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再出一期关于项目化试题讲解
学业要求:
1.能定义一个简单的实际工程问题及验收标准(制定评价量表)
2.能基于所学学科原理,应用创造性思维的基本方法,提出多种设计方案,对设计方案进行模拟分析和预测,运用计算思维和批判性思维选择并优化设计方案。(重点是设计和优化实验方案)
3.能知道工程需要经历明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果等过程,制作实物模型,并依据实际反馈结果对实物模型进行迭代改进。(物化产品并不断地迭代改进)
4.乐于设计多种方案,具有质疑创新的态度,尊重证据,实事求是。(培养质疑与创新精神)
试题讲解:
1.某项目化小组开展主题为“自制简易家庭制氧机”的活动,设计如图甲所示的制氧机模型。制氧原理是水环境中,利用过碳酸钠分解制得氧气。该制氧机出氧流量(每分钟产生氧气的体积)平稳,其中吸氧浓度=[21%+4%×出氧流量(升/分钟)],适用情况如表所示。


(1)该小组制氧机的反应和洗气装置在原版本的基础上经历了如图乙所示的选代,请推测该小组改进的理由(写出一点即可)。
(答案:导管少,气密性更好,反应装置和洗气装置合在一起更加轻便,方便携带)
【评析:本小题是总结评价迭代改进的理由,这个也很考验孩子对信息的处理,但是方向基本是从“简单,方便,环保”等方面思考回答】
(2)某病人吸氧浓度为 41%,则该病人属于表格中的哪种适用情况?该制氧机为此病人提供一次治疗,需要制氧原料过碳酸钠多少克?(写出计其过程,氧气的密度取 1.28 克/升)一般性缺氧性疾病(1分)
解:当吸氧浓度为41%时,得:41%=21%+4%×出氧流量,则出氧流量=5升/分钟(1分)
则VO2=5升/分钟×20分钟=100升,m=ρV=100L×1.28g/L=128g(1分)2Na2CO4====2Na2CO3+O2↑
24432
x 128g
244/x=32/128g(1分)
解得:x=976g(1分)
答:过碳酸钠的质量至少为976g。
【评析:本小题还是用方程式简单的计算,主要根据方程式计算的步骤去做就可以了】
(3)如图丙所示为过碳酸钠分解制氧气的反应速率与反应物浓度、温度的关系。为了使制氧机出氧流量保持平稳,反应装置中的夏季和冬季的水位线需设置不同,请分析原因。

答案:制氧机出氧速率和反应温度和浓度有关。夏季温度高,会加快过碳酸钠分解反应速率,为了保证出氧速率相对平稳,则需要降低反应物的浓度从而降低反应速率。所以夏季要增加水量,反之冬季需要减少水量。
【评析:本小题主要是根据图像分析问题,也是学生得分的难点。首先,要根据图像看出温度和浓度都是正向影响反应速率的;然后要结合实际环境应用以上结论答题。】
2.项目化学习小组利用橡皮筋进行自制简易测力计项目。在橡皮筋下悬挂一枚回形针作为挂钩,并依据此时指针位置标上零刻度。

(1)项目一:标明刻度。在回形针上每次加挂一个 50 克的钩码,测量每次指针到零刻线的距离L,画出拉力逐渐增大过程的 F-L 图像,如图乙中曲线①所示。该自制测力计刻度不均匀的原因是?
答案:在一定范围内,橡皮筋的伸长长度与拉力不成正比。
【评析:本小题是要根据函数图像非正比例关系,认知到刻度的不均匀。考验孩子的认知能力!】
(2) 项目二:检验作品。将钩码逐个取下测量每次指针到零刻线的距离 L,画出拉力逐渐减小过程的F-L图像,如图乙中曲线②所示,与拉力逐渐增大过程的曲线①不重合。小龙用此测力计先后连续测量F1和F2(F1>F2),请根据图判断 F2的测量值比真实值偏大还是偏小,并说明理由?
答案:偏大。
橡皮筋撤去外力后,不能马上恢复到原来的长度,会比原来长度更长。因此先后连续测量F1和 F2(F1>F2) ,会使橡皮筋的伸长长度更长,测量值比真实值偏大。
【评析:本小题,主要根据图像及结合实际情况对实验结果的影响。对学生的认知考验有点高。】
(3)项目三:改进完善。同学们在老师的指导下针对该测量仪器的科学性设计了评价表。

根据评价表,该测力计的“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“待改进”。为使“指标二”达到优秀水平,请你对该测力计提出合理的改进建议。
答案:换用一种弹性材料,使其伸长长度与拉力成正比:且受到相同的拉力形变程度更大。
项目化试题主要从以下几个纬度设计:
1.物化产品模型
2.评价量表的设计与使用
3.赋予跨学科计算方法,利用评价量表评价产品等级
4.对物化产品的迭代方案设计
以上是作者的一点粗浅的见解,不足之处还请大神们指点迷津,我们可以不断地迭代改进。