時間：2024-02-04 16:56:32
導語：在歐姆定律的概念的撰寫旅程中，學習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，愿這些內容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
關鍵詞：物理定律；教學方法；多種多樣
關鍵詞：是對物理規(guī)律的一種表達形式。通過大量的觀察、實驗歸納而成的結論。反映物理現象在一定條件下發(fā)生變化過程的必然關系。物理定律的教學應注意：首先要明確、掌握有關物理概念，再通過實驗歸納出結論，或在實驗的基礎上進行邏輯推理（如牛頓第一定律）。有些物理量的定義式與定律的表式相同，就必須加以區(qū)別（如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R＝U/I），且要弄清相關的物理定律之間的關系，還要明確定律的適用條件和范圍。
（1）牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實驗的教法，回顧“運動和力”的歷史。消除學生對力的作用效果的錯誤認識；培養(yǎng)學生科學研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學時應明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài)，不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的涵義，引入了慣性的概念，是研究整個力學的出發(fā)點，不能把它當作第二定律的特例；慣性質量不是狀態(tài)量，也不是過程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運動狀態(tài)和運動過程而改變。在應用牛頓第一定律解決實際問題時，應使學生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來的運動狀態(tài)，所以……”。教師還應該明確，牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當我們在一段較短的時間內研究力學問題時，常常可以把地球看成近似程度相當好的慣性系。
（2）牛頓第二定律在第一定律的基礎上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質量存在什么關系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結論推廣為一般的表達：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應請注意：公式F＝Kma中，比例系數K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時關系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系，以及與運動學、動量、功和能等知識的聯系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
（3）萬有引力定律教學時應注意：①要充分利用牛頓總結萬有引力定律的過程，卡文迪許測定萬有引力恒量的實驗，海王星、冥王星的發(fā)現等物理學史料，對學生進行科學方法的教育。②要強調萬有引力跟質點間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式，只適用于計算質點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發(fā)現了它的局限性。
（4）機械能守恒定律這個定律一般不用實驗總結出來，因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據功能原理，在外力和非保守內力都不作功或所作的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發(fā)生相互轉化，就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態(tài)量，用它來解決問題時，就可以不涉及狀態(tài)變化的復雜過程（過程量被消去），使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件（只有系統內部的重力和彈力做功）。這個定律不適用的問題，可以利用動能定理或功能原理解決。（5）動量守恒定律歷史上，牛頓第二定律是以F＝dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導出來，主張從實驗直接總結。但是實驗要用到氣墊導軌和閃光照相，就目前中學的實驗條件來說，多數難以做到。即使做得到，要在課堂里準確完成實驗并總結出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出，再安排一節(jié)“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規(guī)律，也不違反科學規(guī)律。中學階段有關動量的問題，相互作用的物體的所有動量都在一條直線上，所以可以用代數式替代矢量式。學生在解題時最容易發(fā)生符號的錯誤，應該使他們明確，在同一個式子中必須規(guī)定統一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態(tài)變化，表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以不過程物理量，使問題大大地簡化。若物體不發(fā)生相互作用，就沒有守恒問題。在解決實際問題時，如果質點系內部的相互作用力遠比它們所受的外力大，就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無論是宏觀系統或微觀粒子的相互作用，系統中有多少物體在相互作用，相互作用的形式如何，只要系統不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），動量守恒定律都是適用的。
一、 課堂教學知識量大，學生難以吸收
初中物理“閉合電路歐姆定律”這一節(jié)教學內容有過多次變動，實驗教材里的內容主要有兩點：一是閉合電路歐姆定律；二是路端電壓和負載的關系；此外還外加了路端電壓和電流的關系。因為知識點較多，課堂教學量很大，所以課堂上時間緊，學生思考和參與實踐都比較少，課堂上沒有充分發(fā)揮學生的主體作用。從課后反饋的情況來看，學生掌握的情況并不是太好。
因此，針對這種情況，在該課的教學中，教師可以將這一節(jié)課的內容分成兩節(jié)課來講。第一節(jié)課講閉合電路歐姆定律，在復習電動勢、內阻等概念和規(guī)律的基礎上，通過閉合電路歐姆定律的推導，引出閉合電路歐姆定律。然后對照比較簡單的電路圖，闡述能量轉化的關系以及定律的使用范圍等。緊接著通過例題的講解和課堂訓練，使學生對歐姆定律有個全面的認識。在引導學生理解電流和外電阻的關系時，教師演示實驗，讓學生有個直觀的感受，然后再加上理論分析，讓學生對物理知識的認知由感性到理性。第二節(jié)課講路端電壓和負載的關系，路端電壓和電流的關系，在上一節(jié)歐姆定律的基礎上，導出路端電壓和負載的關系U=E1+rR，仍然是先進行演示實驗，后進行理論分析，讓學生對路端電壓和負載的關系有一個從感性到理性的認識。最后講路端電壓和電流的關系U=E―IR，先觀察實驗，通過改變滑動變阻器的阻值，使電路中電流表和電壓表的示數同時發(fā)生變化，學生會觀察到電流變大時，路端電壓變小，反之電流變小，路端電壓變大，再利用公式進行分析，這樣可給學生留下比較深的印象。
二、演示實驗，可視性較差
在演示路端電壓和負載（或電流）的關系時，學生要觀察電流表、電壓表指針的偏轉情況，由于表盤小，顏色暗，放在桌面上又有些低，所以站在后面的同學看不清楚，影響了實驗效果。針對這種情況，教師可以做如下改進。
在實驗課堂上做演示實驗時，一方面教師可以把儀器放在一個升降臺上，把臺子升起來，使全班學生都能看清楚；另一方面對有些演示實驗，用投影儀把實驗情況投影到大屏幕上，便于學生觀察；此外，如果課堂人數較少，教師還可以將演示實驗改為6組學生實驗，真實性、可視性都會更好。這樣不僅能夠達到演示實驗的預期效果，也能提高學生的動手能力和學習興趣。
三、 學生活動少，主體作用沒有很好體現
在“閉合電路歐姆定律”教學中，一方面是教學內容安排得比較多，為了在規(guī)定的時間內完成任務，必須按照設定好的節(jié)奏進行，課堂上并沒有給學生留下較多思考和發(fā)散的時間；另一方面，教師思想保守，教學不夠大膽，認為學生物理基礎較差，害怕學生不發(fā)言，出現冷場情況，或者學生課堂發(fā)言不入主題而不好收場。針對這種情況，教師可以做如下改進。
對教學內容做了相應的調整以后，就可以給學生留有更多的思考時間和發(fā)表見解的機會，如果學生在課堂上不敢發(fā)言，教師可以鼓勵、引導學生融入課堂教學活動，學生說錯了正好可以糾正其錯誤，只要學生積極思考，積極參與，勇于發(fā)言，就要給予鼓勵，這是培養(yǎng)學生良好思維習慣的大好時機。因為，在課堂教學中，任何層次的學生都可以與他互動起來，就看教師怎樣引導，如何讓學生互動。當然，在實驗教學中，很多實驗具有安全性和特殊操作性，對于這類實驗教師要規(guī)范學生的實驗行為。加強學生動手實驗的目的就是為了充分發(fā)掘學生的好動性、探知性，讓學生從自己的角度去思考問題，讓學生在張揚個性的同時，拓展創(chuàng)新能力。
參考文獻
[1]雷光錦.《閉合電路歐姆定律》教學設計[J].昭通師范高等?？茖W校學報，2011，1（25）：111.
