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關鍵詞:歐姆定律;教學思考;教學研究
一、在歐姆定律教學過程當中,學生經常會遇到的問題
物理學科作為一門科學類學科,其教學內容通常比較枯燥,部分學生表示學習比較費勁,如何能讓學生徹底明白和消化歐姆定律,是教師需要考慮的問題。教師可制訂相關學習計劃,針對不同層次的學生制訂適合的學習計劃。教學中的重點:電流、電壓、電阻等相關知識點,一定要重點講解以便學生掌握,將理論知識與動手實踐結合起來,讓學生在實踐中加強對實驗中的儀器和知識點的把握。
二、讓學生明白歐姆定律的主要內容即電流、電壓、電阻三者之間的關系
歐姆定律作為初中物理電學的基礎,在初中教學之中只涉及部分電路,只有充分掌握了歐姆定律才能進一步學習電學部分的相關理論分析和計算。歐姆定律即闡述電流、電壓、電阻三者之間相互關聯的關系,教師在實驗當中引導學生自己推算出電壓、電阻、電流三者之間的關系,從而引出歐姆定律,讓學生的記憶更加清楚。演示實驗完成后要讓學生自己動手,加深理解。
掌握基礎定律知識后,教師則應當引導學生分析三者之間變化的問題,即電流是隨著電阻與電壓的變化而改變。在歐姆定律例題分析中比較常見的問題是多個變量的問題分析,教師要引導學生分析,運用一不變二變的方法來進行問題分析。由于初中學生的理解水平有限,且電壓、電流、電阻的概念比較抽象,教師可借助多媒體教學工具,利用相關教學短片幫助學生理解。將電阻比喻成“阻礙電流通行的路障,電阻越大路越不好走,電阻越小通過速度則快”,并且引導學生明白電阻是導體自身的特有屬性,電阻的大小是受到溫度、導體的材料、長度等各方面因素影響的,與其兩端的電壓跟電流的大小無關,電阻不會隨著電流或者電壓的大小改變而改變,只是運用電壓和通過的電流比例數值表達起來比較方便。
很多學生在學習歐姆定律之后,錯誤地以為電阻是受電流與電壓影響的。相關教師一定要及時糾正學生的錯誤理解,教師在做演示實驗時,需要讓學生明白研究方法。運用控制變量法來研究,如電阻不變,研究電流與電壓之間的數量關系;電壓不變,來分析電阻與電流之間的量變關系,并且要直接將實驗方法演示給學生看,從而加深學生的理解。
三、讓學生一帶一,提高學生掌握程度
不同的學生對歐姆定律的掌握程度不盡相同,教師可將成績優秀的學生與成績較差的學生進行分組,形成學習氛圍較好的學習小組。采取團體合作的方式來幫助學生學習,有些學生面對老師和面對同學學習效果也不同。學生相互之間的溝通比較方便,理解能力也大體相同,進步速度也相對較快,教師從一旁進行指導。讓學生在掌握了基礎的相關知識以后,教師再進行分析,讓學生充分掌握后再進行鞏固提高,能提高舉一反三采取多方面思維的能力。學生之間相互討論,也能形成良性的競爭式學習,另外樹立學習的榜樣,也能從心理上鼓勵學生主動學習,幫助學生產生學習興趣和學習積極性。并且讓學生不定期進行交換學習,以促進學生的整體學習水平。這樣既能促進學生相互之間學習進步,又能培養學生團結合作的精神。
總之,歐姆定律作為電學的基礎,學生必須真正掌握該定律,教師在實際教學過程當中,應該對物理教學內容進行細化和具體化,讓不同層次的學生群體都能充分掌握。此外,還要引導學生在思維方面和動手實踐方面進行改進,并且從中歸納出一些行之有效的教學方法,從而讓學生更好地掌握歐姆定律的基礎理論,為以后的學習做好鋪墊,提高相關教學任務的質量,在實際教學過程當中,注重培養學生的動手實踐能力、案例分析和其他方面解決問題的能力,讓學生能夠掌握控制變量法。同時要培養學生積極探索事物本質的科學精神,切實提高學生的物理綜合素質。
參考文獻:
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[4]王存香.《歐姆定律》教學思考[J].數理化解題研究,2014(5).
