时间:2023-07-12 17:07:01
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篇欧姆定律的注意事项,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。
一、教材分析
《欧姆定律》一课,学生在初中阶段已经学过,高中必修本(下册)安排这节课的目的,主要是让学生通过课堂演示实验再次增加感性认识;体会物理学的基本研究方法(即通过实验来探索物理规律);学习分析实验数据,得出实验结论的两种常用方法――列表对比法和图象法;再次领会定义物理量的一种常用方法――比值法。这就决定了本节课的教学目的和教学要求。这节课不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容,重点在于要让学生知道结论是如何得出的;在得出结论时用了什么样的科学方法和手段;在实验过程中是如何控制实验条件和物理变量的,从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法。
本节课在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到复习初中知识的作用,另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础。本节课分析实验数据的两种基本方法,也将在后续课程中多次应用。因此也可以说,本节课是后续课程的知识准备阶段。
通过本节课的学习,要让学生记住欧姆定律的内容及适用范围;理解电阻的概念及定义方法;学会分析实验数据的两种基本方法;掌握欧姆定律并灵活运用.
本节课的重点是成功进行演示实验和对实验数据进行分析。这是本节课的核心,是本节课成败的关键,是实现教学目标的基础。
本节课的难点是电阻的定义及其物理意义。尽管用比值法定义物理量在高一物理和高二电场一章中已经接触过,但学生由于缺乏较多的感性认识,对此还是比较生疏。从数学上的恒定比值到理解其物理意义并进而认识其代表一个新的物理量,还是存在着不小的思维台阶和思维难度。对于电阻的定义式和欧姆定律表达式,从数学角度看只不过略有变形,但它们却具有完全不同的物理意义。有些学生常将两种表达式相混,对公式中哪个是常量哪个是变量分辨不清,要注意提醒和纠正。
二、关于教法和学法
根据本节课有演示实验的特点,本节课采用以演示实验为主的启发式综合教学法。教师边演示、边提问,让学生边观察、边思考,最大限度地调动学生积极参与教学活动。在教材难点处适当放慢节奏,给学生充分的时间进行思考和讨论,教师可给予恰当的思维点拨,必要时可进行大面积课堂提问,让学生充分发表意见。这样既有利于化解难点,也有利于充分发挥学生的主体作用,使课堂气氛更加活跃。
通过本节课的学习,要使学生领会物理学的研究方法,领会怎样提出研究课题,怎样进行实验设计,怎样合理选用实验器材,怎样进行实际操作,怎样对实验数据进行分析及通过分析得出实验结论和总结出物理规律。同时要让学生知道,物理规律必须经过实验的检验,不能任意外推,从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯。
三、对教学过程的构想
为了达成上述教学目标,充分发挥学生的主体作用,最大限度地激发学生学习的主动性和自觉性,对一些主要教学环节,有以下构想:1.在引入新课提出课题后,启发学生思考:物理学的基本研究方法是什么(不一定让学生回答)?这样既对学生进行了方法论教育,也为过渡到演示实验起承上启下作用。2.对演示实验所需器材及电路的设计可先启发学生思考回答。这样使他们既巩固了实验知识,也调动他们尽早投入积极参与。3.在进行演示实验时可请两位同学上台协助,同时让其余同学注意观察,也可调动全体学生都来参与,积极进行观察和思考。4.在用列表对比法对实验数据进行分析后,提出下面的问题让学生思考回答:为了更直观地显示物理规律,还可以用什么方法对实验数据进行分析?目的是更加突出方法教育,使学生对分析实验数据的两种最常用的基本方法有更清醒更深刻的认识。到此应该达到本节课的第一次,通过提问和画图象使学生的学习情绪转向高涨。5.在得出电阻概念时,要引导学生从分析实验数据入手来理解电压与电流比值的物理意义。此时不要急于告诉学生结论,而应给予充分的时间,启发学生积极思考,并给予适当的思维点拨。此处节奏应放慢,可提请学生回答或展开讨论,让学生的主体作用得到充分发挥,使课堂气氛掀起第二次,也使学生对电阻的概念是如何建立的有深刻的印象。6.在得出实验结论的基础上,进一步总结出欧姆定律,这实际上是认识上的又一次升华。要注意阐述实验结论的普遍性,在此基础上可让学生先行总结,以锻炼学生的语言表达能力。教师重申时语气要加重,不能轻描淡写。随即强调欧姆定律是实验定律,必有一定的适用范围,不能任意外推。7.为检验教学目标是否达成,可自编若干概念题、辨析题进行反馈练习,达到巩固之目的。然后结合课本练习题,熟悉欧姆定律的应用,但占时不宜过长,以免冲淡前面主题。
四、授课过程中几点注意事项
1.注意在实验演示前对仪表的量程、分度和读数规则进行介绍。
2.注意正确规范地进行演示操作,数据不能虚假拼凑。
3.注意演示实验的可视度.可预先制作电路板,演示时注意位置要加高.有条件的地方可利用投影仪将电表表盘投影在墙上,使全体学生都能清晰地看见。
4.定义电阻及总结欧姆定律时,要注意层次清楚,避免节奏混乱.可把电阻的概念及定义在归纳实验结论时提出,而欧姆定律在归纳完实验结论后总结.这样学生就不易将二者混淆。
关键词:初中物理教学 问题情境
相比于其他学科,物理具有比较抽象的特点,同时物理学科在一定程度上与生活有着比较贴近的关系.基于以上两点,创设问题情境在初中物理教学中就显得尤为重要.在现阶段对初中物理教学中创设问题情境进行研究,有利于培养学生对于物理学科的学习兴趣,提高学生的学习积极性,从而提高初中物理教学效果.
一、初中物理教学中创设问题情境的意义
在初中物理教学中创设问题情境,能够将学生的注意力转移到课堂上,激发学生的学习兴趣,提高学生的学习积极性,从而在一定程度上使课堂气氛更加活跃,提高初中物理教学效果.在初中物理教学中创设问题情境,在师生之间搭建了有效的师生交流平台,能使师生互动更加频繁和有效,也能使师生关系更加和谐和友好,从而提高初中物理教学效果.
二、初中物理教学中创设问题情境注意事项
1.问题情境要与课堂教学内容有机结合.在创设初中物理问题情境时,教师应该注意问题情境要与初中物理课堂教学内容有机结合.在初中物理教学中,教师创设问题情境的目的是为了有效引入课堂,使学生对于课程内容有一个初步的了解.如果在创设问题情境的过程中,教师的问题与实际教学内容相脱离,就可能导致创设问题情境的效果达不到预期,使学生的学习积极性以及对课堂教学内容的了解程度没有有效提高,从而影响初中物理整体教学效果.因此,在初中物理教学中,教师如果要创设有效的问题情境,就应该在设计问题时将问题与课堂教学内容有机结合,从而达到教学目的.
2.问题情境深度应该恰到好处.在创设初中物理课堂问题情境的过程中,如果教师不能对问题的深度进行有效把握,就有可能导致在实际教学过程中教学效果不理想.如果教师所提出的问题难度过低,学生对于课堂教学内容就会产生轻视的心理,从而使学生在课堂上的积极性下降,导致初中物理教学效果不理想;反之,如果教师在创设问题情境时提出的问题难度超过学生的能力范围,就有可能使学生在一定程度上不能对问题进行有效解答,就会在一定程度上打击学生的学习信心,使学生对于初中物理课堂产生一种自卑的心理,导致初中物理教学效果不高.因此,在初中物理教学中,教师应该有效把控问题的难度,从而使创设的问题情境发挥积极作用.
三、初中物理教学中创设问题情境的案例分析
以“欧姆定律”教学为例.欧姆定律是整个初中物理的重点内容之一.这一阶段的学生,刚刚接触物理电学内容,教师在欧姆定律的教学过程中应该选用适当的课堂导入方法.在学习欧姆定律之前,学生对于电阻、电流和电压的定义已经有了一定的了解.因此,教师在上课之前可以拿出一个滑动变阻器,告诉学生滑动变阻器能够改变导体中的电阻,然后将小灯泡与滑动变阻器接入电源之中.通过滑动变阻器改变电阻,让学生根据小灯泡的亮度变化进行观察.随后教师进行问题的引入:“在电路中,电流电压与电阻之间是否存在着某种关系?”通过小灯泡的亮度变化,学生能够回答出有关系这一答案,从而使欧姆定律教学中创设的问题情境有效发挥作用.同时,学生容易明白“在同一电路中,通过某段导体的电流与这段导体两端的电压成正比,与这段导体的电阻成反比.”这一欧姆定律的基本定义.通过这一案例可以看出,在初中物理教学中,教师通过创设情境导入课堂问题,能够使学生对于知识点的理解更加深入,同时能够在一定程度上提高学生学习物理的积极性,从而使课堂气氛变得更加活跃,提高教学效果.因此,在初中物理教学中,教师应该注意创设问题情境,使课堂环境和教学效果得到有效的改善和提高.总之,在初中物理教学中创设问题情境,教师要注意问题情境与课堂教学内容有机结合,问题情境深度应该恰到好处.只有这样,才能有效导入课堂内容,活跃课堂气氛,营造师生互动的良好氛围,激发学生的学习兴趣,提高学生学习的积极性和主动性,从而提高教学效果.
