時間:2023-07-10 17:33:11
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇歐姆定律的概念,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1.地位和作用
《歐姆定律及其應用》這一節在學生學習了電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法及電流與電壓、電阻的關系之后才編排的。通過這一節的學習,要求學生初步掌握和運用歐姆定律解決實際電學問題的思路和方法,了解運用“控制變量法”研究物理問題的實驗方法,為進一步學習電學內容打下一定的基礎。
2.教學目標
(1)知識目標
理解掌握歐姆定律及其表達式,能用歐姆定律進行簡單計算;根據歐姆定律得出串并聯電路中電阻的關系;通過計算,學會解答電學計算題的一般方法,培養學生的邏輯思維能力。
(2)技能目標
學習用“控制變量法”研究問題的方法,培養學生運用歐姆定律解決問題的能力。
(3)情感目標
通過介紹歐姆的生平,培養學生嚴謹細致的科學態度和探索精神,學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神。通過歐姆定律的運用,幫助學生樹立物理知識普遍聯系的觀點以及科學知識在實際中的價值意識。
3.重點和難點
重點:理解歐姆定律的內容及其表達式和變換式的意義,并且能運用歐姆定律進行簡單的電學計算。
難點:運用歐姆定律探究串、并聯電路中電阻的關系。
二、說學生
1.學生學情分析
在學習這節之前學生已經了解了電流、電壓、電阻的概念,并且還初步學會了電壓表、電流表、滑動變阻器的使用,具備了學習歐姆定律基礎知識的基本技能。但對電流與電壓、電阻之間的聯系的認識是膚淺的、不完整的,沒有上升到理性認識,需要具體的形象來支持。所以在本節學習中應結合實驗法和定量、定性分析法。
2.知識基礎
要想學好本節,需要學生應具備的知識有:電流、電壓、電阻的概念,電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法,電流與電壓、電阻的關系。
三、說教法
結合學生情況和本節特點本人采取以下幾個教法:采用歸納總結法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、說教學過程
1.課題導入(采用復習設置疑問的方式,時間3分鐘)
復習:電流是如何形成的?導體的電阻對電流有什么作用?
設疑思考:電壓、電阻和電流這三個量之間有什么樣的關系呢?通過簡單的回顧、分析,使學生很快回憶起這三個量的有關概念,通過猜想使學生對這三個量的關系研究產生了興趣,達到引入新課的目的。
2.展開探究活動,自主總結結論(時間37分鐘)
根據上節探究數據的基礎,讓學生自主總結出兩個結論:導體的電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
為了進一步得出歐姆定律的內容,可采用以下幾點做法:各小組在教師指導下,對實驗數據進行數學處理,理解數學上“成正比關系”“成反比關系”的意思,從而引入歐姆定律的內容;讓學生思考用一個什么樣的式子可以將這兩個結論所包含的意思表示出來,從而引入歐姆定律的表達式。
3.說明事項
在歐姆定律中有兩處用到“這段導體”,其意思是電流、電壓、電阻應就同一導體而言,即同一性和同時性。
向學生介紹歐姆的生平,以達成教學目標中的情感目標。學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神,激發學生的學習積極性。
歐姆定律應用之一:通過課本第26頁例題和第29頁習題2和習題3,讓學生自己先試做,然后教師再加以點評和補充,使學生理解掌握歐姆定律表達式及變形式的應用,達成教學目標的知識目標,充分體現了課堂上學生的自主地位。
應用歐姆定律解題時應注意以下幾點問題:
(1)同一性
即公式中的U、I,必須針對同一段導體而言,不許張冠李戴。
(2)統一性
即公式中的U、I、R的單位要求統一(都用國際主單位)。
(3)同時性
即公式中的U、I,必須是同一時刻的數值。
(4)規范性
解題時一定要注意解題的規范性(即按照已知、求、解、答四個步驟解題)。
歐姆定律應用之二:探究串并聯電路中電阻的關系。
(1)實驗分析
在演示實驗之前,要鼓勵學生進行各種大膽的猜想,當學生的猜想與實驗結果相同時,他會在實驗中體驗到快樂與興奮,有利于激發學生的學習興趣。
①演示實驗
將兩個電阻串聯起來,讓學生觀察燈泡的亮度情況(變暗了),并說出原因(電路中的電流變小了,說明總電阻變大了)。
得出結論:串聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大。
②演示實驗
將兩個電阻并聯起來,同樣讓學生觀察燈泡的亮度情況(變亮了),并說出原因(路中的電流變大了,說明總電阻變小了)。
得出結論:并聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。
(2)定性分析
(提出問題)為什么串聯后總電阻會變大?并聯后總電阻會變小?
得出結論:電阻串聯相當于導體的長度變長了,所以串聯電阻的個數越多總電阻就越大;電阻并聯相當于導體的橫截面積變粗了,所以并聯電阻的個數越多總電阻就越小。
(3)定量分析
利用歐姆定律公式以及前面學過的串并聯電路中電流和電壓的特點推導串并聯電路中總電阻的關系得出結論:(1)電阻串聯后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)電阻并聯后的總電阻=+…+。
4.小結(4分鐘)
(1)理解掌握歐姆定律的內容及其表達式
(2)運用歐姆定律解決有關電學的計算題以及探究串、并聯電路中電阻的關系
5.布置作業(1分鐘)
本節作業的布置主要是針對歐姆定律表達式及其變形公式的運用,并結合前面學習過的串并聯電路中電流、電壓的特點的一些常見題型加以知識的鞏固。
作業:《課堂點睛》17頁至18頁的習題。
五、說板書設計
歐姆定律的內容:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
歐姆定律的表達式:I
電阻的串聯:R串=R1+R2+…+Rn
關鍵詞:全電路;歐姆定律;實驗教學;感性教學
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)08-0098-02
