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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:
[1]宣小東.對現行教材中歐姆定律教學設計的一些思考[J].物理教學探討,2005(3).
[2]許忠林.初中物理歐姆定律教學中常見的問題及對策研究[J].成才之路,2015(9).
[3]符東生.關于初中“歐姆定律”教學的思考[J].物理教學,2014(8).
[4]王存香.《歐姆定律》教學思考[J].數理化解題研究,2014(5).
一、主要內容
本章內容包括電流、產生持續電流的條件、電阻、電壓、電動勢、內電阻、路端電壓、電功、電功率等基本概念,以及電阻串并聯的特點、歐姆定律、電阻定律、閉合電路的歐姆定律、焦耳定律、串聯電路的分壓作用、并聯電路的分流作用等規律。
二、基本方法
本章涉及到的基本方法有運用電路分析法畫出等效電路圖,掌握電路在不同連接方式下結構特點,進而分析能量分配關系是最重要的方法;注意理想化模型與非理想化模型的區別與聯系;熟練運用邏輯推理方法,分析局部電路與整體電路的關系
表2填0.15安和15歐。根據:在電壓不變的情況下,導體中的電流跟導體的電阻成反比。
2.進行新課
(1)歐姆定律
由實驗我們已知道了在電阻一定時,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,導體中的電流跟導體的電阻成反比。把以上實驗結果綜合起來得出結論,即歐姆定律。
板書:〈第二節歐姆定律
1.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。〉
歐姆定律是德國物理學家歐姆在19世紀初期(1827年)經過大量實驗得出的一條關于電路的重要定律。
歐姆定律的公式:如果用U表示加在導體兩端的電壓,R表示這段導體的電阻,I表示這段導體中的電流,那么,歐姆定律可以寫成如下公式:
I=U/R。
公式中I、U、R的單位分別是安、伏和歐。
公式的物理意義:當導體的電阻R一定時,導體兩端的電壓增加幾倍,通過這段導體的電流就增加幾倍。這反映導體的電阻一定時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比例關系(I∝U)。當電壓一定時,導體的電阻增加到原來的幾倍,則導體中的電流就減小為原來的幾分之一。反映了電壓一定時,導體中的電流跟導體的電阻成反比例的關系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表達了歐姆定律的內容。
板書:<2.公式:I=U/R
I-電流(安)U-電壓(伏)R-電阻(歐)>
有關歐姆定律的幾點說明:
①歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個量是對同一段導體而言的。
②對于一段電路,只要知道I、U和R三個物理量中的兩個,就可以應用歐姆定律求出另一個。
③使用公式進行計算時,各物理量要用所要求的單位。
(2)應用歐姆定律計算有關電流、電壓和電阻的簡單問題。
例題1:課本中的例題1。(使用投影片)
學生讀題,根據題意教師板演,畫好電路圖(如課本中的圖8-2)。說明某導體兩端所加電壓的圖示法。在圖上標明已知量的符號、數值和未知量的符號。
解題過程要求寫好已知、求、解和答。解題過程寫出根據公式,然后代入數值,要有單位,最后得出結果。
板書:〈例題1:
已知:R=807歐,U=220伏。
求:I。
解:根據歐姆定律
I=U/R=220伏/807歐=0.27安。
答:通過這盞電燈的電流約為0.27安。〉
例題2:課本中例題2。(使用投影片)
板書:〈例題2〉
要求學生在筆記本上按例題1的要求解答。由一位同學到黑板上進行板演。
學生板演完畢,組織全體學生討論、分析正誤。教師小結。
①電路圖及解題過程是否符合規范要求。
②答題敘述要完整。本題答:要使小燈泡正常發光,在它兩端應加2.8伏的電壓。
③解釋U=IR的意義:導體兩端的電壓在數值上等于通過導體的電流跟導體電阻的乘積。不能認為"電壓跟電流成正比,跟電阻成反比。"因為這樣表述顛倒了因果關系也不符合物理事實。
例題3:課本中的例題3。(使用投影片)
板書:〈例題3〉
解題方法同例題2。學生板演完畢,組織學生討論、分析正誤。教師小結。
①解釋R=U/I的物理意義:對同一段導體來說,由于導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,所以i的比值是一定的。對于不同的導體,其比值一般不同。U和I的比值反映了導體電阻的大小。導體的電阻是導體本身的一種性質,它的大小決定于材料、長度和橫截面積,還跟溫度有關。不能認為R=U/I表示導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比。由于電阻是導體本身的一種性質,所以某導體兩端的電壓是零時,導體中的電流也等于零,而這個導體的電阻值是不變的。
②通過例題3的解答,介紹用伏安法測電阻的原理和方法。
板書:(書寫于例題3解后)
〈用電壓表和電流表測電阻的方法叫做伏安法。〉
3.小結
(1)簡述歐姆定律的內容、公式及公式中各物理量的單位。
什么叫伏安法測電阻?原理是什么?
(2)討論:通過課本中本節的"想想議議",使學生知道:
①電流表的電阻很小(有的只有零點幾歐),因此實驗中絕對不允許直接把電流表按到電源的兩極上。否則,通過電流表的電流過大,有燒毀電流表的危險。
②電壓表的電阻很大(約幾千歐),把電壓表直接連在電源的兩極上測電壓時,由于通過電壓表的電流很小,一般不會燒毀電壓表。
4.布置作業
課本本節后的練習1、4。
(四)說明:通過例題,要領會培養學生在審題基礎上畫好電路圖,按規范化要求解題。
第四節電阻的串聯
(一)教學目的
1.通過實驗和推導使學生理解串聯電路的等效電阻和計算公式。
2.復習鞏固串聯電路電流和電壓的特點。
3.會利用串聯電路特點的知識,解答和計算簡單的電路問題。
(二)教具
學生實驗:每組配備干電池三節,電流表、電壓表、滑動變阻器和開關各一只,定值電阻(2歐、4歐、5歐各一只)三個,導線若干。
(三)教學過程
1.引入新課
(1)閱讀本節課文前的問號中提出的問題,由此引出本節學習的內容。
板書:〈第四節電阻的串聯〉
(2)問:什么叫串聯電路?畫出兩個定值電阻串聯的電路圖。(同學回答略,板演電路圖參見課本圖8-7)
(3)問:串聯電路電流的特點是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結,在板演電路圖上標出I1、I2和I。
板書:〈1.串聯電路中各處的電流相等。I1=I2=I。〉
(4)問:串聯電路的總電壓(U)與分電壓(U1、U2)的關系是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結,在板演電路圖上標出U1、U2和U。
板書:〈2.串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓之和。U=U1+U2。〉
(5)幾個已知阻值的電阻串聯后,總電阻和各電阻之間有什么關系?這是本節課學習的主要內容。
2.進行新課
(1)實驗:測R1和R2(R3)串聯的總電阻。
問:實驗的方法和原理是什么?