参考文献
1周金龙,陈万金.初中物理教学情境创设的问题及 对 策 研 究 [J].读 与 写 (教 育 教 学 刊 ),2015,03.
2张文峰.初中物理教学情景创设的问题及对策分析[J].科技展望,2015,21.
1.现状及原因分析
1.1 家庭及社会大环境的影响
据调查,目前农村青壮年劳动力有一半以上外出打工,又由于国家对大学毕业生不再分配,造成了大学毕业生毕业后自谋职业,这对学生的学习动机产生很大的影响,认为认真读书还不如混个初中毕业证就外出打工,这就造成了许多家长对学生的学习不重视,遇到学生调皮、捣蛋老师家访时,学生家长便会流露出学生不管他成绩好坏,只要读完初中就行。受这些家长以及社会大环境的影响,学生对学习的态度很随意。
1.2 中考的弊端
由于分数论,部分老师还是那种"满堂灌、填鸭式"的教学模式,认为其它什么"探究性学习、合作学习、把课堂还给学生"无多大意义,一概不管,认为学生只要能考试就行。所以有的老师搞题海战术,殊不知,农村初中学生基础本来就差,又有几个能够应付题海战术的,学生慢慢地失去学习兴趣,这就造成了物理教学成绩的大面积下滑。
2.提高质量的反思与对策
2.1 把课堂还给学生,让学生成为课堂的主人
根据学生现有的知识水平,智力能力,情感等个性因素,精心设计教学过程,从感性到理性,由浅入深,逐渐引导和启发学生思考问题和提出问题,尽量为学生创造研究问题的情景,调动学生学习的积极性,使学生经自己努力能学懂、学会。我在教学《电流与电压和电阻的关系》一节时,先复习创设问题情景,再引导学生设计实验步骤和实验中的注意事项,然后由学生完成探究实验,并分析总结出电流与电压和电阻的关系后,告诉学生这就是欧姆定律,然后让学生看课本上欧姆定律的内容。我这样说道:同学们,我们成功的探究出了欧姆定律,真了不起。我又把R=U/I各字母所表示的意义及单位和公式的推导让学生自己看书解决,再让一位同学上黑板把欧姆定律的公式推导出来,学生都能完成。我就想,学生能够看书解决的知识,老师为什么要作贱自己把它一讲再讲呢,何不把课堂还给学生,这样学生学得轻松,老师也教得轻松。可见,我们要相信学生,把课堂还给学生。
2.2 建立相互尊重,相互信任的新型师生关系
良好的师生关系,很大程度上取决于教师对学生的态度。我的做法是:
2.2.1 给学生留下良好的第一印象
上第一节物理课,一定要给学生留下难忘的好印象。除了注意自己的衣着言行及有礼貌地向学生介绍自己的姓名,住址等情况外,还推心置腹地向学生宣布:无论学习好坏,只要是勤学好问的学生我都喜欢。
2.2.2 平等对待后进学生,并对他们取得的进步及时给予肯定和好评
对待他们一是不能歧视,挖苦,不能打击他们的上进心,相信他们,帮助他们,给他们一份爱心,积极主动地深入到他们中间,及时了解他们的知识水平和心理状况,从实际出发进行因材施教。
2.2.3 激发学生学习物理的兴趣
爱因斯坦说过,"兴趣是最好的老师"。初中学生的学习积极性往往是随他们自己的学习兴趣为转移的。当学生对某学科知识发生兴趣时,他就会积极主动地去学习。所以,培养和激发学生学习物理的兴趣,是初中物理教学的重要环节。
3.加强学习方法指导
3.1 培养学生认真阅读课文的能力,实现从"学会"物理到"会学"物理的转化
教学中,我通过让学生阅读课文完成自学提纲,来引导学生推敲概念和定律中的重要字句,掌握课本中用什么物理现象及实例说明概念和规律。只要认真阅读课文,弄懂、掌握好课文中的基本概念、基本规律和基本公式,学好物理并不难。
3.2 培养学生独立能力,改变教师"满堂灌"的做法
凡教材中比较简单的问题,学生能通过自学掌握的知识,在课堂上让学生看书,讨论解决,演示实验,凡学生能操作的就让学生上讲台当"小老师";学生提出的问题,凡能通过阅读教材解决的,就引导他们阅读课文有关内容自己解决。这样,不仅调动学生学习主动性和积极性,也增强了学生学好物理的信心。教师虽然在课堂上讲课时间相对少了,但学生阅读、讨论,动手的时间却增加了。
3.3 帮助学生养成良好的学习习惯
【关键词】高中物理 课堂教学 学习效率 具体措施
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)10-0172-01
一、当前高中物理课堂学习存在的问题
当前高中物理课堂学习效率较低,主要是原因是课程变化大,学习任务繁重。高中阶段是学生学习生涯的重要阶段,物理是在高中理综学科中占据着重要地位。在初中时期对物理知识的学习,只是对物理知识简单的介绍,以定量知识内容为主,多是对公式、数据的死记硬背,学生学习难度小;进入高中之后,物理知识学习的深度和广度不断加深,多是定性知识内容,不仅包括对公式的推导和应用,还有相关物理事物之间的联系、分析等,同时涉及了对数学知识的运用,考查学生对知识掌握的综合能力,难度加大;高中时期学习课程增多,高考的临近、父母的期望、老师的嘱托,这都在无形之中成为学生心头的压力,产生沉重的心理负担。一些学生基础薄弱、心理素质较差,容易产生厌学心理,学生对物理知识学习兴趣不高,容易产生抵触情绪。
1.传统教学方式,不利学生发展
我国数理化类学科发展历史较短,相应的教育基础较为薄弱,缺乏教学经验,教师多采用传统的教学方式,重理论、轻实践,重课堂、轻试验。学生学习物理知识多依靠书本和习题册,教师执着于利用有限的课堂时间分析理论、讲解习题,没有考虑学生实际情况。平时的课堂实验,多是“走过场”。表面上,教师展示了实验过程和实验结果,学生的好奇心得到满足,实验原理得到证明,但是没有注重培养学生的物理思维和探究思路,学生只是会套用公式解决问题,但是仍旧没有实现对知识的融会贯通,这对学生物理学习的长久发展是不利的。
2.一味死记硬背,缺乏学习技巧
学生对物理知识的学习缺乏正确的方法。高中物理知识的关联性、灵活性很强,但有些学生仍旧采用初中时期的学习方式,熟悉公式、熟悉数据但是成绩却不理想。一些难度较大的公式采用死记硬背的方式,却不懂得发现物理知识之间的联系。学习任何学科,灵活运用,发现其中的规律与特性,掌握技巧,才能事半功倍。
二、如何提高高中物理课堂的学习效率
1.多样化教学方式,注重实践教学
伴随着科学技术的不断进步和教育基础设施的不断建设,“一支粉笔、一块黑板”不在是教师课堂的唯一选择,教师可以改变传统的、乏味的课堂,采用多化的教学方式,提高物理课堂的学习效率。高中物理知识学习需要运用一些数学知识,如平面几何的相关知识、三角函数、图形、线条等,教师可以运用多媒体教学,在多媒体课件上展示繁琐的图形和复杂的公式,既可以使知识更加生动形象,同时节省了课堂上在黑板上绘图、计算的时间。一些简单的物理实验可以在实验室进行,一些实现难度大的实验教师可以寻找相关视频,增强学生的感官认知,在头脑中形成印象,加深理解。另外,物理学习时利用实验论证原理也是重要的学习工具。理论来源于物理实验,又从实验中总结知识。
2.增强学生兴趣,锻炼学生思维
一些学生对物理知识认识不够,仅停留在理论层面,缺少感知认识,也无法与实际生活像联系。教师可以为学生布置课前观察作业,如学习折射原理时,提前让学生观察凸透镜的应用,有一些新的发现,在学习时就会降低地学习的难度。课堂上将知识联系实际,如在阴凉处洗车就可以减少水滴产生的凸透镜形成高温对车漆的损害,学生理解知识的同时还学到了生活技巧,可以增强好奇心,激发学生学习热情和学习兴趣。在习题课上,对于学生不懂的问题要引导式、启发式教学,锻炼学生的思维能力。一些重要的物理知识,经典实验就会常常出现,学生容易产生视觉和心理上的疲惫。可以在不改变实验原理的前提下,对实验的过程和细节稍加改动,增强学生的学习兴趣。现在以高中物理欧姆定律相关知识学习时的试验为例时,笔者进行分析。
(1)实验目的:掌握欧姆定律;计算电源的电动势和内阻
(2)实验计划:将班上同学平均分为6组,选定组长,明确分工,其中包括一名监督员。实验前教师说明具体实验步骤和注意事项,在实验时仅发挥指导作用,不安排统一实验方案。每组分别制定具体的试验计划。6组同学形成一个循环,本组监督员到邻近的组监督实验的具体执行,寻找实验疏漏。各组之间形成竞争,最后评选表现最好的一组。