歐姆定律是《電工基礎》中最常用的基本定律之一,技工院校現在使用的《電工基礎》教材(中國勞動社會保障出版社出版,第四版)中把歐姆定律分為部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩部分。對于部分電路歐姆定律,由于中學物理課本已作詳細介紹,學生容易接受,但對于全電路歐姆定律,由于其涉及的概念較多且各物理量之間的關系復雜,再加上教材未附相應的實驗,學生缺乏感性認識。因此,學生很難理解和接受,也是其成為教師教學中重點和難點的原因。筆者針對學生在學習過程中容易產生的困惑和疑問,借助實驗來幫助學生理解,收到了較好的效果。
明確教學目標是教師組織
全電路歐姆定律教學的關鍵
掌握全電路歐姆定律對于學好《電工基礎》這門課程來說至關重要。因為后續章節中多處電路的分析和計算要應用到這一定律。教學是一個教師與學生雙向互動的過程,作為教師,要組織好全電路歐姆定律教學,必須先明確教學目標,做到心中有數,才能更好地開展教學。
知識目標:(1)理解電動勢、內電阻、外電阻、內電壓、外電壓、端電壓、內壓降等物理量的物理意義;(2)掌握全電路歐姆定律的表達形式,明確在閉合電路中電動勢等于內、外電壓之和;(3)掌握端電壓與外電阻、端電壓與內電阻之間的變化規律;(4)掌握全電路歐姆定律的應用。
能力目標:(1)通過實驗教學,培養學生的觀察和分析能力,使學生學會運用實驗探索科學規律的方法;(2)通過對端電壓與外電阻、端電壓與內電阻之間的變化規律的討論,培養學生的思維能力和推理能力。
理解各物理量的物理意義是
學生掌握全電路歐姆定律的基礎
全電路歐姆定律的難點在于概念較多,且各物理量之間的關系復雜。因此,首先,應讓學生準確理解各物理量的含義。
全電路是指含有電源的閉合電路,如圖1所示。其中,R代表負載(即用電器,為簡化電路,只畫一個),r代表電源的內電阻(存在于電源內部),E代表電源的電動勢。整個閉合電路可分為內、外兩部分,電源外部的叫外電路(圖1中方框以外的部分),電源內部的叫內電路。外電路上的電阻叫外電阻,內電路上的電阻叫內電阻。當開關S閉合時,電路中就會有電流產生,I=,該式表明:在一個閉合電路中,電流強度與電源的電動勢成正比,與電路中內電阻和外電阻之和成反比,這個規律稱為全電路歐姆定律。
要理解這個定律,要先理解以下幾個物理量的物理意義:第一個是電動勢,它是指在電源內部,電源力將單位正電荷從電源負極移到正極所做的功。這個概念比較抽象,涉及知識面較廣,要使學生全面、深刻地理解它是有困難的。考慮到學生的接受能力和滿足后續知識的需要,需向學生講清兩個問題:一是電動勢的值可用電壓表測出——電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓;二是電動勢的物理意義是描述電源把其他形式的能轉化為電能的本領,是由電源本身的性質決定的。第二個是電源的端電壓(簡稱端電壓),它是指電源兩端的電位差(在圖1中指A、B兩點之間的電壓,也等于負載R兩端的電壓)。需要注意的是,端電壓與電動勢是兩個不同的概念,它們在數值上不一定相等。第三個是內壓降,它是指當電流流過電源內部時,在內電阻上產生的電壓降。全電路歐姆定律也可表示為:“在閉合電路中,電動勢等于內、外電壓之和。”
掌握各物理量的變化規律是
掌握全電路歐姆定律的重點
全電路歐姆定律的難點在于各物理量之間的變化規律,也是學生容易產生疑惑的地方。可以利用演示實驗來驗證各物理量之間的變化規律,以增加學生的感性認識,提高學生的邏輯推理能力。
第一,驗證電源內電阻的存在并計算其大小。對于電源的內電阻,由于存在于電源的內部,既看不見,也摸不著,學生對此存在質疑。為此,可用圖2進行實驗,不但可以證明內電阻的存在,還可測出內電阻的大小。在圖2中,用1節1號干電池作電源,電阻R為已知值(可根據實際情況選定)。開關閉合前,記下電壓表的讀數U1(此值即為干電池的電動勢),開關閉合后,記下電壓表的讀數U2,發現U2比U1小(見表1),就是因為電源內部存在內電阻的緣故。
根據公式r=R可算出該電池的內電阻。再用不同型號的干電池(如5號干電池、7號干電池)進行重復實驗,發現它們的電動勢雖然相等(為了后面實驗的需要,盡量選用電動勢相等的電池,并保留這些電池),但內電阻不一定相同。
第二,端電壓U跟外電阻R的關系。
實驗電路如圖3所示,用1節1號干電池作為電源,移動滑動變阻器的滑動片,觀察電流表和電壓表的讀數變化,并將它們的讀數記錄到表2中。通過觀察發現:當滑動片從左向右移動時(為保證實驗設備安全,滑動片不要移到最右端),電流表的讀數慢慢變大,電壓表的讀數慢慢變小;當滑動片從右向左移動時,電流表的讀數慢慢變小,電壓表的讀數慢慢變大。由此得出結論:端電壓隨外電阻上升而上升,隨外電阻下降而下降。根據表2中的數據可繪成曲線(如圖4所示),即電源的端電壓特性曲線。從曲線上可以看出:電源端電壓隨著電流的大小而變化,當電路接小電阻時,電流增大,端電壓就下降;當電路接大電阻時電流減少,端電壓就上升。
思考:如果滑動片移到最右端,電壓表、電流表的讀數將為多少?
第三,端電壓與內電阻r的關系。
根據公式U=E-Ir分析可知:當電流I 不變時,內阻下降,端電壓就上升;內阻上升,端電壓就下降。實驗電路同圖3,只需將電路中的電源用前面已測過內阻值的不同型號的電池代替即可,觀察電流表、電壓表的讀數,上述結論即可得到驗證。
應用規律,解決實際問題
首先向學生提出問題:你是否注意到,電燈在深夜要比晚上七八點鐘亮一些?這個現象的原因何在?在回答這個問題之前,可先通過實驗驗證這一現象的存在,如圖5所示。圖中5個燈泡完全相同,先將開關全合上,使燈泡發光,再逐個斷開開關,發現燈泡逐漸變亮,原因分析:隨著開關的斷開,外電阻增大,導致干路電流減小,使得內壓降下降,從而端電壓增大,即燈泡兩端的實際電壓增大,故燈泡變亮了。上述問題也得到了解決。
在教學過程中,如果盡可能地增加一些實驗,通過生活中的實驗記錄其數據并指導學生得出規律,提高感性認識,不但可以提高學生的學習興趣,也會提高教學效果。
參考文獻:
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[3]王兆良.關于“全電路歐姆定律”的教學[J].福建輕紡,2007(2).
2、兩點間的電壓只與這兩點的位置有關,與電荷移動的路徑無關。
3、電壓有正,負之分,它與標志的參考電壓方向有關。
4、沿電路中任一閉合回路行走一圈,各段電壓的和恒為零。
5、電壓的單位是伏特(V),根據不同的需要,也用千伏(KV),毫伏(mV)和微伏(μV)為單位。1KV=1000V1V=000 mV1mV=1000μV
6、電阻的概念是什么?導體對電流起阻礙作用的能力稱為電阻,用符號R表示,當電壓為1伏,電流為1安時,導體的電阻即為1歐姆(Ω),常用的單位千歐(KΩ),兆歐(MΩ)。
7、1 MΩ=1000 KΩ
8、1 KΩ=1000Ω
9、什麼是部分電路的歐姆定律?
