时间:2023-07-10 17:33:11
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇欧姆定律的概念,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1.地位和作用
《欧姆定律及其应用》这一节在学生学习了电流表、电压表、滑动变阻器的使用方法及电流与电压、电阻的关系之后才编排的。通过这一节的学习,要求学生初步掌握和运用欧姆定律解决实际电学问题的思路和方法,了解运用“控制变量法”研究物理问题的实验方法,为进一步学习电学内容打下一定的基础。
2.教学目标
(1)知识目标
理解掌握欧姆定律及其表达式,能用欧姆定律进行简单计算;根据欧姆定律得出串并联电路中电阻的关系;通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养学生的逻辑思维能力。
(2)技能目标
学习用“控制变量法”研究问题的方法,培养学生运用欧姆定律解决问题的能力。
(3)情感目标
通过介绍欧姆的生平,培养学生严谨细致的科学态度和探索精神,学习科学家献身科学、勇于探索真理的精神。通过欧姆定律的运用,帮助学生树立物理知识普遍联系的观点以及科学知识在实际中的价值意识。
3.重点和难点
重点:理解欧姆定律的内容及其表达式和变换式的意义,并且能运用欧姆定律进行简单的电学计算。
难点:运用欧姆定律探究串、并联电路中电阻的关系。
二、说学生
1.学生学情分析
在学习这节之前学生已经了解了电流、电压、电阻的概念,并且还初步学会了电压表、电流表、滑动变阻器的使用,具备了学习欧姆定律基础知识的基本技能。但对电流与电压、电阻之间的联系的认识是肤浅的、不完整的,没有上升到理性认识,需要具体的形象来支持。所以在本节学习中应结合实验法和定量、定性分析法。
2.知识基础
要想学好本节,需要学生应具备的知识有:电流、电压、电阻的概念,电流表、电压表、滑动变阻器使用方法,电流与电压、电阻的关系。
三、说教法
结合学生情况和本节特点本人采取以下几个教法:采用归纳总结法、采用控制变量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、说教学过程
1.课题导入(采用复习设置疑问的方式,时间3分钟)
复习:电流是如何形成的?导体的电阻对电流有什么作用?
设疑思考:电压、电阻和电流这三个量之间有什么样的关系呢?通过简单的回顾、分析,使学生很快回忆起这三个量的有关概念,通过猜想使学生对这三个量的关系研究产生了兴趣,达到引入新课的目的。
2.展开探究活动,自主总结结论(时间37分钟)
根据上节探究数据的基础,让学生自主总结出两个结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
为了进一步得出欧姆定律的内容,可采用以下几点做法:各小组在教师指导下,对实验数据进行数学处理,理解数学上“成正比关系”“成反比关系”的意思,从而引入欧姆定律的内容;让学生思考用一个什么样的式子可以将这两个结论所包含的意思表示出来,从而引入欧姆定律的表达式。
3.说明事项
在欧姆定律中有两处用到“这段导体”,其意思是电流、电压、电阻应就同一导体而言,即同一性和同时性。
向学生介绍欧姆的生平,以达成教学目标中的情感目标。学习科学家献身科学、勇于探索真理的精神,激发学生的学习积极性。
欧姆定律应用之一:通过课本第26页例题和第29页习题2和习题3,让学生自己先试做,然后教师再加以点评和补充,使学生理解掌握欧姆定律表达式及变形式的应用,达成教学目标的知识目标,充分体现了课堂上学生的自主地位。
应用欧姆定律解题时应注意以下几点问题:
(1)同一性
即公式中的U、I,必须针对同一段导体而言,不许张冠李戴。
(2)统一性
即公式中的U、I、R的单位要求统一(都用国际主单位)。
(3)同时性
即公式中的U、I,必须是同一时刻的数值。
(4)规范性
解题时一定要注意解题的规范性(即按照已知、求、解、答四个步骤解题)。
欧姆定律应用之二:探究串并联电路中电阻的关系。
(1)实验分析
在演示实验之前,要鼓励学生进行各种大胆的猜想,当学生的猜想与实验结果相同时,他会在实验中体验到快乐与兴奋,有利于激发学生的学习兴趣。
①演示实验
将两个电阻串联起来,让学生观察灯泡的亮度情况(变暗了),并说出原因(电路中的电流变小了,说明总电阻变大了)。
得出结论:串联电阻的总电阻比任何一个分电阻的阻值都大。
②演示实验
将两个电阻并联起来,同样让学生观察灯泡的亮度情况(变亮了),并说出原因(路中的电流变大了,说明总电阻变小了)。
得出结论:并联电阻的总电阻比任何一个分电阻的阻值都小。
(2)定性分析
(提出问题)为什么串联后总电阻会变大?并联后总电阻会变小?
得出结论:电阻串联相当于导体的长度变长了,所以串联电阻的个数越多总电阻就越大;电阻并联相当于导体的横截面积变粗了,所以并联电阻的个数越多总电阻就越小。
(3)定量分析
利用欧姆定律公式以及前面学过的串并联电路中电流和电压的特点推导串并联电路中总电阻的关系得出结论:(1)电阻串联后的总电阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)电阻并联后的总电阻=+…+。
4.小结(4分钟)
(1)理解掌握欧姆定律的内容及其表达式
(2)运用欧姆定律解决有关电学的计算题以及探究串、并联电路中电阻的关系
5.布置作业(1分钟)
本节作业的布置主要是针对欧姆定律表达式及其变形公式的运用,并结合前面学习过的串并联电路中电流、电压的特点的一些常见题型加以知识的巩固。
作业:《课堂点睛》17页至18页的习题。
五、说板书设计
欧姆定律的内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
欧姆定律的表达式:I
电阻的串联:R串=R1+R2+…+Rn
关键词:全电路;欧姆定律;实验教学;感性教学
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2012)08-0098-02
欧姆定律是《电工基础》中最常用的基本定律之一,技工院校现在使用的《电工基础》教材(中国劳动社会保障出版社出版,第四版)中把欧姆定律分为部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律两部分。对于部分电路欧姆定律,由于中学物理课本已作详细介绍,学生容易接受,但对于全电路欧姆定律,由于其涉及的概念较多且各物理量之间的关系复杂,再加上教材未附相应的实验,学生缺乏感性认识。因此,学生很难理解和接受,也是其成为教师教学中重点和难点的原因。笔者针对学生在学习过程中容易产生的困惑和疑问,借助实验来帮助学生理解,收到了较好的效果。