[2]謝建華.淺談“閉合電路歐姆定律”的教學[J].內蒙古民族大學學報，2011，3（15）：124-125.
關鍵詞： 課堂引入; 歐姆定律; 興趣; 物理學史;
良好的開端是成功的一半,引入作為一堂課的開始,是課堂教學環(huán)節(jié)中必不可少且至關重要的部分.這一環(huán)節(jié)設計的優(yōu)劣直接影響到一節(jié)課的深入程度、學生進入學習的狀態(tài)、學生對本節(jié)課授課知識的興趣多少等.對于初中學生,注意力本就不容易集中,那么一個好的引入就是引起學生的學習興趣和帶領學生積極思考并真正進入課堂的關鍵.歐姆定律的教學一直以來都是一個難點,若僅僅是公式,學生在剛學的時候很容易記住,但是對于歐姆定律的來源以及探究的過程總是模糊的,就算教師在課堂上有過演示實驗,在部分學生看來都只是因為教材是這樣安排的.但其實不然,這個探究實驗正是歐姆定律得出的關鍵.可是學生理解不到位,可能是教學哪一步不夠確切.比如其中一個設計點就是引入這個探究實驗,在引入時創(chuàng)設情境,讓學生能夠回到當時歐姆在探究時的過程以及條件中,結合當時的條件可能做到的以及達到的情況,這樣的引入或許會讓學生感同身受,從而產生更加強烈的探究欲望,達到較好的教學效果.
1、 初中物理課堂引入
課堂引入是教學過程中最重要的環(huán)節(jié)之一,教學引入恰當,可以起到事半功倍的效果;作為課堂教學的第一步,是緊扣學生心弦,激發(fā)學生興趣最關鍵的一步.一方面,課堂引入具有先行組織者的作用,美國著名心理學家奧蘇貝爾從學習心理學的角度分析,“當人們在接觸一個完全不熟悉的知識領域時,從已知的包攝性較廣的整體知識中掌握分化的部分,比從已知的分化部分中掌握整體知識難度要低些.”比如在講解“靜摩擦力”這一節(jié)課時,由于前面學生已經掌握了摩擦力的相關知識,就可以將摩擦力作為先行組織者,將其作為上位概念,再將靜摩擦力直接提出,并聯系其與摩擦力之間的關系,學生很容易就理解了靜摩擦力的概念.另一方面,課堂引入容易吸引學生的興趣,集中學生的注意力,初中學生的注意力本就不容易集中,在剛上課的幾分鐘,學生可能還處在下課所經歷事情的愉悅之中,這個時候就需要教師找到一種吸引他們注意力的方法.注意力是保證學生上課的首要條件,而興趣又是影響學生注意力的關鍵,愛因斯坦也曾經說過,“興趣是最好的老師,它可以激發(fā)人的創(chuàng)造性、好奇心、求知欲.”所以,教師在教學引入環(huán)節(jié)中能否調動學生的學習興趣更為關鍵.
在初中物理課堂中教師常用的幾種引入方法:
(1)實驗引入法,物理作為一門實驗科學,實驗在教學中起著舉足輕重的作用,在引入時采用實驗的方式是中學物理教師常用的,運用一些有趣的小實驗,可以快速把學生吸引到課堂中來,教師既可以采用演示實驗的方法,也可以讓學生參與實驗過程.
(2)直觀導入法,直觀導入可以是視頻、圖片、實物等,某些物理現象不一定是發(fā)生在學生周圍,那就可以通過圖片或錄像的方式為學生展現物理現象或物理情境,這樣就顯得更加直觀,易激發(fā)學生的求知欲.
(3)討論引入法,一般就是選取日常生活中的某一事例,對學生進行提問或者大家一起來辯論,在這個過程中不僅導入了本堂課所要學習的知識材料,同時也讓學生積極地參與了這個過程,關鍵是借助生活中鮮明的例子學生更容易理解,更容易將注意力集中到課堂教學中來.
(4)問題激疑法,設置疑問是教師的一種有目的、有方向的思維導向.古人云:“不憤不啟,不悱不發(fā)”,教師在教學過程中要善于提出問題,有意激疑啟思,活躍思維,引導學生思考,在解決問題的過程中鍛煉學生各方面的能力,激發(fā)學生的求知欲,促進學生積極地學習.
(5)復習引入法,這是最便捷的引入方法,往往是在與新課聯系較為密切的時候使用,起著承上啟下的作用,不僅有利于學生對前面知識的鞏固,更能為新知識的學習做好鋪墊.例如在做液體壓強的復習題時,引出浮力的知識,浮力其實就是物體在液體中受到上下的壓力差而產生的,學生聯系前面知識能夠快速地理解浮力產生的原因而不會感覺到陌生.
(6)故事引入法,一般的故事引入都是直接引用物理學家們的故事,用榜樣的力量去感染學生,喚起他們的探索熱情,通過了解前輩們的物理思想、實驗方法和探索精神,能夠激發(fā)學生的興趣,提高課堂教學的效果,提升學生素養(yǎng)[2].比如在講解牛頓第一定律時,先給學生介紹牛頓這個人的一生,學生會由于對牛頓這個人的崇拜而愿意對其所提出的相關知識進行了解.
(7)游戲引入法,在正式上課前讓學生動手做一些簡單的小游戲,從而引入新課,利用游戲結果激發(fā)學生的學習興趣.比如在講解摩擦力這一內容的時候,可以讓學生進行拔河比賽,繩子是經過教師處理過的,所以一定會產生輸贏,學生心有不甘,因此就可能產生對答案的探索欲望,激發(fā)他們的學習興趣.
2 、歐姆定律教學引入文獻分析
歐姆定律是整個初中電學的重難點之一,教師在設計的時候往往需要考慮接收者的認知情況以及他們的階段性特點等等,首當其沖考慮的便是引入部分.以下是大部分教師在歐姆定律教學設計中常用的幾種引入方式.
(1)復習引入
學生在接觸歐姆定律之前已經掌握了電流、電壓、電阻3個物理概念,有的教師則是充分的利用學生已經有的舊知識,引導學生探討電流、電壓、電阻之間存在的關系,自然而然的導入本節(jié)課的課題.
(2)實際問題引入
在物理教學中,教師不只是讓學生掌握教材知識,更重要的是引導他們運用物理知識來解決實際問題,學生只有把書本中的知識運用到生活中,才能適應社會發(fā)展的需要.有的教師會由生活當中電流受電壓、電阻變化的電路來進行提問(比如收音機的音量大小是由什么來進行控制的),然后引發(fā)學生進行思考.
(3)創(chuàng)設情境,導入新課
初中的學生最希望得到教師的認可,對于教師提出的問題一定會爭先搶答,有的教師就會抓住學生的這一特點,設置與本節(jié)課相關的問題讓學生來搶答.設置如下兩個問題:實驗中當電壓一定的時候,電流隨電阻的變化情況;當電阻一定的時候,電流隨電壓的變化情況.根據學生的回答情況,教師進一步提出,電流、電壓、電阻之間是否存在某一數值關系,教師逐步引導學生進行猜想,進而探究三者的關系得出歐姆定律.
(4)通過實驗引入主題
實驗的創(chuàng)設是根據電流在電路中會受到哪些因素的影響而發(fā)生變化,有的教師會根據學生已經掌握的知識事先設計電路圖,然后改變其中的電阻看電路中電流的變化情況,實驗現象與學生前面所了解的不一致,通過繼續(xù)進行實驗對比解釋才知道電流在電路中同時還會受到電壓的影響,接下來就順理成章地引入對電流與電壓、電流與電阻關系的判斷.