答:用伏安法測電阻。只要用電壓表測出R1和R2串聯電阻兩端的總電壓放用電流表測出通過串聯電阻的電流,就可以根據歐姆定律逄出R1和R2串聯后的總電阻。
要求學生設計一個測兩個定值電阻(R1=2歐、R2=4歐)串聯總電阻的實驗電路。如課本圖8-5所示。
進行實驗:
①按伏安法測電阻的要求進行實驗。
②測出R1(2歐)和R2(4歐)串聯后的總電阻R。
③將R1和R3串聯,測出串聯后的總電阻R′。將實驗結果填在課文中的結論處。
討論實驗數據,得出:R=R1+R2,R′=R1+R3。實驗表明:串聯電路的總電阻,等于各串聯電阻之和。
(2)理論推導串聯電路總電阻計算公式。
上述實驗結論也可以利用歐姆定律和串聯電路的特點,從理論上推導得出。
結合R1、R2的串聯電路圖(課本圖8-6)講解。
板書:〈設:串聯電阻的阻值為R1、R2,串聯后的總電阻為R。
由于U=U1+U2,
因此IR=I1R1+I2R2,
因為串聯電路中各處電流相等,I=I1=I2
所以R=R1+R2。〉
請學生敘述R=R1+R2的物理意義。
解答本節課文前問號中提出的問題。
指出:把幾個導體串聯起來,相當于增加了導體的長度,所以總電阻比任何一個導體的電阻都大,總電阻也叫串聯電路的等效電阻。
板書:〈3.串聯電路的總電阻,等于各串聯電阻之和。R=R1+R2。〉
口頭練習:
①把20歐的電阻R1和15歐的電阻R2串聯起來,串聯后的總電阻R是多大?(答:35歐)
②兩只電阻串聯后的總電阻是1千歐,已知其中一只電阻阻值是700歐,另一只電阻是多少歐?(答:300歐。)
(3)練習
例題1:
出示課本中的例題1投影幻燈片(或小黑板)。學生讀題并根據題意畫出電路圖(如課本圖8-7)。標出已知量的符號和數值以及未知量的符號。請一名學生板演,教師講評。
討論解題思路,鼓勵學生積極回答。
小結:注意審題,弄清已知和所求。明確電路特點,利用歐姆定律和串聯電路的特點求解。本題R1、R2串聯,所以I=I1=I2。因U1、U2不知,故不能求出I1或I2。但串聯電路的總電壓知道,總電阻R可由R1+R2求出,根據歐姆定律I=U/R可求出電流I。
板書:〈例題1:
已知:U=6伏,R1=5歐,R2=15歐。
求:I。
解:R1和R2串聯,
R=R1+R2=5歐+15歐=20歐。
電路中電流:I=U/R=6伏/20歐≈0.3安。
答:這個串聯電路中的電流是0.3安。〉
例題2:
出示課本中例題2的投影片,學生讀題,畫電路圖(要求同例題1)。
討論解題思路,鼓勵學生積極參與。
①問:此題中要使小燈泡正常發光,串聯一個適當電阻的意義是什么?
答:小燈泡正常發光的電壓是2.5伏,如果將其直接連到6伏的電源上,小燈泡中電流過大,燈絲將被燒毀。給小燈泡串聯一個適當電阻R2,由于串聯電路的總電壓等于各部分電路電壓之和,即U=U1+U2。串聯的電阻R2可分去一部分電壓。R2阻值只要選取合適,就可使小燈泡兩端的電壓為2.5伏,正常發光。
②串聯的電阻R2,其阻值如何計算?
