時(shí)間:2023-09-21 16:55:34
導(dǎo)語(yǔ):在歐姆定律基礎(chǔ)的撰寫(xiě)旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞:歐姆定律 高中物理教學(xué)方法
一、教材分析
《歐姆定律》的內(nèi)容,在初中階段已經(jīng)學(xué)過(guò),高中階段《物理》安排這節(jié)課的目的,主要是讓學(xué)生通過(guò)課堂演示實(shí)驗(yàn)再次增加感性認(rèn)識(shí);體會(huì)物理學(xué)的基本研究方法(即通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探索物理規(guī)律);學(xué)習(xí)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的兩種常用方法――列表對(duì)比法和圖象法;再次領(lǐng)會(huì)定義物理量的一種常用方法――比值法。這就決定了《歐姆定律》教學(xué)的教學(xué)目的和教學(xué)要求。教學(xué)不全是為了讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論及定律的內(nèi)容,重點(diǎn)在于要讓學(xué)生知道結(jié)論是如何得出的;在得出結(jié)論時(shí)用了什么樣的科學(xué)方法和手段;在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是如何控制實(shí)驗(yàn)條件和物理變量的,從而讓學(xué)生沿著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理定律的歷史足跡體會(huì)科學(xué)家的思維方法。
《歐姆定律》的內(nèi)容在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到復(fù)習(xí)初中知識(shí)的作用,另一方面為學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律奠定了基礎(chǔ)。《歐姆定律》實(shí)驗(yàn)中分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法,也將在后續(xù)課程中多次應(yīng)用。因此也可以說(shuō),《歐姆定律》是后續(xù)課程的知識(shí)準(zhǔn)備階段。
通過(guò)《歐姆定律》的學(xué)習(xí),要讓學(xué)生記住歐姆定律的內(nèi)容及適用范圍;理解電阻的概念及定義方法;學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法;掌握歐姆定律并靈活運(yùn)用?!稓W姆定律》內(nèi)容的重點(diǎn)是進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。這是教學(xué)的核心,是教學(xué)成敗的關(guān)鍵,是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)。《歐姆定律》教學(xué)的難點(diǎn)是電阻的定義及其物理意義。盡管用比值法定義物理量在電場(chǎng)一章中已經(jīng)接觸過(guò),但學(xué)生由于缺乏較多的感性認(rèn)識(shí),對(duì)此還是比較生疏。從數(shù)學(xué)上的恒定比值到理解其物理意義并進(jìn)而認(rèn)識(shí)其代表一個(gè)新的物理量,還是存在著不小的思維臺(tái)階和思維難度。對(duì)于電阻的定義式和歐姆定律表達(dá)式,從數(shù)學(xué)角度看只不過(guò)略有變形,但它們卻具有完全不同的物理意義。有些學(xué)生常將兩種表達(dá)式相混,對(duì)公式中哪個(gè)是常量哪個(gè)是變量分辨不清,要注意提醒和糾正。
二、關(guān)于教法和學(xué)法
《歐姆定律》教學(xué)采用以演示實(shí)驗(yàn)為主的啟發(fā)式綜合教學(xué)法。教師邊演示、邊提問(wèn),讓學(xué)生邊觀察、邊思考,最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)。在教材難點(diǎn)處適當(dāng)放慢節(jié)奏,給學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行思考和討論,教師可給予恰當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥,必要時(shí)可進(jìn)行大面積課堂提問(wèn),讓學(xué)生充分發(fā)表意見(jiàn)。這樣既有利于化解難點(diǎn),也有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,使課堂氣氛更加活躍。
通過(guò)《歐姆定律》的學(xué)習(xí),要使學(xué)生領(lǐng)會(huì)物理學(xué)的研究方法,領(lǐng)會(huì)怎樣提出研究課題,怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),怎樣合理選用實(shí)驗(yàn)器材,怎樣進(jìn)行實(shí)際操作,怎樣對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及通過(guò)分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論和物理規(guī)律。同時(shí)要讓學(xué)生知道,物理規(guī)律必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),不能任意外推,從而養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的思維習(xí)慣。
三、對(duì)教學(xué)過(guò)程的構(gòu)想
為了達(dá)成上述教學(xué)目標(biāo),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺(jué)性,對(duì)一些主要教學(xué)環(huán)節(jié),有以下構(gòu)想:
1.在引入新課提出課題后,啟發(fā)學(xué)生思考:物理學(xué)的基本研究方法是什么(不一定讓學(xué)生回答)?這樣既對(duì)學(xué)生進(jìn)行了方法論教育,也為過(guò)渡到演示實(shí)驗(yàn)起了承上啟下作用。
2.對(duì)演示實(shí)驗(yàn)所需器材及電路的設(shè)計(jì)可先啟發(fā)學(xué)生思考回答。這樣既鞏固了他們的實(shí)驗(yàn)知識(shí),也調(diào)動(dòng)他們盡早投入積極參與。
3.在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)可請(qǐng)兩位學(xué)生上臺(tái)協(xié)助,同時(shí)讓其余同學(xué)注意觀察,也可調(diào)動(dòng)全體學(xué)生都來(lái)參與,積極進(jìn)行觀察和思考。
4.在用列表對(duì)比法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后,提出下面的問(wèn)題讓學(xué)生思考回答:為了更直觀地顯示物理規(guī)律,還可以用什么方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?目的是更加突出方法,使學(xué)生對(duì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認(rèn)識(shí)。到此應(yīng)該達(dá)到本節(jié)課的第一次,通過(guò)提問(wèn)和畫(huà)圖象使學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒轉(zhuǎn)向高漲。
5.在得出電阻概念時(shí),要引導(dǎo)學(xué)生從分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)入手來(lái)理解電壓與電流比值的物理意義。此時(shí)不要急于告訴學(xué)生結(jié)論,而應(yīng)給予充分的時(shí)間,啟發(fā)學(xué)生積極思考,并給予適當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥。此處節(jié)奏應(yīng)放慢,可提問(wèn)請(qǐng)學(xué)生回答或展開(kāi)討論,讓學(xué)生的主體作用得到充分發(fā)揮,使課堂氣氛掀起第二次,也使學(xué)生對(duì)電阻的概念是如何建立的有深刻的印象。
6.在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出歐姆定律,這實(shí)際上是認(rèn)識(shí)上的又一次升華。要注意闡述實(shí)驗(yàn)結(jié)論的普遍性,在此基礎(chǔ)上可讓學(xué)生先行,以鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力。教師重申時(shí)語(yǔ)氣要加重,不能輕描淡寫(xiě)。要隨即強(qiáng)調(diào)歐姆定律是實(shí)驗(yàn)定律,必有一定的適用范圍,不能任意外推。
7.為檢驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成,可自編若干概念題、辨析題進(jìn)行反饋練習(xí),達(dá)到鞏固之目的。然后結(jié)合課本練習(xí)題,熟悉歐姆定律的應(yīng)用,但占時(shí)不宜過(guò)長(zhǎng),以免沖淡前面主題。