(5)由物理學史引入
新課標中三維目標中的情感態(tài)度與價值觀明確規(guī)定,要求學生掌握物理學史,學習前人的科學態(tài)度與精神.有的教師會通過介紹歐姆這個人,讓學生對其有一定的了解,再提出歐姆的杰出貢獻---歐姆定律.
3、 總結
通過對歐姆定律教學設計的相關文獻進行分析發(fā)現,在大部分文獻中采用的都是慣用的物理引入法,而其中占比最大的就是實驗引入法,由于在前面學生已經學習過電流、電阻、電壓等,教師在這里就可以鼓勵學生進行三者之間關系的探究實驗.電壓和電阻的影響因素,前面的定義已經說得比較清楚了,因此,現在最為疑惑的就是電流的影響因素,然后運用控制變量法分別探究電流與電壓以及電流與電阻之間的關系,從而得出歐姆定律的表達式.這種方式學生比較容易接受,同時也會感興趣.通過這個過程學生不僅能夠學到物理知識,還能在這個過程中經歷實驗探究的步驟,從而加強實驗探究的意識,與初中物理課程所倡導的培養(yǎng)學生的科學探究能力是符合的,因此,實驗探究法引入歐姆定律總是作為歐姆定律教學引入的首選.
初中物理課程標準中明確指出要注重對學生情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng),但是情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)不是通過一節(jié)課就能夠體現出來的,需要教師不斷地進行潛移默化的影響,而在物理學里面最好的方式在筆者看來就是物理學史的滲入.物理學史具有問題情境性、目標指向性、運用靈活性等特點,物理學家們的物理思想、實驗方法和探索精神等不僅能激發(fā)學生的學習興趣、啟發(fā)學生,還能夠提高課堂的教學效果并且提升學生的素養(yǎng)[1].但是通過對文獻的分析筆者發(fā)現在已有的教學設計當中,很多教師就是對歐姆的一生進行簡要的介紹之后就直接提出本堂課我們要做的就是對歐姆的實驗進行驗證,學生或許會深刻地記住歐姆這個人,這樣的引入也對學生的情感態(tài)度與價值觀有所滲透,但是,學生的主動性就沒有那么的明顯,筆者曾經也用過這樣的方式進行引入,得到的結果沒有顯著的不同,因此,筆者又設計了另外一種方式的物理學史引入.
由于學生前面已經學習了電流的知識,教師可以提問學生:(1)電流產生的原因是什么?(2)前面已經學習了電流,對于電流是否存在和其大小我們可以用什么來進行測量?電壓是形成電流的原因,初二上學期就已經學過熱量之間的傳遞,有溫度差的兩個熱源之間是可以直接進行熱量的傳遞,歐姆認為電流也應該具有和熱傳遞相似的性質,既然熱是受到溫度差的驅動,那電流也應該受到某種驅動力而且應該是正比的關系,現在我們知道這個驅動力其實就是電壓;對于電流的測量學生知道用電流表,接下來教師就可以對歐姆定律的發(fā)現歷程進行介紹.當電流被發(fā)現后的很長一段時間電流表才出現,在電流表出現之前,能夠檢測電流的是一種叫檢流計(原理就是電流的磁效應)的儀器,現在又一個問題了,只有檢流計也沒有辦法去得知電流的大小.歐姆這個人最明顯的特征就是善于思考,“既然檢流計可以測量電流是否存在,在此基礎上繼續(xù)研究是否可以得到電流大小.”前人已經發(fā)明了靜電計可用來測靜電力(這是我們后面即將學到的)——庫侖定律(靜電力與距離的平方成反比),他就根據檢流計的原理以及測靜電力的扭秤相結合,制成了電流扭力秤,結構很簡單,就是一個小磁針和一根直導線,當直導線通上電流之后,電流產生的磁場就會影響小磁針轉過一定的夾角,并且發(fā)現扭轉角度與電流強度成正比,通過角度還可以得出電流的大小.那么如果現在學生就有這樣一個電流扭力秤,除了用它可以得出電流的大小,那還可以對其充分利用,進行實驗的改造,在我們已有知識的基礎上.有的學生肯定會想到電阻的大小與金屬材料的關系,改變金屬材料看所得電流的變化,這樣又解決了電流與電阻之間的關系[3].這是在解決問題的過程中發(fā)現了電流、電壓、電阻之間的關系,愛因斯坦曾經說過“提出一個問題往往比解決一個問題更加重要,提出新的問題,新的可能性,從新的角度去看待問題,卻需要創(chuàng)造性的想象力,而且標志著科學的真正進步.”歐姆就是在不斷發(fā)現問題的過程中得出了歐姆定律,這整個教學過程看上去沒有物理知識,很多教師可能會覺得浪費時間再加上還有的是學生還沒有學過的知識,其實不然,學生的接受能力遠遠比我們想象的要多,這樣的介紹讓學生明白歐姆定律其實就是一個電流的探究過程,其實是在這個過程中不斷地創(chuàng)新思考,不斷地提出新的問題,最后得出三者之間的關系I=UR.為了加強學生的理解,筆者建議這個引入過程可以將PPT、教師的描述、板書結合起來使用,效果可能會更好.
參考文獻
[1] 丁江鈴,謝元棟,紀熙.愛迪生與特斯拉之爭引入中學物理教學的意義[J].物理通報,2019(2):116
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關鍵詞：歐姆定律；教學設計；傳感器；DIS 線性元件；非線性元件；伏安特性；屏幕廣播
中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）6-0073-6
1 教學內容分析
（1）教材分析：“人教版”高中物理（選修3-1）第二章《恒定電流》中的第3節(jié)《歐姆定律》，教材首先回顧了初中學過的電阻的定義式及歐姆定律，然后重點闡述了導體的伏安特性，并分別描繪了小燈泡、半導體二極管的伏安特性曲線，對比了它們的導電性能。
（2）《課程標準》要求：①觀察并嘗試識別常見的電路元器件，初步了解它們在電路中的作用；②分別描繪電爐絲、小燈泡、半導體二極管的I-U特性曲線，對比它們導電性能的特點。
2 教學對象分析
（1）學生在初中已經學習過的電阻的測量、電壓的調節(jié)等電路的相關基礎知識，為本節(jié)實驗方案設計打下了基礎；
（2）初中已經學習過的歐姆定律基礎知識，為歐姆定律的深化理解起了鋪墊作用；
（3）學生具備了一定的探究能力、邏輯思維能力和歸納演繹能力。
3 教學目標
3.1 知識與技能
（1）了解線性元件及其特點；
（2）理解歐姆定律及其適用條件；
（3）了解非線性元件及其特點。
3.2 過程與方法
（1）通過親歷“導體伏安特性曲線”描繪的全過程，進一步熟知科學探究的各環(huán)節(jié)；
（2）通過描繪導體伏安特性曲線，體會圖線法在物理學中的作用；
（3）初步掌握傳感器、DIS（數字化信息系統）的操作和使用方法。
3.3 情感態(tài)度與價值觀
（1）通過使用傳感器和DIS（數字化信息系統），增強數字化、信息化科學意識；
（2）通過與同學的討論、交流、合作，提高學生主動與他人合作的意識；
（3）通過多媒體教學網絡廣播系統共享實驗結果，享受分享和成功帶來的喜悅、提高學生合作共享意識。