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,教師可以將這一節課的內容分成兩節課來講。第一節課講閉合電路歐姆定律,在復習電動勢、內阻等概念和規律的基礎上,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,為了在規定的時間內完成任務,必須按照設定好的節奏進行,課堂上并沒有給學生留下較多思考和發散的時間;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,害怕學生不發言,出現冷場情況,或者學生課堂發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表見解的機會,如果學生在課堂上不敢發言,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,勇于發言,就要給予鼓勵,這是培養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].昭通師范高等專科學校學報,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.
摘要:導學案教學引起許多中學效仿,但實際中真正該如何實施,各地根據學生的學情有所不同。本文以《閉合電路的動態分析》為例,闡述筆者在高二物理學科的導學案教學方式。
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關鍵詞:導學案教學;閉合電路的動態分析;高二物理
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2014)2(S)-0031-3
閉合電路的動態分析,所用到的知識包括閉合電路的歐姆定律,部分電路的歐姆定律以及串、并聯電路的特點。這類問題所用知識點較多,邏輯思維嚴密,是考察學生邏輯思維能力常用的一類習題,也是高考的重難點。講授的時間,一般放在高二上學期恒定電流中閉合電路的歐姆定律之后,可作為一個小專題來講。
一、串并聯電路
學生在初中的學習當中已經了解了一些串并聯電路的知識,對于一些簡單的電路圖學生可以清楚地了解其中的串并聯關系,但是一些學生只是簡單地知曉在串聯電路當中的電流是相等的等知識,而對實驗操作當中的高低電勢等知識卻沒有清楚的認識,同時也很少知道儀器的負極和正極該如何進行接。為了解決這些問題,因此在進行物理教學的時候,常常會需要對一些物理規律進行解析。比如可以強調在遇到有多條支路的電路時,可以選擇一條比較容易的支路進行連接,其他支路可以逐漸連接到電路當中;在進行儀器聯連接的時候,可以根據正極接高勢,負極接低勢的規律進行操作;在有電流流經的時候,電路所含有的電勢會有不同程度的降低。這些內容具有一定的復雜性,老師需要進行重點強調,使學生進行分別記憶,不僅可以有效解放學生的固定思維,也可以有效提高學生的物理解題能力。
二、閉合電路歐姆定律
一些學生無法靈活運用閉合電路歐姆定律,這是由于學生只是記憶公司,而沒有了解公式當中所蘊含的規律,因此在實際教學過程中,需要使學生掌握物理公式出現的原因,才能有效應用公式進行解決實際問題。尤其是在學習閉合電路歐姆定律的時候,需要對電源電動勢進行準確理解。電動勢是電源的特性之一,具有較強穩定性;在進行測量電動勢大小的時候可以通過測量未接電源之前的電壓,其數值是相同的;在測量電阻的時候,如果電路處于串聯的狀態,則總電阻則與多個電阻保持一致。如果電路處于并聯的狀態,則總電阻為各個電阻相加的數值。另外根據歐姆定律I=E/(R+r)可以了解到電阻、電壓、電流變化的影響,并且從中可以了解到許多規律。比如在總電阻變大的時候,電路當中的電流減少,并且電壓增加;在串聯電路當中,電阻的變化和電流、電壓是相反的;在并聯電路當中,電阻的變化和電流、電壓的變化是相同的。通過這些規律的學習,可以有效幫助學生進行靈活應用歐姆定律解決所遇到的物理問題。
三、電荷在磁場中的運動
在進行學習電荷在磁場中的運動時,常常需要結合圓周運動以及其它數學知識進行解題。學生在處理這樣的物理題具有一定的難度,這是由于電荷的運動軌跡的圓心比較難找,而且邊界比較模糊不好確定。為了突破這一難關,需要在解題的時候進行建立物理情境,從而了解電荷在磁場內的運動范圍。同時在高漲階段,所給題目經常是均勻的磁場,因此可以根據題目的內容確定磁場的邊界。比如可以使用先補后去的解題方法,即先假設所遇到的磁場是均勻的,在可以準確確定電荷的運動軌跡和圓心。再按照題目所設立的情景進行,進行確定真正的磁場。最后再使用確定圓心的條件,如根據出射點、運動半徑、方向等因素,進行確定電荷運動軌跡的圓心。通過這些方法,不僅可以有效分析題目的重要條件,也可以有效解決復雜的求電荷運動軌跡圓心,降低學生解物理題的難度。
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、重視實驗探究過程,發現新問題
歐姆定律的探究過程把科學探究的七個環節表現得淋漓盡致,從最初了解基本電路中電流、電壓和導體電阻的定性關系,從而提出“導體兩端的電壓和導體的電阻是怎樣影響導體中電流大小的,電流與電壓和電阻究竟存在什么關系”的問題,到最后處理實驗數據和討論交流,得出電流、電壓和導體電阻的定量關系,即歐姆定律,其數學表達式為I=U/R.探究的過程還是一個發現問題并解決問題的過程,使同學們加深了對歐姆定律的理解.