(3)实验步骤:教师根据欧姆定律的原理,作出电路图,如图,
调节滑动变阻器,记录电流表的变动情况,记录数据U、I,根据解得不同的E、r。
(4)实验过程:监督员发挥作用,仔细记录实验步骤,实验前电路连接是否正确,检查是否将滑动变阻器调节到阻值最大,是否闭合开关,拆除电路前是否断开开关,公式引用是否正确等。
(5)实验总结:在实验中学生熟悉了欧姆定理,增强了动手能力。根据监督员反馈的易错点,学生对错误印象深刻,才会避免以后出错。
本次对传统的试验方式进行了细节修改,设立监督员,在于激发各组之间竞争意识,增强学生的注意力。在监督员的监督下,各小组明确分工,认真进行每一个步骤,避免出现疏漏;监督员为了本组成绩,会对仔细执行工作,盯紧全过程,虽然没有动手参与,但是对每一个步骤的熟悉程度大大增强。
在有限的课堂时间里高效的学习,是每一个教育工作者不断追求的目标。传统的高中物理教学中无效学习是阻挡学生前进的雾霾,提高效率是所要追寻的光明,只有掌握正确的学习方法,驱散阴霾,寻找光明,才能提高高中物理课堂的学习效率,提高学习质量,促进学生的全面发展。
参考文献:
[1]《高中物理课堂有效教学的现状与对策研究》2012 吴海原
[2]《浅析如何提高高中物理课堂教学质量》2013年99期 徐艳明
物理学是一门实验科学,它研究的是事物的内在联系和基本运动规律的学科,与生产、生活和科学实验活动是密不可分的,所以在物理教学中充分发挥实验教学的作用是非常重要的。特别是在实行素质教育中,加强学生素质和能力训练有着更实在、更有效的作用。特别是对于正处于长身体、长知识和心理各方面全面发展的时候,以及由形象思维向抽象思维能力转变的时候,就如何提高学生的各种能力显得非常重要。下面谈一谈本人在平时教学中的一些做法和采取的一些措施。
一、注重通过演示实验的教学,培养学生的观察能力
在做演示实验时,首先向学生讲解实验目的和实验原理以及实验注意事项,然后教师在操作的过程中,引导学生观察实验现象,并不断进行思考分析现象,从中发现规律得出结论,达到逐步培养学生观察能力的效果。如;在滚摆实验中注意引导学生观察单摆的运动状态和摆动高度的变化情况即摆幅的改变情况,发现单摆的等时性规律。又如在“组成串联电路和并联电路”的实验中观察灯炮的亮和灭的变化情况,从而发现串、并联电路的基本特点。从而达到培养学生观察能力的目的和效果。
二、注重通过学生分组实验的教学,培养学生的理解能力和实际动手操作能力
在实验教学过程中首先认真向学生讲述仪器的构造、作用和正确的使用方法,教会学生会看、会用和会读、会理解仪器的说明书,懂得仪器的性能和各种特点,教会学生阅读实验内容提要,掌握和理解实验步骤,然后让学生通过实际操作培养动手能力。如在“用电流表和电压表测导体的电阻”和“研究闭合电路的欧姆定律”的实验中培养学生认识仪器、了解仪器、使用仪器,帮助学生分析理解实验内容和步骤,然后通过实际操作,达到了提高动手操作能力的目的和培养理解能力的效果。
三、注重边讲边做实验的教学,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力
在教学中对某一个实验通过采取改变实验条件、或者用谬误的方法做演示实验、或者故意打乱实验顺序,让学生从实验过程中去发现问题,分析问题产生的原因,找出解决问题的办法。如在初中对“用电压表测电压”的实验教学时(注:测灯炮两端的电压),教师演示时故意把电压表串联在电路中,接好电路后闭合开关,让同学们观察灯炮的发光情况(即发光或不发光),同学们发现灯不发光,这时候教师及时问同学们产生这种现象的原因是什么呢?让学生共同分析解答、共同解决问题。像这种通过具体的电路连接引导学生分析问题产生的原因,最后发现电压表的连接方式存在问题,这样一来解决问题的同时培养了发现问题和解决问题的能力。又如在“测盐水的密度”的实验教学时,首先用天平称空烧杯的质量,再把盐水倒入杯中用天平称烧杯和盐水的总质量,然后把盐水倒入量筒内测出盐水的体积,根据密度公式求出盐水的密度之后,接着引导学生对照课本实验进行对比、思考,让他们去找问题、发现问题。等学生思考一段时间后,再问学生:刚才老师这样做实验得到的结果与课本中讲述的操作方法进行实验产生的结果会有什么不同呢?老师的操作方法存在什么问题呢?待学生回答后,教师指出产生问题的愿因是因为水有粘滞性,会有一部分留在烧杯内,测量中水的体积将会减小,从而使测量结果变大。这样在教学中起到了培养学生分析和解决问题能力的效果。
四、注重通过实验的延伸和扩展与生产、生活及科技相结合的教学,培养学生设计实验的能力和创新能力及创造性思维能力。
教学中通过给出的已知条件(如给出实验原理或者实验器材)培养学生的设计能力和处理问题能力。例如由欧姆定律的公式I=U/R可得R=U/I,那么请你设计一个实验测量一段导体的电阻。此时应指导学生分析本实验的原理,找出实验所需的器材以及器材的规格,并设计和画出准确而简便的实验电路图;接着指导学生设计正确的实验步骤和进行正确的实际操作,完成实验任务。这样他们在实验中就可以得到各种能力的训练和培养,特别是可以提高他们实际动手操作的能力和设计实验的能力。
五、教师在平时的实验教学中另外还要注意以下几个方面的教学工作:
1、教师要充分利用学生的好奇和模仿的心理,增强一些带有刺激性,又有兴趣的实验,激发学生观察现象和探索奥秘的欲望和兴趣。例如通过“水流星”、“打蛋如杯”、“脚踩碎玻璃”等妙趣横生的,有惊无险、扣人心弦的实验,使学生全心地投入到实验活动中去,培养学生探索知识的欲望,提高观察现象、分析的问题等各种能力。
2、教师在课堂演示实验的过程中,语言叙述要准确,态势要风趣、幽默,动作要熟练无误;既要有演的功夫,又要有魔术般的效果。因为只有这样才能象磁石般吸引学生的注意力,学生才能有目的、有步骤地进行观察分析,才能培养学生的观察能力和想象力 。例如在研究“电流与电压和电阻的关系”的实验教学时,利用青少年学生的心理特点出发引导他们提出猜想,利用实验验证猜想,最后得出结论。又如在“磁场对运动电荷的作用”一节教学中利用多媒体课件充分发挥演示实验的作用,起到了良好的效果。另外还可以请一些学生与教师参与到实验中去,让他们有切身感,亲身体会到实验的乐趣,培养求知欲望,提高动手能力。
3、在实验教学中加强新旧知识之间的联系教学,提出需要解决的问题。例如引导学生提出一些有针对性的、启发性的问题作为铺垫,设计出有一些新意的实验达到解决问题的目的,渗透创新能力的培养,利用原有知识有创新地解决问题,启发学生创新地学知识、用知识,使他们在相对独立的实验活动中,体会到创新的艰辛和愉悦,达到巩固和掌握新旧知识的目的。在“验证机械能守恒定律”的实验教学时就可以采取这种方法与“研究匀变速直线运动的规律”的实验相结合进行教学。
4、教学中为了使学生各种能力的培养长期化、系统化,还要做到有计划地组织学生进行系列化的课外活动和探索性实验,以及带领学生进行课外参观实践活动、了解科技的发展及应用,并把实验内容与生活、生产实际联系起来,让实验的功能得到充分利用,真正起到培养学生各种能力的作用。
本人在多年的实验教学中,通过对不同的实验进行不同程度地改换条件、改变方式和方法以及对实验原理的拓展,充分发挥身边器材功能的利用,提高了学生的学习能力和解决物理问题的能力及运用知识的能力,提高了思考问题的敏捷性,养成了良好的科学实验方法激发了他们的学习兴趣和探索知识奥秘的愿望,挖掘了同学们潜在的学习动力,达到了乐在其中、学在其中的良好效果。
以上只是本人的一些初步探讨,如有不足之处,请同仁多提宝贵意见。
“活动单导学模式”的核心在于以“以单导学”,以2~3个活动将课堂串联成一根充满生机的线.活动单的设计的目的使学生自己借助于活动单中的活动设计,了解本节课的教学重、难点内容,通过典型例题的学习,了解相关知识在实际生活中的应用.通过巩固反馈,了解自己本节课对所学知识的掌握程度,查漏补缺.一份优秀的活动单设计对复习效果起到事半功倍的效果.笔者偕同我校的物理组同仁,谈谈基于“活动单导学模式”的初三物理复习的一些做法和体会.
