时间:2023-07-24 17:07:26
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篇欧姆定律的性质,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。
摘要:物理定律是对物理规律的一种表达形式。物理定律的教学应注意些什么呢?
关键词:物理定律;教学方法;多种多样
关键词:是对物理规律的一种表达形式。通过大量的观察、实验归纳而成的结论。反映物理现象在一定条件下发生变化过程的必然关系。物理定律的教学应注意:首先要明确、掌握有关物理概念,再通过实验归纳出结论,或在实验的基础上进行逻辑推理(如牛顿第一定律)。有些物理量的定义式与定律的表式相同,就必须加以区别(如电阻的定义式与欧姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相关的物理定律之间的关系,还要明确定律的适用条件和范围。
(1)牛顿第一定律采用边讲、边讨论、边实验的教法,回顾“运动和力”的历史。消除学生对力的作用效果的错误认识;培养学生科学研究的一种方法——理想实验加外推法。教学时应明确:牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态,不能简单地按字面意义用实验直接加以验证。但大量客观事实证实了它的正确性。第一定律确定了力的涵义,引入了惯性的概念,是研究整个力学的出发点,不能把它当作第二定律的特例;惯性质量不是状态量,也不是过程量,更不是一种力。惯性是物体的属性,不因物体的运动状态和运动过程而改变。在应用牛顿第一定律解决实际问题时,应使学生理解和使用常用的措词:“物体因惯性要保持原来的运动状态,所以……”。教师还应该明确,牛顿第一定律相对于惯性系才成立。地球不是精确的惯性系,但当我们在一段较短的时间内研究力学问题时,常常可以把地球看成近似程度相当好的惯性系。
(2)牛顿第二定律在第一定律的基础上,从物体在外力作用下,它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达:物体的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应请注意:公式F=Kma中,比例系数K不是在任何情况下都等于1;a随F改变存在着瞬时关系;牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系,以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。
(3)万有引力定律教学时应注意:①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程,卡文迪许测定万有引力恒量的实验,海王星、冥王星的发现等物理学史料,对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比(平方反比定律),减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式,只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也发现了它的局限性。
(4)机械能守恒定律这个定律一般不用实验总结出来,因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理,在外力和非保守内力都不作功或所作的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化,就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量,用它来解决问题时,就可以不涉及状态变化的复杂过程(过程量被消去),使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件(只有系统内部的重力和弹力做功)。这个定律不适用的问题,可以利用动能定理或功能原理解决。
(5)动量守恒定律历史上,牛顿第二定律是以F=dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来,主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相,就目前中学的实验条件来说,多数难以做到。即使做得到,要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出,再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律,也不违反科学规律。中学阶段有关动量的问题,相互作用的物体的所有动量都在一条直线上,所以可以用代数式替代矢量式。学生在解题时最容易发生符号的错误,应该使他们明确,在同一个式子中必须规定统一的正方向。动量守恒定律反映的是物体相互作用过程的状态变化,表式中各项是过程始、末的动量。用它来解决问题可以不过程物理量,使问题大大地简化。若物体不发生相互作用,就没有守恒问题。在解决实际问题时,如果质点系内部的相互作用力远比它们所受的外力大,就可略去外力的作用而用动量守恒定律来处理。动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一。无论是宏观系统或微观粒子的相互作用,系统中有多少物体在相互作用,相互作用的形式如何,只要系统不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),动量守恒定律都是适用的。
