验的准确,提高实验的成功率。

第6篇:《测量物质的密度》教学反思

1、一节课能做些什么?课后有老师提出我在和学生设计实验时怎么不考虑误差,我说:“如果我再考虑误差,这节课做得到吗?”很多老师在评课时总爱说这个内容还有什么、还有什么,总会发现讲的课中还很多知识点没有讲到,主要是和某个教辅书上题目对应的方法或知识应该讲到。每一节课题,让我们物理老师来说,可以拓展出很多知识内容题目出来,但这个课题的知识目标挖掘得那么充分,要一一实现只有灌输,我们还哪有机会达成三维目标?一节课的时间是有限的,在这有限的时间里教学有时是该有取舍的,什么都想抓住到后来什么也抓不住。

2、基于学生的教学还是基于知识的教学?我们提倡把学生当作有血肉个性的个体,不是知识的容器。可是在交流中我感到,备课时很多人心里装的都是知识,唯独没有学生。如果老师每节课从学生的实际出发,从学生的知识和能力起点出发来促进学生成长,一定比把什么知识都讲精细强。如何把知识准确而通俗地教给学生,每节课学生能学习到多少?他们有多大的成长空间。这是我们备课时特别要注意的事情。不要怕在形式上完不成教学任务,一定要让每节课学生有实在的收获。这其实是一个简单的道理,你什么都按部就班地讲了,学生没有学到东西,表面上完成了任务,实际还是等于零,不如学

一点是一点,这样效率其实更高。

3、学生差的因由何在?常常听到老师们说:我们的学生太差了。学生从初二开始学习物理,一开始就差了,这问题是不是都在学生呢?我们的物理教学是生动活泼的还是枯燥乏味的?我们有没有关注孩子们学习时的感受。如果老师有心了解学生,了解每个教学内容中他们会遇到什么问题和障碍,如果他们数学知识在这节课中是障碍,我们可以花时间先把这个障碍帮学生扫清再进行教学,注意并赞赏学生的一丁点进步,让学生每节课能感受到成长的喜悦,他们一定会用成长进步来回报老师。干脆不学习的学生也有,我教的学生中也有,但那些人开始是少数,如果让其他人感到学习没趣、没法、没希望,这个队伍就会扩大,老师有责任让这个不学习的队伍变小,尽可能的小。

4、不需要不断的花样更新,教育需要的是可贵的坚持。把简单的事情坚持做好就是不简单,把平凡的事情坚持做精就是不平凡,从预防做起,讲究教育教学管理的朴实精致,

让每个人第一次就把事情做好就是追求零缺陷。

☆围绕零缺陷教育的三句话:教育教学质量的标准是零缺陷;要求每个人第一次就把事情做好;提高教育教学质量的良药是事先预防,而不是事后检验。

☆让学生学会做正确的事和正确地做事。

☆思考在先,解决在先;标准在先,执行在先;估计在先,处理在先,多角度全方位预见问题出现的可能性,寻求解决的办法。

第7篇:《测量物质的密度》教学反思

20xx年12月25日,星期二第三节课,作为湖北省教育科学“十二五”规划重点课题《健康课堂的研究与实验》的子课题《构建多种健康课堂的基本流程和模式框架》课题组成员之一,按课题组的安排,我在学校物理实验...

20xx年12月25日,星期二第三节课,作为湖北省教育科学“十二五”规划重点课题《健康课堂的研究与实验》的子课题《构建多种健康课堂的基本流程和模式框架》课题组成员之一,按课题组的安排,我在学校物理实验室讲了一节健康课堂的入门课--《测量物质的密度》。在评课中,课题组的成员们展开了激烈的争论,争论的焦点是数学、物理、化学这样的理科学科是否适用导学案,而起因则是因为我的这节实验课课堂与导学案完全脱节。

原来这节课的导学案我是照抄照搬现在九年级同事的本节导学案的(原导学案附后),今年八年级启用新教材,而九年级教材没变,导致八年级第六章与九年级第十一章内容相同,我仅仅作了简单的修改。结果在课堂中出现了下列问题:

1、虽然有导学案,但是我和学生们根本没用一秒钟,导学案形同虚设,从而导致课堂中自学导学、交流协作、展示激励、深化引领、巩固拓展这些环节没有做或体现不出来。因为这节课的重点是让学生能用天平和量筒正确地测出液体(盐水)和固体(小石块)的密度,而事实上学生在自学导学上就耽搁了太多的时间,有很多学生10分钟只填写了两个空,我问了他们,都说自学导学部分太难,看不懂。最终我为了保证教学重点得到落实,而不得不硬着头皮连自学导学这一环节都搁置了,更加不谈展示激励了,因为这时很多组实验根本就未做好,展示什么呢?

2、课堂中难点未能突破。本节课的难点是学生能分析出所测物质的密度偏大(或偏小)的原因并及时更正,有三个组测得的盐水的密度大于2g/cm3,有一个组测得的小石块的密度小于1g/cm3,这样的结论很显然都是错误的,但由于时间所限,只能由我简单讲了,学生没有用实验验证,似懂非懂。

3、没有有效的展示激励的措施。在教学中,面对着12个小组,我只能一组一组地巡视,做的好的说一声好,做的差的指出不当之处,组与组之间无法进行对比,没有交流,不能有效地激发学生的积极性和主动性。

究其原因,是因为备课时没有备学生,不该利用三年级的导学案,不是这份导学案不好,而是学生不同。初二上学期的学生刚刚接触到物理,不说很多实验器材不知如何使用,也不说如何来设计一份误差最小的实验方案,仅仅是这个物理实验室也是学生第二次进来,这样状况的学生怎能与初三的学生相比呢?这节课的失败也就在所难免了。

痛定思痛,我接受了苏校长的建议,重新设计了一份导学案,又邀请课题组的成员于12月28日(周五)在我带的另一个班讲了这一节课,效果得到课题组成员和学生的一致认同,我也自觉满意。这份导学案有如下特点:

1、自学导学、交流协作、展示激励、巩固拓展部分都大为简单、简化,都紧紧扣住本节教学的重点和难点,绝不拖泥带水,做到了在有限的时间里达成教学的三维目标。

2、创新了展示激励的方法。我在黑板上画了一个实验结果记录表格(如下图所示),只记录12个组所测得的最终结果(盐水的密度和小石块的密度),而且说明谁先测出来谁先填写表格,前三名的和单个的都会奖分,能够找出其他组错误之处的组或个人也给予高额的奖分,这样极大地调动了学生的积极性和主动性,同时对个别的落后组也是一种激励。这种简单的做法竟然取得了意想不到的惊人的效果,得到了课题组所有成员的肯定。

3、教学的重点突出,难点得到突破。由于导学案主要体现了教学的重点和难点,因而学生有足够的时间和精力来思考、合作、交流。例如我在设计时预想到学生在设计试验步骤是会有几种方法,但在实际上课时,发现学生的试验方案有很多种,这是我上课之前没有想到的,学生在讨论方案时,各抒己见十分活跃,全身心投入到方案的讨论之中去,对学生的这种探索精神,我十分感动,我也给了他们充分的展示机会。另外第六组所测得的两个物理量怎么测都偏小,这时组长要求我给他们换一架天平,换后,他们一下子就测出了正确的结果,真正体会到了“山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村”的喜悦,避免了单纯炒冷饭的尴尬境地,让学生感到有趣、有得,从而真正达到学习的目的,我也及时称赞了他们。

从这两节课取得的迥异的效果来看,导学案作为采取引发式教学的一种媒介和手段,能让教师水到渠成地注重培养学生的自我认知能力、激发学习兴趣和管理好自我情绪,否则就会回到原来填鸭式教学的老路上来,因而可以得出结论:导学案也非常适用于物理的教学。只不过每一节课的导学案都要教师自己动手编制,要花费大量的精力,要备好学生,备好教材,在教学中还要以学生为主体,要真正放手,同时要能不断创新激励评价方法,激发出学生强烈的求知欲望和兴趣。

第8篇:测量物质的密度教案设计

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第3节

测量物质的密度

【教学目标】

一、知识与技能

.认识量筒,会用量筒测液体(如盐水)体积和测小块固体(如石块)的体积。

2.进一步熟悉天平的调节和使用,能较熟练地使用天平、量筒测算出固体和液体的密度。

二、过程与方法

.通过探究活动学会测量液体和固体的密度.