教師引導,學生敘述,分步板書(參見課本例題2的解)。
本題另解:
板書:〈R1和R2串聯,由于:I1=I2,
所以根據歐姆定律得:U1/R1=U2/R2,
整理為U1/U2=R1/R2。〉
3.小結
串聯電路中電流、電壓和電阻的特點。
4.布置作業
本節后的練習:1、2、3。
(四)說明
1.本節測串聯電路總電阻的實驗,由于學生已學習了伏安法測電阻的知識,一般掌握較好,故實驗前有關要求的敘述可從簡。但在實驗中教師要加強巡回指導。
2.從實驗測出串聯電阻的總電阻和運用歐姆定律推導出的結果一致。在此應強調實踐和理論的統一。在推導串聯電阻總電阻公式時,應注意培養學生的分析、推理能力。
3.解答簡單的串聯電路計算問題時要著重在解題思路及良好的解題習慣的培養上下功夫。
第五節電阻的并聯
(一)教學目的
1.使學生知道幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都小。
2.復習鞏固并聯電路電流、電壓的特點。
3.會利用并聯電路的特點,解答和計算簡單的電路問題。
(二)教具
每組配備干電池二節,電壓表、電流表、滑動變阻器和開關各一只,定值電阻2只(5歐和10歐各一只),導線若干條。
(三)教學過程
1.復習
問:請你說出串聯電路電流、電壓和電阻的特點。(答略)
問:請解答課本本章習題中的第1題。
答:從課本第七章第一節末所列的數據表可以知道,在長短、粗細相等條件下,鎳鉻合金線的電阻比銅導線的電阻大;根據串聯電路的特點可知,通過銅導線和鎳鉻合金中的電流一樣大;根據歐姆定律得U=IR,可得出鎳鉻合金導線兩端的電壓大于銅導線兩端的電壓。
問:請解本章習題中的第6題。(請一名學生板演,其他學生自做,然后教師講評。在講評中要引導學生在審題的基礎上畫好電路圖,按規范化要求求解。)
2.引入新課
(1)請學生閱讀本節課文前問號中所提出的問題,由此提出本節學習的內容。
板書:〈第五節電阻的并聯〉
(2)問:并聯電路中電流的特點是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結。
板書:〈1.并聯電路的總電流等于各支路中電流之和。即:I=I1+I2。〉
(4)問:并聯電路電壓的特點是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結。
板書:〈2.并聯電路中各支路兩端的電壓相等。〉
(5)幾個已知阻值的電阻并聯后的總電阻跟各個電阻之間有什么關系呢?這就是本節將學習的知識。
3.進行新課
(1)實驗:
明確如何測R1=5歐和R2=10歐并聯后的總電阻,然后用伏安法測出R1、R2并聯后的總電阻R,并將這個阻值與R1、R2進行比較。
學生實驗,教師指導。實驗完畢,整理好儀器。
報告實驗結果,討論實驗結論:實驗表明,幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻都小。
板書:〈3.幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻都小。〉
問:10歐和1歐的兩個電阻并聯的電阻小于多少歐?(答:小于1歐。)
(2)推導并聯電路總電阻跟各并聯電阻的定量關系。(以下內容教師邊講邊板書)
板書:〈設:支路電阻分別是R1、R2;R1、R2并聯的總電阻是R。
根據歐姆定律:I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,
由于:I=I1+I2,
因此:U/R=U1/R1+U2/R2。
又因為并聯電路各支路兩端的電壓相等,即:U=U1=U2,
可得:1/R=1/R1+1/R2。
表明:并聯電路的總電阻的倒數,等于各并聯電阻的倒數之和。〉
練習:計算本節實驗中的兩個電阻(R1=5歐,R2=10歐)并聯后的總電阻。
學生演練,一名學生板演,教師講評,指出理論計算與實驗結果一致。
幾個電阻并聯起來,總電阻比任何一個電阻都小,這是因為把導體并聯起來,相當于增加了導體橫截面積。
(3)練習
例題1:請學生回答本節課文前問號中提出的問題。(回答略)
簡介:當n個相同阻值的電阻并聯時總電阻的計算式:R=R''''/n。例題1中:R′=10千歐,n=2,所以:R=10千歐/2=5千歐。
例題2.在圖8-1所示電路中,電源的電壓是36伏,燈泡L1的電阻是20歐,L2的電阻是60歐,求兩個燈泡同時工作時,電路的總電阻和干路里的電流。(出示投影幻燈片或小黑板)
學生讀題,討論此題解法,教師板書:
認請此題中燈泡L1和L2是并聯的。(解答電路問題,首先要認清電路的連接情況)。在電路圖中標明已知量的符號和數值以及未知量的符號。解題要寫出已知、求、解和答。
(過程略)
問:串聯電路有分壓作用,且U1/U2=R1/R2。在并聯電路,全國公務員共同天地中,干路中電流在分流點分成兩部分,電流的分配跟電阻的關系是什么?此題中,L1、L2中電流之比是多少?
答:(略)
板書:〈在并聯電路中,電流的分配跟電阻成反比,即:I1/I2=R2/R1。〉
4.小結
并聯電跟中電流、電壓、電阻的特點。
幾個電阻并聯起來,總電阻比任何一個電阻都小。
5.布置作業
課本本節末練習1、2;本章末習題9、10。
參看課本本章的"學到了什么?,根據知識結構圖寫出方框內的知識內容。
(四)說明
關鍵詞:經典理論 量子力學 聯系
中圖分類號:O413.1 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)08(a)-0143-02
量子力學于20世紀早期建立以來,經過飛速的發展,逐漸成為現代物理學科中不可分割的一部分。量子力學是現代量子理論的核心,它的發展不僅關乎人類的物質文明,還使人們對量子世界的認識有了革命性的進展[1]。