明确教学目标是教师组织
全电路欧姆定律教学的关键
掌握全电路欧姆定律对于学好《电工基础》这门课程来说至关重要。因为后续章节中多处电路的分析和计算要应用到这一定律。教学是一个教师与学生双向互动的过程,作为教师,要组织好全电路欧姆定律教学,必须先明确教学目标,做到心中有数,才能更好地开展教学。
知识目标:(1)理解电动势、内电阻、外电阻、内电压、外电压、端电压、内压降等物理量的物理意义;(2)掌握全电路欧姆定律的表达形式,明确在闭合电路中电动势等于内、外电压之和;(3)掌握端电压与外电阻、端电压与内电阻之间的变化规律;(4)掌握全电路欧姆定律的应用。
能力目标:(1)通过实验教学,培养学生的观察和分析能力,使学生学会运用实验探索科学规律的方法;(2)通过对端电压与外电阻、端电压与内电阻之间的变化规律的讨论,培养学生的思维能力和推理能力。
理解各物理量的物理意义是
学生掌握全电路欧姆定律的基础
全电路欧姆定律的难点在于概念较多,且各物理量之间的关系复杂。因此,首先,应让学生准确理解各物理量的含义。
全电路是指含有电源的闭合电路,如图1所示。其中,R代表负载(即用电器,为简化电路,只画一个),r代表电源的内电阻(存在于电源内部),E代表电源的电动势。整个闭合电路可分为内、外两部分,电源外部的叫外电路(图1中方框以外的部分),电源内部的叫内电路。外电路上的电阻叫外电阻,内电路上的电阻叫内电阻。当开关S闭合时,电路中就会有电流产生,I=,该式表明:在一个闭合电路中,电流强度与电源的电动势成正比,与电路中内电阻和外电阻之和成反比,这个规律称为全电路欧姆定律。
要理解这个定律,要先理解以下几个物理量的物理意义:第一个是电动势,它是指在电源内部,电源力将单位正电荷从电源负极移到正极所做的功。这个概念比较抽象,涉及知识面较广,要使学生全面、深刻地理解它是有困难的。考虑到学生的接受能力和满足后续知识的需要,需向学生讲清两个问题:一是电动势的值可用电压表测出——电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压;二是电动势的物理意义是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领,是由电源本身的性质决定的。第二个是电源的端电压(简称端电压),它是指电源两端的电位差(在图1中指A、B两点之间的电压,也等于负载R两端的电压)。需要注意的是,端电压与电动势是两个不同的概念,它们在数值上不一定相等。第三个是内压降,它是指当电流流过电源内部时,在内电阻上产生的电压降。全电路欧姆定律也可表示为:“在闭合电路中,电动势等于内、外电压之和。”
掌握各物理量的变化规律是
掌握全电路欧姆定律的重点
全电路欧姆定律的难点在于各物理量之间的变化规律,也是学生容易产生疑惑的地方。可以利用演示实验来验证各物理量之间的变化规律,以增加学生的感性认识,提高学生的逻辑推理能力。
第一,验证电源内电阻的存在并计算其大小。对于电源的内电阻,由于存在于电源的内部,既看不见,也摸不着,学生对此存在质疑。为此,可用图2进行实验,不但可以证明内电阻的存在,还可测出内电阻的大小。在图2中,用1节1号干电池作电源,电阻R为已知值(可根据实际情况选定)。开关闭合前,记下电压表的读数U1(此值即为干电池的电动势),开关闭合后,记下电压表的读数U2,发现U2比U1小(见表1),就是因为电源内部存在内电阻的缘故。
根据公式r=R可算出该电池的内电阻。再用不同型号的干电池(如5号干电池、7号干电池)进行重复实验,发现它们的电动势虽然相等(为了后面实验的需要,尽量选用电动势相等的电池,并保留这些电池),但内电阻不一定相同。
第二,端电压U跟外电阻R的关系。
实验电路如图3所示,用1节1号干电池作为电源,移动滑动变阻器的滑动片,观察电流表和电压表的读数变化,并将它们的读数记录到表2中。通过观察发现:当滑动片从左向右移动时(为保证实验设备安全,滑动片不要移到最右端),电流表的读数慢慢变大,电压表的读数慢慢变小;当滑动片从右向左移动时,电流表的读数慢慢变小,电压表的读数慢慢变大。由此得出结论:端电压随外电阻上升而上升,随外电阻下降而下降。根据表2中的数据可绘成曲线(如图4所示),即电源的端电压特性曲线。从曲线上可以看出:电源端电压随着电流的大小而变化,当电路接小电阻时,电流增大,端电压就下降;当电路接大电阻时电流减少,端电压就上升。
思考:如果滑动片移到最右端,电压表、电流表的读数将为多少?
第三,端电压与内电阻r的关系。
根据公式U=E-Ir分析可知:当电流I 不变时,内阻下降,端电压就上升;内阻上升,端电压就下降。实验电路同图3,只需将电路中的电源用前面已测过内阻值的不同型号的电池代替即可,观察电流表、电压表的读数,上述结论即可得到验证。
应用规律,解决实际问题
首先向学生提出问题:你是否注意到,电灯在深夜要比晚上七八点钟亮一些?这个现象的原因何在?在回答这个问题之前,可先通过实验验证这一现象的存在,如图5所示。图中5个灯泡完全相同,先将开关全合上,使灯泡发光,再逐个断开开关,发现灯泡逐渐变亮,原因分析:随着开关的断开,外电阻增大,导致干路电流减小,使得内压降下降,从而端电压增大,即灯泡两端的实际电压增大,故灯泡变亮了。上述问题也得到了解决。
在教学过程中,如果尽可能地增加一些实验,通过生活中的实验记录其数据并指导学生得出规律,提高感性认识,不但可以提高学生的学习兴趣,也会提高教学效果。
参考文献:
[1]李书堂.电工基础(第4版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2001.
[2]毕淑娥.电工与电子技术基础(第2版)[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004.
[3]王兆良.关于“全电路欧姆定律”的教学[J].福建轻纺,2007(2).
2、两点间的电压只与这两点的位置有关,与电荷移动的路径无关。
3、电压有正,负之分,它与标志的参考电压方向有关。
4、沿电路中任一闭合回路行走一圈,各段电压的和恒为零。
5、电压的单位是伏特(V),根据不同的需要,也用千伏(KV),毫伏(mV)和微伏(μV)为单位。1KV=1000V1V=000 mV1mV=1000μV
6、电阻的概念是什么?导体对电流起阻碍作用的能力称为电阻,用符号R表示,当电压为1伏,电流为1安时,导体的电阻即为1欧姆(Ω),常用的单位千欧(KΩ),兆欧(MΩ)。
7、1 MΩ=1000 KΩ
8、1 KΩ=1000Ω
9、什麽是部分电路的欧姆定律?