例1某同學按如圖1所示的電路,研究通過導體的電流與導體兩端的電壓、導體電阻間的關系,若保持電源電壓的大小和電阻箱R1的阻值不變,移動滑動變阻器R2的金屬滑片P,可測得不同的電流、電壓值,如表1;然后,他又改變電阻箱R1的阻值,測得相應的電流值,如表2.請回答:
(1)分析表1中數據可知:_____________________________;
(2)分析表2中數據可知:電流與電阻_____.(填“成”或“不成”)反比,這與歐姆定律_______(填“相符”或“不符”),其原因是________.
解析這是一個典型的歐姆定律實驗探究題,重點考查的是歐姆定律的結論.一個要注意的細節問題是,歐姆定律的整個探究過程運用了控制變量的思想.因此,在處理實驗數據得出正確結論時,一定要體現這種思想.所以分析表1中數據可知:在電阻不變條件下,導體中的電流與導體兩端的電壓成正比(因為導體兩端的電壓成倍增加時,流過導體的電流也隨著成倍增加).但分析表2中數據卻發現,電流和導體電阻的乘積不是一個定值,即電流與導體的電阻不成反比,這個結論顯然不符合歐姆定律.那么,為什么得不出正確結論呢?這是我們在探究過程中經常碰到的一個問題,這個問題的解決,本身與這個實驗的設計思想連接在一起,因為在探究電流與電阻關系時,應保持電壓不變.因此當電阻箱R1的阻值改變時,一定要調節滑動變阻器滑片P,使R1兩端的電壓保持不變,再讀出相應的電流值,然后分析數據.那么,當R1的阻值成倍增加時,如何調節滑片P才能使它兩端的電壓保持不變呢?如上圖,應將滑片P向右調節到適當的位置,想想看,為什么呢?
二、創設新情景,解決新問題
近年來,從中考試題來看,在歐姆定律實驗題方面,不僅僅考查了歐姆定律的實驗探究過程和伏安法測電阻,也出現了一些創設新情景,運用歐姆定律去解決一些新問題的實驗題.這類試題的解答一定要抓住“歐姆定律是電路中的交通規則”這一點,運用公式I=U/R和電路的特點來解答.
例2“曹沖稱象”的故事流傳至今,最為人稱道的是曹沖采用的方法,他把船上的大象換成石頭,而其他條件保持不變,使兩次的效果(船體浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石頭的重.人們把這種方法叫“等效替代法”.請嘗試利用“等效替代法”解決下面的問題.
【探究目的】粗略測量待測電阻Rx的值
【探究器材】待測電阻Rx、一個標準的電阻箱(元件符號_______),一個單刀雙擲開關、干電池、導線和一個刻度不準確但靈敏度良好的電流表(電流表量程足夠大).
【設計實驗和進行實驗】
(1)在右邊的方框內畫出你設計的實驗電路圖;
(2)將下面的實驗步驟補充完整,并用字母表示需要測出的物理量.
第一步:開關斷開,并按設計的電路圖連接電路;
第二步:____________________________;
第三步:____________________________.