1摸清学情,忌浑水摸鱼
在每一届的初三学生新课刚刚结束之时,我们会组织初三学生进行上一年南通市中考真题的测试,力争真实了解学生在对初中阶段所学知识点的掌握情况,通过综合分析找出学生普遍存在的共性问题和个别学生存在的个性问题,形成纸质文本,便于及时对照查看.
考试结束后立即召开初三物理教师的备课组会议,会议上首先大家对初中物理课本上每一章节知识点近三年南通市中考试题中出现的比重、形式及在下一年中考试题中可能出现的形式进行讨论,集思广益.然后确定每一章节的主备人,主备人在规定时间内完成复习活动单及习题的设计,并交由备课组长审核并提出修改意见后,印制给每一位初三物理教师,结合笔者所教班级的具体情况进行二次备课,做到有针对性.
如针对2014年南通市中考试题第30题,利用浮力知识测量物质的密度,不少学生对于纯字母的表达式推导出现不适应,错误率极高,我们采取了强化公式的推导过程,加强数学方法的指导,在相应章节渗透此类试题的训练,实践证明取得了积极的效果.
2源于教材,忌重复新课
初三复习课,是在结束初三新课教学任务后,进行的全面、系统的复习.由于学习间隔的时间较长,初二上学期学的内容已经两年了,根据艾宾皓斯的遗忘规律的理论:未经复习强化的知识更容易遗忘.由于物理学科的特点,前后的章节的知识点之间联系不大,尤其是光学部分的作图、实验,压强与浮力等.所以在设计活动单时要充分考虑这一基本学情,注重基础知识和基本实验的复习,源于教材.但复习课,由于学生对所复习的内容有一定程度的掌握,所以不能把复习课上缩微版的新授课,不拘泥于某一章或每一节内容,注重前后相关知识之间的联系和物理方法、物理思想的渗透.应让不同层次的学生在复习过程都有不同程度的提高.
在复习《欧姆定律》实验时,除了复习“电流与电阻的关系”和“电流与电压的关系”,之外,将“伏安法测定值电阻”、“伏安法测小灯泡的电阻”、“测量小灯泡的电功率” 等相关实验从实验的原理、实验的器材、实验电路图、实验数据的处理方法、实验注意点等进行对比分析,找出它们之间的区别与联系.
3全面复习,忌主次不分
复习课,尤其是一轮基础复习时,一定要注意知识的覆盖率要高,但不是指没有重点,平均用力.对于初中物理中重点知识,如凸透镜成像规律、欧姆定律、电功与电功率等知识要进行重点复习,在课时分配上给予倾斜.而对于声现象、分子和原子、电磁波、能源等非重点知识,偏重于学生记忆为主的,可以让学生自主复习后进行测试.
在复习第八章《从粒子到宇宙》、第十六章《电磁联系》这些章节时,我们采取了如下的策略:首先将15分钟时间留给学生自主复习、记忆相关的知识点,中间 15分钟间课堂检测,后10分钟时间公布正确答案,针对错误问题小组内交流讨论,最后5分钟,教师进行点评提升和方法的总结.
4强调小组合作,忌流于形式
“活动单导学”的精髓在于充分调动学生的学习积极性,利用小组合作交流,实现了由原来的“单兵作战”转变为“兵带兵,兵帮兵”.由于少数学生学习自觉性和自控能力较差,在小组合作时容易失控,而流于形式,看似在热烈讨论,其实无实质内容.这就在于教师要要在小组间巡回指导,发现问题及时纠正,加强课堂管理.切实了解小组合作交流的程度,促进小组合作确有实效.在小组内交流发言时采用轮流发言,尽可能安排后进生多发言,既培养了他们语言表达能力、锻炼其敢于发言勇气,又让他们体验到成功的喜悦,从而对学习充满信心.在巩固反馈的环节中,防止后进生只关心试题的答案,将小组讨论变为抄写别人答案的过程,教师要求组长让他们说出答案的来龙去脉.
1.在演示实验中增强直观性
目前,学生普遍感到物理“难学”,原因之一是物理教学缺乏实验。在当前我国中学教育由应试教育向素质教育转变的过程中,对物理实验教学必须引起高度重视,为了研究好这些课题,教师必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难,并结合教学实际研究解决方法,努力开发一些直观的演示,同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就,如图1“大气压的存在”的演示,可在一个空的易拉罐内先放少量水,在酒精灯上加热至沸腾,撤去酒精灯,再用软木塞塞住瓶口,过一会儿,易拉罐会压扁,并发出巨大响声。如图2“分子间作用力”的演示,可在两只乒乓球间夹上一段弹簧,球的外侧套上橡皮筋,平衡时引力等于斥力;增大球距时,引力大于斥力;缩小球距时,引力小于斥力。这样不仅培养学生对物理的学习兴趣,更多地拓宽学生视野,丰富他们的想象,而且能有效提高学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。
图1 图2
2.在演示实验中增强学生的参与性
演示实验是教师利用课堂时间为学生演示,在操作的同时引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。传统课堂教学中,演示实验通常教师演示,学生看,但是很多实验学生根本看不清,特别是后边的学生,不同程度限制和阻碍学生智能和潜能发展,直接影响学生实验心理素质提高。因此,对于那些安全系数高、操作难度较小、观察能见度较差的演示实验而言,很有必要将其“下放”或边讲边实验,通过老师与学生、学生与学生的互动、交流完成探索任务,感受探索体验。在演示实验中积极引导学生观察、猜想、分析、归纳总结,甚至在实验操作上让学生积极参与,充分了解实验内容,多次重复,加深印象,巩固记忆。
3.变验证性实验为探索性实验
中学物理课堂演示实验可分为验证性实验和探索性实验,而大部分是验证性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证,巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但是对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼,不利于培养学生主动探索物理规律的能力,布鲁纳曾指出:“发现并不限制于寻求人类尚未知晓的知识,确切地说,而应包括用自己头脑中获得知识的一切方法。”探索性实验是先把真实的现象呈现给学生,让他们通过观察、操作、亲身体验、发现问题,然后在教师的引导下,学生利用已有知识和体验,通过研究探索,分析论证,得出结论,形成规律,对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵。”因此,在教学中可把一些验证性实验变为探索性实验。在实验教学中尽量再现实验的设计过程,多让学生想想:“为什么要这样做?”“换种方法行不行?”以此渗透物理思想,启迪学生思路。如在“欧姆定律”一节教学中,我将这个验证性实验变为探索性实验。其研究方法:(1)设置探索情境。首先让学生用电池组、开关、电流表、滑动变阻器连接成电路,再让学生思考用什么方法可以使电路中的电流表的示数发生改变,并动手做一做。通过实验,学生初步认识电流I与电压U及电阻R的关系。(2)设计实验方案。在具体确定电流I与电压U及电阻R的关系时,有学生提出用电池组、开关、电流表、电压表、定值电阻连接成电路,在研究电流I与电压U关系时,改变接入的定值电阻;在研究电流I与电阻R关系时,改变电池组。我首先让学生按照该实验方案做实验,在实验过程中学生发现不能做到保持电压不变。这时向学生解释由于电池本身有电阻,也要分配电压,不能保持输出电压不变,并进一步提出如何改进该电路。有学生提出可接入滑动变阻器,并讲述实验过程,方案水到渠成。(3)探索知识:指导学生对问题进行具体研究,处理实验数据、列表,画出I―U、I-1/R的图像。(4)归纳总结:师生共同分析、归纳、总结出欧姆定律。这样让学生用实验探索和理论探索两种方法进行自我推证,在推证过程中学生自然而然对核定的研究对象、成立条件、使用范围、注意事项搞一清二楚。让学生由学知识变为主动探索自然规律,对知识学得更扎实更牢固,同时培养学生严谨求实的科学态度,提高学生的探究意识和探究能力。