流过电路的电流与电路两端的电压成正比,而与该电路的电阻成反比,这个关系叫做欧姆定律。用公式表示为I=U/R。
式中:I——电流(A);U——电压(V);R——电阻(Ω)。
部分电路的欧姆定律反映了部分电路中电压,电流和电阻的相互关系,它是分析和计算部分电路的主要依据。
当开关S闭和接通时,电路中将有电流流通,根据部分电路欧姆定律,在外电路负载电阻R上的电阻压降等于I×R=U,而在内电路中电源内阻r0上的电压降为U0=I×r0。
在深化教育改革、全面推进素质教育的今天,各学科都在实施新课改,目的是培养高素质的人才。新课改促使我们教育工作者的教育思想发生革命性转变,从应试教育向素质教育转轨,这是中国教育发展的必然趋势。初中物理作为培养学生科学素质的一门重要课程,其教学现状与素质教育的要求有一定的差距。相当一部分学生对物理知识的学习及分析问题和解决问题的能力也还存在一定的问题,这也是当前物理教学中开展素质教育的一个障碍。新课程标准下的物理教学,作为教师应树立一切为学生的发展的教育思想。在教学中要关注每一个学生,注重学生的全面发展,提倡学习方式的多样化。在教学中教师要充分调动学生学生的积极性、主动性和创造性,激励学生最大限度地参与到教学中去,全面提高学生的素质。
二:班级基本情况分析
本学期的几个班通过上学期期末考试看,每个班的学生成绩 差距大,好成绩的学生少,学空生较多,上课时学生的积极性不高,不够灵活,有极个别学生上课不听课,课后不做作业,没有形成良好的生活和学习习惯。这就需要在以后的教学中进一步改进教学方法,优化课堂教学,激发学生学习兴趣,创新学生的思维,圆满完成教学任务。
三:教学内容分析
本学期教学时间共计二十二周,除去节假日,实际授课二十一周,教学时间紧张,教学任务繁重。本学期的教学内容从第十三章到第十八章共计六章,前两章为热学内容,后四为电学内容,这些内容比较抽象,特别是电路图分析对学生更是困难。
第十三章和第十四章内容有:分子热运动、内能、比热容、热机、热机的效率、能量守恒定律。这些内容是在学习了机械能的基础上,把能量的研究扩展到内能。教材首先介绍物质是由分子组成的,通过扩散现象引出热运动的概念,在分子动理论的基础上说明内能是所有分子热运动动能和势能的总和,通过实验说明热传递和做功都可以改变物体内能,并引出热量和比热容的概念。通过实验探究活动加深对比热容是物质的一种特性的理解,教材列出比热容表,让同学们知道水的比热容最大在实际生活中的应用,要求同学们能进行简单的热量计算。内能的利用教材中重点讲了热机的例子介绍热机的结构和工作原理。最后给出了能量守恒定律,这一节是对本章及以前所有的物理知识从能量观点进行的一次综合。
第十五章的教学内容是学习电学概念和规律的基础,生活中又经常用到,所以在讲解知识技能的同时,特别应该强调过程与方法的学习。教材尽可能多的联系是实际,提倡多动手,由学生经历与科学工作者进行科学探究相似的过程,体验科学探究的乐趣,领悟科学思想和精神。“电流和电路”的基本概念和它们在电路中的基本规律是本章的核心。
第十六章主要学习电压和电阻。“电压、电阻”是初中电学的重要内容,是学习电学基本规律的必备知识。本章是在学习“电流和电路”知识的基础上对电学知识学习的深入,是进一步落实课标标准,培养学生科学素质的必然要求。电压是电学三大基本概念之一,是学习欧姆定律的前提和基础,电压表的使用和变阻器的使用又是学生探究电学基本规律,进行后续电学知识学习的保障。
第十七章主要学习欧姆定律。欧姆定律是初中电学知识的基础和重点,处于电学的核心地位。欧姆定律是电流、电压和电阻之间关系的体现,也是学习下一章“电功率”的基础,同时也是学习高中物理中的闭合电路欧姆定律、电磁感应定律、交流电等内容的基础。本章通过探究电阻上电流跟电压的关系,明确电流、电压、电阻的关系,在探究结果的基础上得出欧姆定律。并利用欧姆定律对串、并联电阻的规律进行定性的分析。通过测量小灯泡的电阻的方法,探究测量导体的方法,这是欧姆定律在解决实际问题中很好的应用。通过这些探究活动,让学生领悟探究的全过程,特别是对实验的评估和对实验数据的分析,进一步学习利用控制变量法。
第十八章主要学习电功率。本章是在学习欧姆定律的基础上,把电学的研究扩展到电能和电功率,是对电学基本规律学习的深入,是电学规律的大综合,是初中电学知识的终极目标和核心。本章包括“电能”和“电功率”这两个重要的物理规律。同时介绍了电热的作用和有关安全用电方面的知识。从课程标准要求上看,这些内容都是初中电学的重要内容,同时电功率也是初中电学中最复杂的内容,是电学中的重点、难点。
四:教学措施
1:加强师生情感的交流,建立和谐平等的师生关系。“教”的目的是为了学生能够主动,积极地“学”。只有教师热爱学生,才会主动了解、关心学生。而学生又会从内心感激老师的帮助和指导,这样激发了学生奋发学习的精神,让学生主动地学,高兴地学,愉快的学。
2:运用多样化的教学方法,增加学生的学习兴趣。新课程物理教学方法多样化是时代的需要,在物理教学中可采用实验探究法,问题讨论法,调查事实法等。尤其实验教学应突出实验、观察与操作的趣味性,进而转化为学生的积极求知欲。
3:开展多样化的课外活动,巩固课堂学习内容。教学的空间不要只局限于课堂,教学模式也不再是那种上课由老师灌,课下围着习题转的传统的教学模式。中学生有一定的自主性,他们乐意按照自己的思维行事,解决问题。教师应尽量满足他们的要求如建立航模组、板报组、无线电小组、小制作组等让物理走进生活。使学生在实践中受到锻炼,增长才干,让物理爱好者充分发挥特长。
4:对学困生给予特别的照顾和关心,努力做好后进生转化工作。在教学中努力与中差生多相互交流如提问时容易回答的问题让他们回答,及时表扬,鼓励。为中差生多创造一些与好生参与学习的机会。
五:附教学进度表
周次 起讫时间教学内容课时备注
19.1---9.713.1分子热运动
13.2内能1
实验
29.8---9.1413.3比热容
复习及测试2
1中秋节
39.15---9.2114.1热机
14.2热机的效率1
49.22—9.2814.3能量的转化和守恒
复习第十四章及测试1
59.29---10.5国庆长假
610.6--- 10.1215.1两种电荷
15.2电流和电路
710.13---10.1915.3串联和并联
15.4电流的测量1
1月考
810.20-10.2615.5串、并电路中电流的规律
复习第十五章测试1
1+1
910.27—11.216.1电压
16.2串、并电路中电压的规律1
1011.3—11.916.3电阻X 16.4变阻器1
1111.10-11.16复习第十六章测试1+1
1211.17-11.2317.1电流与电压和电阻关系
17.2欧姆定律1
1311.24---
11.3017.3电阻的测量
17.4欧姆定律应用1
2月考
1412.1—12.7复习第十七章测试1+1
1512.8-12.1418.1电能、电功
18.2电功率 1
1612.15—
12.2118.3测量小灯泡的电功率
18.4焦耳定律
1712.22-12.28复习第十八章测试1+1
1812.29—1.4复习热学内容 元旦
191.5—1.11复习电学内容
关键词:物理;规律教学;思维
物理规律(包括定律、定理、原理、公式等)反映了物理现象、物理过程在一定条件下必然发生、发展和变化的规律,反映了物质运动变化的各个因素之间的本质联系,揭示了物理事物本质属性之间的内在联系,是物理学科结构的核心。整个中学物理是以为数不多的基本概念和基本规律为主干的一个完整体系,物理基本概念是基石,基本规律是中心,基本方法是纽带。要使学生掌握学科的基本结构,就必须让学生学好基本规律。
纵观整个初中物理,可以将物理规律分为以下三类:
1.实验规律
物理学中的很多规律都是在观察和实验的基础上,通过分析归纳总结出来的。我们把它们叫做实验规律。如杠杠平衡原理、欧姆定律、阿基米德原理等。
2.理想规律
有些物理规律不能直接用实验来证明,但是具有足够数量的经验事实。如果把这些经验事实进行整理分析,抓住主要因素,忽略次要因素,推理到理想的情况下,总结出来的规律,这样的规律我们把它叫做理想规律,如牛顿第一定律、真空不能传声等。
3.理论规律
有些物理规律是以已知的事实为根据,通过推理总结出来的,我们把它叫做理论规律。如并联电路中电阻大小的计算等。
怎样才能搞好规律教学呢?