流過電路的電流與電路兩端的電壓成正比,而與該電路的電阻成反比,這個關系叫做歐姆定律。用公式表示為I=U/R。
式中:I——電流(A);U——電壓(V);R——電阻(Ω)。
部分電路的歐姆定律反映了部分電路中電壓,電流和電阻的相互關系,它是分析和計算部分電路的主要依據。
當開關S閉和接通時,電路中將有電流流通,根據部分電路歐姆定律,在外電路負載電阻R上的電阻壓降等于I×R=U,而在內電路中電源內阻r0上的電壓降為U0=I×r0。
在深化教育改革、全面推進素質教育的今天,各學科都在實施新課改,目的是培養高素質的人才。新課改促使我們教育工作者的教育思想發生革命性轉變,從應試教育向素質教育轉軌,這是中國教育發展的必然趨勢。初中物理作為培養學生科學素質的一門重要課程,其教學現狀與素質教育的要求有一定的差距。相當一部分學生對物理知識的學習及分析問題和解決問題的能力也還存在一定的問題,這也是當前物理教學中開展素質教育的一個障礙。新課程標準下的物理教學,作為教師應樹立一切為學生的發展的教育思想。在教學中要關注每一個學生,注重學生的全面發展,提倡學習方式的多樣化。在教學中教師要充分調動學生學生的積極性、主動性和創造性,激勵學生最大限度地參與到教學中去,全面提高學生的素質。
二:班級基本情況分析
本學期的幾個班通過上學期期末考試看,每個班的學生成績 差距大,好成績的學生少,學空生較多,上課時學生的積極性不高,不夠靈活,有極個別學生上課不聽課,課后不做作業,沒有形成良好的生活和學習習慣。這就需要在以后的教學中進一步改進教學方法,優化課堂教學,激發學生學習興趣,創新學生的思維,圓滿完成教學任務。
三:教學內容分析
本學期教學時間共計二十二周,除去節假日,實際授課二十一周,教學時間緊張,教學任務繁重。本學期的教學內容從第十三章到第十八章共計六章,前兩章為熱學內容,后四為電學內容,這些內容比較抽象,特別是電路圖分析對學生更是困難。
第十三章和第十四章內容有:分子熱運動、內能、比熱容、熱機、熱機的效率、能量守恒定律。這些內容是在學習了機械能的基礎上,把能量的研究擴展到內能。教材首先介紹物質是由分子組成的,通過擴散現象引出熱運動的概念,在分子動理論的基礎上說明內能是所有分子熱運動動能和勢能的總和,通過實驗說明熱傳遞和做功都可以改變物體內能,并引出熱量和比熱容的概念。通過實驗探究活動加深對比熱容是物質的一種特性的理解,教材列出比熱容表,讓同學們知道水的比熱容最大在實際生活中的應用,要求同學們能進行簡單的熱量計算。內能的利用教材中重點講了熱機的例子介紹熱機的結構和工作原理。最后給出了能量守恒定律,這一節是對本章及以前所有的物理知識從能量觀點進行的一次綜合。
第十五章的教學內容是學習電學概念和規律的基礎,生活中又經常用到,所以在講解知識技能的同時,特別應該強調過程與方法的學習。教材盡可能多的聯系是實際,提倡多動手,由學生經歷與科學工作者進行科學探究相似的過程,體驗科學探究的樂趣,領悟科學思想和精神。“電流和電路”的基本概念和它們在電路中的基本規律是本章的核心。
第十六章主要學習電壓和電阻。“電壓、電阻”是初中電學的重要內容,是學習電學基本規律的必備知識。本章是在學習“電流和電路”知識的基礎上對電學知識學習的深入,是進一步落實課標標準,培養學生科學素質的必然要求。電壓是電學三大基本概念之一,是學習歐姆定律的前提和基礎,電壓表的使用和變阻器的使用又是學生探究電學基本規律,進行后續電學知識學習的保障。
第十七章主要學習歐姆定律。歐姆定律是初中電學知識的基礎和重點,處于電學的核心地位。歐姆定律是電流、電壓和電阻之間關系的體現,也是學習下一章“電功率”的基礎,同時也是學習高中物理中的閉合電路歐姆定律、電磁感應定律、交流電等內容的基礎。本章通過探究電阻上電流跟電壓的關系,明確電流、電壓、電阻的關系,在探究結果的基礎上得出歐姆定律。并利用歐姆定律對串、并聯電阻的規律進行定性的分析。通過測量小燈泡的電阻的方法,探究測量導體的方法,這是歐姆定律在解決實際問題中很好的應用。通過這些探究活動,讓學生領悟探究的全過程,特別是對實驗的評估和對實驗數據的分析,進一步學習利用控制變量法。
第十八章主要學習電功率。本章是在學習歐姆定律的基礎上,把電學的研究擴展到電能和電功率,是對電學基本規律學習的深入,是電學規律的大綜合,是初中電學知識的終極目標和核心。本章包括“電能”和“電功率”這兩個重要的物理規律。同時介紹了電熱的作用和有關安全用電方面的知識。從課程標準要求上看,這些內容都是初中電學的重要內容,同時電功率也是初中電學中最復雜的內容,是電學中的重點、難點。
四:教學措施
1:加強師生情感的交流,建立和諧平等的師生關系。“教”的目的是為了學生能夠主動,積極地“學”。只有教師熱愛學生,才會主動了解、關心學生。而學生又會從內心感激老師的幫助和指導,這樣激發了學生奮發學習的精神,讓學生主動地學,高興地學,愉快的學。
2:運用多樣化的教學方法,增加學生的學習興趣。新課程物理教學方法多樣化是時代的需要,在物理教學中可采用實驗探究法,問題討論法,調查事實法等。尤其實驗教學應突出實驗、觀察與操作的趣味性,進而轉化為學生的積極求知欲。
3:開展多樣化的課外活動,鞏固課堂學習內容。教學的空間不要只局限于課堂,教學模式也不再是那種上課由老師灌,課下圍著習題轉的傳統的教學模式。中學生有一定的自主性,他們樂意按照自己的思維行事,解決問題。教師應盡量滿足他們的要求如建立航模組、板報組、無線電小組、小制作組等讓物理走進生活。使學生在實踐中受到鍛煉,增長才干,讓物理愛好者充分發揮特長。
4:對學困生給予特別的照顧和關心,努力做好后進生轉化工作。在教學中努力與中差生多相互交流如提問時容易回答的問題讓他們回答,及時表揚,鼓勵。為中差生多創造一些與好生參與學習的機會。
五:附教學進度表
周次 起訖時間教學內容課時備注
19.1---9.713.1分子熱運動
13.2內能1
實驗
29.8---9.1413.3比熱容
復習及測試2
1中秋節
39.15---9.2114.1熱機
14.2熱機的效率1
49.22—9.2814.3能量的轉化和守恒
復習第十四章及測試1
59.29---10.5國慶長假
610.6--- 10.1215.1兩種電荷
15.2電流和電路
710.13---10.1915.3串聯和并聯
15.4電流的測量1
1月考
810.20-10.2615.5串、并電路中電流的規律
復習第十五章測試1
1+1
910.27—11.216.1電壓
16.2串、并電路中電壓的規律1
1011.3—11.916.3電阻X 16.4變阻器1
1111.10-11.16復習第十六章測試1+1
1211.17-11.2317.1電流與電壓和電阻關系
17.2歐姆定律1
1311.24---
11.3017.3電阻的測量
17.4歐姆定律應用1
2月考
1412.1—12.7復習第十七章測試1+1
1512.8-12.1418.1電能、電功
18.2電功率 1
1612.15—
12.2118.3測量小燈泡的電功率
18.4焦耳定律
1712.22-12.28復習第十八章測試1+1
1812.29—1.4復習熱學內容 元旦
191.5—1.11復習電學內容
關鍵詞:物理;規律教學;思維
物理規律(包括定律、定理、原理、公式等)反映了物理現象、物理過程在一定條件下必然發生、發展和變化的規律,反映了物質運動變化的各個因素之間的本質聯系,揭示了物理事物本質屬性之間的內在聯系,是物理學科結構的核心。整個中學物理是以為數不多的基本概念和基本規律為主干的一個完整體系,物理基本概念是基石,基本規律是中心,基本方法是紐帶。要使學生掌握學科的基本結構,就必須讓學生學好基本規律。
縱觀整個初中物理,可以將物理規律分為以下三類:
1.實驗規律
物理學中的很多規律都是在觀察和實驗的基礎上,通過分析歸納總結出來的。我們把它們叫做實驗規律。如杠杠平衡原理、歐姆定律、阿基米德原理等。
2.理想規律
有些物理規律不能直接用實驗來證明,但是具有足夠數量的經驗事實。如果把這些經驗事實進行整理分析,抓住主要因素,忽略次要因素,推理到理想的情況下,總結出來的規律,這樣的規律我們把它叫做理想規律,如牛頓第一定律、真空不能傳聲等。
3.理論規律
有些物理規律是以已知的事實為根據,通過推理總結出來的,我們把它叫做理論規律。如并聯電路中電阻大小的計算等。
怎樣才能搞好規律教學呢?