4.合理运用多媒体,优化演示实验教学
利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段,而利用多媒体教学,是教学现代化的重要标志,是教学改革的重要组成部分。因为多媒体教学指在教学过程中运用系统科学的观察和方法,组织多媒体信息,形成合理的教学结构,以实现教学优化,使学生真正体会物理学科的学习方法,提高学生观察及分析问题的能力。如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程,从而摆脱时间及空间的束缚,进行逼真的模拟,灵活放大或缩小物理场景,将物理过程生动形象地展现于学生眼前,使学生认识加强,理解透彻。如对于“水循环”的云、雪、雹、雨的形成过程分析,我应用电子计算机的动画功能,展现水变成水蒸气,水蒸气变成小水滴、小冰晶,形成云。气温升高时,部分小冰晶融化成水,小水滴长大,形成降雨过程;气温降低时,部分小水滴结成冰,小冰晶长大,形成降雪过程。部分雪又融化成水,流入江河,渗入地下;部分雪又升华成水蒸气。整个水循环变化全过程完全逼真,激发学生的学习兴趣,使学生在学习过程中保持精力高度集中、思维高度活跃、求知欲高度旺盛的状态。
总之,演示实验在物理教学中有不可替代的作用,教师只有明确演示实验的重要性,掌握正确的方法,优化演示实验的过程,才能使学生的观察和思维活动紧密结合起来,用观察促进思维活动的展开,又用思维指导观察活动的进行,逐步掌握物理概念和规律,发展观察和思维能力,这样才能使物理教学达到“事半功倍”的效果。
【关键词】初中物理 混淆 概念 策略
学生在学习新的物理概念之前,往往已经接触过许多相关的物理现象,并在头脑中形成一些近似的概念,即学前概念。这些概念往往是未经充分的科学抽象而获得的,因此,大多是不准确甚至是错误的。不正确的学前概念妨碍概念理解的全面性、完整性,影响着学生对新概念的同化,造成新旧概念的模糊认识。物理概念是对某一类物理事物和物理现象的本质属性 的认识,生动形象的表面现象往往给人深刻的印象,但掩藏在其下的本质属性,却很难让人发现,只有通过对表面现象的由表及里、由浅到深的层层剖析,才能去伪存真,掌握真正的内涵。那么学生在物理学习过程中,其概念易出现的混淆存在哪呢?
一、概念混淆存在产生的原因
学生在学习的过程中,对抽象的概念不容易接受反而容易接受形象的概念,因此学习物理概念时,他们往往出现的思维障碍是:抓不住概念的本质属性。(一)物理上有许多相近的物理概念,它们既相互联系又相互区别,具有不同的本质属性。有的学生对它们的物理意义理解不透,区分不清,加上头脑中没有完整的物理情境,容易将它们之间的关系简单化,要么同时变大,要么同时变小。使学生弄清概念的外延是深化对概念的理解,正确运用物理概念解决实际问题的前提条件。要抓住概念的本质属性,可以抓住两个概念的差异,从不同的角度突出这种差异,进行区别。(二)在教学中没有把基本概念的物理意义讲清楚,讲清讲透概念和规律,对每一个概念和规律要弄清它的内涵,弄清来龙去脉,弄清规律的性质,单位,适用条件及注意事项。在讲清公式的适用范围,配合练习加强运用,在运用中进行检查,深化理解,逐步达到正确掌握基本知识的目标。(三)学生通常只记住物理规律的表达公式,却没有理解公式中各物理量的物理意义,忘记公式所表达的物理现象之间的因果关系,因而造成了运用公式分析物理问题的思维偏差。(四)物理知识的学习离不开数学,物理和数学有密切的联系但又有区别。学生在学习物理的过程中,常常会出现把物理公式理解为纯函数关系,忽视了公式的物理意义,对解题过程缺乏必要的语言描述,对计算结果的物理意义缺乏思考等问题。在教学过程中,我们应纠正学生把物理问题简单地数学化的倾向。
例如根据欧姆定律,I=U/R,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越寓,这段导体的电阻就越大
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D.导体两端的电压越高,通过这段导体中的电流就越大
解析:A、B、C都错在直接由数学中 a = c/b说明a与b成反比,a与c成正比,但忽略了电阻是导体的一种特性,电阻大小只和导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和流过导体的电流是无关的。
二、解决概念混淆的策略
(一)要强调公式的物理意义,理解公式所描述的物理现象,物理实事之间的因果关系,决定关系。(二)要明确公式的来龙去脉,增强公式的物理色彩,突出对问题的物理意义的分析,防止单纯数学公式的教学法,减少纯公式数值代入计算的训练,让学生善于运用数学知识,数学方法描述物理问题,真正建立起物理上的数量关系。(三)在运用中比较把容易混淆的概念运用到特定的情境中去,可让学生获得较为具体形象的感触,能从内心深处对概念之间的本质区别更深刻。比如热量和温度这两个概念,大部分学生都认为热量是一种物质,温度是热量的强度,热量和温度成比例,热传递中是温度被转移等等。为了使学生们不再混淆这两个概念,我在教学过程中把这两个概念放到特定的场所和情境中运用,让学生在实际的运用中进行讨论,看到底是运用热量恰当还是温度恰当。通过同学们的讨论,并说出各自运用该概念的理由。通过对概念具体运用的讨论,揭示了概念的实质,摆明了两者的区别,使自己不正确的概念认识得到改正。(四)在结构中比较把易混概念分别放在不同或相同的知识网络结构中,比较它们在结构中的不同位置、不同功能以及与其他知识的不同关系,更能清楚地区分易混概念。例如,惯性和惯性定律。①小车上直立一木块,当突然拉动小车时,怎样解释木块向后倒的现象?② 教室里悬挂着 的电灯处于静止状态,假如它受到所有的力突然全部消失,电灯的运动状态将会怎样?上述两例是用惯性还是惯性定律解释呢?在实例分析中就能明确。例①木块由于惯性保持原来的静止状态而向后倒;例②电灯不受外力作用时,总保持静止状态不变。通过比较可以看出:“惯性”是一切物体在任何状态下都具有的物理属性而“惯性定律 ”是物体不受外力作用时的一种运动规律。(五)创设学习物理概念的环境(1)、充分利用实验利用实验可以充分调动学生的学习兴趣,加深学生对相关概念的理解,如摩擦力的教学,功的教学等,都可以用实验来促进学生对概念的掌握。教师要认真积累经验,熟悉学生容易在哪些问题上形成错误观念,以便有的放矢,排除干扰。排除干扰的最有效的方法就是做实验,因为物理实验是纯化了的物理过程,在实验的过程中干扰因素较少,有利于观察、分析,形成正确的观念。(2)利用学生已有的生活经验物理来源于生活、生产实际,同时学习物理又为了解决实际问题,服务于生产、生活。因此在学习新的物理知识时,尽可能以一些实际例子来引入,尽量与现实原型进行联系。例如,激光手电筒的光束可作为光线的现实原型,茶壶可作为连通器的现实原型,使用筷子时可作为杠杆的现实原型等等。通过学习这些学生生活中常见的例子了,可让学生觉得物理就自己身边,加深对概念的理解。
关键词:“物理超市”; 学习方式;教师行为;课堂作业
在一节物理公开课上,有一位物理老教师执教的是苏科版物理九年级上册《欧姆定律的应用》—用伏安法测量电阻,课开始,他并没有采用传统的教学方式一步一步的进行教学,因为学生在之前已经对电流表、电压表以及滑动变阻器非常了解,于是放手给学生,让学生就本节课的学习目标设计实验原理,自己设计电路图(从简单电路到滑动变阻器的加入),选择器材,设计实验步骤(包括实验中的注意事项),动手实验,分析实验数据以及自己解决实验中出现的问题.总之,本节课中,学生的主体作用得到了充分的体现.这样的课堂,就像在超市中,学生自主的选择自己喜欢的东西,学生对自己所喜欢的东西,自然会投入意想不到的精力与情感去学习.这就是我们所提出的“物理超市课堂”.