四、授課過(guò)程中幾點(diǎn)注意事項(xiàng)
1.注意在實(shí)驗(yàn)演示前對(duì)儀表的量程、分度和讀數(shù)規(guī)則進(jìn)行介紹。
2.注意正確規(guī)范地進(jìn)行演示操作,數(shù)據(jù)不能虛假拼湊。
3.注意演示實(shí)驗(yàn)的可視度??深A(yù)先制作電路板,演示時(shí)注意位置要加高。有條件的地方可利用投影儀將電表表盤投影在墻上,使全體學(xué)生都能清晰地看見(jiàn)。
4.定義電阻及歐姆定律時(shí),要注意層次清楚,避免節(jié)奏混亂??砂央娮璧母拍罴岸x在歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)提出,而歐姆定律在歸納完實(shí)驗(yàn)結(jié)論后。這樣學(xué)生就不易將二者混淆。
5.所編反饋練習(xí)題應(yīng)重點(diǎn)放在概念辨析和方法訓(xùn)練上,不能把套公式計(jì)算作為重點(diǎn)。
6.注意調(diào)控課堂節(jié)奏,避免單調(diào)枯燥。
參考文獻(xiàn):
一、將定值電阻改用電阻箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
絕大部分老師在進(jìn)行蘇科版歐姆定律實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)常常有這樣的一個(gè)困惑,定值電阻標(biāo)有10歐姆,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)定值電阻的阻值卻不準(zhǔn)確,給歐姆定律實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了一些不必要的麻煩。我認(rèn)為定值電阻不準(zhǔn)確的原因是:定值電阻出廠時(shí)是很精確的,但是由于學(xué)校購(gòu)置后存放在實(shí)驗(yàn)室的條件不好,另一方面定值電阻存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng),現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中的定值電阻還是八十年代的產(chǎn)品。所以有些定值電阻的接線柱上面已氧化,電阻線也發(fā)生了化學(xué)變化,常見(jiàn)的10歐姆的電阻只有8歐姆左右。學(xué)校的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)有限,不可能每年都購(gòu)買新的定值電阻。另外在研究電流與電阻的關(guān)系時(shí),要多次改變定值電阻的阻值,多次改變所連的電路,浪費(fèi)了許多實(shí)驗(yàn)時(shí)間。為此我嘗試用電阻箱來(lái)代替定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),效果顯著。一方面電阻箱電阻線在箱內(nèi),不易氧化。另一方面電阻箱內(nèi)電阻的精確度高,一般實(shí)驗(yàn)室用的J2362-1電阻箱的誤差為0.1歐姆,大大高于定值電阻的精確度。另外在進(jìn)行研究電流與電阻的關(guān)系時(shí),要多次改變定值電阻的阻值,利用電阻箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就不必重復(fù)拆線連線,節(jié)省了許多實(shí)驗(yàn)時(shí)間,大大提高了課堂效率,讓學(xué)生在課堂上有更多的時(shí)間來(lái)提高自己的知識(shí)技能。
二、電源由干電池組改為學(xué)生電源
這個(gè)探究歐姆定律的實(shí)驗(yàn)在書(shū)本上用干電池組進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn),但是使用時(shí)由于干電池使用時(shí)間較長(zhǎng),干電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生化學(xué)變化,干電池的電阻會(huì)發(fā)生變化,對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作會(huì)產(chǎn)生影響。即使用了三節(jié)干電池,定值電阻兩端的電壓不一定達(dá)到3伏。另外從環(huán)保的角度分析,一學(xué)期電學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí),學(xué)生至少要進(jìn)行三次電學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)。如果大量使用干電池作為電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn),一個(gè)中等規(guī)模的初級(jí)中學(xué)會(huì)產(chǎn)生一千多個(gè)廢舊電池,一方面大量浪費(fèi)了學(xué)校有限的辦公經(jīng)費(fèi),另一方面學(xué)校對(duì)廢舊電池處理不當(dāng),對(duì)周圍環(huán)境會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。綜合上述考慮,我認(rèn)為用學(xué)生電源來(lái)替代干電池,學(xué)生電源干凈污染少,還可以避免干電池內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。當(dāng)然學(xué)生電源并不是沒(méi)有缺點(diǎn),學(xué)生電源如果使用不當(dāng)對(duì)人身安全有危險(xiǎn)。我認(rèn)為今后物理老師進(jìn)行電學(xué)物理實(shí)驗(yàn)時(shí),盡可能使用學(xué)生電源,只要安全措施恰當(dāng),學(xué)生電源是進(jìn)行歐姆定律和其他電學(xué)實(shí)驗(yàn)最好的電源選擇。
三、導(dǎo)線由接線端帶叉口的導(dǎo)線改為兩端是鱷魚(yú)夾的導(dǎo)線
學(xué)生在進(jìn)行歐姆定律實(shí)驗(yàn)時(shí)連七根線,學(xué)生在連接電路時(shí),經(jīng)常不能捏緊螺母,造成接觸不良,實(shí)驗(yàn)效果較差,為了提高學(xué)生做歐姆定律實(shí)驗(yàn)的效率,我校在進(jìn)行歐姆定律實(shí)驗(yàn)時(shí),用鱷魚(yú)夾來(lái)代替帶叉口的導(dǎo)線。可節(jié)省連接導(dǎo)線的時(shí)間,我做過(guò)調(diào)查,學(xué)生用鱷魚(yú)夾代替帶叉口的導(dǎo)線連接電路后,連接歐姆定律實(shí)驗(yàn)電路圖的時(shí)間大大的提高了。另一方面連接電路的成功率由原來(lái)的50%提高到80%左右,減少了一些不必要的檢修時(shí)間。節(jié)省了實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間,增加了學(xué)生進(jìn)行探究的時(shí)間。另外為了提高實(shí)驗(yàn)的精確度鱷魚(yú)夾最好用銅制,導(dǎo)線改用較粗的銅導(dǎo)線,在導(dǎo)線與鱷魚(yú)夾連接處應(yīng)用錫焊或銀焊,這樣導(dǎo)線與鱷魚(yú)夾不易脫落。焊接處應(yīng)加一根橡膠管加以保護(hù),這樣同學(xué)們?cè)谑褂脮r(shí)不易折斷,盡可能提高實(shí)驗(yàn)的成功率和精確度。有些老師認(rèn)為實(shí)驗(yàn)存在誤差可以證明實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性,其實(shí)這種觀點(diǎn)是不科學(xué)的,在以前實(shí)驗(yàn)環(huán)境較差、實(shí)驗(yàn)器材精確度不高,在這種情況下誤差較大也是正常的。但是現(xiàn)在無(wú)錫地區(qū)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好,各校都在進(jìn)行現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)改造或已經(jīng)完成現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)改造。如果此時(shí)實(shí)驗(yàn)誤差較大,這與物理老師的嚴(yán)謹(jǐn),對(duì)科學(xué)的一絲不茍的精神是不相符的。
四、數(shù)據(jù)處理時(shí)采用整數(shù)
歐姆定律在中考中的題型主要有填空題、選擇題、圖像題、問(wèn)答題、實(shí)驗(yàn)探究題、計(jì)算題等。填空題、選擇題、圖像題主要考查歐姆定律的基礎(chǔ)知識(shí),實(shí)驗(yàn)探究題主要集中在探究電流與電壓、電阻的關(guān)系及伏安法測(cè)電阻上,問(wèn)答題一般在實(shí)際應(yīng)用方面出題,計(jì)算題主要考查歐姆定律的計(jì)算。
重點(diǎn)考查:
1.探究實(shí)驗(yàn):探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;伏安法測(cè)電阻及變形;
2.歐姆定律的意義及應(yīng)用:對(duì)歐姆定律的理解及應(yīng)用歐姆定律解決問(wèn)題。
考查熱點(diǎn):
1.實(shí)驗(yàn):探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;伏安法測(cè)電阻及變形;