1 聯系新舊知識、收集事實依據,學會研究物理規律的方法
物理規律本身反映了物理現象中的相互聯系、因果關系和有關物理量間的嚴格數量關系。因此在物理規律的教學中必須將原來分散學習的有關概念綜合起來。只有用聯系的觀點來引導學生研究新課題提出新問題才能激發學生新的求知欲與新的興趣。另一方面物理規律本身總是以一定的物理事實為依據的。因此學生學習物理規律也必須在認識、分析和研究有關的物理事實的基礎上來進行。尤其是初中學生他們的抽象思維能力不強理解和掌握物理規律更需要有充分的感性材料為基礎。
2 建立思維方法,理解物理規律
初中階段所研究的物理規律一般著重于用文字語言加以表達即用一段話把某一規律的物理意義表述出來,有些規律還用公式加以表達。對于物理規律的文字表述要認真加以分析,使學生真正理解它的含義而不是讓學生去死記結論。例如牛頓第一定律這一理想規律的教學就可采用“合理推理法”,即在實驗的基礎上進行推理想象,由有摩擦的情況推想到無摩擦時的運動情況,最后把這一規律的內容表述出來。在理解時要弄清定律的條件是“物體沒有受到外力作用”。還要正確理解“或”這個字的含義,“或”不是指物體有時保持勻速直線運動狀態有時保持靜止狀態,而是指如果物體原來是靜止它就保持靜止狀態,如果物體原來是運動的它就保持勻速直線運動狀態;許多理論物理規律的內容可以用數學形式表達出來就是公式。要使學生從物理意義上去理解公式中所表示的物理量之間的數量關系而不能從純數學的角度加以理解。例如:對于歐姆定律的表達式應當使學生理解這一公式表達了電流的強弱決定于加在導體兩端電壓的大小和導體本身電阻的大小,即某段電路中電流的大小與這段電路兩端的電壓成正比與這段電路中的電阻成反比,公式中的I、U、R三個物理量是對同一段電路而言的。把公式進行變換得到電阻的定義式R=U/I。如果不理解公式的物理意義就可能得出“電阻與電壓成正比”這一錯誤的結論。
3 明確物理規律的適用條件和范圍
每一個物理規律都是在一定的條件下反映某個物理現象或物理過程的變化規律,而規律的成立是有條件的。因此每一規律的適用條件和范圍也是一定的。學生只有明確規律的適用條件和范圍才能正確地運用規律來解決問題才能避免亂用規律、亂套公式的現象。例如,歐姆定律I=U/R,適用于金屬導體,不適用于高電壓的液體導電,不適用于氣體導電,不適用于含源電路或含有非線性元件的電路。而且I、U、R必須是同一段電路上的三個物理量。
4 認清關系,加以區別
物理規律總是與許多物理概念緊密聯系在一起的,與某些物理規律也是互相關聯的,應當使學生把物理規律與同它相關的物理概念和物理規律之間的關系搞清楚。如:牛頓第一定律與物體的慣性雖有聯系但二者有本質的區別不能混為一談。在教學中經常發現學生把慣性與運動狀態等同起來,把物體不受外力作用保持原來的運動狀態說成是“保持物體的慣性”。我們知道慣性是物體的固有屬性,物體無論是靜止還是運動、是否受力,任何時候都有慣性。而牛頓第一定律是一個反映這些客觀事實的物理規律,兩者不能混為一談。
5 聯系實際應用,掌握物理規律
一、電磁學教材的整體結構
電磁運動是物質的一種基本運動形式。電磁學的研究范圍是電磁現象的規律及其應用。其具體內容包括靜電現象、電流現象、磁現象,電磁輻射和電磁場等。為了便于研究,把電現象和磁現象分開處理,實際上,這兩種現象總是緊密聯系而不可分割的。透徹分析電磁學的基本概念、原理和規律以及它們的相互聯系,才能使孤立的、分散的教學變成系統化、結構化的教學。對此,應從以下三個方面來認真分析教材。
1. 電磁學的兩種研究方式。
整個電磁學的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進行,這兩種方式均在高中教材里體現出來。只有明確它們各自的特征及相互聯系,才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質,培養學生的思維能力。
場的方法是研究電磁學的一般方法。場是物質,是物質的相互作用的特殊方式。中學物理的電磁學部分完全可用場的概念統帥起來,靜電場、恒定電場、恒定磁場、靜磁場、電磁場等,組成一個關于場的系統,該系統包括中學物理電學部分的各章內容。
2. 物理知識規律。
物理知識的規律體現為一系列物理基本概念、定律和原理的規律,以及它們的相互聯系。
物理定律是在對物理現象做了反復觀察和多次實驗,掌握了充分可靠的事實之后,進行分析和比較找出它們相互之間存在著的關系,并把這些關系用定律的形式表達出來。物理定律的形成,也是在物理概念的基礎上進行的。但是,物理定律并不是絕對準確的,在實驗基礎上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性,因此其適用范圍有一定的局限性。
“恒定電流”一章中重要的物理規律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律。歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來的,對金屬導電、電解液導電適用,但對氣體導電是不適用的。歐姆定律的運用有對應關系。
電阻是電路的物理性質,適用于溫度不變時的金屬導體。
3.通過電磁場在各方面表現的物質屬性,使學生建立“世界是物質的”的觀點。
電現象和磁現象總是緊密聯系而不可分割的。大量實驗證明在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用。運動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種場——磁場。磁體的周圍也存在著磁場。磁場也是一種客觀存在的物質。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用。現在,科學實驗和廣泛的生產實踐完全肯定了場的觀點,并證明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態。
二、以“學科體系的系統性”貫穿始終,使知識學習與智能訓練融合于一體
1. 場的客觀存在及其物質性是電學教學中一個極為重要的問題。電場強度、電勢、磁場磁感應強度是反映電、磁場是物質的實質性概念。電場線,磁感線是形象地描述場分布的一種手段。要進行比較,找出兩種力線的共性和區別以加強對場的理解。
2. 電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用。在教學中要使學生認識場和受場作用這兩類問題的聯系與區別。
3. 認真做好演示實驗和學生實驗,使抽象的概念形象化,通過演示實驗是非常重要的措施。把各種實驗做好,不僅使學生易于接受知識和掌握知識,也是基本技能的培養和訓練。安排學生自己動手做實驗,加強對實驗現象的分析,引導學生從實驗觀察和現象分析中來發展思維能力。從物理學的特點與對中學物理教學提出的要求來看,應著力培養學生的獨立實驗能力和自學能力,使知識的傳授和能力的培養統一在使學生真正掌握科學知識體系上。
物理教學大綱強調,中學物理教學必須培養學生實驗能力、思維能力和運用數學解決物理問題的能力。在這三大能力中,思維能力是核心,它在物理實驗和探究解決物理問題中起著重要的作用。無論物理概念的建立或物理定律的發現,還是物理基礎理論的創立或突破,都離不開思維能力。恩格斯強調指出:“一個民族要站在科學高峰,就一刻也不能沒有理論的思維。”可見在高科技發展的當今世界,要科技興國,要提高綜合國力,要培養高科技的拔尖人材,必須在中學物理基礎教育階段,切實注重培養學生的思維能力,為他們繼續深造,終身學習奠定堅實的基礎。怎樣培養學生的思維能力呢?