4 教學重點
（1）線性元件與歐姆定律
（2）線性伏安特性曲線的理解與應用
5 教學難點
（1）實驗方案的設計與電路連接、DIS（數字化信息系統）的使用；
（2）非線性伏安特性曲線的理解與應用。
6 教學策略設計
6.1 《課程標準》要求
（1）觀察并嘗試識別常見的電路元器件，初步了解它們在電路中的作用；
（2）分別描繪電爐絲、小燈泡、半導體二極管的I-U特性曲線，對比它們導電性能的特點。
這是采用傳統的教學手段一課時不可能實現的教學目標！而采用傳感器和DIS（數字化信息系統）獲取導體的伏安特性曲線，利用現代化信息技術，不僅大大提高了課堂教學效率，而且增強了學生數字化、信息化科學意識。
6.2 本節(jié)課設計了四個探究環(huán)節(jié)
（1）探究環(huán)節(jié)一：描繪金屬導體（合金絲繞成的5 Ω、10 Ω電阻）伏安特性曲線
該環(huán)節(jié)包括實驗設計、電路連接、數據收集、數據的圖線法處理，得出金屬導體的伏安特性曲線是“過原點的直線”的實驗結論。其中，包含了科學探究的“提出問題、設計實驗、數據收集、分析論證、結論評估”諸多環(huán)節(jié)，使學生進一步熟知科學探究的各環(huán)節(jié)。
（2）探究環(huán)節(jié)二：線性元件與歐姆定律
（3）探究環(huán)節(jié)三：描繪小燈泡（二極管）的伏安特性曲線
（4）探究環(huán)節(jié)四：非線性元件與非線性伏安特性曲線的理解與應用
其中，環(huán)節(jié)一、三均采用兩組差異化的實驗器材――合金絲繞成的5 Ω與10 Ω電阻，小燈泡與二極管。這樣設計，既提高了實驗效率，又使實驗具有了普遍性。而通過尋找兩組不同曲線的異同，又能自然總結出線性元件、非線性元件的概念和特點。
6.3 本節(jié)課采用小組合作形式
使學生通過與同學的討論、交流、合作，提高學生主動與他人合作的意識；通過多媒體教學網絡廣播系統共享實驗結果，享受分享和成功帶來的喜悅，提高學生合作共享意識。
7 教學設備
25組描繪導體伏安特性曲線器材、“友高”數字化實驗系統、多媒體教學網絡廣播系統、多媒體課件展示、實物投影儀、半波全波整流、濾波線路板。
8 教學過程
引入新課
【教師】
實物投影：整流、濾波線路板，介紹元件、功能。
引入課題：該線路板為何能實現如此神奇的功能呢？那就要求設計者對各元件的性能非常了解，而導體的伏安特性就是其中一項重要的性能。
【學生】
觀察、思索、好奇、興奮。
【設計說明】
激發(fā)學生研究導體伏安特性的興趣。
新課教學
探究環(huán)節(jié)一：描繪金屬導體伏安特性曲線
（一）提出問題
【教師】
（1）今天我們就首先探究金屬導體（合金絲繞成的5 Ω、10 Ω電阻）的伏安特性。
（2）劃分四個研究小組，每組六臺電腦。
【學生】
熟悉小組成員，選出小組長。
【設計說明】
小組合作。
（二）設計實驗
（1）方案設計
【教師】
導體的伏安特性曲線――用橫軸表示電壓U，縱軸表示電流I，畫出的I-U圖線叫做導體的伏安特性曲線。
注意解決三個問題：
①如何測量導體的電流、電壓？
②如何改變導體的電流、電壓？
③怎樣描繪導體的伏安特性曲線？
【學生】
分組討論：
①達到實驗目的所需的實驗器材；
②畫出實驗電路圖、概述實驗方案。
【設計說明】
①提高學生的實驗設計能力；
②利用學生在初中已經學習過的電阻的測量、電壓的調節(jié)等電路的相關基礎知識。
（2）方案論證
【學生】
小組長說明實驗器材。
【教師】
展示實驗器材實物圖（圖1）。
【學生】
小組長投影實驗電路、簡述實驗方案。
【教師】
展示實驗電路（圖2）。
（3）方案改進
【教師】
在數字化時代，我們利用電壓傳感器、電流傳感器替代電壓表、電流表，利用“友高”數字化實驗系統替代手工記錄和坐標紙來完成此實驗探究（圖3）。
【學生】
閱讀《描繪導體伏安特性曲線》操作指南。
【設計說明】
采用傳感器和DIS，提高效率，完成傳統實驗器材不可能完成的任務。
（三）數據收集
（1）分組實驗
【學生】
分組實驗：1、2組10 Ω電阻；3、4組5 Ω電阻，同組成員相互協作。
【教師】
①指導學生打開軟件、實驗模板、傳感器調零，按操作指南要求收集數據、保存實驗，暫不關閉等待分享實驗數據（圖4）。
②巡回指導。
④利用多媒體網絡廣播系統了解各組實驗進度情況。
（2）成果分享
【教師】
通過廣播系統向全體同學展示4個小組的實驗結果。
【學生】
觀察、對比。
【設計說明】
采用兩組差異化的實驗器材，既提高了實驗效率，又使實驗具有了普遍性。而通過尋找兩組不同圖線的異同，又能自然總結出線性元件的概念。
（四）結論評估
【教師】
請分析兩圖線的異同。
【學生】
（1）兩圖線均為過原點的直線――線性元件。
（2）兩圖線的斜率不同――電阻值不相等。
探究環(huán)節(jié)二：線性元件與歐姆定律
（一）線性元件
【教師】
（1）金屬導體的伏安特性曲線是通過坐標原點的直線，具有這種伏安特性的元件稱為線性元件。
那么，線性元件有什么特點呢？
【學生】
觀察、思考后回答。
（2）通過同一線性元件的電流強度與加在導體兩端的電壓成正比。
【教師】
展示兩個電阻的伏安特性曲線（圖5）。
【學生】
觀察、思考后回答。
（3）電壓一定時，通過導體的電流強度與導體本身的電阻成反比。
【教師】
線性元件這兩大特點你聯想到哪條規(guī)律？
【學生】
齊答：歐姆定律。
【設計說明】
線性元件與歐姆定律兩知識點自然銜接。
（二）歐姆定律
【教師】
內容：通過導體的電流強度跟加在導體兩端的電壓成正比，跟導體本身的電阻成反比。
適用范圍線性元件金屬導體電解液純電阻電路
【學生】
回顧、歸納。
【教師】
情感教育：介紹歐姆及其實驗裝置（圖6），闡述原創(chuàng)性實驗的開拓性及對科學發(fā)展的重大影響！
【學生】
好奇、興奮。
探究環(huán)節(jié)三：描繪二極管小燈泡伏安特性曲線
（一）提出問題
【教師】
下面我們分四小組、兩大組分別描繪二極管和小燈泡的伏安特性曲線。
【學生】
更換器材、連接電路（圖7）。
（二）數據收集
（1）分組實驗
【學生】
分組實驗：1、2組二極管；3、4組小燈泡，同組成員相互協作。
【教師】
①指導學生打開軟件、實驗模板、傳感器調零，按操作指南要求收集數據、保存實驗，暫不關閉等待分享實驗數據。
②巡回指導。
③利用多媒體網絡廣播系統了解各組實驗進度情況。
（2）成果分享
【教師】
通過廣播系統向全體同學展示4個小組實驗結果。
【學生】
觀察、對比。
【設計說明】
采用兩組差異化的實驗器材，提高了實驗效率，而通過尋找兩組不同圖線的異同，又能自然總結出非線性元件的概念。
（三）結論評估
【教師】
請分析兩圖線的異同（圖8）。
【學生】
（1）兩圖線均為曲線――二極管為非線性元件。
（2）兩圖線的彎曲方向不同――二極管的電阻隨電壓升高而減小；鎢絲的電阻隨電壓升高而增大。