2.理解:對(duì)歐姆定律的理解;
3.應(yīng)用:應(yīng)用歐姆定律分析動(dòng)態(tài)電路、計(jì)算及解決實(shí)際問(wèn)題。
考點(diǎn)1: 電流與電壓、電阻的關(guān)系
例1:小華用如圖所示的電路探究電流與電阻的關(guān)系。已知電源電壓為6V,滑動(dòng)變阻器R2的最大電阻為20Ω,電阻R1為l0Ω。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,將滑動(dòng)變阻器滑片移到某一位置時(shí),讀出電阻R1兩端電壓為4V,并讀出了電流表此時(shí)的示數(shù)。緊接著小華想更換與電壓表并聯(lián)的電阻再做兩次實(shí)驗(yàn),可供選擇的電阻有l(wèi)5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一個(gè),為了保證實(shí)驗(yàn)成功,小華應(yīng)選擇的電阻是 Ω和 Ω。
解析:要探究電流與電阻的關(guān)系時(shí),必須要控制電阻R1兩端的電壓一定,即R1兩端電壓U1=4V不變。要能保證實(shí)驗(yàn)成功,滑動(dòng)變阻器兩端電壓控制為6V-4V=2V,R2中也就是電路中的最小電流為2V/20Ω=0.1A,此時(shí)定值電阻最大為U1/I=4V/0.1A=40Ω,故只能選擇l5Ω、30Ω的電阻。
答案:15,30。
點(diǎn)撥: 探究電流與電阻的關(guān)系,要改變電阻大小,而必須控制其兩端電壓一定。
考點(diǎn)2: 歐姆定律表達(dá)式及其物理意義
例2:關(guān)于歐姆定律公式I= ■,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.導(dǎo)體的電阻與電壓成正比,與電流成反比
B.導(dǎo)體兩端的電壓越大,其電阻越大
C.據(jù)歐姆定律公式變形可得R= ■,可見(jiàn)導(dǎo)體電阻大小與通過(guò)它的電流與它兩端電壓有關(guān)
D. 根導(dǎo)體電阻的大小等于加在它兩端的電壓與通過(guò)它的電流的比值
解析:I、U、R三者不能隨意用正比、反比關(guān)系說(shuō)明,R=U/I,它是電阻的計(jì)算式,而不是決定式,導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì),與電流電壓無(wú)關(guān),只與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料、橫截面積和溫度有關(guān),但可用電壓與電流的比值求電阻。
答案:D。
點(diǎn)撥:理解歐姆定律中的“成反比”和“成正比”兩個(gè)關(guān)系及知道決定電阻大小的因素。
考點(diǎn)3:動(dòng)態(tài)電路分析
例3:如下圖所示,電源電壓不變.閉合S1后,再閉合S2,電流表的示數(shù) ,電壓表的示數(shù) 。(選填“變大”、“變小”或“不變”。)
解析:當(dāng)閉合S1后,再閉合S2,此時(shí)R2被短路,電壓表接到電源兩端,因此電壓表示數(shù)變大,此時(shí)電路中的總電阻減小,電流表示數(shù)也變大。
答案:變大,變大。
點(diǎn)撥:分清原來(lái)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)電路狀態(tài)和兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合時(shí)電路的狀態(tài)。
考點(diǎn)4:歐姆定律計(jì)算
例4:實(shí)驗(yàn)室有甲、乙兩只燈泡,甲標(biāo)有“15V 1.0A”字樣,乙標(biāo)有“10V 0.5A”字樣?,F(xiàn)把它們串聯(lián)起來(lái),則該串聯(lián)電路兩端允許加的最高電壓為(不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響)( )。
A.25V B.35V C.15V D.12.5V
解析:甲燈的電阻是R甲=■=■=15Ω。乙燈的電阻R乙=■=■=20Ω,兩燈串起來(lái)后,總電阻是15Ω+20Ω=30Ω,允許通過(guò)的最大電流是0.5A,所以最高電壓是30Ω×0.5A=15V。
答案:C。
點(diǎn)撥:不能把兩額定電壓的值相加作為最高電壓;串聯(lián)應(yīng)取小電流。
考點(diǎn)5:電阻的測(cè)量
例5:現(xiàn)有一個(gè)電池組,一個(gè)電流表,一個(gè)開(kāi)關(guān),一個(gè)已知電阻R0,導(dǎo)線若干,用上述器材測(cè)定待測(cè)電阻Rx的阻值,要求:①畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖;②簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟并用字母表示測(cè)量的物理量;③根據(jù)所測(cè)物理量寫(xiě)出待測(cè)阻值Rx的表達(dá)式。
解析:此題是伏安法測(cè)電阻的變形――雙安法,在兩表一器不全的情況下設(shè)計(jì)電路測(cè)電阻,因有電流表和定值電阻,故設(shè)計(jì)并聯(lián)電路,測(cè)出兩支路電流,利用電壓相等,電流比等于電阻反比列關(guān)系式解答。答案不唯一,但基本原理是設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路。
關(guān)鍵詞: 物理 歐姆定律 復(fù)習(xí)
在物理復(fù)習(xí)的整個(gè)知識(shí)體系中,電學(xué)知識(shí)板塊兒尤為重要。一是:它占整個(gè)三式合一理化試題物理部分的40%左右,即70分中的近30分屬于物理電學(xué)試題。二是:電學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)實(shí)踐中的重要作用已凸顯出來(lái)。而要學(xué)生全面掌握、領(lǐng)會(huì)初中階段電學(xué)知識(shí),對(duì)于相當(dāng)一部分初中生來(lái)說(shuō)具有較大的難度。從教以來(lái)我聽(tīng)過(guò)一些初中電學(xué)復(fù)習(xí)課:有的先把所要用到的電學(xué)公式板書(shū)在黑板上,再講典型例題,接著練習(xí);有的則通過(guò)學(xué)生作題中所反饋的問(wèn)題對(duì)知識(shí)進(jìn)行補(bǔ)充強(qiáng)調(diào),再練習(xí);有的直接強(qiáng)調(diào)萬(wàn)變不離其宗,讓學(xué)生多看教材,然后講例題等。復(fù)習(xí)中講例題沒(méi)錯(cuò),但選擇的例題過(guò)多,又無(wú)代表性,既延長(zhǎng)了復(fù)習(xí)時(shí)間,又不能使學(xué)生的知識(shí)得到升華。久而久之,學(xué)生疲勞,老師厭煩。要使復(fù)習(xí)課在短時(shí)間內(nèi)生動(dòng)、奏效,應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)睦},在講例題的基礎(chǔ)上,對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸納和升華。
復(fù)習(xí)課,一要體現(xiàn)“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”,教學(xué)方式多樣化等新課程理念;二要體現(xiàn)“知識(shí)與技能、過(guò)程與方法以及情感態(tài)度和價(jià)值觀”三維目標(biāo)的培養(yǎng);三要優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)、幫助下,把學(xué)到的知識(shí)歸納起來(lái),從而便于提練和記憶。所以對(duì)電學(xué)的復(fù)習(xí)要從學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的小電器起步,從典型例題入手進(jìn)行歸納總結(jié)。
例1:如圖-1是一個(gè)玩具汽車上的控制電路。小明對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和研究發(fā)現(xiàn):電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為1Ω,保護(hù)電阻R為4Ω。當(dāng)閉合S后,兩電壓表的示數(shù)分別為6V和2V,則電路中的電流為?搖 ?搖?搖?搖A,電動(dòng)機(jī)的功率為?搖?搖 ?搖?搖W。(這是陜西師范大學(xué)出版社出版,經(jīng)陜西省中小學(xué)教材審定委員會(huì)2008年審定通過(guò)的《物理課堂練習(xí)冊(cè)》中的一道題)
學(xué)生通常按下列方法計(jì)算電路中的電流:
R中的電流:I=U/R=2V/4Ω=0.5A,
電動(dòng)機(jī)中的電流:I=U/R=4V/1Ω=4A,
由此得第一空電路中的電流就有兩個(gè)值0.5A和4A。
于是第二空的對(duì)應(yīng)值為:P=UI=4V×0.5A=2W與P=UI=4V×4A=16W。這就存在兩個(gè)問(wèn)題:
1.根據(jù)歐姆定律計(jì)算出兩個(gè)串聯(lián)元件中的電流不相等,與串聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)相矛盾。
2.由串聯(lián)分壓原理得:U:U=R∶R=1∶4,得:
①當(dāng)U=2V時(shí),U=8V,得到U+U=2V+8V=10V≠U源;
②當(dāng)UM′=4V時(shí),U′=1V。U′+U=1V+4V=5V≠U,這與串聯(lián)電路中的電壓關(guān)系相矛盾。
對(duì)此,應(yīng)找出題中所涉及的知識(shí)點(diǎn),分析這些知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系,那上面的矛盾就迎刃而解了。
首先,應(yīng)對(duì)歐姆定律有深入的理解。
例2:如圖2所示電路(R≠R≠R)。引導(dǎo)學(xué)生分析如下:
1.對(duì)電路狀態(tài)的分析。
(1)當(dāng)S、S、S都閉合時(shí),R與R并聯(lián),并聯(lián)后作為一個(gè)整體再與R串聯(lián)。A測(cè)R中的電流,V測(cè)R或R兩端電壓。
(2)當(dāng)S、S閉合S斷開(kāi)時(shí),則由圖-2演變?yōu)閳D-2(a)到(b)。
R與R串聯(lián),R處于斷開(kāi)狀態(tài),A測(cè)整個(gè)電路中的電流。
(3)當(dāng)S、S閉合S斷開(kāi)時(shí),則由圖2演變?yōu)閳D-2(c)到(d)。
R與R串聯(lián),R處于斷開(kāi)狀態(tài),V測(cè)R兩端電壓。
2.歐姆定律中涉及I、U、R三個(gè)量間的關(guān)系。
(1)歐姆定律中的I、U、R三個(gè)量是針對(duì)同一個(gè)用電器或者同一部分電路而言的,即必須滿足“同一性”。
當(dāng)圖-2中的S、S、S都閉合時(shí),A測(cè)R中的電流為I,V測(cè)R兩端電壓為U。此時(shí)能否用U與I的比值來(lái)計(jì)算R或R阻值呢?(即R=U/I)。
如果R=R時(shí),由于R與R并聯(lián),所以R兩端電壓U等于R兩端電壓U,即U=U=U。根據(jù)R=U/I得R=U/I,R=U/I。這樣計(jì)算出的R2的值雖然是正確的,但屬于不正確的方法得出了正確的結(jié)果,實(shí)屬偶然巧合。
若R≠R時(shí),那么R=U/I,若再按R=U/I來(lái)計(jì)算R的電阻值就沒(méi)有上述的巧合了。因?yàn)殡妷合嗟仁遣⒙?lián)電路電壓的特點(diǎn),R、R中的電流是不相等的。上述中錯(cuò)誤地認(rèn)為R、R中電流相等。這里的電壓是R兩端電壓,而電流是R中的電流,電壓與電流是兩個(gè)不同電阻(或用電器,或電路)的對(duì)應(yīng)量,也就違背了“同一性”。
這就告訴我們,在應(yīng)用歐姆定律解題時(shí),一定要遵循“同一性”原則,切忌“張冠李戴”,電學(xué)中的所有公式都不能違背“同一性”原則。如:W=UIt、Q=IRt、P=UI等。
(2)歐姆定律中的I、U、R三個(gè)量必須是同一狀態(tài)、同一時(shí)刻存在的三個(gè)物理量,即必須滿足“同時(shí)性”。
在圖-2中,當(dāng)S、S閉合時(shí),R中的電流大小與S、S閉合時(shí)R中的電流大小是否相等?
在圖-2中,當(dāng)S、S閉合S斷開(kāi)時(shí),不難看出,R與R串聯(lián):I=I=I則I=U源/(R+R);當(dāng)S、S閉合S斷開(kāi)時(shí),R與R串聯(lián):I=I=I,則I=U/(R+R)。因?yàn)镽+R≠R+R所以U源/(R+R)≠U源/(R+R),即兩次電流不相等。S、S閉合時(shí),R中的電流大小與S、S閉合時(shí)R中的電流大小不相等,這是因?yàn)镾、S閉合時(shí)與S、S閉合時(shí)電路狀態(tài)不同,R是在不同的狀態(tài)下工作,不是同一時(shí)間內(nèi)電流的大小,電流不相等。
在利用公式計(jì)算的過(guò)程中,不能用第一狀態(tài)下的量值與第二狀態(tài)下的量值代入關(guān)系式計(jì)算。如:要計(jì)算R的電阻值,就不能用第一狀態(tài)下R兩端的電壓值與第二狀態(tài)下R中的電流的比值來(lái)計(jì)算R的電阻值。在計(jì)算電流、電壓時(shí),也不能這樣處理。
因此在利用公式計(jì)算時(shí),帶值入式的物理量必須是同一狀態(tài)下的物理量,必須滿足“同時(shí)性”。
(3)歐姆定律中的I、U、R三個(gè)量的單位必須同一到國(guó)際單位制,即I―A、U―V、R―Ω。即應(yīng)滿足“統(tǒng)一性”。
除各物理量的主單位外,還應(yīng)記住常用單位及其單位換算關(guān)系,將常用單位換算為國(guó)際單位制單位,在利用其它電學(xué)公式計(jì)算時(shí)也要統(tǒng)一單位。
如:電功的公式W=UIt中,各物理量的對(duì)應(yīng)單位:U-V、I-A、t-S;這樣W的單位才是J。電熱的公式Q=IRt中:I―A、R―Ω、t―S;這樣Q的單位才是J。電功率的公式P=UI中:U-V、I-A,這樣P的單位才是W。
我們要確定歐姆定律的適用條件。
1.歐姆定律只對(duì)一段不含電源的導(dǎo)體成立,即只適用于純電阻電路。因此,歐姆定律又稱為一段不含源電路的歐姆定律。
例1中涉及到電磁轉(zhuǎn)換的知識(shí),電動(dòng)機(jī)工作時(shí)實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)發(fā)電機(jī)。電動(dòng)機(jī)工作時(shí),其閉合線圈切割磁感線會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,所產(chǎn)生的感應(yīng)電流對(duì)流過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈中的電流有一定影響。
實(shí)際上圖1相當(dāng)于一個(gè)“RL”串聯(lián)電路,總電壓的有效值不等于各分電壓有效值的代數(shù)和,即U≠U+U。但得到的電流有效值的關(guān)系I=U/Z與直流(或部分)電路的歐姆定律相似,各元件上的分電壓與該元件的阻抗(Z)成正比。
雖然電動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的阻抗目前初中階段無(wú)法計(jì)算出來(lái),但無(wú)論電動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的阻抗為多少,電路中的電流都等于電阻R中的電流,即I=U/R=2V/4Ω=0.5A。電動(dòng)機(jī)兩端的實(shí)加電壓等于總電壓(電源電壓)減去電阻R兩端的電壓,即U=U-U=6V-2V=4V。則電動(dòng)機(jī)的功率為:P=UI=4V×0.5A=2W。
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上述分析說(shuō)明,電阻R所在的這部分電路與電動(dòng)機(jī)所在的這部分電路有著本質(zhì)的不同。從能量轉(zhuǎn)化的角度看:電阻R所在的這部分電路是將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能;而電動(dòng)機(jī)所在的這部分電路電能只有少部分轉(zhuǎn)化為熱能,大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。前者屬于純電阻電路,后者屬于非純電阻電路。
歐姆定律只適用于純電阻電路,即用電器工作的時(shí)候電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路。例如電熨斗、電暖氣、電熱毯、電飯鍋、熱得快等。而電動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇,等等,除了發(fā)熱外,還對(duì)外做功,所以這些是非純電阻電路,歐姆定律不再適用。由歐姆定律導(dǎo)出的公式也只適用于純電阻電路(如:W=IRt W=U/Rt Q=UIt Q=U/Rt P=IR P=U/R等。)
2.歐姆定律適用于金屬導(dǎo)體和通常狀態(tài)下的電解質(zhì)溶液;但是對(duì)于氣態(tài)導(dǎo)體(如日光燈管中的汞蒸氣)和其它一些導(dǎo)電元器件,歐姆定律不成立。歐姆定律對(duì)某一導(dǎo)體是否適用,關(guān)鍵是看該導(dǎo)體的電阻是否為常數(shù)。當(dāng)導(dǎo)體的電阻是不隨電壓、電流變化的常數(shù)時(shí),其電阻叫線性電阻或歐姆電阻,歐姆定律對(duì)它成立;當(dāng)導(dǎo)體的電阻隨電壓、電流變化時(shí),其電阻叫非線性電阻,如:電子管、晶體管、熱敏電阻等,歐姆定律對(duì)它不成立。
3.歐姆定律只有在等溫條件下,即導(dǎo)體溫度保持恒定時(shí)才能成立。當(dāng)導(dǎo)體溫度變化時(shí),歐姆定律對(duì)該導(dǎo)體不成立,因?yàn)殡娮枋菧囟鹊暮瘮?shù)。
在講解歐姆定律的應(yīng)用時(shí),常舉白熾燈的例子,實(shí)際上白熾燈的鎢絲在溫度變化很大時(shí)電阻具有非線性,隨著電流的增大,鎢絲的溫度升高很多,其電阻也隨著變化。對(duì)非線性電阻,歐姆定律不成立,但是作為電阻定義的關(guān)系式R=U/I仍然成立,只不過(guò)對(duì)非線性電阻,R不再是常量。
綜上所述,例1中第一空電路中的電流有兩個(gè)值0.5A和4A,一個(gè)是在純電阻電路(電阻R)中用歐姆定律算出的電流0.5A。另一個(gè)是用歐姆定律計(jì)算在非純電阻電路(含電動(dòng)機(jī)的電路)中的電流為4A,顯然不對(duì)。
通過(guò)對(duì)例1的全面、透徹的分析,我們對(duì)電學(xué)知識(shí)得到了進(jìn)一步升華:(1)判斷電路的連接方式;(2)判斷電表的作用;(3)利用歐姆定律解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)必須注意“三性”;(4)復(fù)習(xí)了電功率、焦耳定律等相關(guān)電學(xué)公式;(5)歐姆定律的適用范圍。