(6)欧姆定律中学物理课本中欧姆定律是通过实验得出的。公式为I=U/R或U=IR。教学时应注意:①“电流强度跟电压成正比”是对同一导体而言;“电流强度跟电阻成反比”是对不同导体说的。②I、U、R是同一电路的3个参量。③闭合电路的欧姆定律的教学难点和关键是电动势的概念,并用实验得到电源电动势等于内、外电压之和。然后用欧姆定律导出I=ε/(R+r)(也可以用能量转化和守恒定律推导)。④闭合电路的欧姆定律公式可变换成多种形式,要明确它们的物理意义。⑤教师应明确,普通物理学中的欧姆定律公式多数是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,导体就不服从欧姆定律。但不论导体服从欧姆定律与否,R=U/I这个关系式都可以作为导体电阻的一般定义。中学物理课本不把R=U/R列入欧姆定律公式,是为了避免学生把欧姆定律公式跟电阻的定义式混淆。这样处理似乎欠妥。
(7)楞次定律可以采用探究教学法,让学生通过实验得到的结论归纳出定律。教学时应注意:①楞次定律是确定感生电流方向的规律,同时也确定感生电动势的方向。如果是断路,通常我们可以把它想象为闭合电路。②感生电流的磁场只能“阻碍”原磁通的变化,不能“阻止”它的变化。否则就不会继续产生感生电流。“阻碍”或者说“反抗”原磁通的变化,实质上是使其他形式能量转化为电能的一种表现,符合能量守恒定律。③要使学生熟练掌握应用楞次定律判定感生电流方向的3个步骤。④明确右手定则可看作是楞次定律的特殊情况,并能根据具体情况选用定则或定律来判断感生电流的方向。
表2填0.15安和15欧。根据:在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
2.进行新课
(1)欧姆定律
由实验我们已知道了在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。把以上实验结果综合起来得出结论,即欧姆定律。
板书:〈第二节欧姆定律
1.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。〉
欧姆定律是德国物理学家欧姆在19世纪初期(1827年)经过大量实验得出的一条关于电路的重要定律。
欧姆定律的公式:如果用U表示加在导体两端的电压,R表示这段导体的电阻,I表示这段导体中的电流,那么,欧姆定律可以写成如下公式:
I=U/R。
公式中I、U、R的单位分别是安、伏和欧。
公式的物理意义:当导体的电阻R一定时,导体两端的电压增加几倍,通过这段导体的电流就增加几倍。这反映导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系(I∝U)。当电压一定时,导体的电阻增加到原来的几倍,则导体中的电流就减小为原来的几分之一。反映了电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比例的关系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表达了欧姆定律的内容。
板书:<2.公式:I=U/R
I-电流(安)U-电压(伏)R-电阻(欧)>
有关欧姆定律的几点说明:
①欧姆定律中的电流、电压和电阻这三个量是对同一段导体而言的。
②对于一段电路,只要知道I、U和R三个物理量中的两个,就可以应用欧姆定律求出另一个。
③使用公式进行计算时,各物理量要用所要求的单位。
(2)应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题。
例题1:课本中的例题1。(使用投影片)
学生读题,根据题意教师板演,画好电路图(如课本中的图8-2)。说明某导体两端所加电压的图示法。在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。
解题过程要求写好已知、求、解和答。解题过程写出根据公式,然后代入数值,要有单位,最后得出结果。
板书:〈例题1:
已知:R=807欧,U=220伏。
求:I。
解:根据欧姆定律
I=U/R=220伏/807欧=0.27安。
答:通过这盏电灯的电流约为0.27安。〉
例题2:课本中例题2。(使用投影片)
板书:〈例题2〉
要求学生在笔记本上按例题1的要求解答。由一位同学到黑板上进行板演。
学生板演完毕,组织全体学生讨论、分析正误。教师小结。
①电路图及解题过程是否符合规范要求。
②答题叙述要完整。本题答:要使小灯泡正常发光,在它两端应加2.8伏的电压。
③解释U=IR的意义:导体两端的电压在数值上等于通过导体的电流跟导体电阻的乘积。不能认为"电压跟电流成正比,跟电阻成反比。"因为这样表述颠倒了因果关系也不符合物理事实。
例题3:课本中的例题3。(使用投影片)
板书:〈例题3〉
解题方法同例题2。学生板演完毕,组织学生讨论、分析正误。教师小结。
①解释R=U/I的物理意义:对同一段导体来说,由于导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,所以i的比值是一定的。对于不同的导体,其比值一般不同。U和I的比值反映了导体电阻的大小。导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于材料、长度和横截面积,还跟温度有关。不能认为R=U/I表示导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。由于电阻是导体本身的一种性质,所以某导体两端的电压是零时,导体中的电流也等于零,而这个导体的电阻值是不变的。
②通过例题3的解答,介绍用伏安法测电阻的原理和方法。
板书:(书写于例题3解后)
〈用电压表和电流表测电阻的方法叫做伏安法。〉
3.小结
(1)简述欧姆定律的内容、公式及公式中各物理量的单位。
什么叫伏安法测电阻?原理是什么?