一、歸納對比,培養比較概括能力
歸納推理與演繹推理不同,演繹推理是由一般到個別,即從一般性的結論判斷出發,推之于個別也具一般事物的那種特性;歸納推理是由個別到一般,由觀察實驗研究發現找到個別事物有某種特性,而這個別事物的同類,也具有那種特性,那么這同類事物就具有那種特性了。而對比(比較)是確定現實對象及其現象異同的一種思維過程;概括是把比較中抽取出來的本質特點進行綜合。
物理教學中要善于從形式和本質兩方面引導學生認知物理現象或物理知識的相似點與差異點,以培養對比、概括能力。我們在進行物理概念教學時,就常用異中求同法。如通過火車在軌道上行駛,飛機在高空飛行,蟲子在地上爬行,人在路上行走等各種運動形式中,找出其共同點:一個物體相對另一物體的位置發生了變化,從而概括出“機械運動”的概念。亦可在學了有關時間與時刻,路程與位移,電壓、路端電壓、電勢、平衡力、作用力與反作用力,動通定理、動量定律,機械守恒定律、動量守恒定律以后,用圖表進行對比。
二、聯系實際,培養分析綜合能力
分析和綜合是思維的基本過程。分析是把整體分解為部分,把復雜的事物分解為最簡單的要素,然后分別加以研究的一種思維方法。綜合則是把對象的各個部分、各個方面和各種因索聯系起來的一種思維方法。例如在力學中,研究物體的運動狀態和所受的外力(即與其他物體的相互作用)的關系時,問題就比較復雜,學生普遍感到很不易掌握。但如果用“隔離法”進行分解教學,首先把要研究的對象和其對象(物體)“隔離”開來,而后逐一分析,從各個側面去分析該物體收到其他物體的作用力的性質(重力、彈力、摩擦力等),求出合力;再研究物體的質量和所受的合力與外力的關系,從而得到“一個物體運動的速度的變化率和外力成正比”的結論。這便是力學研究中常用的分析法。
分析和綜合是相互聯系的:分析是綜合的基礎,綜合是分析的目的。沒有分析就不能綜合,沒有綜合分析就毫無意義。在認識物理現象的過程中,分析和綜合總是交替進行的,二者相互依存,相互制約。如教學直流電規律時,先讓學生學習電流、電壓、電阻以及串并聯電路的特征等,在此基礎上學習部分電路的歐姆定律,這便是在分析基礎上的第一次綜合。這時學生對直流電規律的認識仍囿于部分電阻即一段電路上的。待學習電動勢概念,分析電流通過內外電路電壓降落的情況及能量變化情況,得到閉合電路歐姆定律,即全電路歐姆定律后,學生才對電路的部分和整體及各種因素的相互制約關系獲得較為完整的認識。所以,對物理綜合問題的教學,先要引導學生分析,研究復雜現象包含的物理過程,及其解決的方法,再引導學生綜合,把各物理過程連成一個整體思考求解。從而使學生養成分析綜合的良好習慣,培養運用數學解決物理問題的能力。
三、建立物理模型,培養抽象思維能力
建立物理模型,是物理教學研究的一種科學方法。它是加強基礎知識教學,培養學生抽象思維能力的重要手段。抽象是將事物個別特征與共同特征、非本質特征與本質特征區別開來,并將事物的共同本質和特征提取出來的思維過程。而抽象思維是用抽象概念和理論知識解決問題的一種思維。例如,力學中所研究的“質點”、“單擺”;分子學中所研究的“理想氣體”;電學中所研究的“點電荷”;原子物理學研究的原子“核式結構”等都是“理想模型”。合理的物理模型是抽象思維的產物,是人腦對物理現象、物理過程本質的一種反映,是研究客觀物理規律的一種行之有效的方法。建立和應用物理模型來研究物理問題,可以是復雜的問題簡單化,抽象問題具體或形象化,突出事物與問題的主要矛盾,舍去次要因素,集中思考解決問題。尤其是研究微觀過程,不借助于物理模型和形象比喻,要想讓學生接受是徒勞的。例如原子物理學中盧瑟福的“原子行星模型”就是把原子結構模型看做類似太陽系:原子核位于中心,核外電子在確定的軌道上以一定的速度繞核運轉。通過形象化的比喻,學生易于接受理解。
由于在理想狀態下物體運動中只受重力作用,根據運動合成與分解的有關定理定律,我們可以將斜拋物體的運動視為初速度為v0與水平方向成α角的斜向上勻速直線運動和豎直方向自由落體運動的合成運動.
如圖1示,設物體由拋出點A至水平著地點B處飛行時間為t.勻速直線運動的位移大小為AC=v0t,其中C點為物體勻速直線運動的末位置.
由圖示幾何關系可以得出:
AC2=(CD—DB)2+OB2,
由于
AC=v0t、
CD—DB=12gt2—h,
且
OB=s,
所以有
(v0t)2=(12gt2—h)2+s2,
將該式展開整理后可得
s2=—(12gt2—v20+hgg)2+(v20+ghg)2—h2
(1)
為使射程s達到最大,則(1)式等式右邊必有
12gt2—v20+ghg=0,
由此式可求出斜拋物體達到最大射程所用時間
t=2v20+2ghg
(2)
此時物體達到最大射程為
s2max=(v20+ghg)2—h2=v40+2ghv20+g2h2—g2h2g2
=v20(v20+2gh)g2,
smax=v0gv20+2gh=OB=AD
(3)
由圖知:最大射程對應拋射角應有如下三角關系
tanα=CDAD=12gt2—hsmax
(4)
將(2)、(3)式代入(4)式,可得
tanα=CDAD=12gt2—hsmax
=v20+2gh2g—hv0gv20+2gh=11+2ghv20
(5)
討論:(1)h=0時,tanα=1,α=45°,這是我們熟知的斜上拋物體最大射程拋射角.
(2)h≠0時,物體著地點速度為v可以視為物體拋射初速度v0與物體做自由落體運動經時間t后的速度v′的合成.