學(xué)生能夠領(lǐng)悟到,復(fù)習(xí)不是為了解題,而是要掌握知識(shí)的前后聯(lián)系,優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu);仔細(xì)觀察,認(rèn)真分析;發(fā)散思維,以點(diǎn)帶面;舉一反三,融會(huì)貫通。這樣,從而體現(xiàn)出知識(shí)與技能、過(guò)程與方法,以及情感態(tài)度和價(jià)值觀的培養(yǎng)。
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說(shuō)課是把執(zhí)教者的教學(xué)設(shè)想,教學(xué)思想及其理論依據(jù)說(shuō)出來(lái),供同行商榷和交流。今天“說(shuō)課”的內(nèi)容是“歐姆定律”一節(jié)。下面介紹說(shuō)這節(jié)課的過(guò)程。
一、教材分析
“歐姆定律”一課,學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)過(guò),高中選修教材安排這節(jié)課的目的,主要是讓學(xué)生通過(guò)課堂演示實(shí)驗(yàn)再次增加感性認(rèn)識(shí);體會(huì)物理學(xué)的基礎(chǔ)研究方法(即通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探索物理規(guī)律);學(xué)習(xí)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的兩種常用方法——列表對(duì)比法和圖像法;再次領(lǐng)會(huì)定義物理量的一種常用方法——比值法。這就決定了本節(jié)課的教學(xué)目的和教學(xué)要求。這節(jié)課不全是為了讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論及定律的內(nèi)容,重點(diǎn)在于要讓學(xué)生知道結(jié)論是如何得出的;在得出結(jié)論時(shí)用了什么樣的科學(xué)方法和手段;在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是如何控制實(shí)驗(yàn)條件和物理變量的,從而讓學(xué)生沿著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理定律的歷史足跡體會(huì)科學(xué)家的思維方法。
本節(jié)課在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到復(fù)習(xí)初中知識(shí)的作用,另一方面為學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律奠定基礎(chǔ)。本節(jié)課分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法,也將在后續(xù)課程中多次應(yīng)用。因此也可以說(shuō),本節(jié)課是后續(xù)課程的知識(shí)準(zhǔn)備階段。
通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),要讓學(xué)生記住歐姆定律的內(nèi)容及適用范圍;理解電阻的概念及定義方法;學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法;掌握歐姆定律并靈活運(yùn)用。本節(jié)課的重點(diǎn)是成功進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,這是本節(jié)課的核心,是本節(jié)課成敗的關(guān)鍵,是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)。
本節(jié)課的難點(diǎn)是電阻的定義及其物理意義。盡管用比值法定義物理量在高一物理和高二電場(chǎng)一章中已經(jīng)接觸過(guò),但學(xué)生由于缺乏較多的感性認(rèn)識(shí),對(duì)此還是比較生疏。從教學(xué)上的恒定比值到理解其物理意義并進(jìn)而認(rèn)識(shí)其代表一個(gè)新的物理量,還是存在著不小的思維臺(tái)階和思維難度。對(duì)于電阻的定義式和歐姆定律表達(dá)式,從教學(xué)角度看只不過(guò)略有變形,但它們卻具有完全不同的物理意義。
二、關(guān)于教法和學(xué)法
根據(jù)本節(jié)課有演示實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn),本節(jié)課采用以演示實(shí)驗(yàn)為主的啟發(fā)式教學(xué)法。教師邊演示、邊提問(wèn),讓學(xué)生邊觀察、邊思考,最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)。在教材難點(diǎn)處適當(dāng)放慢節(jié)奏,給學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行思考和討論,教師可給予恰當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥,必要時(shí)可進(jìn)行課堂提問(wèn),讓學(xué)生充分發(fā)表意見(jiàn)。這樣既有利于化解難點(diǎn),又有利于發(fā)揮學(xué)生的主體作用,使課堂氣氛更加活躍。
通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),要使學(xué)生領(lǐng)會(huì)物理學(xué)的研究方法,領(lǐng)會(huì)怎樣提出研究課題,怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),怎樣合理選用實(shí)驗(yàn)器材,怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,怎樣對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及通過(guò)分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論和總結(jié)出物理規(guī)律。同時(shí)要讓學(xué)生知道,物理規(guī)律必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),從而養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的思維習(xí)慣。
三、對(duì)教學(xué)過(guò)程的構(gòu)想
為了達(dá)成上述教學(xué)目標(biāo),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺(jué)性,對(duì)一些主要教學(xué)環(huán)節(jié),有以下構(gòu)想:
1. 在引入新課提出課題前,啟發(fā)學(xué)生思考:物理學(xué)的基本研究方法是什么?這樣既對(duì)學(xué)生進(jìn)行了方法論教育,也為過(guò)渡到演示實(shí)驗(yàn)起承上啟下作用。
2. 對(duì)演示實(shí)驗(yàn)所需器材及電路的設(shè)計(jì)可先啟發(fā)學(xué)生思考回答,這樣使學(xué)生既鞏固實(shí)驗(yàn)知識(shí),又調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與。
3. 在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)可請(qǐng)兩位學(xué)生上臺(tái)協(xié)助,同時(shí)讓其余學(xué)生注意觀察,也可調(diào)動(dòng)全體學(xué)生都來(lái)參與,積極進(jìn)行觀察和思考。
4. 用列表對(duì)比法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后,提出問(wèn)題讓學(xué)生思考回答:為了更直觀地顯示物理規(guī)律,還可以用什么方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?目的是更加突出方法教育,使學(xué)生對(duì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種最常用的基本方法有更深刻的認(rèn)識(shí)。到此應(yīng)該達(dá)到本節(jié)課的第一次,通過(guò)提問(wèn)和畫(huà)圖像使學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒轉(zhuǎn)向高漲。
5. 在得出電阻概念時(shí),要引導(dǎo)學(xué)生從分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)入手來(lái)理解電壓與電流比值的物理意義。此時(shí)不要急于告訴學(xué)生結(jié)論,而應(yīng)給予充分的時(shí)間,啟發(fā)學(xué)生積極思考,并給予適當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥。此處節(jié)奏應(yīng)放慢,可提請(qǐng)學(xué)生展開(kāi)討論,讓學(xué)生的主體作用得到充分發(fā)揮,使課堂氣氛掀起第二次,也使學(xué)生對(duì)電阻的概念是如何建立的有深刻印象。