(2)讨论:通过课本中本节的"想想议议",使学生知道:
①电流表的电阻很小(有的只有零点几欧),因此实验中绝对不允许直接把电流表按到电源的两极上。否则,通过电流表的电流过大,有烧毁电流表的危险。
②电压表的电阻很大(约几千欧),把电压表直接连在电源的两极上测电压时,由于通过电压表的电流很小,一般不会烧毁电压表。
4.布置作业
课本本节后的练习1、4。
(四)说明:通过例题,要领会培养学生在审题基础上画好电路图,按规范化要求解题。
第四节电阻的串联
(一)教学目的
1.通过实验和推导使学生理解串联电路的等效电阻和计算公式。
2.复习巩固串联电路电流和电压的特点。
3.会利用串联电路特点的知识,解答和计算简单的电路问题。
(二)教具
学生实验:每组配备干电池三节,电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一只,定值电阻(2欧、4欧、5欧各一只)三个,导线若干。
(三)教学过程
1.引入新课
(1)阅读本节课文前的问号中提出的问题,由此引出本节学习的内容。
板书:〈第四节电阻的串联〉
(2)问:什么叫串联电路?画出两个定值电阻串联的电路图。(同学回答略,板演电路图参见课本图8-7)
(3)问:串联电路电流的特点是什么?举例说明。
学生回答,教师小结,在板演电路图上标出I1、I2和I。
板书:〈1.串联电路中各处的电流相等。I1=I2=I。〉
(4)问:串联电路的总电压(U)与分电压(U1、U2)的关系是什么?举例说明。
学生回答,教师小结,在板演电路图上标出U1、U2和U。
板书:〈2.串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。U=U1+U2。〉
(5)几个已知阻值的电阻串联后,总电阻和各电阻之间有什么关系?这是本节课学习的主要内容。
2.进行新课
(1)实验:测R1和R2(R3)串联的总电阻。
问:实验的方法和原理是什么?
答:用伏安法测电阻。只要用电压表测出R1和R2串联电阻两端的总电压放用电流表测出通过串联电阻的电流,就可以根据欧姆定律逄出R1和R2串联后的总电阻。
要求学生设计一个测两个定值电阻(R1=2欧、R2=4欧)串联总电阻的实验电路。如课本图8-5所示。
进行实验:
①按伏安法测电阻的要求进行实验。
②测出R1(2欧)和R2(4欧)串联后的总电阻R。
③将R1和R3串联,测出串联后的总电阻R′。将实验结果填在课文中的结论处。
讨论实验数据,得出:R=R1+R2,R′=R1+R3。实验表明:串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和。
(2)理论推导串联电路总电阻计算公式。
上述实验结论也可以利用欧姆定律和串联电路的特点,从理论上推导得出。
结合R1、R2的串联电路图(课本图8-6)讲解。
板书:〈设:串联电阻的阻值为R1、R2,串联后的总电阻为R。
由于U=U1+U2,
因此IR=I1R1+I2R2,
因为串联电路中各处电流相等,I=I1=I2
所以R=R1+R2。〉
请学生叙述R=R1+R2的物理意义。
解答本节课文前问号中提出的问题。
指出:把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,所以总电阻比任何一个导体的电阻都大,总电阻也叫串联电路的等效电阻。