但是,量子力學并不是一個完備的理論,其體系中還存在許多問題,特別是微觀與宏觀,即經典理論與量子力學的聯系。為解決這些迷惑,歷史上相關科學家提出了很多實驗與理論。該文旨在以量子力學發展史上提出的幾個實驗為例,對其進行簡單分析,以展示經典理論與量子力學的聯系。
1 問題的提出
1935年3月,愛因斯坦等人在EPR論文中提出了“量子糾纏態”的概念,所謂的“量子糾纏態”是以兩個及以上粒子為對象的。在某種意義上,“量子糾纏態”可以理解為是把迭加態應用于兩個及以上的粒子。若存在兩個處于“量子糾纏態”的粒子,那這兩個粒子一定是相互關聯的,用量子力學的知識去理解,只要人們不去探測,那么每個粒子的狀態都不能夠確定。但是,假如同時使這兩個粒子保持某一時刻的狀態不變,也就是說,使兩個粒子的迭加態在一瞬間坍縮,粒子1這時會保持一個狀態不再發生變化,根據守恒定律,粒子2將會處于一個與粒子1狀態相對應的狀態。如果二者相距非常遙遠,又不存在超距作用的話,是不可能在一瞬間實現兩個粒子的相互通信的。但超距作用與當今很多理論是相悖的,于是,這里就形成了佯謬,即“EPR佯謬”。
同年,薛定諤提出了一個實驗,后人稱之為“薛定諤的貓”。設想把一只貓關在盒子里,盒中有一個不受貓直接干擾的裝置,這套裝置是由其中的原子衰變進行觸發,若原子衰變,裝置會被觸發,貓會立即死去。于是,量子力學中的原子核衰變間接決定了經典理論中貓的生死。由量子力學可知,原子核應該處于一種迭加態,這種迭加態是由“衰變”和“不衰變”兩個狀態形成的,那么貓應該也是處在一種迭加態,這種迭加態應該是由“死”與“生”兩個狀態形成的,貓的生死不再是一個客觀存在,而是依賴于觀察者的觀測。顯然,這與常理是相悖的[2]。
這兩個佯謬的根源是相同的,都是經典理論與量子理論之間的關系。
2 近代研究進展
2.1 驗證量子糾纏的存在
華裔物理學家Yanhua Shih[3]曾做過一個被稱為“幽靈成像”的實驗,其實驗過程及現象大致可以描述為:假設存在一個糾纏光源,這個光源可以發出兩種互為糾纏的光子,通過偏振器使兩種光子相互分離,令第一束光子通過一個狹縫,第二束不處理,然后觀察兩束光的投影,結果發現第二束光的投影形狀與第一束光通過的狹縫形狀完全相同。
人們發現,如果僅僅使用經典理論,實驗現象是無法解釋的,必須應用量子理論,才能解釋“幽靈成像”的現象。這個實驗也恰好驗證了“量子糾纏”現象的存在。
2.2 量子世界中的歐姆定律
歐姆定律是由德國物理學家Ohm于19世紀早期提出來的,它是一種基于觀察材料的電學傳輸性質得到的經驗定律,其內容是:在同一電路中,導體中的電流跟導體兩端所加的電壓成正比,跟導體自身電阻成反比,即 (U指導體兩端電壓;R指導體電阻;I指通過導體的電流)。
18世紀二、三十年代,人們認為經典方法在宏觀領域是正確的,但是在微觀領域將會被打破。Landauer公式給出了納米線電阻的計算方法,即(h為普朗克常量;e為電子電量;N為橫波模式數量);而在宏觀中,(為材料的密度;l為樣品的長度;s為樣品的橫截面積)。由此發現,在宏觀領域,樣品的電阻是隨著樣品的長度增加而增加的,而在微觀領域,樣品的電阻與樣品的長度沒有關系。
Weber[4]等人制備了原子尺度的納米線并進行觀察,實驗發現,在微觀領域,歐姆定律也是滿足的。Ferry[5]認為樣品的電阻是由多種機理所導致的,而他最后得到的結果正是由于多種機理的相互疊加。經過分析,他認為歐姆定律何時開始生效取決于納米線中電子耗散的力度,力度越大說明開始生效時的尺度越小。但這也同時引發了另一個問題的思考:低溫條件下,歐姆定律是仍然成立的,也就是說經典理論仍然成立,但往往是希望在低溫下研究比較純粹的量子效應。低溫條件下歐姆定律的成立要求在進行實驗研究時,必須花費更多的精力來使得經典理論與量子理論分離開。
2.3 生活中的量子力學――光合作用與量子力學
Scholes等[6]從兩種不同的海藻中提取出了一種名為捕光色素復合體的化學物質,并在其正常的生活條件下,通過二維電子光譜術對其作用機理進行了分析研究。他們首先使用了飛秒激光脈沖模擬太陽光來激發這些蛋白,發現了會長時間存在的量子狀態。也就是說,這些蛋白吸收的光能能夠在同一時刻存在于不同地點,而這實際上是一種量子迭加態。由此可見,量子力學與光合作用是有很大聯系的。
3 結語
從近幾年來量子力學的基本問題和相關的實驗研究可以看出,雖然經典理論與量子理論的聯系仍然是一個懸而未決的問題,但是當代科學家已經能夠通過各種精妙的實驗逐步解決歷史遺留的一個個謎團,使得微觀領域的單個量子的測量與控制成為可能,并且積極研究宏觀現象的微觀本質,將生活與量子力學逐漸的聯系起來。對于“經典理論與量子力學的聯系”這一專題還需要進行不斷研究,使量子力學得到進一步完善與發展。
參考文獻
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【文章一:穩恒電流】
穩恒電流
一、主要內容
本章內容包括電流、產生持續電流的條件、電阻、電壓、電動勢、內電阻、路端電壓、電功、電功率等基本概念,以及電阻串并聯的特點、歐姆定律、電阻定律、閉合電路的歐姆定律、焦耳定律、串聯電路的分壓作用、并聯電路的分流作用等規律。
二、基本方法
本章涉及到的基本方法有運用電路分析法畫出等效電路圖,掌握電路在不同連接方式下結構特點,進而分析能量分配關系是最重要的方法;注意理想化模型與非理想化模型的區別與聯系;熟練運用邏輯推理方法,分析局部電路與整體電路的關系
三、錯解分析
在本章知識應用的過程中,初學者常犯的錯誤主要表現在:不對電路進行分析就照搬舊的解題套路亂套公式;邏輯推理時沒有逐步展開,企圖走"捷徑";造成思維"短路";對含有電容器的問題忽略了動態變化過程的分析。