6. 在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步總結(jié)歐姆定律,這實(shí)際是認(rèn)識(shí)上的又一次升華。要注意闡述實(shí)驗(yàn)結(jié)論的普遍性,在此基礎(chǔ)上可讓學(xué)生先行總結(jié),以鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力。
7. 為檢驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成,可自編若干概念題進(jìn)行反饋練習(xí),達(dá)到鞏固之目的。然后結(jié)合教材練習(xí)題,熟悉歐姆定律的應(yīng)用,時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),以免沖淡主題。
四、授課過(guò)程中注意事項(xiàng)
1.注意在實(shí)驗(yàn)演示前對(duì)儀表的量程、分度和讀數(shù)規(guī)則進(jìn)行介紹。
2.注意正確規(guī)范地進(jìn)行演示操作。
3.注意湊示實(shí)驗(yàn)的可視度。
4. 定義電阻及總結(jié)歐姆定律時(shí),要注意層次清楚,避免節(jié)奏混亂。
5.所編反饋練習(xí)題應(yīng)重點(diǎn)放在概念辨析和方法訓(xùn)練上,不能把套公式計(jì)算作為重點(diǎn)。
關(guān)鍵詞: 新課標(biāo) 《歐姆定律》 探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)
《初中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)探究納入了物理教學(xué)的內(nèi)容,旨在將學(xué)生學(xué)習(xí)的重心從過(guò)去的過(guò)于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過(guò)程轉(zhuǎn)化。
所謂“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式”,是指學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,運(yùn)用已有的知識(shí)和技能,充當(dāng)新知識(shí)的探索者和發(fā)現(xiàn)者的角色的學(xué)習(xí)模式。
筆者多年從事初三物理教學(xué),結(jié)合新課改要求,在《歐姆定律》探究教學(xué)中進(jìn)行了嘗試,現(xiàn)談?wù)勛约旱膶?shí)踐和體會(huì)。
一、在探究過(guò)程中,著重應(yīng)用控制變量法
控制變量法是指決定某一物理量的因素有很多。為了弄清這個(gè)量與這些因素之間的關(guān)系,往往先控制住其他幾個(gè)因素不變,集中研究其中一個(gè)因素變化所產(chǎn)生的影響,然后通過(guò)比較歸納出與這些量之間的關(guān)系。
歐姆定律揭示了電流、電壓、電阻三個(gè)物理量之間的關(guān)系,由于電流大小與電壓、電阻都有關(guān)系,因此探究步驟中的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡量引導(dǎo)學(xué)生分為兩步設(shè)計(jì)。
1.保持電阻不變,研究電流跟電壓的關(guān)系。
要讓學(xué)生明確“研究電流跟電壓的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持電阻不變”,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路時(shí)應(yīng)考慮:①怎樣測(cè)量定值電阻兩端的電壓U和定值電阻中的電流I呢?②怎樣保持導(dǎo)體的電阻R不變呢?③通過(guò)什么方法改變定值電阻兩端的電壓U呢?
設(shè)計(jì)并連接電路利用滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端的電壓,使它成整數(shù)倍地增加,并記錄所對(duì)應(yīng)的電流值,
2.保持電壓不變,研究電流跟電阻的關(guān)系。
要讓學(xué)生明確“研究電流跟電阻的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持電壓不變”,實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)考慮:①怎樣改變導(dǎo)體電阻R的大?。竣谠鯓颖3謱?dǎo)體兩端的電壓U不變呢?讓學(xué)生討論交流,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到:當(dāng)定值電阻的大小發(fā)生變化時(shí),可通過(guò)滑動(dòng)變阻器控制其兩端的電壓U保持不變。
更換定值電阻,利用滑動(dòng)變阻器保持定值電阻兩端的電壓不變,記錄對(duì)應(yīng)的電流值,在具體的探究教學(xué)中可能會(huì)遇到這樣的問(wèn)題:在電阻R阻值改變時(shí),電阻R兩端的電壓也發(fā)生變化,如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電阻R兩端的電壓恢復(fù)到原來(lái)的電壓值。這也是把控制變量法從理論升華到實(shí)際的一個(gè)方面。
二、在探究過(guò)程中,讓學(xué)生親身體驗(yàn),增強(qiáng)課堂教學(xué)效果
學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體,教師對(duì)思維活動(dòng)過(guò)程的展開(kāi),不能代替學(xué)生自己的思維活動(dòng)。因此,在設(shè)計(jì)本節(jié)探究活動(dòng)時(shí)筆者以學(xué)生為中心,進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。激發(fā)學(xué)生的求知欲和參與意識(shí),使不同層次學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、個(gè)性品質(zhì)在參與中都得到發(fā)展。設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)程序如下:
(1)提出問(wèn)題:電流與電壓,電流與電阻的關(guān)系?
(2)作出假設(shè):①不成比例。②成正比。③成反比。
(3)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①設(shè)計(jì)電路圖。②設(shè)計(jì)步驟。③進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(4)分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。
這樣做有以下好處:第一,可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。對(duì)于初中學(xué)生來(lái)說(shuō),他們已不再局限于看老師演示實(shí)驗(yàn),都喜歡自己動(dòng)手操作,通過(guò)自己的實(shí)踐解決問(wèn)題。第二,可以清楚地發(fā)現(xiàn)并指出學(xué)生的操作中的錯(cuò)誤,物理實(shí)驗(yàn)中一些儀器的使用,要求學(xué)生掌握,培養(yǎng)學(xué)生正確而良好的操作技能。但是,在實(shí)踐過(guò)程中,筆者認(rèn)為學(xué)生的練習(xí)機(jī)會(huì)實(shí)在太少,有些儀器的使用方法盡管學(xué)生課上聽(tīng)懂了,但真正操作起來(lái)并不如想象的那樣簡(jiǎn)單順手。就像本節(jié)中的電流表、電壓表的使用,學(xué)生往往會(huì)把電表的串并連搞錯(cuò),把正負(fù)接線柱接錯(cuò)等,滑動(dòng)變阻器的使用也不夠到位。第三,可以鞏固學(xué)生對(duì)相應(yīng)知識(shí)的掌握情況。對(duì)于人的記憶方式來(lái)說(shuō),自己動(dòng)手操作過(guò)的情景記憶起來(lái)要比單純的聆聽(tīng)接受記憶要牢固得多。
三、在探究過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生反思應(yīng)用遷移
這一方法要求把已知遷移到未知、把此一類知識(shí)遷移到另一類知識(shí)中,使學(xué)生受到相互滲透、影響和轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)的教育。例如,啟發(fā)學(xué)生把已有的知識(shí)遷移到歐姆定律的探究中,把歐姆定律的知識(shí)遷移到其他知識(shí)的學(xué)習(xí)中。這樣就使學(xué)生不僅提高了知識(shí)學(xué)習(xí)的效率,而且逐漸樹(shù)立普遍聯(lián)系、轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)。