在物理教学中,剥夺了学生的自,等于束缚了学生的手脚.为了让学生在课堂中“活”起来,我们提倡构建“物理超市”式的课堂,使学生能从事自发的活动并能积极的参与到实践中去,进而自主地和创造性地运用所有有关知识.
一、自由选择思考方式
学生是独立的个体,教育要给他们留有选择的余地,并尊重他们的选择.教师只能帮助学生做出选择,却不能代替学生作出选择.这就要求教师在课堂上,给学生质疑、讨论、发言的时间要适当,要尽量把有限的时间和空间留给学生.
而作为课堂主体的学生,可以自由选择喜欢的思考方式,最大限度激发学生的学习兴趣,让课堂成为学生学习知识、陶冶情操、提高自身素养的大舞台.
比如,在学习“功”的概念时,判断是否做功是本节课的一个重点,我让学生选择自己身边的物品,看看做功了吗?很快,学生陷入了思考中,有的独自凝思,有的积极交流,有的用手比划起来,一会儿,学生的脸上露出了笑意:“教师,我认为把凳子拿起来要做功,因为……”“教师,我觉得,如果把凳子举起来不动,就不做功了,因为……”可见,一旦学生积极的投入思考,学生的效率自然得到很大的提升.
二、自由选择学习方式
在新课标落实的今天,学生都不喜欢过去的机械、被动的学习方式,他们喜欢交流和互动,喜欢自主、合作探究,通过小组合作,来刺激探究的欲望,激发学习物理的兴趣.正因如此,我们可以利用学生喜欢玩的天性,通过小组合作,使物理教学 “活”起来.
比如,在学习“光的直线传播”一节时,教材中的是演示实验,有的教师甚至不做实验,认为是小实验,根本没有必要,但是这样一来,学生的兴趣也会大减.基于学生的需求,可将这个实验改为探索性实验.让学生分组讨论,猜想小孔成像的性质,接下去的环节是探索发现.此刻学生都跃跃欲试,很想知道小孔成像,特别是大小的探究问题.这样,通过小组合作,既保证了教学任务的完成,大大提高了教学效率,又让学生真正体会到合作的意义.
三、自由选择教师行为
在物理教学中,我们经常采取的教师行为就是喜欢将自己的意愿强加给学生,不管学生愿不愿意,只是一味的按照自己设定的教学路线讲授,学生在学习的过程中,也会产生一些需求,我们也可以让学生来选择教师的行为,比如,我们可以提出:“你们要求我做什么事?”这样以来,学生就会将心中的疑惑、需求说出来,从而及时的从教师那里得到解决.
比如,在学习“声音的特征”时,有位学生举了这样的一个例子,他说在《中国达人秀》节目中看到一个片段,一位艺人用水果蔬菜吹出了美妙的音乐.这时候有的学生问我,能不能让大家看看什么样.由于班级能上网,脆从网上调出这段视频,果然很精彩.这样,既尊重了学生想学的意愿,又丰富了课堂的容量.
四、自由选择课堂作业
在作业中也需要尊重学生的自主选择,但在实际教学中,长期以来,我们的教师都给学生“量体裁衣”,定制好了作业,学生根本没有选择的余地,这样,学生在作业中根本就没有兴趣而言,有的只是机械的训练.
实际上,我们完全可以让学生在一定的范围内选择自己喜欢的作业.
总之,我们的课堂需要超市的“经营”方式,放手让学生自由的选择,这才是学生可持续发展的推动力.
参考文献:
物理课程标准指出,物理教师要鼓励学生积极动手、动脑,通过自主进行探究活动,学习物理概念和规律,使学生体验到学科学的乐趣,了解科学方法,获取科学知识,逐步树立科学创新精神.物理学由实验和理论两部分组成.物理学实验是人类认识世界的一种重要活动,是进行科学研究的基础;物理学理论则是人类对自然界最基本、最普遍规律的认识和概括.在物理实验教学中,教师不仅要引导学生学习物理学的初步知识,更重要的是指导学生学会适宜的学习研究方法,为学生的终身学习打下良好的基础.为了上好中学物理实验课,我们可从以下方面入手.
一、从教学方式的趣味性出发激发学生的实验兴趣
教学目标是教与学的依据,学生实验教学应制定科学、准确、清楚、具体的教学目标,使实验教学和考核有章可循.可以通过改变和增加一系列物理实验,包括为初二物理入门学生表演物理魔术,加强实验观察与操作中的趣味性,充分利用青少年好动心理特征的正面效应,用实验的趣味性,激发学生的学习兴趣,进而转化成学生的求知动力,以取得明显的教学效果.
教师要在熟悉物理教学课标,驾驭所学教材的前提下,根据所做实验的内容和要求,学生已有的基础和发展水平以及学校的设备等,制定出所做实验的认知目标、操作技能目标、实验素养目标,使实验课教学目标明确、可测性强,并在实验前或实验过程中展示给学生,使学生在实验过程中有章可循,有的放矢.教师应因地制宜地设计各种类型的简单实验.如通过搓手发热的活动来感受摩擦生热;用手将空杯子慢慢压入盛水的盆中,让学生感受手掌受力的变化,从而初步体验物体排水多少与浮力的关系.还可以用盛水的玻璃杯和球形烧瓶代替凸透镜来研究成像规律;用盛水玻璃杯代替三棱镜观察太阳光的色散;透过小水滴观察电视荧光屏上的三原色等.
二、从物理学与生活实际来优化实验设计
物理来源于生活,又服务于生活.这就要求教师反思物理背景的现实性和“物理化”,必须以学生熟悉的现实生活为问题背景,让学生从具体问题情境中抽象出物理现象,并能用物理知识加以解释,最终解决实际问题.在中学物理实验中,有不少实验如果单从物理原理和现象考虑,似乎已令人满意,但若仔细地分析研究学生对实验的理解,就能发现新的问题,这样的反馈信息往往可以为物理实验的改进提供新的思路.
使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种物理实验,可以拉近物理学与生活的距离,让学生深切地感受到科学的真实性,感受到科学和社会、科学和日常生活的关系.另一方面,由于这些物品本来的用途并不是进行物理实验,所以这种做法本身就是一种创新,不能把低成本实验仅仅看作解决设备不足问题的权宜之计.教师必须从学生的角度去理解,对那些可能让学生产生疑问的实验,尽量改进它的设计,给学生一个明显、直观的实验现象.
例如,在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时,教师首先用多媒体演示一个气功表演中的例子:气功师平躺在地面上,身上压了一块大石板,然后让助手用大铁锤打击石板,学生看到石板碎了而气功师安然无恙.这种情境与学生原有的知识产生冲突──被锤打怎么不受伤?学生头脑中有了疑问.教师适时引导:如果气功师身上不压大石板,而让大铁锤直接打击其腹部,气功师愿意吗?学生根据问题情境展开了激烈的讨论,产生了想探究压力的效果与什么因素有关的欲望.这时教师引导学生用身边的学习用品如铅笔进行探索:两指压紧铅笔两端时感觉一样吗?如果不一样,哪一端效果更明显?如果把铅笔的一端固定在桌面上,用大小不同的力压另一端,感觉又怎样?学生经过探究体验后,对影响压力作用效果的两个因素──压力和受力面积产生了深刻的印象,继而引发他们更深一步进行定量探索的热情.
三、从多样性实验中让学生“动”起来
物理课程标准已经把过去教学中的许多演示实验,如阿基米德原理、欧姆定律的演示等,明确写成学生的探究活动,让学生通过实验自己归纳出规律.教学中应该多做“试一试”、“动动手”之类的随堂小实验,通过观察和感受,使学生受到启发并归纳出结论.还应该让学生多做一些家庭小实验.演示实验应该与学生随堂小实验相结合,不要用演示来替代学生动手的操作,也不要将学生实验仅仅作为验证规律的手段.
实验操作是把实验方案变为实践的关键环节.在实验过程中,要人人动手、独立操作,按照操作规则和实验步骤进行实验,注重实验的注意事项,避免操作上的错误,以减小误差.在实验过程中,教师要让学生意识到自己是学习的主体,充分发挥学生的主观能动性,促使他们手脑并用、多动手、细观察、勤思考、及时发现问题、解决问题,把整个教学过程看成是师生共同合作、共同探索的过程.教师也要密切注意学生做实验的情况,帮助学生解释、解决一些问题,鼓励个别不敢动手的学生积极参与.