因為
t=2v20+2ghg,
故
v′=gt=2v20+2gh,
v′2=2v20+2gh=v20+v20+2gh
(6)
由機械能守恒定律考察斜上拋物體運動有如下關系
v2—v20=2gh,
即v2=v20+2gh
(7)
將(6)式代入(7)式可得
v′2=v2+v20,
即v與v0方向垂直.
結論 由上述討論可知,斜拋物體若達到最大射程,則其拋射角與著地時速度與地面的夾角之和必為90°;亦即當二角之和為90°時,斜拋物體射程最大(也可以表述為當上拋物體初速度與末速度方向垂直時,射程最大.)
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可推導出適用一切電路的公式
E=U外+U內,
關鍵詞:《閉合電路歐姆定律》;教學設計;高中物理
一、教學設計
1.課題
閉合電路的歐姆定律(人教版普通高中課程標準實驗教科書選修3-1)
2.教材分析
本節內容是全章的重點,是歐姆定律的延伸,教材從能量入手,循序漸進地引導學生推出閉合電路的歐姆定律,教學過程簡單、學生易于接受。之后應用定律解決物理規律問題,使學生明白物理規律可以用已知定律從理論上導出,將理論應用于實際。
3.教學目標
知識與技能:①理解內、外電路及電源的內阻。②知道電源電動勢等于沒接入電路時兩極板間的電壓。③理解閉合電路的歐姆定律及其公式并能熟練地解決電路問題。過程與方法:①培養自主學習能力。②培養獨立思考、自主探究物理問題的能力。情感態度與價值觀:①激發學習興趣和求知欲。②培養嚴謹的科學態度和合作學習精神。
4.教學重、難點
教學重點:①閉合電路歐姆定律的內容。②路端電壓與電流的關系公式及圖像表示。教學難點:①閉合電路歐姆定律的應用。②路端電壓與負載的關系。
二、教學過程
1.自主學習
課前教師下發學案,學生根據學案進行預習,重點思考并回答以下問題:
(1)什么是電源?
(2)電源電動勢的概念和物理意義是什么?
(3)什么是內電路?什么是外電路?在回路中的電流方向如何?
(4)在內、外電路中電勢是如何變化的?
(5)怎樣計算內電路以及外電路中消耗的電能?
(6)如何計算電池內部非靜電力所做的功?
(7)內電路和外電路上消耗的電能與電源內部非靜電力做的功有什么關系?
(8)路端電壓與負載的關系是怎樣的?
【設計意圖】課前預習使學生將學習活動延伸到了課外,保證了學生思考的空間,增加了有效學習的時間。只有學生本人了解自己已經掌握了哪些知識,需要學習哪些知識,才能有針對性地進行相關復習、查閱資料,避免傳統課堂“一刀切”的現象,學生帶著問題積極主動地學習新知識,滿足了高中生思維發展和自我意識發展的需要,有利于開發學生學習物理的潛能。
2.交流探究
師友之間根據預習情況交流學習。由徒弟向師傅講解本節課的相關內容,師傅補充完善不足之處,在合作中解決疑難問題,突破重難點。教師巡視了解每對師徒的學習情況,對學習過程中存在疑問的師徒進行適當的指導,對學習深度不夠的師徒進行誘導點撥。如,有些師友根據理論知識推導出閉合電路的歐姆定律之后便欣然接受,此時教師應該提醒學生設計實驗對其進行驗證;在師友探討路端電壓與負載的關系之前,教師應提出問題:能否用實驗探究路端電壓與負載的關系,并引導師友合作設計實驗方案,完成實驗步驟,分析實驗數據完成U-I圖像,進而依據圖像解釋U、I的關系以及在短路、斷路中的特殊現象。
【設計意圖】該環節采用學生之間交流合作學習的方式完成本節課的教學內容,并在教師的點撥下激發了學生動手設計實驗驗證物理定律和探究物理規律的積極性,從而通過學生的親身經歷完成了教學重難點內容的學習。這一做法顛覆了傳統教學中教師“高高在上”的地位,而是十分“親民”走到學生之中參與、啟發、引導學生學習,消除了教師與學生之間的距離感。同時,學生之間通過交流不僅可以在學習上取長補短、互利共贏,更可以在性格上相互影響、共同發展,這樣不但能鍛煉學生與人交流合作的能力,又有利于開拓思路、培養他們的探索精神和創新能力。
3.互助提高
鼓勵學生積極上臺講解本節課自己學到的知識,板演相關例題,其他學生認真聽講并進行補充,也可以提出自己的質疑并闡述觀點進行全班討論。教師注意指導學生使用物理術語,規范學生的解題步驟,引導學生歸納需要注意的問題以及總結相關規律。
【設計意圖】全國教育心理學研究發現,大多數教師所青睞的講授式教學方式學生對知識的記住率只有5%,而極少數教師鼓勵的學生教別人的方法,使學生本人對知識的記住率高達95%。本環節中,教師把課堂真正讓位給學生,讓學生做主講,不但鍛煉了學生的表達能力,同時在學生教會其他同學時自己也會收獲新的體會,而全班同學的參與交流又可以各抒己見、集思廣益、通力合作,真正實現人人參與、人人發展、人人進步的高效課堂的發展趨勢。
4.總結歸納
教師組織學生一起梳理本節課的知識點,針對學生仍然不理解以及容易產生錯誤的知識點予以講解;明確學生易混、易錯、易漏的問題,對解題規律、注意事項、解題方法和技巧等進行全面的總結,歸納出知識體系,以便學生能夠得心應手的運用。例如,教師應強調閉合電路歐姆定律反映的只是電動勢與路端電壓的數量上的關系,他們的本質是不同的,電動勢反映了電源把其他形式的能轉化為電能的本領的大小,而路端電壓反映了外電路中電能轉化為其他形式能的本領的大小,因而用電壓表直接接在電源兩級上,其示數不等于電源電動勢,但很接近電源電動勢:U=IRV=?RV=,當RV>r時,U≈E。
【設計意圖】本節課的問題是由學生自己發現解決的,規律也是由學生自己探究驗證出來的,甚至例題都是學生自己解讀體悟的,可以說全程都是由學生自己完成的,因而在本環節中學生可以很容易地總結歸納出本節課的知識體系,真正做到將學來的知識變為自己所擁有的知識,實現學習效率的最大化。
5.當堂鞏固
教師根據學生對本節課內容的掌握情況出示有代表性的一或兩道典型題,學生在規定時間完成后師友當堂交換批改,之后交流做題心得與體會。教師檢查學生的掌握情況,布置課后作業。
【設計意圖】本環節的設計意在幫助學生檢驗學習成果,深化學生對各個知識點的認知,培養他們自行解決物理問題的信心和決心,端正學生的學習態度。同時,教師可以根據學生的掌握情況,及時反饋、適時調整并通過課后作業將學生的學習活動延伸到課下,為下節課埋下伏筆,使整堂課留有余味。
三、課堂教學設計建議