板书:〈3.串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和。R=R1+R2。〉
口头练习:
①把20欧的电阻R1和15欧的电阻R2串联起来,串联后的总电阻R是多大?(答:35欧)
②两只电阻串联后的总电阻是1千欧,已知其中一只电阻阻值是700欧,另一只电阻是多少欧?(答:300欧。)
(3)练习
例题1:
出示课本中的例题1投影幻灯片(或小黑板)。学生读题并根据题意画出电路图(如课本图8-7)。标出已知量的符号和数值以及未知量的符号。请一名学生板演,教师讲评。
讨论解题思路,鼓励学生积极回答。
小结:注意审题,弄清已知和所求。明确电路特点,利用欧姆定律和串联电路的特点求解。本题R1、R2串联,所以I=I1=I2。因U1、U2不知,故不能求出I1或I2。但串联电路的总电压知道,总电阻R可由R1+R2求出,根据欧姆定律I=U/R可求出电流I。
板书:〈例题1:
已知:U=6伏,R1=5欧,R2=15欧。
求:I。
解:R1和R2串联,
R=R1+R2=5欧+15欧=20欧。
电路中电流:I=U/R=6伏/20欧≈0.3安。
答:这个串联电路中的电流是0.3安。〉
例题2:
出示课本中例题2的投影片,学生读题,画电路图(要求同例题1)。
讨论解题思路,鼓励学生积极参与。
①问:此题中要使小灯泡正常发光,串联一个适当电阻的意义是什么?
答:小灯泡正常发光的电压是2.5伏,如果将其直接连到6伏的电源上,小灯泡中电流过大,灯丝将被烧毁。给小灯泡串联一个适当电阻R2,由于串联电路的总电压等于各部分电路电压之和,即U=U1+U2。串联的电阻R2可分去一部分电压。R2阻值只要选取合适,就可使小灯泡两端的电压为2.5伏,正常发光。
②串联的电阻R2,其阻值如何计算?
教师引导,学生叙述,分步板书(参见课本例题2的解)。
本题另解:
板书:〈R1和R2串联,由于:I1=I2,
所以根据欧姆定律得:U1/R1=U2/R2,
整理为U1/U2=R1/R2。〉
3.小结
串联电路中电流、电压和电阻的特点。
4.布置作业
本节后的练习:1、2、3。
(四)说明
1.本节测串联电路总电阻的实验,由于学生已学习了伏安法测电阻的知识,一般掌握较好,故实验前有关要求的叙述可从简。但在实验中教师要加强巡回指导。
2.从实验测出串联电阻的总电阻和运用欧姆定律推导出的结果一致。在此应强调实践和理论的统一。在推导串联电阻总电阻公式时,应注意培养学生的分析、推理能力。
3.解答简单的串联电路计算问题时要着重在解题思路及良好的解题习惯的培养上下功夫。
第五节电阻的并联
(一)教学目的
1.使学生知道几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻的阻值都小。
2.复习巩固并联电路电流、电压的特点。
3.会利用并联电路的特点,解答和计算简单的电路问题。
(二)教具
每组配备干电池二节,电压表、电流表、滑动变阻器和开关各一只,定值电阻2只(5欧和10欧各一只),导线若干条。
(三)教学过程
1.复习
问:请你说出串联电路电流、电压和电阻的特点。(答略)
问:请解答课本本章习题中的第1题。