1 联系新旧知识、收集事实依据,学会研究物理规律的方法
物理规律本身反映了物理现象中的相互联系、因果关系和有关物理量间的严格数量关系。因此在物理规律的教学中必须将原来分散学习的有关概念综合起来。只有用联系的观点来引导学生研究新课题提出新问题才能激发学生新的求知欲与新的兴趣。另一方面物理规律本身总是以一定的物理事实为依据的。因此学生学习物理规律也必须在认识、分析和研究有关的物理事实的基础上来进行。尤其是初中学生他们的抽象思维能力不强理解和掌握物理规律更需要有充分的感性材料为基础。
2 建立思维方法,理解物理规律
初中阶段所研究的物理规律一般着重于用文字语言加以表达即用一段话把某一规律的物理意义表述出来,有些规律还用公式加以表达。对于物理规律的文字表述要认真加以分析,使学生真正理解它的含义而不是让学生去死记结论。例如牛顿第一定律这一理想规律的教学就可采用“合理推理法”,即在实验的基础上进行推理想象,由有摩擦的情况推想到无摩擦时的运动情况,最后把这一规律的内容表述出来。在理解时要弄清定律的条件是“物体没有受到外力作用”。还要正确理解“或”这个字的含义,“或”不是指物体有时保持匀速直线运动状态有时保持静止状态,而是指如果物体原来是静止它就保持静止状态,如果物体原来是运动的它就保持匀速直线运动状态;许多理论物理规律的内容可以用数学形式表达出来就是公式。要使学生从物理意义上去理解公式中所表示的物理量之间的数量关系而不能从纯数学的角度加以理解。例如:对于欧姆定律的表达式应当使学生理解这一公式表达了电流的强弱决定于加在导体两端电压的大小和导体本身电阻的大小,即某段电路中电流的大小与这段电路两端的电压成正比与这段电路中的电阻成反比,公式中的I、U、R三个物理量是对同一段电路而言的。把公式进行变换得到电阻的定义式R=U/I。如果不理解公式的物理意义就可能得出“电阻与电压成正比”这一错误的结论。
3 明确物理规律的适用条件和范围
每一个物理规律都是在一定的条件下反映某个物理现象或物理过程的变化规律,而规律的成立是有条件的。因此每一规律的适用条件和范围也是一定的。学生只有明确规律的适用条件和范围才能正确地运用规律来解决问题才能避免乱用规律、乱套公式的现象。例如,欧姆定律I=U/R,适用于金属导体,不适用于高电压的液体导电,不适用于气体导电,不适用于含源电路或含有非线性元件的电路。而且I、U、R必须是同一段电路上的三个物理量。
4 认清关系,加以区别
物理规律总是与许多物理概念紧密联系在一起的,与某些物理规律也是互相关联的,应当使学生把物理规律与同它相关的物理概念和物理规律之间的关系搞清楚。如:牛顿第一定律与物体的惯性虽有联系但二者有本质的区别不能混为一谈。在教学中经常发现学生把惯性与运动状态等同起来,把物体不受外力作用保持原来的运动状态说成是“保持物体的惯性”。我们知道惯性是物体的固有属性,物体无论是静止还是运动、是否受力,任何时候都有惯性。而牛顿第一定律是一个反映这些客观事实的物理规律,两者不能混为一谈。
5 联系实际应用,掌握物理规律
一、电磁学教材的整体结构
电磁运动是物质的一种基本运动形式。电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用。其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象,电磁辐射和电磁场等。为了便于研究,把电现象和磁现象分开处理,实际上,这两种现象总是紧密联系而不可分割的。透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系,才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学。对此,应从以下三个方面来认真分析教材。
1. 电磁学的两种研究方式。
整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行,这两种方式均在高中教材里体现出来。只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地提高学生的思维品质,培养学生的思维能力。
场的方法是研究电磁学的一般方法。场是物质,是物质的相互作用的特殊方式。中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电场、恒定电场、恒定磁场、静磁场、电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的各章内容。
2. 物理知识规律。
物理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律,以及它们的相互联系。
物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验,掌握了充分可靠的事实之后,进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系,并把这些关系用定律的形式表达出来。物理定律的形成,也是在物理概念的基础上进行的。但是,物理定律并不是绝对准确的,在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性,因此其适用范围有一定的局限性。
“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律。欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的,对金属导电、电解液导电适用,但对气体导电是不适用的。欧姆定律的运用有对应关系。
电阻是电路的物理性质,适用于温度不变时的金属导体。
3.通过电磁场在各方面表现的物质属性,使学生建立“世界是物质的”的观点。
电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的。大量实验证明在电荷的周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着。电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用。运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种场——磁场。磁体的周围也存在着磁场。磁场也是一种客观存在的物质。磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用。现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在,电磁场是物质的一种形态。
二、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体
1. 场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题。电场强度、电势、磁场磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念。电场线,磁感线是形象地描述场分布的一种手段。要进行比较,找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解。
2. 电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用。在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别。
3. 认真做好演示实验和学生实验,使抽象的概念形象化,通过演示实验是非常重要的措施。把各种实验做好,不仅使学生易于接受知识和掌握知识,也是基本技能的培养和训练。安排学生自己动手做实验,加强对实验现象的分析,引导学生从实验观察和现象分析中来发展思维能力。从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看,应着力培养学生的独立实验能力和自学能力,使知识的传授和能力的培养统一在使学生真正掌握科学知识体系上。
物理教学大纲强调,中学物理教学必须培养学生实验能力、思维能力和运用数学解决物理问题的能力。在这三大能力中,思维能力是核心,它在物理实验和探究解决物理问题中起着重要的作用。无论物理概念的建立或物理定律的发现,还是物理基础理论的创立或突破,都离不开思维能力。恩格斯强调指出:“一个民族要站在科学高峰,就一刻也不能没有理论的思维。”可见在高科技发展的当今世界,要科技兴国,要提高综合国力,要培养高科技的拔尖人材,必须在中学物理基础教育阶段,切实注重培养学生的思维能力,为他们继续深造,终身学习奠定坚实的基础。怎样培养学生的思维能力呢?