（四）知識點辨析
【教師】
鎢絲（小燈泡燈絲）屬于金屬導體，但其伏安特性曲線為何呈現曲線？（圖9）
【學生】
因為燈絲溫度變化范圍過大。
【教師】
動畫：手工繪制鎢絲伏安特性曲線。
可以看出：曲線起始端溫度變化很小，呈現線性。
探究環(huán)節(jié)四：非線性元件
（一）非線性元件的概念
【教師】
（1）氣態(tài)導體和二極管的伏安特性曲線不是直線，這種元件稱為非線性元件。
（2）對非線性元件，歐姆定律不適用。
（3）非線性元件的電阻除了由材料本身決定外，還與加在其兩端的電壓有關。
【學生】
觀察、思考。
【設計說明】
實驗與知識點自然銜接。
（二）非線性伏安曲線的理解與應用
（1）跟蹤練習――非線性伏安曲線的理解
【教師】
①小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖10所示，P為圖線上一點，PN為圖線在P點的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中正確的是（ ）
（2）拓展練習――非線性伏安曲線的應用
【教師】
②一小燈泡的伏安特性曲線如圖11所示，將該燈泡與一個R=6 Ω的定值電阻串聯，接入輸出電壓U=3 V的恒壓電源，如圖12所示，試求通過小燈泡的電流強度。
【學生】
解析：在小燈泡的伏安特性曲線中做出U=3-6I 的圖線（圖13）。
從兩圖線的交點求出通過小燈泡的電流強度為I = 0.22 A。
【設計說明】
拓展學生解題思路，增強學生圖線法解決問題的意識！
課堂小結
【教師】
引導學生回顧、歸納總結。
知識小結：線性元件、歐姆定律、非線性元件。
方法小結：實驗探究、圖線法、數字化。
【設計說明】
比知識更重要的是方法！
作業(yè)布置
【教師】
（1）課本P48頁2、3、4題。
（2）請你設計一套描繪二極管完整伏安特性曲線（含正、反向電壓）的方案。
（3）網上查閱歐姆定律的發(fā)現歷程。
【設計說明】
三道作業(yè)分別對應“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”三維目標。
參考文獻：
[1]張金權.DIS數字實驗系統與物理探究教學整合的策略[J].物理教學探討，2013，（11）：56.
關鍵詞：歐姆定律；探究案例；教學設計；解讀反思
一、教育背景與設計理念
2011年教育部頒布了經修訂的《義務教育物理課程標準》（以下簡稱“新課標”），這是我國義務教育新課程實驗取得階段性成果的標志，更是廣大新課程實踐者10年經驗的總結，定稿后的新課標必將作為指導性文件引領新課改持久深入健康地發(fā)展。
為實踐新課標所倡導的“提倡教學方式多樣化，注重科學探究”的嶄新教學理念，我們在總結反思“自主·探究·合作”課堂教學模式的基礎上，更加突出“以人為本”的教學思想，以新編蘇科版物理教科書為載體，進一步改進《歐姆定律》一節(jié)的探究案例設計。在教學設計和實施過程中力圖體現以下理念：一是學生發(fā)展為本；二是比結論更重要的是過程；三是把思考還給學生。
二、內容分析與學情簡析
《歐姆定律》一節(jié)編排在學生學習了電流、電壓、電阻等概念，電壓表、電流表、滑動變阻器使用方法之后，這既符合由易到難、由簡到繁的認知規(guī)律，又保持了知識的結構性、系統性。歐姆定律作為一個重要的物理規(guī)律，反映了電流、電壓、電阻三者間的相互關系，是電學中最基本的定律，是分析解決電路問題的金鑰匙。歐姆定律是電學的教學重點，也是新課標規(guī)定的重點內容之一。
學生通過電阻和串、并聯電路的學習已初步掌握了實驗探究的基本程序：觀察現象—提出問題—猜想假設—方案設計—實驗探究—歸納總結—解釋現象，初步具備了設計實驗方案的能力、動手操作能力和思考與質疑、交流與討論的學習習慣，對“自主·探究·合作”教學模式已初步適應并產生了興趣。了解學生的學習現狀和發(fā)展?jié)撃埽阌诖_定學生的“最近發(fā)展區(qū)”，從合適的教學起點出發(fā)，有針對性地進行教學。
三、探究案例與設計解讀
（一）學習目標
1.知識與技能。①掌握歐姆定律及其表達式，并能進行簡單的計算；②學習運用“控制變量法”研究問題，培養(yǎng)知識遷移的能力；③進一步學會使用電壓表、電流表和滑動變阻器。
2.過程與方法。①進一步實踐實驗探究的一般程序和方法；②注重實驗探究方案設計的思考與改善。
3.情感態(tài)度與價值觀。①培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和探索精神；②聯系歐姆定律的發(fā)現史，滲透鍥而不舍科學精神的教育；③體驗分工合作、團結互助精神。
解讀：依據新課標倡導的三維教學目標設計學習目標，把傳統的“教學目標”改為“學習目標”更能突現學生的主體地位。這里的學習目標是指：“學生從學習的起點出發(fā)，在教師的引導、支持和促進下，通過自己積極、主動和創(chuàng)造性的學習能夠達成和檢測的目標。”學習目標的編寫和描述要具有針對性和可操作性。
（二）重點與難點
1.教學重點。探究實驗的操作，用數學方法正確得出實驗結論；理解歐姆定律的內容及其表達式、變換式的意義。
2.學習難點。運用數學方法處理實驗數據，建立和理解歐姆定律；運用歐姆定律解決簡單的實際問題。
解讀：以知識為本的傳統教學觀注重教師教的重點與難點，而以學生發(fā)展為本的新課標教學觀，則注重學生學的重點和難點，注重探究電流和電壓、電阻關系的過程和方法，體現了“比結論更重要的是過程”這一新課標理念。
（三）教學媒體
1.教師用具。投影設備、多媒體課件等。
2.學生用具。多媒體教學軟件，干電池4節(jié)、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關各1個，阻值不同的定值電阻3只、導線若干。
解讀：投影設備主要用于展示各組設計的探究性實驗方案和實驗數據的處理，以利于小組間交流、溝通與提升。多媒體課件包括：演示實驗電路圖的動畫幻燈片；數據處理的表格和圖像；調光電燈工作原理。
（四）教學過程
1.復習設疑，激發(fā)探究欲望。（1）提出問題：①既然電壓是形成電流的原因，那么導線中的電流與兩端的電壓有何關系呢？②既然電阻對電流起阻礙作用，那么導體中的電流與它本身的電阻有何關系呢？（學生舉手或隨機點名回答。）（2）猜想設疑：同學們對電流與電壓、電阻的關系作了各種猜想，那么這三者究竟有怎樣的數量關系呢？點出本課主題“歐姆定律”。
解讀：①在學生猜想的過程中，教師耐心傾聽而不要急著下結論，可讓學生互評，以面向全體學生，體現多元評價，發(fā)揮評價的發(fā)展。②復習舊知是為了導入新知，引起認知沖突，激發(fā)探究欲望，為后續(xù)的科學探究活動提供“腳手架”，體現了“教師是學生學習的組織者”。