1教材分析
“描绘小灯泡的伏安特性曲线”是人教版《选修3-1》教材第二章“恒定电流”第3节欧姆定律的一个学生分组实验(教材第47页),从教材的安排和该实验的作用来看,具有如下几个特点:
1.1承前
“描绘小灯泡的伏安特性曲线”所处的位置为欧姆定律这一节,初中学生已经探究过用伏安法测小灯泡的电阻,对于待测电路部分学生很熟悉,对于测量原理并不陌生,可以说是有基础,但是学生在初中没有描绘过伏安特性曲线,更没有涉及到分压式电路,更有发展的空间.
1.2启后
该实验涉及到“伏安法”这一基本的电学实验技能,在电路图的设计上有涉及到“电流表内、外接法”、“分压、限流式电路”、“滑动变阻器的选择”等一系列问题,实验过程中涉及到用图象法进行数据处理和结论分析、误差分析等等,这些都是后面的电学实验所要涉及的基本技能和方法,只有搞清楚了该实验的基本原理和方法,后面“测未知电阻”、“电表改装”、“测定电源电动势和内阻”等等实验才能很顺利地进行探究.
2基于操作流程设计
2.1学生分组
同桌的两位同学为一组,全班52个同学分成26组.
2.2问题提出
如何引导学生完成“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验?为了促进学生的思考,笔者采用了问题串,让学生带着问题进行思考并完成实验的设计.
问题1:如何测量小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流?
问题2:什么伏安特性曲线?
问题3:从电源、小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表的规格上思考如何选择电压表、电流表的量程?
问题4:实验的电路图如何设计?
问题5:待测电路部分,考虑到电表内阻对误差的影响,电流表如何接?
问题6:要描绘出小灯泡的伏安特性曲线,数据要测多点、还是少点?
问题7:为了让小灯泡两端的电压从零开始调节起,滑动变阻器应如何选择,如何接法?
学生在实验之前结合原有的知识和实验技能分析问题,实现问题的解决和新问题的生成.
2.3资源共享,提出假设
不同的学生对同一个问题的思考会不一样,得到的实验方案和方法也会有所差异,收集学生自己对问题的思考并进行汇总,学生会不由自主地去比较,去评价自己的实验设计与其他组实验设计的优劣,接着就各个小组的思考存在差异的地方进行设计思路的交流.
本实验容易出现分歧的地方恰恰就是实验的重难点所在:“分压式”、“外接法”.
学生在共享资源和讨论的过程中或许会生成更多的疑虑,或许“正确”的学生被“错误”的学生说服,或许各执己见,这些都不重要,在讨论的过程中学生对存在疑惑的地方就多了几分在意,在实验的过程中会自主尝试并比较不同方案所带来的实验结果是否存在着差异,这是学生在实验前对实验进行准备、并思考实验会出现哪些问题的过程,经历了这个过程,实验的准备工作就基本完成了,学生对实验探究来证实自己有了强烈的期待,实验设计呼之欲出.
2.4学生实验方案设计
要想顺利地完成实验,必须要有合理的、可操作性的实验设计,学生自主完成实验设计的过程是将前面对问题的思考、交流的成果进行总结并梳理实践流程的过程,在上述过程中,学生已经对实验有了较深的了解,探究欲望和兴趣也获得了有效的激发,当然在实验方案设计的过程中,我们教师要参与进来,要进行必要的宏观调控,要清楚“哪些地方该讲,而哪些地方应该让学生自己去碰壁.”比如“电流表内接、外接”的问题,有些同学是不能理解的,应进行必要的讲解和分析,而对于“滑动变阻器分压式、限流式”如果在学生实验之前讲,学生实验电路图设计是对的,实验连图是对的,但是实验过后印象难以深刻,还不如让学生自己去碰壁,在后期具体的实验过程中自己去发现采用限流式去发现“调节范围不大”,“无法保证电压表、电流表从零开始调节”等问题,在实践中进行设计上的自我纠错,深化对知识的理解.同时还要引导学生分析实验的操作步骤,预见性探析实验过程中需要注意的项,确保实验探究能够顺利地完成.
2.5组内互动实验过程
学生互动实验的过程是实验教学的主要环节,在实验过程中,涉及到几个环节:
其一,实验过程中出现电路连接的错误或是故障,导致灯泡不亮、电表无读数等等,排除实验故障,顺利完成实验是提高实验操作能力的重要抓手,当然有些故障较为隐蔽,这时候需要我们教师和学生一起排除.
例如,有几组学生在实验过程中,电路图设计是正确的,实物图连接也没有问题,但是合上电键,却发现小灯泡不亮,但两表都有读数,那么,是怎么回事呢?刚开始很多学生认为小灯泡是坏的.为此,笔者追问:“如果灯泡是坏的?电流表和电压表示数分别是什么情况?”实现错误的自我发现,那么会什么原因呢?学生碰壁后,很自然地找到其中的原因.
其二,是记录数据的过程,这个过程两个学生相互配合,一边通过移动滑动变阻器的滑片来改变通过小灯泡上的电流,记录下电压表和电流表的读数,这个过程可以将简单的电路动态分析、电表的读数规则进行训练,提升基本实验技能.
2.6组间汇报交流
小组互动探究完成实验后,及时地进行组间交流能够更深入地理解本次实验的原理和注意事项,这个过程中主要让学生间相互交流实验过程中出现的异常现象,遇到了哪些故障及排除故障的办法,对实验结果进行阐述,并分析测量误差的来源及误差结果怎样.通过这个环节引导学生再次反思整个实验过程,促使所有学生的实验能力、操作水平、数据处理能力都能获得最大的提升.
组间汇报交流里面有个最值得关注的地方就是实验结果,这个实验最后数据处理是在坐标纸上描点并用光滑的曲线连成小灯泡的伏安特性曲线,首先,横纵坐标如何选?是选择画“I-U图线”?还是“U-I图线”?通过变量和自变量分析,该实验最好应该画成“I-U图线”我们调节滑动变阻器,其实是改变了分压,U是变量,I是应变量;其次,画出的I-U图线是非线性关系,对于不在同一直线上的点如何连?是连成折线,还是光滑的曲线.这对于学生而言是一个难点,必须要进行科学的引导,学生才会描绘出光滑的非线性曲线.此外,对曲线的反思,为什么会是曲线而不是直线呢?那么某一电流值对应的小灯泡的电阻是多少呢?这个是在实验数据记录和描点连图之外的拓展延伸,有很多学生会由于思维定势而错误地以为“I-U图线”切线的斜率是此时电阻的倒数,实际上电阻等于电压与电流的比值,应该是图线上的点与坐标原点连线的比值.
关键词:液体电阻;电阻定律;长度;横截面积
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2016)3-0032-4
《普通高中物理课程标准》明确提出:“倡导不受某一种教科书的束缚,吸收和利用各种有利于学生发展的课程资源。教师应根据本校特点和学生的需求,精选课程资源,充实物理课程的教学内容。”可见,在新课程背景下,教师不能再只是“教材的消费者”,更应努力成为“教材的开发者”。另外,由于教材编写受科学性、完整性和逻辑性的要求,往往会缺乏趣味性。而从教科书演变成实际教学活动的过程,又需要师生积极互动、智力交锋、相互启迪、设问释疑、轻松和谐的氛围,单纯的教材是无法满足教学要求的。因此,二次开发教材,提高教学的有效性是每位教师都应努力的方向。那么,如何进行教材的二次开发呢?