一、归纳对比,培养比较概括能力
归纳推理与演绎推理不同,演绎推理是由一般到个别,即从一般性的结论判断出发,推之于个别也具一般事物的那种特性;归纳推理是由个别到一般,由观察实验研究发现找到个别事物有某种特性,而这个别事物的同类,也具有那种特性,那么这同类事物就具有那种特性了。而对比(比较)是确定现实对象及其现象异同的一种思维过程;概括是把比较中抽取出来的本质特点进行综合。
物理教学中要善于从形式和本质两方面引导学生认知物理现象或物理知识的相似点与差异点,以培养对比、概括能力。我们在进行物理概念教学时,就常用异中求同法。如通过火车在轨道上行驶,飞机在高空飞行,虫子在地上爬行,人在路上行走等各种运动形式中,找出其共同点:一个物体相对另一物体的位置发生了变化,从而概括出“机械运动”的概念。亦可在学了有关时间与时刻,路程与位移,电压、路端电压、电势、平衡力、作用力与反作用力,动通定理、动量定律,机械守恒定律、动量守恒定律以后,用图表进行对比。
二、联系实际,培养分析综合能力
分析和综合是思维的基本过程。分析是把整体分解为部分,把复杂的事物分解为最简单的要素,然后分别加以研究的一种思维方法。综合则是把对象的各个部分、各个方面和各种因索联系起来的一种思维方法。例如在力学中,研究物体的运动状态和所受的外力(即与其他物体的相互作用)的关系时,问题就比较复杂,学生普遍感到很不易掌握。但如果用“隔离法”进行分解教学,首先把要研究的对象和其对象(物体)“隔离”开来,而后逐一分析,从各个侧面去分析该物体收到其他物体的作用力的性质(重力、弹力、摩擦力等),求出合力;再研究物体的质量和所受的合力与外力的关系,从而得到“一个物体运动的速度的变化率和外力成正比”的结论。这便是力学研究中常用的分析法。
分析和综合是相互联系的:分析是综合的基础,综合是分析的目的。没有分析就不能综合,没有综合分析就毫无意义。在认识物理现象的过程中,分析和综合总是交替进行的,二者相互依存,相互制约。如教学直流电规律时,先让学生学习电流、电压、电阻以及串并联电路的特征等,在此基础上学习部分电路的欧姆定律,这便是在分析基础上的第一次综合。这时学生对直流电规律的认识仍囿于部分电阻即一段电路上的。待学习电动势概念,分析电流通过内外电路电压降落的情况及能量变化情况,得到闭合电路欧姆定律,即全电路欧姆定律后,学生才对电路的部分和整体及各种因素的相互制约关系获得较为完整的认识。所以,对物理综合问题的教学,先要引导学生分析,研究复杂现象包含的物理过程,及其解决的方法,再引导学生综合,把各物理过程连成一个整体思考求解。从而使学生养成分析综合的良好习惯,培养运用数学解决物理问题的能力。
三、建立物理模型,培养抽象思维能力
建立物理模型,是物理教学研究的一种科学方法。它是加强基础知识教学,培养学生抽象思维能力的重要手段。抽象是将事物个别特征与共同特征、非本质特征与本质特征区别开来,并将事物的共同本质和特征提取出来的思维过程。而抽象思维是用抽象概念和理论知识解决问题的一种思维。例如,力学中所研究的“质点”、“单摆”;分子学中所研究的“理想气体”;电学中所研究的“点电荷”;原子物理学研究的原子“核式结构”等都是“理想模型”。合理的物理模型是抽象思维的产物,是人脑对物理现象、物理过程本质的一种反映,是研究客观物理规律的一种行之有效的方法。建立和应用物理模型来研究物理问题,可以是复杂的问题简单化,抽象问题具体或形象化,突出事物与问题的主要矛盾,舍去次要因素,集中思考解决问题。尤其是研究微观过程,不借助于物理模型和形象比喻,要想让学生接受是徒劳的。例如原子物理学中卢瑟福的“原子行星模型”就是把原子结构模型看做类似太阳系:原子核位于中心,核外电子在确定的轨道上以一定的速度绕核运转。通过形象化的比喻,学生易于接受理解。
由于在理想状态下物体运动中只受重力作用,根据运动合成与分解的有关定理定律,我们可以将斜抛物体的运动视为初速度为v0与水平方向成α角的斜向上匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的合成运动.
如图1示,设物体由抛出点A至水平着地点B处飞行时间为t.匀速直线运动的位移大小为AC=v0t,其中C点为物体匀速直线运动的末位置.
由图示几何关系可以得出:
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,
将该式展开整理后可得
s2=—(12gt2—v20+hgg)2+(v20+ghg)2—h2
(1)
为使射程s达到最大,则(1)式等式右边必有
12gt2—v20+ghg=0,
由此式可求出斜抛物体达到最大射程所用时间
t=2v20+2ghg
(2)
此时物体达到最大射程为
s2max=(v20+ghg)2—h2=v40+2ghv20+g2h2—g2h2g2
=v20(v20+2gh)g2,
smax=v0gv20+2gh=OB=AD
(3)
由图知:最大射程对应抛射角应有如下三角关系
tanα=CDAD=12gt2—hsmax
(4)
将(2)、(3)式代入(4)式,可得
tanα=CDAD=12gt2—hsmax
=v20+2gh2g—hv0gv20+2gh=11+2ghv20
(5)
讨论:(1)h=0时,tanα=1,α=45°,这是我们熟知的斜上抛物体最大射程抛射角.
(2)h≠0时,物体着地点速度为v可以视为物体抛射初速度v0与物体做自由落体运动经时间t后的速度v′的合成.
因为
t=2v20+2ghg,
故
v′=gt=2v20+2gh,
v′2=2v20+2gh=v20+v20+2gh
(6)
由机械能守恒定律考察斜上抛物体运动有如下关系
v2—v20=2gh,
即v2=v20+2gh
(7)
将(6)式代入(7)式可得
v′2=v2+v20,
即v与v0方向垂直.
结论 由上述讨论可知,斜抛物体若达到最大射程,则其抛射角与着地时速度与地面的夹角之和必为90°;亦即当二角之和为90°时,斜抛物体射程最大(也可以表述为当上抛物体初速度与末速度方向垂直时,射程最大.)