答:从课本第七章第一节末所列的数据表可以知道,在长短、粗细相等条件下,镍铬合金线的电阻比铜导线的电阻大;根据串联电路的特点可知,通过铜导线和镍铬合金中的电流一样大;根据欧姆定律得U=IR,可得出镍铬合金导线两端的电压大于铜导线两端的电压。
问:请解本章习题中的第6题。(请一名学生板演,其他学生自做,然后教师讲评。在讲评中要引导学生在审题的基础上画好电路图,按规范化要求求解。)
2.引入新课
(1)请学生阅读本节课文前问号中所提出的问题,由此提出本节学习的内容。
板书:〈第五节电阻的并联〉
(2)问:并联电路中电流的特点是什么?举例说明。
学生回答,教师小结。
板书:〈1.并联电路的总电流等于各支路中电流之和。即:I=I1+I2。〉
(4)问:并联电路电压的特点是什么?举例说明。
学生回答,教师小结。
板书:〈2.并联电路中各支路两端的电压相等。〉
(5)几个已知阻值的电阻并联后的总电阻跟各个电阻之间有什么关系呢?这就是本节将学习的知识。
3.进行新课
(1)实验:
明确如何测R1=5欧和R2=10欧并联后的总电阻,然后用伏安法测出R1、R2并联后的总电阻R,并将这个阻值与R1、R2进行比较。
学生实验,教师指导。实验完毕,整理好仪器。
报告实验结果,讨论实验结论:实验表明,几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻都小。
板书:〈3.几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻都小。〉
问:10欧和1欧的两个电阻并联的电阻小于多少欧?(答:小于1欧。)
(2)推导并联电路总电阻跟各并联电阻的定量关系。(以下内容教师边讲边板书)
板书:〈设:支路电阻分别是R1、R2;R1、R2并联的总电阻是R。
根据欧姆定律:I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,
由于:I=I1+I2,
因此:U/R=U1/R1+U2/R2。
又因为并联电路各支路两端的电压相等,即:U=U1=U2,
可得:1/R=1/R1+1/R2。
表明:并联电路的总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和。〉
练习:计算本节实验中的两个电阻(R1=5欧,R2=10欧)并联后的总电阻。
学生演练,一名学生板演,教师讲评,指出理论计算与实验结果一致。
几个电阻并联起来,总电阻比任何一个电阻都小,这是因为把导体并联起来,相当于增加了导体横截面积。
(3)练习
例题1:请学生回答本节课文前问号中提出的问题。(回答略)
简介:当n个相同阻值的电阻并联时总电阻的计算式:R=R''''/n。例题1中:R′=10千欧,n=2,所以:R=10千欧/2=5千欧。
例题2.在图8-1所示电路中,电源的电压是36伏,灯泡L1的电阻是20欧,L2的电阻是60欧,求两个灯泡同时工作时,电路的总电阻和干路里的电流。(出示投影幻灯片或小黑板)
学生读题,讨论此题解法,教师板书:
认请此题中灯泡L1和L2是并联的。(解答电路问题,首先要认清电路的连接情况)。在电路图中标明已知量的符号和数值以及未知量的符号。解题要写出已知、求、解和答。
(过程略)
问:串联电路有分压作用,且U1/U2=R1/R2。在并联电路,全国公务员共同天地中,干路中电流在分流点分成两部分,电流的分配跟电阻的关系是什么?此题中,L1、L2中电流之比是多少?