例如:在總結(jié)歐姆定律的公式(I=U/R)時(shí),可以壓強(qiáng)的公式為母本,壓強(qiáng)的公式是P=F/S,它的理解可以是:當(dāng)受力面積一定時(shí),壓強(qiáng)與壓力成正比;當(dāng)壓力一定時(shí),壓強(qiáng)與受力面積成反比。而歐姆定律是:通過(guò)導(dǎo)體的電流,與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比。兩者是可以相互遷移的,所以很順利地得出歐姆定律的公式I=U/R。這對(duì)于知識(shí)和思維不是很完善的初中學(xué)生來(lái)說(shuō),可以很容易地掌握知識(shí),得出結(jié)論。
當(dāng)然在歐姆定律的探究教學(xué)中還有很多地方可以運(yùn)用知識(shí)遷移,例如:在運(yùn)用探究的基本過(guò)程解決電流、電壓、電阻三者關(guān)系時(shí),可以反思以往用探究的方法解決過(guò)的問(wèn)題,如液體壓強(qiáng)、深度、液體密度三者的關(guān)系,用以往的經(jīng)驗(yàn)為本次探究的順利完成做鋪墊。
四、在探究過(guò)程中,利用教材對(duì)學(xué)生進(jìn)行德育教育
德育是五育之首,新課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注人的發(fā)展,把德育放在十分重要的地位。作為基礎(chǔ)學(xué)科的物理理所當(dāng)然承擔(dān)著重要的德育任務(wù)。
在《歐姆定律》探究教學(xué)中,筆者首先做了大量的準(zhǔn)備工作,這樣學(xué)生不僅學(xué)得很愉快,而且在心里會(huì)產(chǎn)生一種對(duì)教師的敬佩之情,并從老師身上體會(huì)到一種責(zé)任感,這對(duì)以后的學(xué)習(xí)工作都有巨大的幫助作用。其次,在教學(xué)過(guò)程中,利用分組實(shí)驗(yàn)的合作性學(xué)習(xí)潛移默化地對(duì)學(xué)生進(jìn)行德育教育,培養(yǎng)他們團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。最后,利用歐姆的事跡和成果激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,樹(shù)立崇高理想,榜樣的力量是無(wú)窮的,它對(duì)學(xué)生具有強(qiáng)大的感染力和說(shuō)服力。
教育部頒布的《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》首先提出科學(xué)探究,其次才是科學(xué)內(nèi)容,它把科學(xué)探究作為很重要很有價(jià)值的學(xué)習(xí)方法和教學(xué)方法提出來(lái),說(shuō)明越來(lái)越多的教育者注意到探究教學(xué)在教改中的重要地位?!稓W姆定律》一課的探究教學(xué)不僅要求教師有較高自身的修養(yǎng)素質(zhì),還要做好在探究教學(xué)中與學(xué)生一起雙向地、互動(dòng)地建構(gòu)學(xué)科知識(shí)、促進(jìn)能力發(fā)展。因此,在初中物理新課標(biāo)下如何更好地開(kāi)展探究教學(xué),值得我們探討。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:導(dǎo)學(xué)案;環(huán)節(jié);教學(xué)
【課前預(yù)習(xí)】
此部分由兩個(gè)環(huán)節(jié)組成。
第一個(gè)環(huán)節(jié):預(yù)設(shè)讓學(xué)生在課前完成,即學(xué)生在不需教師指導(dǎo)和同學(xué)互助的前提下借助課本獨(dú)立完成,以達(dá)到大體了解本節(jié)知識(shí)的目的。所以,設(shè)置的問(wèn)題必須全部來(lái)自課本,但不是照抄照搬,而是對(duì)課本重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行提煉,空格不宜過(guò)長(zhǎng),一般以填入2~4個(gè)關(guān)鍵字為主。問(wèn)題設(shè)置不宜有難度,只要學(xué)生認(rèn)真讀完課本就可以知道答案,換言之,學(xué)生可以在課本上按照上下文的意思找到答案。如:“歐姆定律”可設(shè)計(jì):歐姆定律內(nèi)容是導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成____,跟導(dǎo)體的電阻成____;公式I=________。
第二個(gè)環(huán)節(jié):需設(shè)置1~2個(gè)涉及關(guān)鍵性知識(shí)的思考題(可適當(dāng)穿插在基礎(chǔ)知識(shí)之間),思考題要具有普遍的代表性和趣味性,最好是與生活或社會(huì)熱點(diǎn)有關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。如:在“歐姆定律”一節(jié)設(shè)計(jì):公式R=U/I與I=U/R的物理意義相同嗎?
【分組討論】
此即課堂學(xué)習(xí)的第二階段。在第一階段的基礎(chǔ)上設(shè)置基礎(chǔ)問(wèn)題,目的是使學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中增長(zhǎng)知識(shí)和技能。本部分內(nèi)容學(xué)生獨(dú)立完成有一定的難度,最好通過(guò)小組討論的方式解決,所設(shè)置的問(wèn)題應(yīng)該有一定的難度和深度。緊扣本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn),針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中可能產(chǎn)生的問(wèn)題并作為下一階段的知識(shí)儲(chǔ)備而設(shè)問(wèn)。如:“歐姆定律”的問(wèn)題設(shè)計(jì):在探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系時(shí),若將導(dǎo)體換成晶體二極管,此時(shí)導(dǎo)體中的電流還與導(dǎo)體兩端的電壓成正比嗎?
【課堂導(dǎo)學(xué)】
此即課堂學(xué)習(xí)的第三階段。學(xué)生在前兩個(gè)階段的基礎(chǔ)上,已經(jīng)基本了解了本節(jié)內(nèi)容,但還需要進(jìn)一步鞏固和提升。本階段主要以例題講解為主,所選例題要求具有代表性,一般以2~4道為宜,這些例題基本覆蓋本節(jié)重、難點(diǎn)內(nèi)容。如:“在“電勢(shì)差”教學(xué)中設(shè)計(jì)3道題:①電勢(shì)差的說(shuō)法正誤判斷;②點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)問(wèn)題;③電勢(shì)的高低判斷。
解析側(cè)重基本方法,不要求新奇的解法,以鞏固本節(jié)知識(shí)為主要目的。通過(guò)對(duì)例題的學(xué)習(xí),明確告訴學(xué)生的是什么,解題最重要的方法一定要詳細(xì)總結(jié)出來(lái)。
【課堂展示】
緊跟每道重點(diǎn)探究例題后,根據(jù)本節(jié)重難點(diǎn)設(shè)置習(xí)題,要求學(xué)生在學(xué)會(huì)例題解法的基礎(chǔ)上就能完成。難度保持和例題相當(dāng),與課堂導(dǎo)學(xué)內(nèi)容相近。這里就不再舉例說(shuō)明了。
【課后拓展】
針對(duì)本節(jié)內(nèi)容,拓展一些常見(jiàn)的考查方式、預(yù)測(cè)可能會(huì)出現(xiàn)的考查方式??梢砸愿呖碱}為例但內(nèi)容不能超前,沒(méi)有合適的高考題,可以原創(chuàng)或改編一些較新的題目,拒絕現(xiàn)成題和舊題。試題選擇題型4道,填空或探究題型2道。如:“歐姆定律”設(shè)計(jì)為:①歐姆定律適用性;②圖像中最大電阻的判斷;③同一導(dǎo)體中的電流、電壓比例關(guān)系;④不同導(dǎo)體中的電流、電壓比例關(guān)系;⑤計(jì)算溫度對(duì)用電器電壓的影響;⑥計(jì)算金屬導(dǎo)體的電流和電阻。
本節(jié)課在這些方面能較好地體現(xiàn)我的教學(xué)理念:
一、實(shí)驗(yàn)教學(xué),激發(fā)興趣
物理學(xué)家愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò):“興趣是最好的老師?!迸d趣是學(xué)生學(xué)好物理知識(shí)的內(nèi)在的、直接的動(dòng)力。對(duì)初中學(xué)生來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)具有特別強(qiáng)烈的吸引力。很少有學(xué)生在教師做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候精神不集中。實(shí)驗(yàn)調(diào)動(dòng)學(xué)生各個(gè)感官的作用,并且使思維處于最積極的狀態(tài)。本節(jié)《運(yùn)用歐姆定律測(cè)量電阻》給了學(xué)生一個(gè)動(dòng)手動(dòng)腦、直接體驗(yàn)的機(jī)會(huì),所有學(xué)生都為能進(jìn)實(shí)驗(yàn)室親自操作而興奮不已。
二、注重細(xì)節(jié),打好基礎(chǔ)