________________________________________
可推导出适用一切电路的公式
E=U外+U内,
关键词:《闭合电路欧姆定律》;教学设计;高中物理
一、教学设计
1.课题
闭合电路的欧姆定律(人教版普通高中课程标准实验教科书选修3-1)
2.教材分析
本节内容是全章的重点,是欧姆定律的延伸,教材从能量入手,循序渐进地引导学生推出闭合电路的欧姆定律,教学过程简单、学生易于接受。之后应用定律解决物理规律问题,使学生明白物理规律可以用已知定律从理论上导出,将理论应用于实际。
3.教学目标
知识与技能:①理解内、外电路及电源的内阻。②知道电源电动势等于没接入电路时两极板间的电压。③理解闭合电路的欧姆定律及其公式并能熟练地解决电路问题。过程与方法:①培养自主学习能力。②培养独立思考、自主探究物理问题的能力。情感态度与价值观:①激发学习兴趣和求知欲。②培养严谨的科学态度和合作学习精神。
4.教学重、难点
教学重点:①闭合电路欧姆定律的内容。②路端电压与电流的关系公式及图像表示。教学难点:①闭合电路欧姆定律的应用。②路端电压与负载的关系。
二、教学过程
1.自主学习
课前教师下发学案,学生根据学案进行预习,重点思考并回答以下问题:
(1)什么是电源?
(2)电源电动势的概念和物理意义是什么?
(3)什么是内电路?什么是外电路?在回路中的电流方向如何?
(4)在内、外电路中电势是如何变化的?
(5)怎样计算内电路以及外电路中消耗的电能?
(6)如何计算电池内部非静电力所做的功?
(7)内电路和外电路上消耗的电能与电源内部非静电力做的功有什么关系?
(8)路端电压与负载的关系是怎样的?
【设计意图】课前预习使学生将学习活动延伸到了课外,保证了学生思考的空间,增加了有效学习的时间。只有学生本人了解自己已经掌握了哪些知识,需要学习哪些知识,才能有针对性地进行相关复习、查阅资料,避免传统课堂“一刀切”的现象,学生带着问题积极主动地学习新知识,满足了高中生思维发展和自我意识发展的需要,有利于开发学生学习物理的潜能。
2.交流探究
师友之间根据预习情况交流学习。由徒弟向师傅讲解本节课的相关内容,师傅补充完善不足之处,在合作中解决疑难问题,突破重难点。教师巡视了解每对师徒的学习情况,对学习过程中存在疑问的师徒进行适当的指导,对学习深度不够的师徒进行诱导点拨。如,有些师友根据理论知识推导出闭合电路的欧姆定律之后便欣然接受,此时教师应该提醒学生设计实验对其进行验证;在师友探讨路端电压与负载的关系之前,教师应提出问题:能否用实验探究路端电压与负载的关系,并引导师友合作设计实验方案,完成实验步骤,分析实验数据完成U-I图像,进而依据图像解释U、I的关系以及在短路、断路中的特殊现象。
【设计意图】该环节采用学生之间交流合作学习的方式完成本节课的教学内容,并在教师的点拨下激发了学生动手设计实验验证物理定律和探究物理规律的积极性,从而通过学生的亲身经历完成了教学重难点内容的学习。这一做法颠覆了传统教学中教师“高高在上”的地位,而是十分“亲民”走到学生之中参与、启发、引导学生学习,消除了教师与学生之间的距离感。同时,学生之间通过交流不仅可以在学习上取长补短、互利共赢,更可以在性格上相互影响、共同发展,这样不但能锻炼学生与人交流合作的能力,又有利于开拓思路、培养他们的探索精神和创新能力。
3.互助提高
鼓励学生积极上台讲解本节课自己学到的知识,板演相关例题,其他学生认真听讲并进行补充,也可以提出自己的质疑并阐述观点进行全班讨论。教师注意指导学生使用物理术语,规范学生的解题步骤,引导学生归纳需要注意的问题以及总结相关规律。
【设计意图】全国教育心理学研究发现,大多数教师所青睐的讲授式教学方式学生对知识的记住率只有5%,而极少数教师鼓励的学生教别人的方法,使学生本人对知识的记住率高达95%。本环节中,教师把课堂真正让位给学生,让学生做主讲,不但锻炼了学生的表达能力,同时在学生教会其他同学时自己也会收获新的体会,而全班同学的参与交流又可以各抒己见、集思广益、通力合作,真正实现人人参与、人人发展、人人进步的高效课堂的发展趋势。
4.总结归纳
教师组织学生一起梳理本节课的知识点,针对学生仍然不理解以及容易产生错误的知识点予以讲解;明确学生易混、易错、易漏的问题,对解题规律、注意事项、解题方法和技巧等进行全面的总结,归纳出知识体系,以便学生能够得心应手的运用。例如,教师应强调闭合电路欧姆定律反映的只是电动势与路端电压的数量上的关系,他们的本质是不同的,电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小,而路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式能的本领的大小,因而用电压表直接接在电源两级上,其示数不等于电源电动势,但很接近电源电动势:U=IRV=・RV=,当RV>r时,U≈E。
【设计意图】本节课的问题是由学生自己发现解决的,规律也是由学生自己探究验证出来的,甚至例题都是学生自己解读体悟的,可以说全程都是由学生自己完成的,因而在本环节中学生可以很容易地总结归纳出本节课的知识体系,真正做到将学来的知识变为自己所拥有的知识,实现学习效率的最大化。
5.当堂巩固
教师根据学生对本节课内容的掌握情况出示有代表性的一或两道典型题,学生在规定时间完成后师友当堂交换批改,之后交流做题心得与体会。教师检查学生的掌握情况,布置课后作业。
【设计意图】本环节的设计意在帮助学生检验学习成果,深化学生对各个知识点的认知,培养他们自行解决物理问题的信心和决心,端正学生的学习态度。同时,教师可以根据学生的掌握情况,及时反馈、适时调整并通过课后作业将学生的学习活动延伸到课下,为下节课埋下伏笔,使整堂课留有余味。
三、课堂教学设计建议
在设计学案时应当充分分析教材以及学生,做到环环相扣,循序渐进地引导学生完成自学;在学生进行交流探究时,教师应该注意学生探究的内容要与本节课的教学内容相关,探究要有深度不能屈于表面;在互助提高阶段,教师应该积极鼓励内向的学生大胆发言,提高其与同学沟通以及表达能力。本文中《闭合电路欧姆定律》的教学设计依据高中学生个性心理发展特点,通过课前预习以及课上互助式学习充分地调动学生的主观能动性,有利于改变传统教学方式在高中物理教学中出现的弊端,以便于为物理教师的有效教学提供参考。
参考文献:
[l]李志刚.“和谐互助”式教学策略研究概述[J].中国教育学刊,2010,31(12).