在設計學案時應當充分分析教材以及學生,做到環環相扣,循序漸進地引導學生完成自學;在學生進行交流探究時,教師應該注意學生探究的內容要與本節課的教學內容相關,探究要有深度不能屈于表面;在互助提高階段,教師應該積極鼓勵內向的學生大膽發言,提高其與同學溝通以及表達能力。本文中《閉合電路歐姆定律》的教學設計依據高中學生個性心理發展特點,通過課前預習以及課上互助式學習充分地調動學生的主觀能動性,有利于改變傳統教學方式在高中物理教學中出現的弊端,以便于為物理教師的有效教學提供參考。
參考文獻:
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一、高中物理學習困難的原因
調查發現:大多數學生覺得初中物理不難學,相當一部分學生對物理有極厚興趣,大部分學生不喜歡,但也不討厭學習物理。而在以往的教學中筆者發現,學生進入高中一個月左右,學習物理的積極性比較高。一方面,學生剛進入高中,新的教師、新的同學、新的環境,個個都想躍躍欲試。另一方面,剛開學,對新的知識,大家站在同一起跑線上,在主觀上給自己的學習提出了新要求,從而在學習上比較積極。隨著時間的流逝,教學內容的增多,學生普遍反映高中物理難學,對學習物理在心理上出現了嚴重分化現象。究其原因,是因為高中物理比初中物理知識難度大,給學生的物理學習帶來了很大困難,從而產生畏難情緒,造成物理教學的嚴重分化現象。下面是我對高中生學習物理時產生畏難情緒原因的一點看法。
1.學生存在學習的心理障礙
第一,學生從初中升入高中,由于對高中課程不了解,容易產生膽怯心理。第二,物理學科本身就要求理論聯系實際,我們教師若不及時變換教學方式,不研究學情,那么有趣的課程也使學生的興趣慢慢變淡。第三,因數學推理、計算不熟練,或因其他原因,使學生逐漸失去學習興趣與熱情。
2.學生存在學習的思維障礙
(1)用錯誤的生活經驗分析具體的物理現象
高中生已經從生活中和初中的物理課中接觸了大量物理現象,積累了一定生活經驗。有些生活經驗是正確的,是我們建立物理概念的基礎;有些生活經驗是錯誤的,錯誤的生活經驗往往會導致思維障礙。例如,生活經驗告訴學生“摩擦力是阻礙物體運動的”,會使學生產生“滑動摩擦力和物體運動方向始終相反”的錯誤結論。
(2)思維定式
所謂思維定式就是人腦受到某種外來信號的刺激作用而形成的一種固定思維方式。學生容易按照習慣思考方法處理問題,往往陷入“思維功能僵化,處理問題絕對化”的困境。
(3)只重結果,忽視思考過程
不能深入理解物理概念及規律的本質和內在聯系,只要得出正確結論,不愿多想其他解決方法。在解決問題時很難展開聯想,影響思維的流暢性。例如,在電場學習中,問學生帶電粒子在電場中運動時動能的變化與什么因素有關?學生會回答和重力做功有關。這是由于沒有真正理解物體做功和功能變化的關系,沒有考慮到電場力做功的特點。
3.教師在教學中不重視物理情境的創設
當前的教育模式仍然以灌輸式為主,在物理情境教學方面存在著很多誤區。在當前的考試制度與社會背景下,有的教師在概念教學中忽視現象,忽視物理情境的建立,一味強調物理量的含義、單位、方向。最終使學生覺得學習內容枯燥,沒有吸引力,不能激發學生的學習興趣,并且學生學到的物理概念如空中樓閣,很容易忘記。這種情況在高中物理教學中很普遍。
二、克服高中物理學習困難的方法
1.把握好初中物理與高中物理知識的銜接點,形成知識的可持續發展
例如,在初中物理教材中,速度的定義為物體在單位時間內通過的路程。這時,學生應明白這個定義是對于物體做勻速直線運動而言的,由于物體在各個時刻運動的快慢和方向是相同的,因此任意時刻的速度都等于整段時間內的平均速度。對于物體做變速運動,物體在各個時刻運動的快慢和方向是不同的,這樣定義出來的速度只能是平均速度。
2.重視物理規律的內涵和外延,將新知識與原有的知識有機銜接起來
例如,歐姆定律的內涵是導體中的電流與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比,即部分電路歐姆定律。歐姆定律的外延是電路中的電流與電源電動勢成正比,與整個電路的總電阻成反比,即全電路歐姆定律。
3.重視培養思維能力的銜接
由于初中生在思維上主要以具體形象思維為主,所以初中物理教材在編排上注重聯系實際、貼近生活、圖文并茂,加強了形象思維能力的培養,但教材中也不乏抽象思維能力的訓練。另外,處理問題時,既要注重結果,又不要忽視思考過程,不能深入理解物理概念及規律的本質和內在聯系,只要得出正確結論,不愿多想其他解決方法,也會阻礙思維的銜接。
4.培養學生探究式學習的精神
把科學家從事科學研究的一些基本做法應用到學習中來,即“問題假設求證結論”的探究路徑,注重對結論的產生過程的理解。
5.加強數學知識學習
高中物理對學生應用數學工具的能力要求較高。由于種種原因,對于剛升入高中的學生,還沒有學過如“正弦定理”“余弦定理”“斜率”“極限”等數學知識,這對學生學習物理造成一定的困難。因此,同學們應在平時學習中及時補充一些相應的數學知識。
6.教師必須以新的觀念來理解和實施新課程
要利用物理學科的特點進行指導,揭示學習方法,使學生形成良好的學習習慣。教師在教學中能夠通過精心創設物理情境,讓學生自然進入所研究的物理問題情境中,使學生不僅認識到物理模型即物理情境創設的重要性,還懂得復雜運動研究的策略與途徑。面對學生檢測的成績,我們要客觀評價,讓學生在物理教學活動中增強自信心,同時注重學生的自我評價,給學生一個更全面地認識自我、發現自我的機會,使學生更明智、更理性地進行物理學習。
在中學物理學中,培養學生的想象能力的方法和措施是很多的。根據知識本身的特點,可歸類為如下幾種:
1.通過建立理想化模型,培養學生的想象能力。例如:在教學“質點”這一概念時,我們可以首先通過研究物體的運動,使學生認識到:由于物體都有形狀和大小,要確定運動中的物體的位置及其變化,并非是一件容易的事情,從而給予學生一個明確的非建立一個物理模型不可的印象。然后,再從眾多的事例分析中,讓學生發現,在某些情況下由于物體的大小和形狀對我們所研究的現象產生的影響較小,可以忽略不計,以致能把它看做是一個無大小、無形狀的點,即質點。經過這樣的教學,不僅使學生掌握了“質點”這個概念。而且使學生學會了認識自然規律的最基本的方法,還培養了學生科學的想象能力。縱覽整個中學物理教材。不難發現可以采用這種方法進行教學的概念還有:剛體、理想流體、理想氣體、點電荷、電力線、光線等等。