2.設計實驗方案，進行實驗探究。（1）知識準備：教師向學生介紹“控制變量法”，說明研究電流與電壓、電阻間的關系時，必須保持其中一個變量（例如電阻）不變，再通過改變電壓，觀察電流是如何變化的。設問：在研究電流與電阻關系時，必須保持 不變，通過改變 ，來觀察 的變化。（2）方案設計和交流：在學生了解科學實驗的設計過程（明確研究目的，確定研究方法，設計合理的實驗方案）后，通過同桌討論，利用提供的儀器，設計一個實驗方案。選派幾組學生上臺交流設計的實驗方案，教師簡單評析后，投影實驗電路圖，介紹有關儀器，特別強調滑動變阻器在實驗中的作用。（3）實驗探究：學生分組實驗，實踐和體驗“控制變量法”，加深對歐姆定律的感性認識。（4）各組處理實驗數據，進行分析、歸納得出初步結論。新教材增加了利用實驗數據描繪函數圖像的方法，理解成正比、成反比的意思，體會構建數學模型在物理研究中的運用，培養(yǎng)學生的科學思維能力。
解讀：①把教材中的教師演示實驗改為學生分組實驗，一是因為學生已初步具備做此實驗的基本技能，二是使全體學生都能動手操作，參與體驗“控制變量法”，突出學生的主體地位。②本節(jié)探究課把重點放在利用“控制變量法”設計與完善實驗方案上，以初步培養(yǎng)學生的實驗設計能力和創(chuàng)新能力。③選派小組上臺交流實驗設計方案，旨在引導學生發(fā)散思維，相互取長補短，促進創(chuàng)新思維。④教師在這階段應不斷巡視、引導，傾聽學生討論，及時給予評價和指導，以體現“教師是學生學習的參與者”。
3.總結交流，合作共享。（1）各組匯報實驗結果，歸納得到兩個結論：在電阻不變的情況下，導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比。在電壓不變的情況下，導體中的電流跟這段導體的電阻成反比。（2）引導得到歐姆定律及其表達式。（3）強調：歐姆定律中兩處用到“這段導體”，這是強調同一導體，即電流、電壓、電阻對應同一導體，而且具有同時性。
解讀：這一環(huán)節(jié)以師生互動、生生互動為主。通過總結交流使學生的認識從感性認識向理性認識飛躍，學生的情感在全班共享中得到升華。同時對教師的教和學生的學進行評價反饋。這一階段將在教師的引導下完成，以體現“教師是學生學習的引導者”。
4.鞏固反饋，知識遷移?！澳M調光臺燈”的工作原理，作為實驗探究的有效補充。學生通過模擬實驗，學會選擇儀器、設計簡單電路、掌握工作原理，加深對常用儀器的認識。
解讀：調光臺燈的模擬實驗，讓學生明白物理知識就在身邊，物理和生產生活有密切的聯系。讓學生參與學習的全過程，體現“一切為了學生發(fā)展”的理念。
四、感悟與反思
（一）課堂教學設計應是一個動態(tài)生成方案
傳統的課堂教學設計是以教師的教和書本知識為本位，從教師的主觀判斷或經驗出發(fā)，側重于教學過程的程式化、細節(jié)化的準備，這種“靜態(tài)教案”不能適應動態(tài)生成的實際教學過程，不利于促進學生的發(fā)展。新課標理念下的課堂教學設計以學生發(fā)展為本，從學生的“現有發(fā)展區(qū)”出發(fā)，通過對教材內容的“二次開發(fā)”，精心設計動態(tài)生成方案，促進學生過渡到“最近發(fā)展區(qū)”。
（二）探究性學習的真諦是做到“形散而神不散”
雖然全班分成很多小組分散進行探究實驗，但各組都圍繞“探究電流和電壓、電阻的關系”有條不紊地進行，看似無序實是有序。在這中間，教師的組織、引導和參與十分關鍵。教師一定要遵循“組內異質，組間同質”的原則進行分組，并對組內成員的分工提出責任分工。教師一定要給小組內每位學生分配一個角色，諸如主持人、操作者、記錄員、噪音控制者、匯報人等，使每個小組成員在各司其職中自主、合作、探究學習，使每位學生都能在原有基礎上有所發(fā)展。
參考文獻：
[1]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準[S].北京：北京師范大
學出版社，2011.
一、電磁學的發(fā)展歷程
人類很早就認識了磁現象和電現象，我國在戰(zhàn)國末期就發(fā)現了磁鐵礦吸引鐵的現象，在東漢初期就有帶電的琥珀吸引輕小物體的記載。但是，人類對電磁現象的系統研究，卻是在歐洲文藝復興之后開展起來的，到19世紀才建立了完整的電磁學理論。在電磁學發(fā)展過程中，涌現了無數科學家通過科學假說、實驗驗證、理論分析等研究過程，一步步對自然規(guī)律進行揭示。其中比較典型的有：1785年庫侖定律的發(fā)現，使電學進入了定量研究階段，真正成為一門科學；1820年奧斯特電流磁效應的發(fā)現，揭示了電流能夠產生磁場；1821年安培的分子電流假說，揭示了磁現象的電本質；1831年法拉第電磁感應定律的發(fā)現，進一步揭示了電和磁的密切聯系；19世紀60年代，英國物理學家麥克斯韋在總結前人研究電磁現象成果的基礎上，建立了完整的電磁場理論，并成功預言了電磁波的存在，1888年赫茲的實驗證實了麥克斯韋的電磁場理論，從而電磁學發(fā)展到了頂峰。
二、電磁學的知識結構和知識規(guī)律
1.知識結構
2.知識規(guī)律
“電場”一章是學好電磁學的基礎和關鍵，基本概念多，且抽象，如電場強度、電場線、電勢和電勢能等。教材從電荷在電場中受力和電場力做功兩個角度研究電場的基本性質，許多知識要在力學知識的基礎上學習。
“恒定電流”一章是在初中基礎上的充實、擴展和提高，重要的物理規(guī)律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律，電路的等效處理方法和實驗的設計是本章的重點。
“磁場”一章闡明了磁與電的統一性，用研究電場的方法進行類比，可較好地解決磁場和磁感強度的概念。由安培力導出洛侖茲力，由洛侖茲力導出帶電粒子在勻強磁場中的運動規(guī)律等，因此，分析推理是本章的特點。
“電磁感應”一章的重要物理規(guī)律是法拉第電磁感應定律和愣次定理，這部分知識中，能量守恒定律是將各知識點串起來的主線。由于楞次定律較抽象，要通過實驗進行分析、歸納，需加強學生的抽象思維能力。
“交變電流”和“電磁波”是在電場和磁場基礎上結合電磁感應的理論和實踐。麥克斯韋的電磁場理論總結了電磁場的規(guī)律，同時也把波動理論從機械波推到電磁波，從而對物質的波動性的認識提高了一步。
三、電磁學的研究方式：“場”和“路”
電荷周圍存在電場，每個帶電粒子都被電場包圍著，運動電荷的周圍除了電場還存在磁場，磁體的周圍也存在磁場?，F在的科學實驗和廣泛的生產實踐完全肯定了場的觀點，并證明了電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在，電磁場是物質的一種形式，是物質相互作用的特殊方式，也是電磁運動的實質。教材中以場為主線，主要有電場、磁場和電磁場。電場強度和電勢是描述電場性質的兩個重要物理量。磁感強度是描述磁場性質的重要物理量。電磁感應規(guī)律是反映電場和磁場間密切聯系的一種物理現象。麥克斯韋從理論上指出了變化的電場和磁場總是相互聯系的，一個不可分割的統一體，這就是電磁場。庫侖定律、安培定律和法拉第電磁感應定律為建立麥克斯韋理論，提供了基礎和實驗規(guī)律。