(3)寫出Rx的表達式:Rx=____________.
解析這是測未知電阻的另一種方法――“等效替代法”.這種實驗題對同學們的要求比較高,它創設了一個新的情景(“曹沖稱象”),讓你從這個新情景中受到啟發,來解決一個新問題.它不是歐姆定律探究過程的簡單重現,而是要求同學們真正理解歐姆定律中電流、電壓、電阻的關系,即電壓一定時,電流相等,則電阻相等.因此,我們可以按圖3的實驗電路來完成待測電阻Rx的粗略測量.連接好電路后,將開關S與a相接,使電流表的示數指示在某一刻度(因為電流表的刻度不準確,因此不能準確讀數);接著將開關S與b相接,這個時候需要調節電阻箱,使電流表的示數指示在同一刻度處,讀出電阻箱上電阻值為R,這一步充分利用了歐姆定律的結論,當電壓相等時,電流相同,則電阻相等.即Rx=R.
同學們想想看,本題為什么說只是粗略測量呢?S接a和接b的順序能顛倒嗎?如果電流表的刻度準確且靈敏度良好,那么可不可以較準確地進行測量呢?(這個時候,我們可以直接根據歐姆定律來解決這個問題,即分別讀出S接a和b時,電流表的示數為I1和I2,則通過計算我們可以得到待測電阻Rx=RI2/I1,且這個時候與S先接a還是先接b沒有關系.)
三、尋找實驗規律,滲透數理思想
歐姆定律的實驗探究過程本身就體現了一種數理思想,要求從定性的結論,運用數學方法得出定量的關系式.因此,在以后的中考命題上,這種思想的體現可能是命題者關注的一個焦點.
例4某同學想探究導電溶液的電阻是否與金屬一樣,也與長度和橫截面積有關.于是他設計了實驗方案:首先他找來幾根粗細不同的乳膠管,按要求剪下長短不同的幾段.并在其中灌滿質量分數相同的鹽水,兩端用粗銅絲塞住管口,形成一段封閉的鹽水柱.將鹽水柱分別接入電路中的A、B之間.閉合開關,調節滑動變阻器滑片P,讀出電流表和電壓表的示數,并記錄在表格中,如下表:
根據實驗數據,請解答下列問題.
(1)通過對實驗序號_______或_______的數據處理,我們可以看出導電溶液的電阻與金屬一樣,電阻的大小與導電溶液柱的橫截面積成_______.(填“正比”或“反比”)
(2)通過對實驗序號1、4的數據處理,我們可以看出導電溶液的電阻與金屬一樣,電阻的大小與導電溶液柱的長度成_______.(填“正比”、“反比”)
(3)請填寫表格中未記錄的兩個數據.
(4)對于實驗序號6,開關閉合,若保持滑動變阻器滑片P不動,將乳膠管拉長,則電流表的示數將_______;電壓表示數將_______.(填“變大”、“變小”或“不變”)
解析這是典型運用自己探究得到的結論解答相關問題的一類題型,要求同學們對整個知識點有一定的駕御能力.實驗中測得的是電流和電壓,而問題是與電阻有關,因此我們先應運用歐姆定律求出相應的電阻值,再進行分析(這是試題的一種創新).
我們對1、3、4、5組數據的處理得出R1=3Ω,R3=1.5Ω,R4=6Ω,R5=4Ω.運用控制變量的思想,由實驗1和3,或4和5,很容易得出導電溶液的電阻與導電溶液柱的橫截面積成反比;由實驗1和4可以看出,導電溶液的電阻與導電溶液柱的長度成正比.