[2]李志刚,吴越.活力课堂[M].上海:上海教育出版社,2009.
一、高中物理学习困难的原因
调查发现:大多数学生觉得初中物理不难学,相当一部分学生对物理有极厚兴趣,大部分学生不喜欢,但也不讨厌学习物理。而在以往的教学中笔者发现,学生进入高中一个月左右,学习物理的积极性比较高。一方面,学生刚进入高中,新的教师、新的同学、新的环境,个个都想跃跃欲试。另一方面,刚开学,对新的知识,大家站在同一起跑线上,在主观上给自己的学习提出了新要求,从而在学习上比较积极。随着时间的流逝,教学内容的增多,学生普遍反映高中物理难学,对学习物理在心理上出现了严重分化现象。究其原因,是因为高中物理比初中物理知识难度大,给学生的物理学习带来了很大困难,从而产生畏难情绪,造成物理教学的严重分化现象。下面是我对高中生学习物理时产生畏难情绪原因的一点看法。
1.学生存在学习的心理障碍
第一,学生从初中升入高中,由于对高中课程不了解,容易产生胆怯心理。第二,物理学科本身就要求理论联系实际,我们教师若不及时变换教学方式,不研究学情,那么有趣的课程也使学生的兴趣慢慢变淡。第三,因数学推理、计算不熟练,或因其他原因,使学生逐渐失去学习兴趣与热情。
2.学生存在学习的思维障碍
(1)用错误的生活经验分析具体的物理现象
高中生已经从生活中和初中的物理课中接触了大量物理现象,积累了一定生活经验。有些生活经验是正确的,是我们建立物理概念的基础;有些生活经验是错误的,错误的生活经验往往会导致思维障碍。例如,生活经验告诉学生“摩擦力是阻碍物体运动的”,会使学生产生“滑动摩擦力和物体运动方向始终相反”的错误结论。
(2)思维定式
所谓思维定式就是人脑受到某种外来信号的刺激作用而形成的一种固定思维方式。学生容易按照习惯思考方法处理问题,往往陷入“思维功能僵化,处理问题绝对化”的困境。
(3)只重结果,忽视思考过程
不能深入理解物理概念及规律的本质和内在联系,只要得出正确结论,不愿多想其他解决方法。在解决问题时很难展开联想,影响思维的流畅性。例如,在电场学习中,问学生带电粒子在电场中运动时动能的变化与什么因素有关?学生会回答和重力做功有关。这是由于没有真正理解物体做功和功能变化的关系,没有考虑到电场力做功的特点。
3.教师在教学中不重视物理情境的创设
当前的教育模式仍然以灌输式为主,在物理情境教学方面存在着很多误区。在当前的考试制度与社会背景下,有的教师在概念教学中忽视现象,忽视物理情境的建立,一味强调物理量的含义、单位、方向。最终使学生觉得学习内容枯燥,没有吸引力,不能激发学生的学习兴趣,并且学生学到的物理概念如空中楼阁,很容易忘记。这种情况在高中物理教学中很普遍。
二、克服高中物理学习困难的方法
1.把握好初中物理与高中物理知识的衔接点,形成知识的可持续发展
例如,在初中物理教材中,速度的定义为物体在单位时间内通过的路程。这时,学生应明白这个定义是对于物体做匀速直线运动而言的,由于物体在各个时刻运动的快慢和方向是相同的,因此任意时刻的速度都等于整段时间内的平均速度。对于物体做变速运动,物体在各个时刻运动的快慢和方向是不同的,这样定义出来的速度只能是平均速度。
2.重视物理规律的内涵和外延,将新知识与原有的知识有机衔接起来
例如,欧姆定律的内涵是导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,即部分电路欧姆定律。欧姆定律的外延是电路中的电流与电源电动势成正比,与整个电路的总电阻成反比,即全电路欧姆定律。
3.重视培养思维能力的衔接
由于初中生在思维上主要以具体形象思维为主,所以初中物理教材在编排上注重联系实际、贴近生活、图文并茂,加强了形象思维能力的培养,但教材中也不乏抽象思维能力的训练。另外,处理问题时,既要注重结果,又不要忽视思考过程,不能深入理解物理概念及规律的本质和内在联系,只要得出正确结论,不愿多想其他解决方法,也会阻碍思维的衔接。
4.培养学生探究式学习的精神
把科学家从事科学研究的一些基本做法应用到学习中来,即“问题假设求证结论”的探究路径,注重对结论的产生过程的理解。
5.加强数学知识学习
高中物理对学生应用数学工具的能力要求较高。由于种种原因,对于刚升入高中的学生,还没有学过如“正弦定理”“余弦定理”“斜率”“极限”等数学知识,这对学生学习物理造成一定的困难。因此,同学们应在平时学习中及时补充一些相应的数学知识。
6.教师必须以新的观念来理解和实施新课程
要利用物理学科的特点进行指导,揭示学习方法,使学生形成良好的学习习惯。教师在教学中能够通过精心创设物理情境,让学生自然进入所研究的物理问题情境中,使学生不仅认识到物理模型即物理情境创设的重要性,还懂得复杂运动研究的策略与途径。面对学生检测的成绩,我们要客观评价,让学生在物理教学活动中增强自信心,同时注重学生的自我评价,给学生一个更全面地认识自我、发现自我的机会,使学生更明智、更理性地进行物理学习。
在中学物理学中,培养学生的想象能力的方法和措施是很多的。根据知识本身的特点,可归类为如下几种:
1.通过建立理想化模型,培养学生的想象能力。例如:在教学“质点”这一概念时,我们可以首先通过研究物体的运动,使学生认识到:由于物体都有形状和大小,要确定运动中的物体的位置及其变化,并非是一件容易的事情,从而给予学生一个明确的非建立一个物理模型不可的印象。然后,再从众多的事例分析中,让学生发现,在某些情况下由于物体的大小和形状对我们所研究的现象产生的影响较小,可以忽略不计,以致能把它看做是一个无大小、无形状的点,即质点。经过这样的教学,不仅使学生掌握了“质点”这个概念。而且使学生学会了认识自然规律的最基本的方法,还培养了学生科学的想象能力。纵览整个中学物理教材。不难发现可以采用这种方法进行教学的概念还有:刚体、理想流体、理想气体、点电荷、电力线、光线等等。
2.通过物理公式的导出过程培养学生的想象能力。物理学是一门从科学实验中发展起来的自然科学,它的每一个规律的建立都是以实验为依据的,所以,我们在通过物理公式的导出过程中培养学生的想象能力的教学中,务必要注意两个问题:其一,在由实验得出必要的具体数据之后,要引导学生对这些数值进行认真细致地分析、研究,总结出它们的数值间的关系(这些关系一般反映了某一物理规律的某一个侧面);其二,引导学生通过科学的想象,把上述各个方面的关系按其内部联系综合出一个完整的、正确的物理规律(通常用数学语言加以描述),例如:在推导“欧姆定律”的过程中,我们在认真测得一些数据之后,应提出如下几个问题:①电阻不变时,电流强度与电压的关系是怎样的?②电压不变时,电流强度与电阻的关系是怎样的?③分析每一次测出的3个数据能得出什么样的关系是怎样的?④怎样用字母符号表示这一关系?经过对上述四个问题的解答。学生一般能独立地推导出欧姆定律的数学表达方式I=U/R。