【文章二:動量守恒定律】
一、主要內容
本章內容包括動量、沖量、反沖等基本概念和動量定理、動量守恒定律等基本規律。沖量是物體間相互作用一段時間的結果,動量是描述物體做機械運動時某一時刻的狀態量,物體受到沖量作用的結果,將導致物體動量的變化。沖量和動量都是矢量,它們的加、減運算都遵守矢量的平行四邊形法則。
二、基本方法
本章中所涉及到的基本方法主要是一維的矢量運算方法,其中包括動量定理的應用和動量守定律的應用,由于力和動量均為矢量。因此,在應用動理定理和動量守恒定律時要首先選取正方向,正規定的正方向一致的力或動量取正值,反之取負值而不能只關注力或動量數值的大小;另外,理論上講,只有在系統所受合外力為零的情況下系統的動量才守恒,但對于某些具體的動量守恒定律應用過程中,若系統所受的外力遠小于系統內部相互作用的內力,則也可視為系統的動量守恒,這是一種近似處理問題的方法。
三、錯解分析
在本章知識應用的過程中,初學者常犯的錯誤主要表現在:只注意力或動量的數值大小,而忽視力和動量的方向性,造成應用動量定理和動量守恒定律一列方程就出錯;對于動量守恒定律中各速度均為相對于地面的速度認識不清。對題目中所給出的速度值不加分析,盲目地套入公式,這也是一些學生常犯的錯誤。
【文章三:質點的運動】
一、主要內容
本章內容包括位移、路程、時間、時刻、平均速度、即時速度、線速度、角速度、加速度等基本概念,以及勻變速直線運動的規律、平拋運動的規律及圓周運動的規律。在學習中要注意準確理解位移、速度、加速度等基本概念,特別應該理解位移與距離(路程)、速度與速率、時間與時刻、加速度與速度及速度變化量的不同。
二、基本方法
本章中所涉及到的基本方法有:利用運動合成與分解的方法研究平拋運動的問題,這是將復雜的問題利用分解的方法將其劃分為若干個簡單問題的基本方法;利用物理量間的函數關系圖像研究物體的運動規律的方法,這也是形象、直觀的研究物理問題的一種基本方法。這些具體方法中所包含的思想,在整個物理學研究問題中都是經常用到的。因此,在學習過程中要特別加以體會。
三、錯解分析
在本章知識應用的過程中,初學者常犯的錯誤主要表現在:對要領理解不深刻,如加速度的大小與速度大小、速度變化量的大小,加速度的方向與速度的方向之間常混淆不清;對位移、速度、加速度這些矢量運算過程中正、負號的使用出現混亂:在未對物體運動(特別是物體做減速運動)過程進行準確分析的情況下,盲目地套公式進行運算等。
【文章四:原子原子核】
原子原子核
一、主要內容
本章內容包括α粒子散射、能級、天然放射性現象、α射線、β射線、γ射線、核子、中子、質子、原子核、核能、質量虧損、裂變、鏈式反應、聚變等,以及原子核式結構模、半衰期、核反應方程、愛因斯坦的質能方程等規律。
二、基本方法
本章所涉及的基本方法,由于知識點相對分散要加強物理現象的本質的理解。運用邏輯推理的方法,根據已有的規律和事實、條件作出新的判斷。核能的計算對有效數字的要求很高。
三、錯解分析
在本章知識應用的過程中,初學者常犯的錯誤主要表現在:各個概念、現象混淆;對多種可能性的問題分析淺嘗則止;計算不過硬。
【文章五:電磁感應】
一、主要內容
本章內容包括電磁感應現象、自感現象、感應電動勢、磁通量的變化率等基本概念,以及法拉第電磁感應定律、楞次定律、右手定則等規律。
二、基本方法
本章涉及到的基本方法,要求能夠從空間想象的角度理解法拉第電磁感應定律。用畫圖的方法將題目中所敘述的電磁感應現象表示出來。能夠將電磁感應現象的實際問題抽象成直流電路的問題;能夠用能量轉化和守恒的觀點分析解決電磁感應問題;會用圖象表示電磁感應的物理過程,也能夠識別電磁感應問題的圖像。
物理規律是指客觀事物內部固有的、本質的聯系和發展的必然趨勢,是事物現象中相對統一,相對靜止,相對穩定的方面。規律表現為若干概念之間的內在聯系,它反映了有關物理量之間在特定條件下的相互制約關系。物理規律的發現,往往體現了物理的思維方法和研究方法。
在物理教學中,重視對學生“物理思維方法”的培養,對學生整體思維素質的提高起著積極的作用。在初中物理教學中,應著重應培養以下幾種思維方法:
1、理想化的思維方法
人們為了科學研究,通常需要建立一種理想化的模型,拋開具體事物中的無關因素和次要因素,抓住影響事物的主要因素,從而使物理問題得到簡化。理想化的方法是科學家們常用的一種思維方法。教學中我們應充分利用好教材,向學生滲透這種思維方法,從而使學生逐步認識科學家們為簡化實際問題所采用的這種思維方法。
2、類比思維方法
許多物理規律的建立,都采用了類比的思維方法。在物理教學中,我們也應重視對學生進行類比思維方法的訓練,使學生逐步領會這一思維方法。
例如,在功率、電功率的教學中,為了反映做功快慢的情況,我們均可采用類比方法,仿照速度的概念建立,能較容易地引導學生形成功率、電功率的概念。又如在慣性的教學中,為了幫助學生認識慣性是物體的固有屬性這一知識,我也采用了類比方法進行教學:一個正常健康人具有勞動能力(假定成立),正常健康人在參加勞動時具有勞動能力,在休息時也具有勞動能力。物體的慣性正如正常健康人的勞動能力,物體無論是否處于靜止或勻速直線運動狀態,都具有保持靜止或勻速直線運動狀態的性質,也就是一切物體任何時候都具有慣性。運用類比方法能幫助學生深刻理解慣性概念,起到較好的效果。
3、分析與綜合的思維方法
任何事物和現象,都是由許多要素、許多屬性組成的統一體。分析就是以事物的整體與部分為客觀基礎,為了從總體上把握事物的性質以及運動規律,就必須了解其各個組成部份和要素的性質、特點和相互聯系。綜合是把事物各個部分、側面做為基礎,分析以綜合為前提。分析與綜合所關心和強調的面不同,但都是重要的思維方法。掌握分析與綜合的方法,訓練分析與綜合的思維方法,提高分析與綜合的能力,是中學物理科學方法教育的最主要內容。因此,教師應充分重視對學生進行分析與綜合思維方法的訓練。