關鍵詞:初中物理;電流表電壓表;實驗觀察
對于剛剛升入九年級的學生來說,九年級電學知識在近幾年的中考中占有近40%的比例,只是2012年相應比例少點,八年級物理明顯的不同點是:八年級物理各章相對獨立些,特別是滬科版上冊是聲學、光學、物質的形態及其變化、物質的質量與密度,下冊是力學知識:力與機械、運動與力、壓強與浮力。所以某部分沒學好,其他章節還能迎頭趕上。我個人認為這是怕學生在學習的過程中枯燥乏味。而到九年級,開篇就是電學,大部分時間都在接觸電學,電學的學習就像爬山一樣,一開始如果就很累的話,那么越學到后面越吃力,到后來就根本爬不動,不可收拾,有的同學要補課還不知從何補起。所以,可以說,學好了電學就是學好了九年級物理。
一、注重學習效率,上課時專心聽講,是學好電學的主要途徑。
課堂中的例題分析,考后試卷錯題的講解,只有真正聽懂、理解了、消化了,課后是不需要死記硬背的。對于教師而言,學生實驗自己做了,結論自己得出了,規律也會找了,但后面緊跟著的是大量的練習,來鞏固對理論的理解。所以必須要有多種形式的教學手段來吸引學生上課認真聽講。有時連續幾節課都是講、練習題,必然會有些枯燥,這時教師除了運用多媒體手段教學,還可以進行學生編題比賽、學生糾錯等多種教學手段,有時教師還可以故意設下陷進,讓學生去犯錯,然后讓他們自己去“鉆”出來,學生必定有一種釋然的感覺。種種方式或手段目的都是為了調動同學們的積極性,讓枯燥的習題課上得生動有趣。
另一方面,由于學生學得好壞有差異,學生的成績也就有差別,所以整堂課的例題選擇要顧及到絕大多數學生。
二、電學的學習,要注重學習方法的轉變。
第一,重視電學實驗的探究,不再是依賴老師的演示實驗,而是同學們依靠自己與同伴的協作,連接電路圖、測出實驗數據、發現實驗規律、得出實驗結論。實驗探究的學習方法,電學中有幾個重要的定律,貫穿在整個電學中。同學們在認真完成課內規定實驗的基礎上,還可以自己設計實驗,來判斷自己設計的實驗方案在實踐中是否可行,因為大量的物理規律是在實驗的基礎上總結出來的。例如,設計樓道口開關電路、醫院為病號設計電路,或設計在缺少電流表或缺少電壓表的條件下測量未知電阻的實驗。這些都需要學生自己獨立思考、探索,不斷提高自己的觀察、判斷、發散思維等能力,使自己對電學知識的理解更深刻,分析、解決問題更全面。
第二,電學要重視畫圖和識圖的思維方法,剛學電學探究電路和探究歐姆定律離不開圖形,復雜電路設計,都是主要依靠“圖形語言”來表述的。畫圖能夠變抽象思維為形象思維,更精確地掌握物理過程。有了圖就能作狀態分析和動態分析,明確歐姆定律應用于某一電阻還是整個電路;特別是班班通電子白板的應用,另外還必須根據現成的圖形學會識圖,要學會在復雜的圖形中看出基本圖形。例如,在計算有關電路的習題時,已給出的電路圖往往很難分析出來是串聯或是并聯,如果能熟練地將所給出的電路圖畫成等效電路圖,就會很容易地看出電路的連接特點,使有關問題迎刃而解。
三、學習電學要善于總結與歸類。
在學習完歐姆定律后,有大量的習題,很多題目都有重復性,但很多同學就是不停地犯錯。因為不善于總結、思考,所以成績一直不理想。總結中不難發現,在整個電學知識體系中,歐姆定律是精髓,電流、電壓、電阻、電功、電熱以及電功率的計算,都要在對歐姆定律深刻的理解基礎上才能解答得熟練而準確。所以,對一階段的學習及時做一下總結,既是承上做一個復習又是啟下的一個預習。