答:(略)
板书:〈在并联电路中,电流的分配跟电阻成反比,即:I1/I2=R2/R1。〉
4.小结
并联电跟中电流、电压、电阻的特点。
几个电阻并联起来,总电阻比任何一个电阻都小。
5.布置作业
课本本节末练习1、2;本章末习题9、10。
参看课本本章的"学到了什么?,根据知识结构图写出方框内的知识内容。
(四)说明
【关键词】教材分析;科学探究;适当类比;体会与反思
教材分析及课堂教学设计思想
欧姆定律一课时初中物理电学部分的核心知识,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,为了使学生能更好地学习本节内容,我在课堂教学过程中作了如下设计:先从生活实际引出课堂探究课题,然后与学生一起设计实验一一探究电流与电压和电阻的关系,在得出数据的基础上在进一步体会用图像法研究物理问题的优越性,在实验的基础上提高学生依据实验事实,分析、探索、归纳问题的能力,分组体验通过实验总结物理规律的过程与方法,同时通过介绍欧姆的故事,增进学生热爱科学、追求科学、献身科学的学习热情,最后自然而然得出欧姆定律的结论与公式。下面笔者就详细谈谈欧姆定律一课的课堂教学设计。
一、从生活实例中引出科学探究问题
将电源开关灯泡组成一个简单电路,灯泡发光,让学生自己动手设法改变灯的亮度,要想改变灯泡的亮度就是要改变通过灯泡中的电流,而改变灯泡中电流的方法归纳起来就两种改变电路两端电压或改变接入电路中电阻,从而引出课堂探究的问题,通过导体的电流与电压、电阻有何关系。
二、设计分组实验,用控制变量法分别探究电流与电压、电阻的关系
探究一:电阻R不变时,研究通过它的电流与其两端电压的关系
按图示电路他接好电路引导学生采用控制变量法进行分组实验
便把测量的数据填入下表
R=____Ω
然后引导学生分析数据,归纳得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
探究二:保持电阻R两端电压不变时,研究通过它的电流与其电阻大小的关系
按图示电路他接好电路引导学生采用控制变量法进行分组实验
便把测量的数据填入下表
U=____V
然后引导学生分析数据,归纳得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
三、适当类比,提升学生理解定律和运用公式能力
在学生分组实验探究的基础上得到欧姆定律,导体中电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,用公式表示为I=U/R,推导出欧姆定律的变形公式U=IR和R=U/I,对于变形公式R=U/I一定要理解其物理意义,因为电阻是导体本身的一种性质,所以不能说电阻与电压成正比,不能说电阻与电流成反比,也不能说电阻与电压和电流有关,要理解电阻的大小决定于本身的材料、横截面积和长度,与加在它两端电压大小和通过它的电流大小无关,即使电阻两端不加电压,它的阻值还是本身那么大,但在不知道电阻值大小的情况下利用公式R=U/I可以算出电阻值的大小,电阻值一旦算出后,如果不考虑温度影响,电阻值就不会再发生变化。为了更好地理解公式R=U/I的物理意义,可以将电阻与密度、比热容、热值等相似的物理量进行类比。
四、课堂教学中体会与反思
通过本堂课教学实践,笔者体会到以下几点务必在教学环节中得到体现与完成:1.在探究电流与电压关系和探究电流与电阻关系时务必弄清滑动变阻器在两次实验中的作用是不同的,前者是为了改变定值电阻两端的电压,后者是换了不同阻值的电阻后每次都要重新调节滑动变阻器使电阻两端的电压保持不变。2.在探究电流与电压关系时,在学生得到实验数据后由于测量数据肯定存在误差,可引导学生以电流I为纵坐标,以电压U为横坐标,建立平面直角坐标系,根据表中数据,在坐标系中描点,画出I-U的图像,可以帮助学生较为直观地得到电阻一定时电流与电压成正比的结论。同样在探究电流与电阻的关系时也可采用图像法,这样做的好处,一是比较直观,二是可以修复实验数据测量时的误差,使学生更易得到实验结论。3.在探究电流与电阻关系时要控制电压相同,在这部分实验中,要让学生明确两个问题,一是控制的电压大小要合适,尤其是相对于电源电压而言不能太小,二是要知道选最大值多大的变阻器较为合适,当定值电阻由小换成大的或由大换成小的时滑动变阻器接入电路中的电阻应如何调节,这里的能力培养相当重要,学生一旦理解了,那么在以后考试中遇到相关的实验题做起来就会很得心应手,反之这里的实验考题将一直成为学生的考试难题。4.得到欧姆定律公式后,务必让学生理解在运用公式I=U/R时,三个量必须是同一电路上的电流、电压、电阻,即必须满足同一性和同时性,在训练学生欧姆定律公式及变形公式运用时一定要结合串联和并联电路的特点展开训练,一方面要注重训练学生看懂电路图的能力,另一方面要培养学生一题多解的能力。
1.遵循新课程理念,用好教材,教学流程设计突出过程与方法。
下面是我在处理电动势这个教学难点的具体做法:
师问:电源的作用是什么?(假定自由电荷为正电荷)
生答:电源是把自由电荷从负极经电源内部搬运到正极。
师问:把自由电荷从负极经电源内部搬运到正极过程中自由电荷受几个力作用?与电荷运动方向关系?