3.通过对相关或相似的物理问题、物理概念、物理规律之间的比较。培养学生的想象能力和辩证思维能力,在教学中把规律性相同或相似的物理问题、物理概念、物理规律,运用类比的方法进行讲解,既可消除学生中所存在的一些错误和模糊认识,又可以使学生通过联想、比较,产生由此及彼、举一反三、触类旁通的效果。从而也能培养学生的想象能力,此外还有利于学生们的记忆。教学中我们发现,常用的归类比较的做法主要应用在以下三个方面:
(1)对相关的物理问题进行比较。例如:交直流发电机(电动机)在机构原理上的比较;液体内部压强的大小求法与计算物体重力势能的比较;物体质量的计算与物体浸入在某液体时所受浮力大小计算的比较;幻灯机成像调节(或照相机成像调节)与放大镜成像调节的比较;柴油机工作原理与汽油机工作原理的比较,等等。
(2)把表达形式相似而本质不同的概念进行比较。例如:质量与重量;密度与比重,力矩定义式与功的定义式;动量与功率,电源电压与路端电压:电势与电势差;静电场与引力场,电势能与重力势能;质点与点电荷;电力线与磁力线;电压与水压等的比较。
(3)把表达形式或规律相似而本质不同的物理定律、公式进行比较;右手定则与左手定则的比较;动能(动量)定理与机械能(动量)守恒定律的比较;动量守恒定律与机械能守恒定律的比较,等等。
4.在解答物理问题的过程中,培养学生的想象能力。在让学生学习完某几个单元或某几个章节的内容之后,我们应该回过头来引导学生把解题方法相仿而物理内容不同的物理问题的解答过程进行比较,从而达到培养学生的想象能力的目的。例如在学完“机械能”和“电场”之后。我们可以引导学生把物体在重力场做功的计算与点电荷在电场中做功的计算进行比较;把重力势能的求解与电势能的求解方法进行比较,等等。一般做法可以是:精选一至二道有代表意义的练习题作为范例,通过引导学生对它们解答过程的分析、讨论、比较、思考(必要时老师也可作些指导),最后归纳总结出正确合理的结论。我们认为:通过这样对学生的训练。能够使学生养成一种做完某一个题之后便进行类比思维和科学思维的习惯,从而培养了学生的类比思维和科学想象思维的能力,达到举一反三的效果。
总之,培养学生的想象思维能力的意义是重大的,措施和方法也是多样的,本文从以上几个方面谈了一些肤浅的认识和一些不成熟的做法,一定存在许多谬误之处,请大家批评指正。
中学物理逻辑性很强,许多刚刚步入高中的学生很难适应高中物理的学习,认为高中物理不易学、学不懂.面对这种状况,教师应该时刻关注学生的心理,及时有效的帮助学生克服这种心理障碍,使他们能够对学习物理充满信心.物理教师还要改善自己的教学方式,设计新颖的教学方案,激发学生对物理学习的兴趣,提高学生对物理学习的积极性,整体改善物理的教学质量.
一、中学物理课堂教学新型设计分析
(一)设计物理教学方法的思路
1.结合哲学方法
结合哲学方法分为:质变和量变法、否定和肯定法、内容和形式法、本质和现象法、相对和绝对法、原因和结果法、空间和时间法、统一和对立等法.
2.结合数学方法
结合数学方法:图像法、函数法、几何法、极限法等.
3.突出物理方法
物理有自身独特的学习方法:观察法、实验法、守恒定律法、对称法、化方法等.
4.思维方法
思维方法:判断和推理法、综合和分析法、分类和比较法、概括法、演绎和归纳法、具体和抽象法、类比法等.
(二)设计在物理课堂教学的作用
1.是科学教授物理的需要
通过物理科学的方法,让学生更好理解物理知识.例如:某教师在讲解电容和电场强度设计教案时,应考虑电容和电场强度的定义,而它们是根据比值进行定义的,通过比值可以将抽象的概念具体化、数字化,再联合实验,促进学生更好地理解物理知识.
2.促进中学生建立科学观念
物理是科学学科,包含大量的科学观念和概念,促进学生建立正确的科学观念,懂得从现象到本质、从偶然到必然、从未知到已知.
例如:某物理老师讲解《惯性定律》设计问题“静止的小车启动时,为什么小车上的木板向后倒?”“小车停止运动时,为什么小车上的木板会向前倒?”引导学生对实验现象进行全面思考,科学利用定律解决物理问题,促进学生建立科学观念.
二、学生的个体差异
为了了解学生对物理的学习情况,笔者对某所学校学生的力学和电学进行了调查.发放调查问卷143张,共收回137张,回收率是95.80%.数据显示,力学中关于自行车下坡行驶时不可以用前闸刹车,77.20%的学生很清楚;15.20%的学生知道一些;6.70%的学生不太清楚;2.20%的学生完全没听过.电学中关于灯泡灯丝在开灯瞬间最容易被烧断,66.30%的学生很清楚;22.80%的学生知道一些;9.80%的学生不太清楚;1.10%的学生完全没听过.
生活中物理学处处可见,但是调查显示有些学生对生活中的物理现象缺乏了解,个体之间存在差异.因此教师应将生活实际、学生的个体差异等因素和物理教学联合起来,提高分析解决物理问题的能力.
三、新的教学方法
(一)注重物理生活化
结合生活实际教学,以此吸引学生思考问题,让学生感受到物理是兼备实用性、趣味性的科学学科.
例如:某教师讲解《重力势能》这节课结合生活实际提出“质量不同的物体从同一高度下落,可以观察到什么现象?”“质量相同的物体从不同高度下落,又可以观察到什么现象?”让学生清楚观察到质量、高度与重力势能之间的关系.
(二)物理教学方式要灵活
教学过程中,教师要根据学生的学习情况灵活教学.例如:某教师讲解《欧姆定律》,首先分析欧姆定律的概念和应用条件,如果学生接受情况较好,那么教师可以继续根据欧姆定律解决实际问题;如果学生接受情况不好,教师可以做些实验便于学生理解,还可以绘制伏安特性曲线.灵活教学,帮助学生深刻理解物理定义.
(三)既要针对学生者整体又要尊重个体差异教学
物理课堂是辅助学生学习的教育手段,教师要根据学生整体学习情况进行教学,综合考虑学生知识基础、接受知识能力、学习能力;也要尊重个体差异,降低一些学习要求,争取让所有学生都能在课堂上有所收获.
(四)建立场景