2.对利用物理公式间接测定物理量这种科学方法有感性认识.

3.通过探究过程的体验,使学生对测量性探究方法,从实验原理、实验器材的选取和使用、实验步骤的设计、数据的采集与处理到得出结果,分析实验误差有初步认识和感受.

三、情感态度与价值观

.通过实验数据记录、处理的体验,使学生养成实事求是、严谨的科学态度.

2.通过探究活动中的交流与合作体验,使学生认识交流与合作的重要性,养成主动与他人合作的精神.敢于提出与别人不同的见解,也勇于放弃或修正自己的错误观念.

【教学重点】

会根据实验原理设计并选择最佳实验方案测量液体和固体的密度。

【教学难点】

实验方案的选择及误差分析。

【教学准备】

学生实验:天平、砝码、烧杯、量筒、细线、盐水、小石块。

【教学过程】

主要教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

【创设情境

激趣诱思】

利用多媒体展示“鉴别皇冠”的故事导入新课。

[故事导入]传说两千多年前,古希腊的叙拉古国的国王希罗让工匠为他做了一顶纯金的皇冠。国王给了工匠一些黄灿灿的金子,工匠也很快为国王做好了。金灿灿的皇冠戴在国王头上很合适,并且非常漂亮。可是希罗国王总怀疑工匠少用了一些黄金,偷偷掺进了一些等重的白银。于是,他让人称了皇冠的重量,不多不少,与给工匠的黄金质量不差毫厘,这就难了,怎样能既不损坏皇冠,又能辨别皇冠是否是纯金做的呢?

【板书课题】这节课我们就来测量固体和液体的密度。

(设计意图:以生动的故事导入新课,激发了学生学习的兴趣,诱导了学生的思维,为新课的学习奠定基础。)

听故事

思考故事中的问题:怎样辨别皇冠是否是纯金做的呢?想出各种各样的办法,其中有测量皇冠的密度的。

【教学过程】

测量盐水的密度

[问题引导]要测量一杯盐水的密度,需要测量盐水的哪些物理量?依据哪个公式进行计算?

[板书]

实验原理:

[问题引导]测量盐水的质量要用到天平,要测量盐水的体积用什么工具呢?

[自学阅读]课本上“想想做做”提出的问题:(1)这个量筒是以什么单位标度的?是ml还是cm3?

(2)量筒的最大测量值(量程)是多少?

(3)量筒的分度值是多少?

(4)图11.4-2中画出了使用量筒时的两种错误,它们分别错在哪里?

[归纳总结]三观察:观察单位标度、量程、分度值。使用时,要会放、会读数。读数时,视线要与凹形液面的底部相平。有些液面(如水银)是凸形的,读数时应以凸形的顶部为准。

[设计实验方案]

怎样测量这杯盐水的密度,实验步骤怎样设计?让学生说出方案。

[误差分析]

烧杯里的水能不能倒干净,如果倒不干净会给测量结果带来怎样的影响。那么要消除这种影响,实验需要如何改进?

启发学生想出更好的实验方案。

方案二:

、先用天平测量烧杯和水的总质量m1。

2、再把烧杯里面的水倒到量筒里一部分测量水的体积V。

3、再用天平测量剩下的水和烧杯的总质量m2。

4、再根据公式计算水的密度ρ=(m1-m2)/V。

[温馨提示]量筒是测量液体体积的工具,不能放在天平上测量质量。对于学生用量筒代替烧杯放在天平测质量的实验方案加以否定。

(设计意图:在测量盐水的密度方案设计时,学生最容易想到的是方案一,通过误差分析,实验步骤的调整,自然过渡到方案二,优化的实验方案不是直接

灌输给学生,而是引导学生分析,水到渠成,顺理成章。)