生答:受两个力。静电力的方向与正电荷的运动方向相反,另一个力与运动方向相同。
分析总结:正、负极堆积着正、负电荷,所以电源内部存在着有正极指向负极的静电场,正电荷在电源内部受到的这个静电力的方向与正电荷的运动方向相反,静电力充当阻力。要把电荷从负极搬运到正极就还要受克服静电场对电荷的作用力。这个力由电源提供叫做非静电力,方向与静电力相反。
师问:这两个力对电荷做功吗?电荷的能量变吗?
生答:静电力做负功,非静电力做正功。电荷的电势能增加。
分析总结:从能量转化的角度看,电源是把其它形式的能转化为电能的装置,通过非静电力做功,让电势能增加。即使是把相同的电荷量从负极移到正极,非静电力在不同的电源中做功也不一样,就像把相同的重物从一楼搬上二楼,如果楼层的层高不一样,人力做功就不一样。非静电力对电荷做的功与电荷的比值有特殊意义(相当于楼层的层高),定义为电动势。电动势是电源的一种特性,其大小与非静电力的性质有关,与W和q是无关的。
通过这样的教学过程,学生能建立闭合电路中电荷运动的图景,在分析讨论中感受到比值定义物理量的思想和做功研究能量变化的思想,这些对学好物理,提高解题能力有根本性的帮助。
2.注意学生自主学习能力的培养。
“高中物理新课程标准明确提出,要加强学生自主学习能力的培养,注重发展好奇心与求知欲,培养科学态度和科学精神”。[1]我在本章教学时安排两次自主学习的内容,一次是电阻定律的推导,另一次就是闭合电路的欧姆定律。下面是我在教第七节“闭合电路的欧姆定律”时安排的一节自学的情况:
我提出了如下几个思考题:
(1)闭合电路欧姆定律的推导过程?
(2)定律的文字叙述、公式及单位?
(3)公式中各项意义及各部分之间的关系?
(4)闭合电路欧姆定律与部分电路欧姆定律的区别?
我要求学生完成自学笔记。绝大多数学生在30分钟内完成。我再要求学生做3道浅显的选择题,学生一般5分钟可完成。接下来我组织学生交流讨论自习内容和体会。当然,自学从容量、深度等方面和正常一节课教学是有一定的差距,教师在学生自学的基础上还需安排一定的时间对本节内容进行适当拓展加深,这对学生自学意识、自学方法和能力培养是有意义的。
3.加强学生实验情况的研究、提高实验教学效益。
本章的实验非常重要,是高考重点,仔细分析一下这部分实验,有些实验对学生的实验能力要求比较高,学生在做的过程中感到很难。按惯例,许多学校都是一课时完成一个实验,结果大部分实验效果都不好,我们通常都认为完全是学生不认真造成的,其实不完全是这样。有一次我听了几节“电阻定律”实验探究课,那是全市青年教师课堂教学大赛,即使重点中学的学生,在教师十几分钟的讲解提示以后,能在二十多分钟做完实验、拿出较好数据的也只有两三组,而且几节课的情况大致相同,再结合高三学生实验复习暴露出来的情况,我对本章一些实验的教学作了一些调整。
比如在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验前,我专门增加了一节有关分压电源内容的教学,希望学生能对分压电源电路的结构、特点,以及与以前串联限流电路的区别有一个清楚的认识。实验除了正常实验要求,我还特别强调两点:(1)每位学生至少亲手连一遍电路;(2)电路连结分两步,先连分压电源再连测量部分,注意分压电源正负极。虽然我作了调整,但还有近一半的学生感到有困难。我们以前认为分压电电源电路不怎么难,其实对初学者来说还是很难,根据学生实验过程反映和暴露出的问题,主要表现在学生对分压电源电路工作原理的理解,实验电路结构复杂程度和受以前串联限流电路干扰等方面。因此,我们在实验教学过程中,应认真分析、研究学生的实际学习状况,及时调整教学进度和教学内容,耐心帮助学生解决实验中遇到的困难,而不是一味责怪学生。