例如,《歐姆定律》的教學中、為了探索電流、電壓、電阻這三個相互關聯的物理量之間的關系,就采取了先分析后綜合的思維方法。先保持其中一個物理量不變,研究其余兩個物理量之間的變化關系;再保持另外一個物理量不變,研究剩余的兩個物理量之間的變化關系。通過實驗在得出:“保持電阻不變時,電流跟電壓成正比;保持電壓不變時,電流跟電阻成反比”結論的基礎上,再綜合得出了歐姆定律。在教學中,教師因充分認識到引導學生領會探索電流、電壓、電阻三者變化關系的思維方法,這比學生知道歐姆定律的結論更為重要。
又如,在《電阻》一節的教學中,我也采用了分析與綜合的思維進行教學。由于導體可以用不同的材料制成長度不同或橫截面積不同的導體。教師首先提出問題;導體的電阻是否跟材料、長度、橫截面積都有關呢?接著引導學生思考如何探索上述問題,通過討論學生較容易想到采用如同探究《歐姆定律》類似的控制變量的方法進行探索。再通過實驗在分別得出結論的基礎上,再綜合得出導體的電阻跟材料、長度、橫截面積的關系。采取上述方法進行教學,以便學生有更多機會接受分析與與綜合思維的訓練。
4、抽象與概括的思維方法
抽象是在人腦中把事物的本質屬性抽出來的過程。概括是在人腦中把抽象出來的事物的本質屬性加以綜合,推廣到同類事物的過程。抽象與概括也是形成概念與規律的常用思維方法。例如,慣性概念的形成,為了使學生在感性認識的基礎上進行分析,我們首先精選了如下兩個典型事例:
(1)玻璃杯盛半杯水,上面蓋一塊塑料板,板上放一只雞蛋。當用小棒猛擊塑料板,塑料板離杯飛出,雞蛋卻穩穩地落入杯中。以此引導學生認識靜止的物體(雞蛋)具有保持靜止的性質,我們把這種性質叫做慣性。
(2)兩塊長方體木塊A、B一起沿著水平面向右作勻速直線運動,當木塊B突然停止時,能觀察到木塊A仍能繼續向前運動致使出現滑離木塊B。 引導學生認識運動的物體(木塊A)具有保持原來運動狀態的性質, 我們把這種性質也叫做慣性。
在抽象出靜止或勻速直線運動的物體都具有保持原來狀態的性質(慣性)的基礎上,把這些共特征概括起來得出:物體保持靜止或勻速直線運動狀態的性質叫做慣性。在教學中教師引導學生概括知識時,應在學生已有知識經驗的基礎上,上升到科學的概括,才能使學生正確理解和掌握教材的基本概念、基本理論。由于一切概念、規律、公式都是抽象和概括的結果,因此,在教學中教師應重視對學生進行抽象與概括這一思維方法的訓練。
1問題教學法
問題教學法是以“問題”為中心向外輻射開展活動任務的教學方法,師生圍繞問題互動探究,學生在問題解決的過程中,不僅僅習得固有的物理規律和結論,還有解決問題的過程體驗和情感的提升。問題教學法在初中物理教學中的應用關鍵在于從學生的最近發展區出發創設出適合學生探究,同時又緊緊圍繞教學內容的問題情境,打破學生原有的認知平衡,讓學生生疑,進而形成科學探究嘗試的欲望,在解決問題的過程中內化知識、完善建構。
從心理學角度分析,問題教學法教學過程中,學生的心理活動程序如圖1所示。
對于初中物理教學而言,當一個具體的物理問題擺在學生面前時,他們首先會在原有的認知狀態中進行搜索,概念、規律、方法等躍進了大腦,識圖將問題的目標在大腦圖式里找到聯系。這里面有知識的同化和順應過程,最終完善為新的認知結構。
2“歐姆定律”教學案例分析
2.1開門見山,借助問題溫故知新
筆者在課堂導入環節,從上一節課和學生一起學習的變阻器入手,設置問題情境提出問題。
問題1如圖2所示,請你根據原有的知識和經驗,想一想有什么辦法可以增大電路中電流表的讀數?在使用滑動變阻器時應注意什么?
問題設計意圖通過圖2情境的創設和問題的拋出,引導學生針對問題進行互動討論,積極猜想,并形成連接電路實驗檢驗的欲望。在實驗的過程中,學生在其原有認知的基礎上實現思維的發散,并通過自主探究找到改變電路中電流的辦法。實驗中應注意滑片C向A端滑動容易造成短路,這是實驗中應注意的問題。
問題2在大家自己進行實驗探究的過程中,你有什么發現?有什么疑惑的地方?
問題設計意圖通過這個問題的拋出,引導學生積極地交流,越發接近教學內容,同時生成新的問題:“導體中的電流跟電壓、電阻三個物理量到底存在著什么關系,這種關系是否具有穩定性,能夠形成特定的規律?”這是一個反思后再創造的過程,學生的探究熱情被點燃。
2.2一針見血,接近教學的主要內容
學生的激情被點燃了,應從教學的主要內容出發,引導學生進一步猜想,領引著學生一步步去揭示教學內容,這一過程也應該是借助于問題的形式開展。
問題3請猜一猜流過導體的電流與導體兩端的電壓存在怎樣的關系?流過導體的電流與導體的電阻又可能存在怎樣的關系?并相互交流一下猜想的依據。
問題設計意圖學生通過問題的領引大多會做出正比或反比的猜想,其根據都是源于自己在前面自主探究實驗中改變滑動變阻器阻值大小,而看到的結論。借助于這樣的問題設置,學生經歷了猜想及假設的過程,科學探究中的重要方法得以浸潤。
2.3思維碰撞,設計實驗完成探究
在學生有了猜想后,筆者提出了幾個問題引導學生進行實驗的設計和方案的選取,驅動探究式教學進一步深化。
問題4既然有了上述的猜想,你覺得應該設計什么樣的實驗進行驗證呢?根據自己的設想,能不能設計出具體的實驗方案?
問題5從探究電流與電壓的關系出發,思考需要選擇什么器材,實驗電路如何設計?
問題設計意圖通過問題的設置讓學生聯系到“控制變量法”,同時學生將自己設計的電路拿出來進行交流,從學生的認知規律來看,首先他們會想到用燈泡進行實驗,此時需要我們教師進行及時的引導,因為燈泡的溫度變化會導致其阻值的變化,而我們的實驗應控制電阻不變,所以應該選擇定值電阻進行實驗。學生再次設計出電路圖(如圖3)。
問題6利用上述電路圖進行實驗探究,會遇到什么麻煩?