對于歸類而言,其實把問題分一下類,就不難發現后面計算題的電路圖與剛開始電路分析的電路圖相差無幾,只是多了條件,多了要求。而計算的熟練與否是來自于前面扎實的電路分析。比如開關類型的題目可以歸為一類,剛開始學習時,主要是分析開關斷開或閉合時,有哪些用電器工作并屬于什么連接方式,或者要求用電器串聯或并聯,開關應如何動作,在分析電路時,短路現象的分析是難點;在學習了歐姆定律后,就出現了大量的計算題。有了前面會分析電路的基礎,結合公式I=U/R以及兩個變形公式,解題時注意短路現象和歐姆定律針對的是同一部分電路,經過一定量的練習,那么考試時計算題基本是得分題。故障分析的可以歸為一類。只要做個有心人,把后面與前面所學的知識點互相聯系起來,則整個電學就會逐漸在頭腦中構成一個完整的知識網,任何題目隱藏的就是這張網中的一個或多個知識點的結合。
高中物理課堂開展探究性學習是符合現代社會的發展需求的。只有具備有創新思維、能夠獨立解決問題的人才才能真正適應未來社會發展,在激烈的社會競爭中脫穎而出,而探究性學習能夠有效培養學生的創新意識與解決問題的能力。高中物理課堂開展探究性學習是物理學科自身的需求。物理學習具有非常強的實踐性,主要通過實驗、觀察、數據分析開展學習,而探究性學習是教師在進行環境創建的基礎上引導孩子記性合作探究學習,將知識學習與生活學習密切結合在一起,二者具有一致性。高中物理課堂開展探究性學習是新課程改革所要求的。在高中物理新課程改革中鼓勵教師以科學探究為出發點開展教學引導,用探究性學習渠道過往的傳統灌輸教學,培養學生探究問題、處理問題的能力。
二、物理課堂探究性學習中存在的問題
1.讓學生提出問題的困難
如何讓學生主動在學習中提問一直是物理探究學習的一個教育難題,因為只有當學生正確提出自己的問題后,學生才是真正感興趣,才愿意真正全心全意的投入到問題探究中去。但是高中階段的學生在經歷了小學到初中多年的傳統教學方式熏陶,更習慣老師提問自己回答的教學模式,缺乏提問的主動性,偶爾能提出問題,也并不是真正具有研究價值的問題。
2.分析與論證中的困難
高中階段學生在接觸到物理知識后,對于如何去進行有效的分析很難把握,主要是因為學生在分析問題、研究問題層面的積累不夠,很難深入有效的開展研究分析論證。
3.評估階段的困難
學生對探究學習的評估工作并不重視,經常在完成實驗驗證后,錯誤的認為學習過程已經晚了,忽略了對整個學習過程的評估,常常草草結束。
4.學生在交流與合作時的困難
過去的物理教學中,學生發言表達的機會很少,教師也很少對學生的交流與合作能力進行專門的訓練,因此在進行探究性學習過程中,學生的表達能力不到位,詞不達意的現象很普遍,在與同學、教師進行溝通時存在一定問題。
三、物理課堂中實施探究性學習的方向
1.積極創建民主和諧的課堂教學環境
課堂教學實際上在在充分尊重學生課堂主體地位的基礎上開展的在學生與教師、學生與學生之間的思想、知識與情感的深度交往過程。在進展物理探究性學習過程中,學生才是進行學習的主體,直接決定了最終課堂教學成果如何,而教師知識課堂教學額組織者以及引導學生開展探究學習的引導者。好的教學環境能夠更好的激發學生學習的積極性以及參與的熱忱度,學生的學習積極主動性能否得到更好的啟發很大程度上取決了教師能否在課堂中創設好一個民主和諧的教學環境,為學生更好的進行探究學習提供環境支撐。
2.有選擇的確定探究學習的課題