2.通過物理公式的導出過程培養學生的想象能力。物理學是一門從科學實驗中發展起來的自然科學,它的每一個規律的建立都是以實驗為依據的,所以,我們在通過物理公式的導出過程中培養學生的想象能力的教學中,務必要注意兩個問題:其一,在由實驗得出必要的具體數據之后,要引導學生對這些數值進行認真細致地分析、研究,總結出它們的數值間的關系(這些關系一般反映了某一物理規律的某一個側面);其二,引導學生通過科學的想象,把上述各個方面的關系按其內部聯系綜合出一個完整的、正確的物理規律(通常用數學語言加以描述),例如:在推導“歐姆定律”的過程中,我們在認真測得一些數據之后,應提出如下幾個問題:①電阻不變時,電流強度與電壓的關系是怎樣的?②電壓不變時,電流強度與電阻的關系是怎樣的?③分析每一次測出的3個數據能得出什么樣的關系是怎樣的?④怎樣用字母符號表示這一關系?經過對上述四個問題的解答。學生一般能獨立地推導出歐姆定律的數學表達方式I=U/R。
3.通過對相關或相似的物理問題、物理概念、物理規律之間的比較。培養學生的想象能力和辯證思維能力,在教學中把規律性相同或相似的物理問題、物理概念、物理規律,運用類比的方法進行講解,既可消除學生中所存在的一些錯誤和模糊認識,又可以使學生通過聯想、比較,產生由此及彼、舉一反三、觸類旁通的效果。從而也能培養學生的想象能力,此外還有利于學生們的記憶。教學中我們發現,常用的歸類比較的做法主要應用在以下三個方面:
(1)對相關的物理問題進行比較。例如:交直流發電機(電動機)在機構原理上的比較;液體內部壓強的大小求法與計算物體重力勢能的比較;物體質量的計算與物體浸入在某液體時所受浮力大小計算的比較;幻燈機成像調節(或照相機成像調節)與放大鏡成像調節的比較;柴油機工作原理與汽油機工作原理的比較,等等。
(2)把表達形式相似而本質不同的概念進行比較。例如:質量與重量;密度與比重,力矩定義式與功的定義式;動量與功率,電源電壓與路端電壓:電勢與電勢差;靜電場與引力場,電勢能與重力勢能;質點與點電荷;電力線與磁力線;電壓與水壓等的比較。
(3)把表達形式或規律相似而本質不同的物理定律、公式進行比較;右手定則與左手定則的比較;動能(動量)定理與機械能(動量)守恒定律的比較;動量守恒定律與機械能守恒定律的比較,等等。
4.在解答物理問題的過程中,培養學生的想象能力。在讓學生學習完某幾個單元或某幾個章節的內容之后,我們應該回過頭來引導學生把解題方法相仿而物理內容不同的物理問題的解答過程進行比較,從而達到培養學生的想象能力的目的。例如在學完“機械能”和“電場”之后。我們可以引導學生把物體在重力場做功的計算與點電荷在電場中做功的計算進行比較;把重力勢能的求解與電勢能的求解方法進行比較,等等。一般做法可以是:精選一至二道有代表意義的練習題作為范例,通過引導學生對它們解答過程的分析、討論、比較、思考(必要時老師也可作些指導),最后歸納總結出正確合理的結論。我們認為:通過這樣對學生的訓練。能夠使學生養成一種做完某一個題之后便進行類比思維和科學思維的習慣,從而培養了學生的類比思維和科學想象思維的能力,達到舉一反三的效果。
總之,培養學生的想象思維能力的意義是重大的,措施和方法也是多樣的,本文從以上幾個方面談了一些膚淺的認識和一些不成熟的做法,一定存在許多謬誤之處,請大家批評指正。
中學物理邏輯性很強,許多剛剛步入高中的學生很難適應高中物理的學習,認為高中物理不易學、學不懂.面對這種狀況,教師應該時刻關注學生的心理,及時有效的幫助學生克服這種心理障礙,使他們能夠對學習物理充滿信心.物理教師還要改善自己的教學方式,設計新穎的教學方案,激發學生對物理學習的興趣,提高學生對物理學習的積極性,整體改善物理的教學質量.
一、中學物理課堂教學新型設計分析
(一)設計物理教學方法的思路
1.結合哲學方法
結合哲學方法分為:質變和量變法、否定和肯定法、內容和形式法、本質和現象法、相對和絕對法、原因和結果法、空間和時間法、統一和對立等法.
2.結合數學方法
結合數學方法:圖像法、函數法、幾何法、極限法等.
3.突出物理方法
物理有自身獨特的學習方法:觀察法、實驗法、守恒定律法、對稱法、化方法等.
4.思維方法
思維方法:判斷和推理法、綜合和分析法、分類和比較法、概括法、演繹和歸納法、具體和抽象法、類比法等.
(二)設計在物理課堂教學的作用
1.是科學教授物理的需要
通過物理科學的方法,讓學生更好理解物理知識.例如:某教師在講解電容和電場強度設計教案時,應考慮電容和電場強度的定義,而它們是根據比值進行定義的,通過比值可以將抽象的概念具體化、數字化,再聯合實驗,促進學生更好地理解物理知識.
2.促進中學生建立科學觀念
物理是科學學科,包含大量的科學觀念和概念,促進學生建立正確的科學觀念,懂得從現象到本質、從偶然到必然、從未知到已知.
例如:某物理老師講解《慣性定律》設計問題“靜止的小車啟動時,為什么小車上的木板向后倒?”“小車停止運動時,為什么小車上的木板會向前倒?”引導學生對實驗現象進行全面思考,科學利用定律解決物理問題,促進學生建立科學觀念.
二、學生的個體差異
為了了解學生對物理的學習情況,筆者對某所學校學生的力學和電學進行了調查.發放調查問卷143張,共收回137張,回收率是95.80%.數據顯示,力學中關于自行車下坡行駛時不可以用前閘剎車,77.20%的學生很清楚;15.20%的學生知道一些;6.70%的學生不太清楚;2.20%的學生完全沒聽過.電學中關于燈泡燈絲在開燈瞬間最容易被燒斷,66.30%的學生很清楚;22.80%的學生知道一些;9.80%的學生不太清楚;1.10%的學生完全沒聽過.
生活中物理學處處可見,但是調查顯示有些學生對生活中的物理現象缺乏了解,個體之間存在差異.因此教師應將生活實際、學生的個體差異等因素和物理教學聯合起來,提高分析解決物理問題的能力.
三、新的教學方法
(一)注重物理生活化
結合生活實際教學,以此吸引學生思考問題,讓學生感受到物理是兼備實用性、趣味性的科學學科.
例如:某教師講解《重力勢能》這節課結合生活實際提出“質量不同的物體從同一高度下落,可以觀察到什么現象?”“質量相同的物體從不同高度下落,又可以觀察到什么現象?”讓學生清楚觀察到質量、高度與重力勢能之間的關系.
(二)物理教學方式要靈活
教學過程中,教師要根據學生的學習情況靈活教學.例如:某教師講解《歐姆定律》,首先分析歐姆定律的概念和應用條件,如果學生接受情況較好,那么教師可以繼續根據歐姆定律解決實際問題;如果學生接受情況不好,教師可以做些實驗便于學生理解,還可以繪制伏安特性曲線.靈活教學,幫助學生深刻理解物理定義.
(三)既要針對學生者整體又要尊重個體差異教學
物理課堂是輔助學生學習的教育手段,教師要根據學生整體學習情況進行教學,綜合考慮學生知識基礎、接受知識能力、學習能力;也要尊重個體差異,降低一些學習要求,爭取讓所有學生都能在課堂上有所收獲.
(四)建立場景