俗話說(shuō):“細(xì)節(jié)決定成敗?!薄哆\(yùn)用歐姆定律測(cè)量電阻》從實(shí)驗(yàn)原理到電路圖的設(shè)計(jì),從實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備到器材的連接,從連接過(guò)程中的開(kāi)關(guān)斷開(kāi),到電流表電壓表的量程的選擇,從實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì),到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,每一處細(xì)節(jié)都要留意,精心操作,才能出色地完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。大多數(shù)學(xué)生能夠細(xì)心操作,這為物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)打好扎實(shí)的基礎(chǔ),比課堂上紙上談兵“做實(shí)驗(yàn)”效果好得多。
三、積極引導(dǎo),鼓勵(lì)創(chuàng)新
在按照教材上的設(shè)計(jì),完成“伏安法測(cè)電阻”這一“規(guī)定動(dòng)作”后,我沒(méi)有鳴金收兵,而是繼續(xù)發(fā)問(wèn)引導(dǎo):如果實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表壞了,而我們手頭上沒(méi)有其他安培表,那實(shí)驗(yàn)還能最終完成嗎?如果壞的是電壓表呢?我積極引導(dǎo),鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真思考,開(kāi)闊思路,勇于創(chuàng)新。終于,有一些學(xué)生陸陸續(xù)續(xù)地拿出了解決方案,其中有些方案頗有創(chuàng)意。
在收獲成果的同時(shí),我也清楚地看到了存在的問(wèn)題:
1.準(zhǔn)備不足,適得其反
學(xué)生聽(tīng)說(shuō)要去實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn),都很興奮。盡管我課前布置了預(yù)習(xí)作業(yè),但是仍然有少部分學(xué)生準(zhǔn)備不足,到實(shí)驗(yàn)室里不熟悉操作流程,手忙腳亂。好不容易電路連接完成,一試就出故障,此時(shí)更是急得滿頭大汗,平時(shí)所學(xué)的簡(jiǎn)單電路故障排除方法也用不起來(lái)了……由此可見(jiàn),同樣是實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生有備而來(lái),則能激發(fā)興趣;如果準(zhǔn)備不足,操作失誤或遲遲得不出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,還能激發(fā)興趣嗎?不但不能,甚至導(dǎo)致部分學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生恐懼感。
2.思路保守,創(chuàng)新不夠
完成教材里“伏安法測(cè)電阻”這一“規(guī)定動(dòng)作”后,我引導(dǎo)學(xué)生拓展思路,思考如何只用電流表或只用電壓表來(lái)測(cè)出未知電阻的大小。部分學(xué)生思路保守,認(rèn)為只有測(cè)出未知電阻兩端的電壓和通過(guò)電阻的電流才能根據(jù)歐姆定律的變形公式算出電阻的大小。而這兩個(gè)數(shù)據(jù),只能通過(guò)電壓表和電流表分別測(cè)出,缺一不可。由此可見(jiàn),我在以后的教學(xué)中要多引導(dǎo)學(xué)生拓展思路,否則學(xué)生缺乏創(chuàng)新意識(shí)。
3.沒(méi)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度
物理實(shí)驗(yàn)探究,需要?jiǎng)?wù)實(shí)求真,來(lái)不得半點(diǎn)虛假。在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中,個(gè)別學(xué)生感覺(jué)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不夠“理想”,就硬生生地編造了“理想化”的數(shù)據(jù),這樣處理過(guò)的結(jié)果“完美”了。我對(duì)這樣的學(xué)生進(jìn)行了嚴(yán)肅的批評(píng)教育,并要求其重做實(shí)驗(yàn),重新測(cè)量。第二節(jié)物理課上,我又鄭重其事告誡所有學(xué)生,應(yīng)該向居里夫人等物理學(xué)家學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
例1.某同學(xué)在探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”時(shí),根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫(huà)出了如圖所示的一個(gè)圖像.下列結(jié)論與圖像相符的是()
A.電阻一定時(shí),電流隨著電壓的增大而增大
B.電阻一定時(shí),電壓隨著電流的增大而增大
C.電壓一定時(shí),電流隨著電阻的增大而減小
D.電壓一定時(shí),電阻隨著電流的增大而減小
分析:(1)圖像的橫坐標(biāo)表示電阻,縱坐標(biāo)表示電流,因此得到的是電流和電壓的關(guān)系;(2)圖像是個(gè)反比例函數(shù)圖像,因此說(shuō)明電流與電阻成反比,即電流隨電阻的增大而減小;(3)在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí),應(yīng)控制電壓不變.
綜上,由圖像可得出的結(jié)論是:電壓一定時(shí),電流隨電阻的增大而減小.
答案:C
例2.在如圖所示的電路中,電阻R1的阻值為10歐.閉合電鍵S,電流表Al的示數(shù)為0.3安,電流表A的示數(shù)為0.5安,試求:
(1)通過(guò)電阻R2的電流是多少?
(2)電阻R2的阻值是多少?
分析:(1)分析電路圖可知,兩電阻并聯(lián),電流表A1測(cè)流過(guò)R1的電流,電流表A2測(cè)總電流.則由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可求得流過(guò)R2的電流.
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A.
(2)對(duì)于R1,由歐姆定律可求得電路兩端的電壓.對(duì)于R2,由歐姆定律可求得R2的阻值.由歐姆定律得:U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V,因兩電阻并聯(lián),故U2=U1,則R2=U2/I2=3V/0.2A=15Ω.
答案:(1)通過(guò)R2的電流是0.2A;
(2)電阻R2的阻值為15Ω.
例3.如圖所示為伏安法測(cè)量小燈泡電阻的電路圖.
(1)在電路圖甲中的“”內(nèi)填上電表符號(hào);
(2)閉合開(kāi)關(guān)S,電流表示數(shù)如圖乙所示.向A端移動(dòng)滑片P,小燈泡的亮度會(huì)變_____;
分析:(1)根據(jù)電壓表與燈泡并聯(lián),電流表與燈泡串聯(lián)的連接方式,可以判斷空圈內(nèi)填什么電表.
(2)滑動(dòng)變阻器接左半段,滑片向A端移動(dòng),左半段變短,電阻變小,總電阻變小,電路電流變大,燈泡變亮.
答案:(1)
(2)亮
【小試牛刀】
在探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”的過(guò)程中,兩小組同學(xué)提出了以下猜想:
小組1猜想:電流可能跟電壓成正比;小組2猜想:電流可能跟電阻成反比.
( 1)小組1的做法是:按圖1所示連接電路,此時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)處于_____狀態(tài)(填“斷開(kāi)”或“閉合”).保持定值電阻R=10Ω不變,閉合開(kāi)關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′,得到多組數(shù)據(jù).在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出正確結(jié)論.
(2)小組2也連接了如圖1所示的電路圖.
正確的實(shí)驗(yàn)步驟為:
①將5Ω電阻接入電路,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表示數(shù)為1.5 V,記錄電流表示數(shù);
②將5Ω電阻換成10Ω電阻,閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于1.5 V,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向______(填“左”或“右”)移動(dòng),當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)變?yōu)開(kāi)________ V時(shí),記錄電流表示數(shù);
③將10Ω電阻換成15Ω電阻,閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn):當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到最右端時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)如圖2所示.出現(xiàn)上述情況的原因可能是()
A.滑動(dòng)變阻器最大阻值太大
B.滑動(dòng)變阻器最大阻值太小
C.滑動(dòng)變阻器斷路
D.定阻電阻短路