物理雖然是一門研究自然的科學,高中物理中也存在很多知識點都和學生的日常生活息息相關,但是需要教師注意的是,并不是所有的知識點都需要開展探究性學習,因為并不是每個知識點都適合進行探究教學,因此在備課過程中需要進行選擇。比如在進行歐姆定律的研究中,有些教師為了開展探究性學習,在課堂中在保持整個電路中電阻不變的情況下改變導體兩端的電壓使得電路中的電流出現變化,利用電壓表和電流表進行電流和電壓數據測試,研究數據,這實質上犯了一個錯誤,歐姆定律正是電壓表和電流表被發明出來的理論基礎,用電壓表、電流表來參與實驗實質上已經承認了歐姆定律,在承認歐姆定律的基礎上驗證歐姆定律,這明顯存在邏輯錯誤。
3.教師適時參與指導學生的探究性學習
教師要想更好的對學生進行教學引導,需要做好自身知識的積累。因為在學習過程中學生提出的問題并不一定是教材中的知識點,甚至可能是教師并不擅長的東西,如果教師自身物理不夠功底深厚,很難適應課堂中的瞬息萬變。與此同時,教師需要把握好如何引導學生進行探究性學習的方法,不能直接將自己的知道或者教學目標所要求的知識點直接告訴學生,而需要做好課程教學設計,預設教學問題,引導學生在思考中獲得知識,通過獨立自主的去實驗、研究、調查等去驗證知識,通過交流合作去深化對知識的認識。只要把握號引導方法,才能達到讓學生在探究學習的過程中獲得知識,學會研究問題,掌握解決問題的辦法,并體驗到平常學習生活中感受不到的情感體驗。
4.教師要注重評價的激勵性和發展性
教學評價是課堂教學的重要組成部分,教師在教學過程中對學生的探究性學習進行憑教師要注意評價是否對學生具有激勵性,能夠實現學生的進一步發展,不僅要關注當前學生在課堂中的表現,還需要關注學生在接下來的物理學習中的發展性,給予學生更多的關心與愛護,不僅要借助評價的作用實現學生物理學習水平的提升,以實現高中物理教學的具體教學目標,還要不斷對學生的潛力進行挖掘,幫助學生正確認識自己,培養學好高中物理的自信心。在評價中要多給學生一定信心,充分發揮評價的鼓勵作用,啟發學生更深入的進行思考,不斷提升自己。
5.教師需要及時進行教學觀念以及教學角色的轉換
在高中物理教學中開展探究性學習,教師扮演著學生學習中的導師橘色,不僅是學生的合作者,還是教學的重要參與者,要充分利用教師的引導作用將課堂打造成一個集合師生縱向交流、生生橫向交流的多層交流空間,組織師生共同進行教學研究,使課堂發展成極具有個性的創造發展過程。根據新一輪教學改革的要求,教師需要不斷對自身的教學理論體系進行不斷調整,與教學實踐中發現的教學規律有機結合,提升自我物理教學專業知識,借助更現代化的教學技術開展教學,使自身的素質與不斷變化的教育對象以及教學方式更好的匹配。當改革與發展成為世界教育的主題,各國的教育模式都開始從智力型人才向技術性創新人才轉變,在高中物理課堂教學中開展探究性學習成為教學改革的主要方向。但是探究性學習是一個相當大的課題,很多相關的理論還需要不斷在教學實踐中進行探索。
參考文獻:
[1]鄭淵方等.探究式教學的模型建構探討[J].學科教育,2001(5).
1 改變復習“套路”,激發學生學習興趣
愛因斯坦有句名言:“興趣是最好的教師.”興趣是創造的源泉.在物理教學的復習環節中,更應注重激發學生的興趣.對已經學過的知識,教師再用一般的做法,如:羅列章節知識點、出示知識結構圖,然后重復結構圖中的知識點,會使學生感到老套,自然學習積極性不高;若教師能夠認識到這一點,改變復習的套路,如:把知識結構圖、框架圖由教師的板書改為學生的板書或口述,然后請其他的學生進行補充,最后由教師補充總結.這種形式,一改教師“一言堂”的教學模式,既提高了學生復習知識的興趣,又培養了學生的知識概括能力、語言表達能力,還激發了他們的創造熱情.