學生通過連圖進行實驗操作后發現,只能測一組數據,如果要測多組數據要改變電池的節數,操作比較麻煩,而且偶然誤差大。新的問題自然生成。
問題7有沒有什么辦法可以對實驗方案進行改進和優化?
關鍵詞:物理教學;課堂提問;核心問題;問題串
在眾多的課堂觀察中,我們發現許多教師的提問只往往關注單個問題設計,缺乏對于本節課全部問題的整體性思考.問題與問題之間不能做到環環相扣,層層遞進,缺乏邏輯性,甚至前后順序顛倒.人為造成學生學習思路上的不連貫,使得本來簡單的問題,通過教師的問題引導變得非常復雜,玄而又玄.這就將“問題引導”變成了簡單的“問答式”,整個課堂教學也就變得枯燥無味了.針對此問題,我們嘗試了“以核心問題為中心,預設整節課主干問題,形成問題串”的做法.
一、問題串、核心問題的含義
“問題串”是教師備課時,在吃透教材、了解學情的前提條件下根據教學目標、重點難點的需要,聯系教法,而預設的一系列環環相扣,層層遞進,不斷深入的問題.問題串是一節課中的主干問題的組合,問題與問題之間有著較強的邏輯性,整體性. “核心問題”是指教師基于先進的教育理念,通過對教材和學生學習心理特點的分析,把握教學的重點、難點和教學關鍵精心設計的問題.核心問題是整個問題串的核心,也是課堂教學的核心.
二、如何設計核心問題
核心問題的設計應該以“轉變學生的學習方式,使學生不僅學會物理知識,與技能,而且學會科學探究方法,培養科學探究能力,進而促進學生的全面發展”等先進的教育理念為指導,從整體上把握教學目標和教學內容,明確學生需要掌握的知識,培養的能力,深入細致分析教學任務,確定教學的重難點和教學關鍵,從中找出有必要深入研究,且有利于促進學生發展的內容,進而設計出核心問題.
1.在物理教學的重點處設計核心問題
影響某一事物發展的因素眾多,我們要抓住問題的重點,解決主要矛盾,掌握了重點知識,就能帶動全面,使其他問題也迎刃而解.因此,教師設計核心問題時,應根據課程標準的要求,在教學的重難點處,抓住主要內容和關鍵,創設物理情境,提出引發學生深層次思考的核心問題.
案例1密度教學中的核心問題的設計.
密度是學生在學習了質量的基礎上,對物質的物理屬性的進一步理解.密度概念及相關知識是今后學習液體內部壓強、大氣壓強、阿基米德原理和物體浮沉條件的必要基礎,是初中物理教學的重點知識.
創設情境:教師將大小不同的鐵塊或鋁塊,分別放于天平的兩端,可以觀察到體積大的鐵塊或鋁塊的一端下沉;將體積和外形相同而材料不同的物塊放在天平的兩端,天平不平衡.
提出核心問題:在此基礎上,教師提出問題:通過觀察到的現象,你能提出什么問題?在教師的啟發和引導下,學生發現物質的質量m和體積v之間可能存在一定的關系.
在此基礎上,啟發學生提出本節課的核心問題:
“物質的質量m和體積V之間可能存在什么關系?”
本節課的重點是通過實驗理解密度的概念并嘗試用密度解決簡單問題.密度是反映物體的質量與體積之間的關系物理量,因此,核心問題設計在建立密度概念之前是恰當的.此種提問方式突出了教學重點,并且問題具有開放性,不會限定學生的思路,還可以促進學生主動的思考和探索,對物質的質量與體積之間可能存在的關系提出多種猜想和假設.
2.在物理教學難點處設計核心問題
突破教學難點是教師們普遍關心的課題.突破難點的問題能使學生圍繞核心問題進行分析、探究,達到突破教學難點的目的,并使學生在享受排異解難的同時激起對學習的興趣,從而更加主動的去學習其他相關知識,起到以點帶面的作用.
案例2歐姆定律教學中核心問題的設計.
歐姆定律是學生在學習了電路、電壓、電阻、電流、電流表電壓表的使用的基礎上,通過實驗探究總結出來的規律,其邏輯性、理論性很強,實驗難度較大,是教學的難點,所以教師要適時的做好引導,恰當點撥,加強師生交流.
創設情境:教師演示分別用一節和兩節干電池給同一個燈泡供電,請學生觀察.然后用兩節干電池給不同的兩個燈泡供電.在此基礎上教師提出問題:通過觀察到的現象,你有什么發現?
提出核心問題:學生發現:當對同一盞等供電時,電壓越高,燈越亮,說明電流越大;當用同一電壓對不同的燈供電時,亮度不同,即電流不同,說明電流大小還與燈絲的電阻有關.
到此,本節課的核心問題已成呼之欲出之勢.完全可由學生提出來.即:“通過電阻的電流與電阻兩端的電壓、電阻之間存在什么關系?”
歐姆定律是反映電流、電壓、電阻三者之間的關系的規律,是教學的難點.通過創設情境,讓學生在難點處發現問題,并以此為基礎經過分析轉化為核心問題,有利于激發學生的學習興趣,突破教學難點,提高教學效率.
“以核心問題為中心,預設整節課主干問題,形成問題串”就是要使得一節課的主干問題成為一個整體,使得教學在一條明確主線的指引下展開,使得提問因為有了充分的預設而具備較好的啟發性、激疑性、目的性,使得學生的思維得到鍛煉,使得生成因為預設而更有價值.