回答:测量盐水的质量和体积。

根据公式计算

回答:用量筒。

学生认真观察实验桌上的量筒,回答问题。

以小组为单位进行实验,测量水的体积,

方案一:

、先用天平测量空烧杯质量m

2、向烧杯中倒入一部分水,测烧杯和水的总质量m1

3、将烧杯的水全部倒入量筒中,读出示数为V

4、再根据公式计算水的密度ρ=(m1-m)/V

[进行实验]

以小组为单位进行实验,测量盐水的密度。

记录并展示实验数据,分析测量结果各组有差异的原因。

测量石块的密度

[设计实验方案]让学生讨论怎样测量小石块的密度。

[进行实验]

让学生分组完成实验,把测量的数据记录在表格中:

[误差分析]

如果先测小石块的体积,再利用量筒测量石块的质量,测量结果偏大还是偏小?

(设计意图:测量小石块的密度比测量盐水的密度简单的多,放手让学生设计实验方案,进行实验,误差分析,让学生成为课堂的主角。)

根据现有的器材,学生以小组为单位,分组讨论测量石块密度的方法

方案设计:

(1)用天平测量出小石块的质量m

(2)在量筒中装入适量的水,读出水的体积V1

(3)把用细线吊着的小石块浸入到量筒的水中,读出水的体积V2

(4)利用公式计算ρ=m/V2-V1

[进行实验]

以小组为单位进行实验,测量小石块的密度。

记录并展示实验数据,分析测量结果各组有差异的原因。

【盘点收获】

引导学生总结收获,通过本节知识的学习帮助国王皇冠的真伪。

学生交流讨论自己的收获和困惑。

【课堂检测】

教师巡视点评

完成检测题(见附件1)

【家庭作业】

完成课本119页“动手动脑学物理”1—4题

课后完成

【板书设计】

§6.3测量物质的密度

一、实验原理:ρ=m/v

二、量筒的使用

三观察:1.单位标度

2.量程

3.分度值

读数:视线与凹形液面的底部相平

三、测量小石块的密度

小石块质量

m

水的积

V1(ml)

放入小石块后总体积V2(ml)

小石块体积V(cm3)

小石块密度ρ(g/cm3)

四、测盐水的密度

烧杯和盐水的总质量m1

烧杯和剩余盐水的总质量m2

量筒中盐水的体积V(cm3)

量筒中盐水的质量m

盐水的密度ρ(g/cm3)

【教学反思】

一、案例中的“亮点”

本节课的教学设计突出学生的主体地位,注重学生动手能力、合作交流能力的培养,让学生体验成功的愉悦。

二、教学中易出现的问题

.我发现在时间上有些紧张,学生的交流还不是很充分,主要在设计测量盐水的方案时,花费的时间较多。为了节约时间,在测量盐水的密度时,可以设计成让学生分别用三种不同的方案去测量,既可以节省时间,又能让学生切身体验不同的方法带来的实验结果的偏差,对于帮助学生理解记忆起来效果会更好。

2.学生在设计实验方案时想的不够全面,实验操作过程中动手能力较差,有的小组读数时姿势不规范,不能学以致用,使测量结果偏差较大。

附件1:达标检测

.在“用天平和量筒测固体密度”的实验中,某同学正确测得石块的质量为48g,从如图所示的实验中可测出石块的体积为

cm3,则石块的密度是

kg/m3.

2.在用天平和量筒测量某种食油的密度时,以下操作步骤中,不必要且不合理的是(

)

A.用天平测出空烧杯的质量

B.取适量的油倒入烧杯中,用天平测出杯和油的总质量

c.将烧杯中的油倒入量筒中,测出倒入量筒中的油的体积

D.用天平测出烧杯和剩余油的总质量

3.在“测定形状不规则的实心小铁块的密度”的实验中,小明同学的操作过程如图6-3-9所示,当天平平衡时,右盘上的三个砝码质量依次是50g、20g、5g,游码位置如图所示.