電路知識具有廣泛的實用價值，以路為主線，主要有直流電路、交流電路（包括振蕩電路）。歐姆定律是從實驗中總結出來的一條重要規(guī)律，是解決電路問題的重要依據。要會分析電路的連接方式（串聯或并聯）及等效處理方法，電功和電功率的計算，不僅能解決直流電路問題，還可以解決交流電路的問題。
四、電磁學問題的解決途徑：“力”和“能”
關鍵詞：物理課堂 提出問題 學生 培養(yǎng)
物理課堂提問是優(yōu)化課堂教學的必要手段之一，也是教師教學藝術的重要組成部分。恰如其分的提問不但可以活躍課堂氣氛，激發(fā)學生學習興趣，了解學生掌握知識情況，而且可以開啟學生心靈，誘發(fā)學生思考，開發(fā)學生智能，調節(jié)學生思維節(jié)奏，與學生作情感的雙向交流。通過提問，可以引導學生進行回憶、對比、分析、綜合和概括，達到培養(yǎng)學生綜合素質的目的。以下幾種方法廣泛運用于教學活動之中，在物理教學實踐中證明有比較明顯的教學效果。
一、承上啟下型提問
它能檢查、鞏固已學的知識。學過的東西該記的是否記住了，理解是否正確、完整，通過提問進行反饋，從而找出教學中存在的問題。為了便于學生接受新知識，通過提問喚起舊知識也是很重要的，教學的成敗和師生的思維活動是否協調一致關系極大。每堂課的重點、難點，一般說教師是心中有數的，但在學生來說卻不一定。學生的學習興趣很重要，在引入新課時通過設疑提問激發(fā)興趣很有必要。孔子說過：“學起于思，思源于疑?！庇幸刹拍苡兴迹瑹o思則不能釋疑。設疑、釋疑是人生追求。由于中學生缺乏思維的靈活性和敏捷性，教師若能在其似懂非懂、似通非通處及時提出問題，然后與學生共同釋疑，勢必收到事半功倍的效果。如“阿基米德原理”一節(jié)的教學，一開始教師就提出：“木塊放在水里為什么總是浮在上面，鐵塊放在水里為什么總是下沉？”學生回答：“因為鐵重而木塊輕?！苯處熃又鴨枺骸鞍阎?0牛的鐵塊和重10牛的木塊都放進水里，為什么木塊浮上來，鐵塊卻沉下去呢？”這一問，學生對生活經驗“因鐵重而下沉”產生了懷疑，激起了學生思維的積極性。
二、探究性提問
這種提問能啟發(fā)學生思維的靈活性，也有利于培養(yǎng)學生思維的深刻性。例如，對于物理概念，不直接讓學生回答，而是讓學生應用概念分析解決一些實際問題，并圍繞重要的物理過程、理論與實際的關系，深究細追。向學生發(fā)問、追究的問題要經過周密、科學的設計。通過這樣的提問，就會把學生的認識逐步引向深化，并有利于培養(yǎng)學生思維的靈活性。
三、鞏固發(fā)散型提問
講授完新課，學生消化了該課內容后，對本課內容提出一個或幾個重點問題，引導學生對知識進行概括總結，以達到鞏固知識的目的。鞏固不是單純的復述，應通過發(fā)散型提問，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維。發(fā)散思維是一種創(chuàng)造性思維，教師若能在授課時提出激發(fā)學生發(fā)散思維的問題，引導學生從正面和反面多途徑去思考，縱橫聯想所學知識，將提高學生思維能力和探索能力大有好處。這種提問難度較大，必須考慮學生知識的熟練程度。例如，在講完一個例題后，啟發(fā)學生一題多解地提問，或題目引伸性提問，或逆著題意進行分析。這樣的提問很自然地把學生帶入積極思考、討論、探究等生機盎然的學習境界之中，對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和探索能力無疑是有益的。
四、比較對照型提問
在學生所學的知識中，概念相似的俯拾即是，學生往往難以區(qū)分，張冠李戴。在我們的教學中，教師如能夠有意識地抓住同類概念的本質屬性、引導學生進行對照鑒別異同，對培養(yǎng)學生思維能力有極大的幫助。例如為了區(qū)別慣性定律，我們可以設計提問：
1.慣性是什么？什么是慣性定律？
2.慣性和慣性定律相同嗎？有什么區(qū)別？
五、分類歸納型提問
此類問題要求學生對具體化的知識進行本質性的概括，以拓展歸納能力。例如在進行物理“歐姆定律”這一節(jié)的總結時，可以設計提問：
1.歐姆定律的內容是什么？
2.怎樣用分式表示歐姆定律？
3.歐姆定律反映了怎樣的物理意義？
六、論證評價式提問
一、辨析概念,夯實基礎
任何知識的學習掌握都離不開基礎知識。電學部分的基礎知識多、散、要辨析清楚、固記腦中。
(一)、關于電路
1、串聯、并聯
初中物理中要求學生掌握最基本的兩種連接方式:串聯、并聯。能否正確分析辨別他們對后面內容的學習至關重要。識別電路的類型,可以根據定義:“逐個順次連接”為串聯,各元件“首首相接、尾尾相接”并列地連在電路的兩點間,(“首”為電流流入用電器的哪一端,“尾”指電流流出用電器的那一端)此電路為并聯電路。
2、通路、開路、短路
電路中出現的這三種狀態(tài),其中通路為處處相通的電路,開路為電路中有處斷開的電路,這兩種狀態(tài)易于接受,便于分清。但是學生對于短路的分辨顯得力不從心,不知道何處短路,為什么短路。其實只要注意分析的要點即可辨出何處短路。電流具有走捷徑的特點,捷徑是指這條路徑中電阻很小,小到可以忽略不計、即為空導線,當一根空導線,或開關、或電流表(電阻小到可以認為沒有)與某個用電器并聯時,電流只走空導線,開關或電流表而不走用電器,使該用電器被短路,從而不能工作。
(二)三個重要的物理量—電流、電壓、電阻
1、概念辨析
電荷的定向移動形成電流,這是電流的形成定義,簡單便于理解;電壓是形成電流的原因,沒有電壓就沒有電流;電阻是指導體對電流的阻礙作用,即阻礙作用越大,電流越小。
2、表示符號
電流、電壓、電阻三物理量分別用I、U、R表示,而單位表示字母分別為A(安培)、V(伏特)、Ω(歐姆)。
3、工具的使用
電流表是測量電流的工具;電壓表是測量電路兩端電壓的工具;調節(jié)電路中的電流和用電器兩端的電壓,可以使用滑動變阻器。
(三)電功(W)、電功率(P)
物理學中電功沒有確切的定義,只是描述性的,當電能轉為其它形式能時,就說做了電功。即電功就表示有多少電能轉化為其它形式的能,如果知道了電功的多少,就知道了消耗多少電能。而用電器單位時間內消耗的電能叫做電功率。電功率的大小不僅取決于消耗電能的多少,也取決于所用的時間的長短。
二、理解規(guī)律,把握關鍵
(一)三個物理量在串、并聯電路中的特點
在串聯電路中:電流處處相等;電路兩端的總電壓等于部分電路兩端電壓之和;總電阻等于各導體的電阻之和。在并聯電路中:干路中電流等于各支路電流之和;各支路兩端的電壓相等;并聯電路總電阻的倒數等于各并聯導體的電阻倒數之和。