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解析物理習題時,經常要應用相應概念、定律和公式,從而決定解題的方向和思路,正確的概念是解題思路的基礎,如果概念不清,定律不熟,則必無正確思路[1]。所以,首先要加強物理基礎知識的學習,要求學生對定理、定律等爛熟于心。其次,要加強物理知識的歸納和總結,對每個章節的主要內容進行小結,區別相似的定律,以促進學生在解題過程中的應用[2]。比如在學習電學這部分內容時,學生對串聯電路、并聯電路的電流、電壓、電阻規律常常會混淆,解題時經常分辨不清。針對這個問題,筆者這樣處理:在開始教學串、并連電路規律時,讓學生在筆記本上專門留一頁面,把這頁面平均分成兩邊,一邊畫上串聯電路圖,另一邊畫上并聯電路圖,緊接著每學一個規律分別歸納在下面,對比記憶,每天開始上課時,讓學生花一兩分鐘時間先復習一遍,然后緊接著提問鞏固。長時間以后就會發現,這樣多次重復對比,學生記憶很深刻,應用這些規律解題時就得心應手。這個方法可用在其他知識的學習、記憶上,效果很好。對于物理學中的計算公式要特別強調其適用的條件,只有弄清了每個公式的適用條件,才能做到心中有數,才能正確地應用公式解決問題。比如使用歐姆定律(I=UR)解題時,學生經常生搬硬套,應用已知條件時張冠李戴。要解決這個問題必須強調歐姆定律有三個適用條件:①每個物理量只能用國際單位,即I的單位取A,U的單位取V,R的單位取Ω;②同一性,即I、U、R必須是同一個用電器的電流、電壓、電阻值;③同時性,即必須是電路在同一種狀態時的I、U、R,同時要讓學生明白,即使是同一個用電器,如果在不同的電路狀態時,則它的I、U、R的大小也會改變,還要強調使用歐姆定律時,這三個條件必須同時滿足,缺一不可。學生掌握了這些適用條件,在使用歐姆定律解題時就能做到心中有數、思維清晰,就不會亂用已知條件。每個物理量都涉及常用單位和國際單位,要教會學生掌握每個公式中各物理量的單位[3]。例如在教學電功率的計算時,用到的公式P=Wt就要強調它的適用條件有兩條:①每個物理量統一采用國際單位,即W的單位是J,t的單位是s,那么P的單位就是W;②每個物理量統一采用常用單位,即W的單位是kwh,t的單位是h,那么P的單位就是kw。還要強調,這兩套單位各自獨立不能混用,但是kwh和J同是電能的單位,它們之間可以換算,即1kwh=3.6×106J。
二、培養學生認真審題的習慣,明確解題思路
解析物理習題時,一般有以下解題思路:1.審題。培養學生解題習慣的第一步是讓學生養成良好的審題習慣,良好的審題習慣是提高解題能力的前提[4]。在教學中經常出現,教師在訂正學生做錯的習題時,要求學生認真讀完整個題目,從而知道自己錯在哪兒。這就說明學生做題時審題不認真,經常是掃一眼題目就答題,根本沒有弄清題目的已知條件和問題是什么,甚至連題目都沒有讀完,就自作主張地答題。所以,認真讀題是審題的關鍵。要求學生在讀題過程中手里拿著鉛筆,把重要的已知條件都畫出來。比如,力學習題里有“某個物體”、“靜止”、“勻速直線運動”等條件都一一勾畫出來;電學習題里要特別注意找出用電器之間是“串聯”還是“并聯”,初步明確題意,找出已知量和未知量。只有讀完整個題目后,才能根據題意正確判斷,它屬于什么知識范圍的問題,可應用哪些知識解決。2.確定研究對象。要研究的是哪個物體、哪段電路、哪個用電器等,找出研究對象的已知量。在解決探究類問題時,要求學生先找出“探究目的”,明確題目要解決的問題。只有確定研究的對象、確定解決問題的目標,才能做到有的放矢。3.對問題進行分析與綜合。在弄清研究對象的物理狀態和物理過程的基礎上,進一步分析已知量和未知量之間的聯系,明確問題所遵循的物理規律[5]。如對力學的研究對象———某一物體,搞清它的運動狀態(是靜止還是勻速直線運動),進行受力分析或做功情況分析;對電學的研究對象———某一電阻、用電器或某一段電路中的電流(I)、電壓(U)、電阻(R)、電功率(P)等情況如何。通過對問題的分析,找到解決問題的方法,是解題中最關鍵也是最困難的一步。4.建立有關的關系式。依據問題已知的條件和物理學的相關規律,用文字和符號表達出已知量和未知量的關系式。物理計算題的書寫格式非常重要,一定要先把物理量的單位統一,然后寫出公式,必要時還要進行公式運算。5.進行運算討論。解題運算公式需要代入數據和單位進行計算,有時還需要進行必要的分析討論。確定了解題公式后,還要明確公式的適用條件(也就是公式中每個物理量要采用的單位分別是什么,在什么樣的條件下才能使用這個公式)。計算得出的結果一定要帶上對應的單位,如果是計算題則還要進行問題的總結回答。當然,有些物理習題尚有一些具體思路,為了讓學生掌握這些思路,要靠教師經常地引導和學生練習,在教學過程中,教師總是按著清晰的科學思路分析、講解問題,但在講解后還應提示學生,是否還有其他更好的解題方法?教師良好的示范性,對學生有潛移默化的熏陶作用[6]。學生練習時,總是按著科學的思路思考和表達,但還要培養他們反向思維的能力,當按常規思路找不到解題方法時,可以從反方向推導,找出解題方法。比如,學生剛開始學習“慣性”這一知識時,往往會認為影響物體慣性大小的因素是速度,物體速度越快,慣性就越大。為了糾正這種錯誤的認識,筆者這樣引導:提問什么樣的物體有慣性?學生回答:一切物體都有慣性。接著又問:靜止的物體有沒有慣性?學生有些遲疑,筆者又問了一遍:什么樣的物體有慣性?學生考慮了一下,大聲說:一切物體都有慣性。筆者又問:“一切物體”是否包括靜止的物體呢?學生回答:當然包括了。筆者又問:靜止的物體是否有慣性呢?學生想了想回答:“當然有了!”筆者又問:靜止的物體速度是多大?學生答:速度為零。到這時,學生明白,速度為零的物體也有慣性,影響慣性大小的因素不是速度。
三、培養學生進行一題多解的習慣,拓寬學生的解題思路