图6-3-9

请你将小明同学所测得的数据填入表格相应的栏目内.

计算铁块密度的公式是__________;铁块的密度ρ=__________.

答案:

1、20

2.4×10³

2、D

3、(1)78

30

0

ρ=m/v

7.8g/cm3

第9篇:《测量物质的密度》教学设计

西营镇西营中学 陈煦佶

教学目标

知识与技能:

1、进一步熟悉和掌握天平和量筒的使用;

2、知道测密度的原理,能合理设计出实验步骤;

过程与方法:通过实验探究,经历探究过程,并学会利用物理公式间接测量物理量的科学方法,从而提高学生的探究能力。

情感目标:培养学生严谨的、实事求是的科学态度。 教学重点: 测量不规则的固体和液体的密度。 教学难点:由实验原理设计出实验步骤、实验记录表格再到记录数据得出结果是本节的难点。

教学过程

一、 创设情景

1、复习密度公式引出新课《测量物质的密度》并板书课题

2、教师出示一个正方体铜块,要测量这个铜块的密度,需要测量哪些量?怎样测量?

3、出示任意形状的小石块和装在烧杯中的盐水,还能否用刻度尺来测小石块和盐水的体积呢?引出量筒的使用。

二、 新课教学

(一)量筒的使用

教师展示:量筒,学生观察:量筒

1.师生共同讨论量筒的单位、量程、分度值、读数时注意问题及用途。特别强调1ml=1cm3

然后让学生动手往量筒内倒水,练习读数

2.学生讨论并口头回答:用量筒测石块的体积的方法。

板书:不规则固体的体积(排水法) V=V2-V1

(二) 测量小石块的密度

1、 设计实验方案

首先学生分组设计实验方案,然后各组间交流所设计的实验方案。根据交流结果归纳实验步骤:

(1)调节天平测出小石块质量m;

(2)在量筒中倒入适量的水,读出水面到达的刻度V1

(3)用细线拴住小石块,慢慢浸没到水中,读出水面上升到的刻度V

2(4)计算石块密度ρ=m/(V2-V1) 提问:为什么先测质量,后测体积?让同学们从减小误差方面进行思考。

2、设计记录表格

操作过程中的数据,需要专门的表格来记录,下面根据我们的需要设计一个记录数据的表格。教师提示实验时应记录:实验中直接测量的物理量,中间计算量,最终计算量三方面的数据。

最后让学生展示自己设计的实验记录表格,并纠正设计中的不足。 3.分组实验 学生小组合作完成实验。老师强调小组分工,有操作的,有记录的,并巡视指导。

4、教师请各小组汇报实验结果,分析产生误差的原因。

(三)测量盐水的密度

1、设计实验方案 学生讨论最佳实验方案。 设计问题:

在“用天平和量筒测盐水密度”的实验中,甲乙两同学各提出了一套方案. 甲方案:先用天平测出空烧杯的质量,然后在烧杯中装入一些盐水,测出它们的总质量,再将盐水倒入量筒中测出盐水的体积. 乙方案:先用天平测出烧杯和盐水的总质量,然后将盐水倒入量筒中一部分,测出盐水体积,再测出余下的盐水和烧杯的质量. 学生交流,回答你觉得谁的方案更好?请说明原因。小组讨论交流,引导学生如何使实验误差更小讨论确定最佳方案。

2、设计实验记录表格。教师巡视指导,之后让学生汇报。

3、分组实验

学生小组合作完成实验,教师巡视指导。

4、展示实验结果。给予适当评价。根据实验结果,分析产生误差的原因。

(四)课堂小结,畅谈收获

三、作业练习。 问题:蜡块不能沉入水中,还能用天平和量筒测出蜡块的密度吗?想想有什么好办法?

四、作业:写实验报告一份

五、板书设计:

测量物质的密度

1、实验原理:ρ=m/v

2、量筒的使用

不规则固体的体积(排水法)(压入法) (沉锤法) 3.测量小石块的密度。

4、测量盐水的密度。

六、课后反思:

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