(二)歐姆定律
一段導體的電流,跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。這個定律非常重要,一定要加強理解,熟記其使用的條件及注意事項。
(三)電功定律
某段電路上的電功,跟這段電路兩端的電壓、電路中的電流以及通電的時間成正比。物理學中用電路兩端的電壓U,電路中的電流I,通過的時間t,三者的乘積來計算電功。
(四)焦耳定律
導體中有電流通過時,導體就要發(fā)熱,此現象稱為電流的熱效應。英國物理學家焦耳經過多年的研究,做了大量的實驗,精確地確定了電流產生的熱量與電流、電阻和時間的關系:電流流過某段導體時產生的熱量跟通過這段導體的電流的平方成正比,跟這段導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比。
三、疏通關系,構建框架
在掌握了上述理論知識的基礎上,還要想法疏通各個物理量之間的關系,熟悉各物理量的單位及換算關系,能夠快速選擇相應的計算公式,列式解答。
(一)重要的計算公式
1、三個物理量的關系公式
串聯時:I=I1=I2;U=U1+U2;R=R1+R2(若有幾個等阻值為R0的電阻串聯則R=nR0)
并聯時:I=I1+I2;U=U1=U2;1/R=1/R1+1/R2(若有幾個阻值為R0的電阻并聯則總電阻R=RO/n)
2、歐姆定律:I=U/R
此公式中只有電流、電壓、電阻三個物理量,但它的作用非常重要。在使用公式時要注意:①三個物理量都要針對同一段導體,或同一個電路而言;②三個物理量的單位都要使用國際單位,即分別為A、V、Ω;③已知其中的任意兩個量都可以求出第三個量。 3、電功公式:W=Uit;電功率公式:P=UI
電功、電功率這兩個物理量的計算由于歐姆定律及其變形公式的影響,使計算電功率公式特別多,在選擇使用時很難選擇,所以要注意選取的技巧和方法,要求的問題所在電路為串聯時:電功選用公式:W=I2 Rt,電功率選用P=I2 R;而當要求所在的電路為并聯時,則分別選用W=U2/R.t,P=U2/R,這樣的選擇都利用了所在電路的特點(電流相等或電壓相等)加快解題。
4、焦耳定律:Q=I2 Rt
焦耳定律的公式與電功公式的形式基本一樣,使用時同樣要注意公式的選擇問題,當所求問題的電路為純電阻(除了電能轉化為內能外,別無其他形式的能產生)電路時,幾個公式可以任意選取;若不是純電阻電路只可使用公式Q=I2 Rt不然的話計算有誤。
(二)單位的換算
單位換算的前提條件有兩個:一是記住每個物理量的單位及表示符號;二是要牢記各單位之間的換算進率。其中電流、電壓、電阻這三個物理量的單位較多,注意每個物理量的任何兩個相鄰的單位間的換算進率都為1000。還要注意一點,由于歐姆定律及其變形公式的影響,電功、電功率,焦耳定律的公式較多,產生的單位同樣很多,使用時各物理量均使用國際單位。
四、善于總結,歸納要領
下面的這些要領非常重要。
(一)串、并聯電路的識別
上面已經提到區(qū)別它們的方法,在做題中要選取適當的方法,迅速作出判斷。
(二)短路的辨別
把握短路現象的真正含義——電流不經過用電器回到電源的負極。注意電流的特性——電流走捷徑。當在電路中發(fā)現有空導線,開關或電流表等元件與用電器并聯時,相應的用電器被短路不工作。
(三)串、并聯電路中的三個物理量的關系
兩種電路中的三個物理量的大小關系,前面已說得較為詳細,但這一點要特別重視,牢記串聯時電流相等,并聯時電壓相等,這一點解題時作用特別大。
(四)關于解題時公式的選擇
關鍵詞：電動機；純電阻與非純電阻；電路分析
在直流電路中，通過電阻的電流產生的能量轉化是能量計算的重點知識，但由于不能夠正確區(qū)分純電阻與非純電阻，導致求解中出現問題，特別含有電動機的相關計算。下面以電動機為例，來解決純電阻與非純電阻應用中的區(qū)別與聯系。
一、過程再現及分析
含有電動機電路，有電流通過電動機時，線圈消耗電能，產生其他形式能量（內能、機械能等），該能量轉化過程為電流做功的過程，即消耗電功W=UIt，電流通過線圈產生的焦耳熱Q=I2Rt，那么，兩者之間有何關系呢？
解決方案：假如Q=W，則UIt=I2Rt，推導出I=，即歐姆定律，而歐姆定律是需在純電阻情況下才成立的。
分析：根據歐姆定律的適用條件，電流通過電阻產生的電能全部轉化為內能，即電功等于電熱，此時由歐姆定律適用的電路叫做純電阻電路；歐姆定律不適用的電路叫做非純電阻電路。
問題設計1：電機在受阻不轉動的情況下，電壓、電流和電阻的存在的何種關系，消耗的電能和產生的電熱有何關系？
問題設計2：電動機在轉動的狀態(tài)下，電壓、電流和電阻的關系有何特點，消耗的電能和產生的電熱有何關系？
問題設計意圖：明確辨別純電阻電路與非純電阻電路。
問題設計3：進一步探究電機在受阻不轉動的情況下，電壓、電流和熱功率、總功率的有何關系？
探究結果：在純電阻電路中，熱功率在總功率中所占比重大，純電阻電路產生的電熱近似等于消耗的電功，即W=Q。
問題設計4：探究電動機在正常轉動的情況下，電壓、電流和熱功率、總功率之間有何關系？
探究結果：在非純電阻電路中，熱功率在總功率中所占比重小。根據能量守恒，W=E+Q，即電動機消耗的電能等于產生的機械能及產生的熱量的總和。
二、例題分析
工地經常用電動機提升重物，其裝置如圖所示，電動機兩端電壓為5V，電路中的電流為1A，物體A重20N，電動機線圈的電阻為r=1Ω。求：
（1）電動機正常工作時，線圈電阻消耗的熱功率為多少？
（2）電動機正常工作時，電動機輸入功率和輸出功率各是多少？
（3）如果接上電源后，線圈被卡住，不能轉動，這時通過電動機的電流，以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？
解析：電動機正常工作時，其電路為非純電阻電路，其中消耗的電功率一部分轉化為線圈的熱功率，另一部分轉化為電動機的機械功率。
（1）電動機線圈上消耗的熱功率為
P熱=I2r=12×1W。
（2）電動機的輸入功率為消耗的電功率
P入=UI=5×1W=5W
電動機的輸出功率
P出=P入-P熱=5W-1W=4W。
（3）線圈被卡住后電動機不轉時可視為純電阻，通過電動機的電流
I==5A
電動機消耗的電功率
P=UI=5×5W=25W
電動機發(fā)熱功率
P內=I2R=52×1W=25W
小結：由例題中不難看出U、R、P三個物理量的數值并不滿足歐姆定律，而根據對電路能量轉化分析，解決有關純電阻電路和非純電阻電路的問題，就比較清楚了。
從上面的實驗探究與例題可見，含有電動機工作過程中的能量的計算，關鍵是要正確區(qū)分是純電阻還是非純電阻電路，其能量關系是：電流通過非純電阻時，E總=Q熱+E其他；電流通過純電阻時，E總=Q熱。
參考文獻：