以“司南版”高中物理选修3-1第三章第二节《电阻》为例,教材分为“探究电阻大小影响因素”和“身边的电阻”两部分。笔者根据所教学生的具体情况以及校本资源储备,对该部分教材进行了二次开发。
(1)补充教材内容:增加了探究电阻大小受温度、光照、溶质和浓度等因素影响的系列实验作为引入,补充介绍液体电阻启动柜等知识,既增强了趣味性,又拓宽了学生的知识面。
(2)调整教学顺序:将“身边的电阻”调到探究实验之前,作为引入实验和液体电阻的衔接,使教学过渡更自然。
(3)替换教学内容:教材中采用几条同材料同规格的金属丝串联改变长度、并联改变横截面积的方法,让学生定量探究电阻大小的影响因素。该方法设计巧妙,能够达到实验目的。但不够直接,且电路的连接较为繁杂。教学实践中发现,学生在连接电路时要花大量的时间,从而导致后面的分析讨论非常紧张,重点不能突出。考虑到在初中阶段,学生已尝试过利用金属丝定性探究电阻大小与其长度、横截面积的关系,而电阻定律不仅适用于金属导体,也适用于均匀的电解质溶液。为了让高中学生对电阻定律有更宽广、更深入的认识,笔者自制简单的教具,将定量探究的对象由固体电阻改为液体电阻――硫酸钠溶液。引导学生利用自制的教具自主设计实验进行探究,得出电阻定律。
教材二次开发后的具体教学设计如下。
1 引入:“谦卑而又万能的电阻”(演示实验)
【实验准备】
光敏电阻、热敏电阻各一个,三极管放大器、小灯泡各两个,电池四个,凉水和开水各一杯,手电筒一把,导线若干。
1.1 光照对光敏电阻的影响
【学生观察】
光照越强,小灯泡越亮。
【现象分析】
光敏电阻的阻值随光照增强而减小。
1.2 温度对热敏电阻的影响(对比浸入开水和凉水)
【学生观察】
温度越高,小灯泡越亮。
【现象分析】
热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
【应用讨论】
光敏电阻可用于路灯自动开关等电路的自动化控制;热敏电阻可用于火警报警电路的自动化控制。
1.3 展示不同种类电阻器的图片,认识“身边的电阻”
【设计意图】
让学生初步了解电阻大小的影响因素,并体验电阻器在自动化控制中的应用,激发学生的学习兴趣。
2 液体电阻
【衔接】
不仅固体可以充当电阻,液体也可以充当电阻。
2.1 展示图片:液体电阻启动柜及水阻箱
【介绍】
这是工业上大中型电机启动时用的液体电阻启动柜。水阻箱内装了电解质溶液可以充当电阻。它是怎样工作的呢?
【设计意图】
通过联系生产中的大型设备,引导学生关注STS,体会物理在生产中的贡献,激发学生学习物理的欲望,同时又为后面的探究实验做铺垫。
2.2 演示实验:溶质及浓度对液体电阻的影响
【实验准备】
电解质溶液导电演示器(化学实验室借用)、高中学生电源(选择“交流”)各一台,现榨橘汁、自来水各一杯,同浓度盐水、硫酸钠溶液各一杯,无水硫酸钠粉末,导线若干。
【学生观察与分析】
(1)连接好电路,接通10 V交流电后,同浓度食盐水支路的小灯泡最亮,硫酸钠溶液支路的小灯泡发光但较暗,橘汁和自来水支路的小灯泡不发光。可见,液体电阻受溶质影响。
(2)浓度对液体电阻有何影响?
在硫酸钠溶液中适量增加无水硫酸钠粉末,小灯泡变亮。可见,液体电阻受浓度影响。
(3)如何让与橘汁串联的灯泡发光?还有什么方法可以使其亮度发生变化?
①改变橘汁中两极板的间距。随极板间距减小,小灯泡变亮;随极板间距增大,小灯泡变暗。可见,液体电阻大小与其接入电路的长度有关。
②将两极板平行上下移动。
(4)极板平行上下移动改变的是什么物理量?
引导学生根据连接方式,找出相应的长度和横截面积并总结:
长度L:沿电流方向;
横截面积S:垂直于电流方向。
可见,极板上下移动改变了液体电阻的高度,从而改变了液体电阻的横截面积。
【设计意图】
通过演示实验让学生初步感受液体电阻大小的影响因素,减少学生实验探究的任务,同时为控制变量做准备。另外,果汁电阻与学生生活联系紧密,让学生体会电阻无处不在,激发学习的兴趣。
3 电阻大小的影响因素
3.1 师生总结
电阻大小与以下因素有关:
(1)与材料、温度、光照、液体浓度等有关;
(2)长度;
(3)横截面积。
【提出问题】
电阻大小与长度、横截面积是怎样的关系?
【学生猜想】
电阻随长度的增大而增大,随横截面积的增大而减小。
【进一步提问】
电阻大小与长度、横截面积具有怎样的定量关系?
【学生猜想】
电阻与长度成正比,与横截面积成反比。
【教师说明】
随着一个量的增大而增大不一定是成正比,随一个量的增大而减小也不一定是成反比,它们具体是什么关系?我们需要通过实验来研究。
3.2 实验设计
(1)实验方法:控制变量法
【提问】
如何控制变量?
【学生】
控制S、材料等不变,改变L,研究R与L的关系;
控制L、材料等不变,改变S,研究R与S的关系。
(2)引导学生根据实验器材设计实验
【提出问题】
如何改变长度?如何改变横截面积?
展示自制教具:
【提出问题】
如何根据桌面上的器材设计实验?
【引导学生设计】
①通过保持极板插入的深度不变,改变两极板间距,即可改变接入的液体电阻的长度;
②通过固定两极板的距离,定量增加液体,即可改变接入液体的横截面积。
【提出问题】
如何测电阻?
【学生】
伏安法。
【仪器介绍】
高中学生电源:使用交流电压4 V输出,以减小溶液中正负离子由于电解而使相对浓度改变。交流电流表:选择量程100 mA,最小刻度2 mA,注意读数。
交流电压表:量程5 V,最小刻度0.2 V,注意读数。
【实验电路】
电源、液体电阻、交流电流表串联,交流电压表并联在液体电阻两端。
【注意事项】
(1)注意保持两极板(铜片)平行且相对;
(2)读数时,应正视刻度,保持视线与刻度面垂直;
(3)每次读数后应立刻关闭电源再进行下一步操作,以减小温度对电阻的影响;
(4)实验结束后,应注意溶液的回收再利用。
【设计意图】
这是本节课的创新所在。
本实验装置,连线及测量都很简单,学生看到装置都能在教师的引导下进行设计。另外,对于固体电阻,学生比较熟悉,在初中已定性探究过了。而对于液体电阻,学生相对陌生些。通过这个实验可以加强学生对液体电阻的认识。选择硫酸钠溶液的好处是其电解后不会产生有毒气体,安全。液体电阻的另一优点是可以通过改变浓度,调整其电阻大小,简单方便。盒子的制作也简单且成本低。
3.3 学生实验探究并由四组同学派代表把数据录入Excel表格(表1、表2)
3.4 数据分析
(1)插入公式计算电阻R,分别作R-L图像和R-1/b图像;
(2)插入过原点的倾斜直线进行拟合(如图3、图4所示);
(3) 误差分析。
【设计意图】
利用Excel表格处理数据,使作图更准确、更高效,既体现了信息技术与物理学科教学的融合,又为课堂争取了宝贵的时间。
3.5 得出结论
【学生归纳实验结论】
导体的电阻R跟它的长度L成正比,跟它的横截面积S成反比,还跟导体的材料有关。
【教师总结】
总结电阻定律,引入新的物理量――电阻率ρ,引导学生得出电阻定律的表达式,并分析各物理量的单位关系。
4 认识电阻率
1.电阻率ρ与电阻R的区别:
ρ反映材料的导电性能,与L、S无关;
R 反映导体的导电性能,与L、S有关。
2.电阻率ρ随温度的变化规律:展示“司南版”选修3-1课本中第55页的图3-10和图3-11,并讨论。
5 生产应用――液体电阻启动柜
液体电阻启动柜工作时,通过机械传动装置使电解质溶液中两平行极板的距离逐渐减小至零,从而使连入电机回路中的阻值平滑减小,实现绕线式大中型电动机的平滑起动,避免冲击电流过大。故液体电阻启动柜广泛应用于工业上大中型电机的启动。
【设计意图:前后联系,学以致用】
液体电阻相对于金属导体而言,较为复杂。很多老师对其望而却步,不敢谈及。但其实只要事先把实验条件设置好,学生是可以理解和接受的。本文中的探究实验设计是笔者经历两个多月不断摸索和改进的成果。多次教学实践发现,学生能很好地根据实验器材,围绕实验目的展开探究,得出结论,并对液体电阻有更深入的认识。利用液体电阻进行实验,不仅能丰富学生的认知,同时缩短实验时间,而且可以通过改变溶液溶度调整电阻大小。相对于固体电阻而言,利用液体电阻进行实验,更简单方便,成本更低。
新课程要求教师既要是课程的实施者,又要努力成为课程的开发者和建设者。这就需要教师们在教学实践中有足够的勇气和毅力,大胆地去尝试调整教材、开发教材,以使教学活动更符合具体的学情和校本需求。尝试的过程是艰辛的,但成果是喜人的!
参考文献:
[1]教育部. 普通高中物理课程标准(实验稿)[S].北京:人民教育出版社,2003.
[2]陈野. 新课程背景下对高中物理教材“二次开发”的思考与探索[J].物理教学探讨,2009,27(3):58.
[3]刘豹,张宏. 液体电阻率测定电路的设计[J].电子测量技术,2010,33(11):57―60.