2 注重聯系實際,合理的設疑,培養學生發散性思維
學起源于思,思源于疑,學生有了疑問才會進一步思考問題,才能有所發現,有所創新.愛因斯坦說過“提出一個問題,往往比解決一個問題更重要.”教師在知識點的總結工作過程中,對一些要求達到“理解”及“掌握”層次的知識點,可以通過設疑來提醒學生注意,學生通過對問題的思考,解答加深對知識點的理解.例如: “對于蒸發的致冷作用”這一知識點教師可以提出:“你能證明或說明蒸發的致冷作用嗎?”學生聽到問題,自然會聯想到日常生活中的實例去說明,如:“ 夏天教室灑水可以降溫”;“人發燒后可以用酒精擦身起到降溫作用”等事例.教師可以繼續引導,問“你們采取的是用實例說明的方法,誰又能設計出簡單的實驗證明呢?”,學生自然會聯想到溫度計,從而可以設計出在溫度計液泡上沾上酒體,觀察到酒精在蒸發的過程中溫度計示數下降,來證明蒸發具有致冷作用.教師在此處設疑,把原先由教師介紹物理現象,學生由被動接受的方式,改為學生主動思考,自己去應用知識點聯系實際,充分調動了學生的積極性,體現了學生學習的主體性.再如,對于理解電度表銘牌上“220V5A 1200 r/kW·h”的含義,教師可以提出“討論一下生產廠家給出這些值的目的是什么?”通過學生討論,會得出“可以表示出電壓電流的最大值”;“可以知道允許同時使用的用電器的總功率”;“可以測出用電器的功率”等結論.這一疑問的設置,通過學生的討論,讓學生自己突破“利用電能表測小燈泡功率”的教學難點.總之,在教學過程中,“設疑”要始終不忘學生是主體,教師起主導作用,教師應當指引而不束縛、誘導而不替代,讓學生動手動腦、動中求疑、疑中求解、解中求學,合理地激疑、設疑,能夠激發學生的學習興趣,并可以使學生思維發散,學以致用,使復習收到事半功倍的效果.
3 精心設計題型,以開放性習題為載體培養學生創造性思維
由于初中學生的思維形式為集中思維占主導地位,往往容易形成思維定勢,并受之消極影響.使他們的思維形式陷入固定模式,造成思維的惰性和呆板性,抑制了他們創造的熱情,尤其在復習課中,這一現狀表現尤為突出.針對這一情況,我在復習課中經常設計和引用一些條件不斷變化、結論不斷變化的開放性習題,.通過一題多變、一題對問、一題多論的方式引導學生主動克服思維障礙,打破思維定勢,培養思維的流暢性,變通性、靈活性及廣闊性.
3.1 設計殘缺性題目,以條件開放培養學生思維的流暢性及變通性
例1 如圖1所示題目:已知:R1與R2串聯,U總=10 V,I總=1 A,求R1=?
題目給出后,教師留給學生思考時間,要求解出此題,得出是錯題的結論,此時教師提出問題“那么要想解出此題,應怎么辦?”學生自然想到加入一個條件,教師繼續問:“加入什么條件?”通過學生思考討論,得出了以下幾種方法:
第一種:給出R1兩端的電壓值,根據歐姆定律求出R1
第二種:給出R2兩端的電壓值,根據串聯電路電壓關系式結合歐姆定律求出R1
第三種:給出R2的阻值,根據串聯電路電阻關系式結合歐姆定律求出R1
第四種:給出R1的功率,利用電功率的計算公式求出R1
第五種:給出R1,R2的比例式,結合歐姆定律求出R1
第六種:給出R1,R2的電壓的比例式,結合歐姆定律求出R1
第七種:給出R1,R2的電功率的比例式,利用串聯電路中電功率與電阻的關系結合歐姆定律求出R1
由此題使得歐姆定律與串聯電路特點相結合的綜合性題目得到訓練,突破復習難點,并以此提高學生解題興趣,較好地促進了學生思維的流暢性和變通性.
3.2 設計結論開放性習題,培養學生發散性思維的多端性及廣闊性
例2 如圖2所示,給電路通電1秒鐘,利用初中物理所學的電學知識,能夠求出哪些物理量(要求:寫出計算公式,計算過程)
例3 一邊長為a ,質量為m的正方體實心木塊放在水平桌面上,根據已知條件,你能推算出哪些與木塊有關的物理量?并將你推算的物理量及計算式以表格的形式填寫下來.
評析 此類題型的設計,不是就題論題 的解決問題,而是從知識點出發,啟發和誘導學生從一個問題聯想到與其相關聯的大量的知識,從中找出要解決問題 的內在知識,使學生對所學的物理知識起到“牽一機而動全局”的作用.這種題型的設計,既全面復習了基礎知識,又培養了學生思維的靈活性和多端性.
3.3 設計創造性思維的題目,培養學生思維的獨創性