本章还一个重要的实验是第九节“实验测定电池的电动势和内阻”分组实验,暴露出最大的问题是图像法处理数据,为此,我花了一节课专门针对该实验的数据进行处理。
4.重视“科学・技术・社会”观念渗透教育,加强对学生情感态度价值观的培养。
《普通高中物理新课程标准》强调让学生“了解体会物理学对经济、社会发展的贡献。关注并思考与物理学相关的热点问题,有可持续发展的意识,能在力所能及的范围内,为社会可持续发展做出贡献”。[2]本章教材中与社会、生活、科技相关的有电池问题、电阻问题、集成电路问题、照明电问题。我们在教学中应予以重视。
我将班级分成若干小组,对市场上可充电电池进行调查,调查哪些种类电池对环境污染较大,哪些则相对较小?各小组根据自己的调查,写出了调查报告。经过评比,我选出其中较好的三份报告在全班进行交流。学生的热情还是比较高的。通过交流,学生对于电池对环境可能造成的污染和对人类可能造成的伤害有了清晰的认识,并且了解了一些关于如何处理废旧电池的正确方法,不仅知道了科学技术造福人类,而且了解科技的发展带来的一些社会问题。学生由此明白,我们应站在更高的层面认识“科学・技术・社会”,养成环境保护、可持续发展的意识,身体力行,从每件小事做起。
关键词:课程改革;物理规律;规律教学
中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2008)5(S)-0032-3
物理规律教学在中学物理教学中占有重要地位,其教学成效直接影响到物理教学质量和学生科学素养的培养。提高物理规律教学效果的前提是了解物理规律内涵、本质和特征,并在此基础上结合学生的认知特点设计科学的教学策略。
1 物理规律的内涵
“规律就是相互联系着的事物、现象、分子、元素(因素、要素)或方面的本质之间的关系”。相应的,物理规律就是物理现象、物理过程在一定条件下发生、发展和变化的内在、必然的联系。
1.1 物理规律的类型
经过2000多年的建设,物理大厦恢宏庞大,其组成规律自然纷繁复杂。为了认识物理规律本身,我们有必要对物理规律进行必要的分类。从物理规律获得途径的角度来看,物理规律可分为实验规律和理论规律;从物理规律知识形式的角度来看,物理规律可分为定律、定理、原理等类型;从过程中不同质的运动角度来看,物理规律可分为力学规律、热学规律、电磁规律、光学规律等;从“定性―定量”维度来看,物理规律可分为定性规律、定量规律。
1.1.1 实验规律与理论规律
从物理规律建立基础和过程的不同,可以将物理规律划分为实验规律和理论规律两种。实验规律是在观察和实验的基础上,通过分析归纳总结出来的,中学物理中的绝大多数规律都属于实验规律。如电磁感应定律、欧姆定律等即为实验规律。理论规律是由已知的物理规律经过理论推导,得出的新物理规律。动能定理、万有引力定律等即为理论规律。我们以万有引力定律为例来说明一下理论规律的建立过程。牛顿在伽利略的自由落体运动定律、牛顿自己的第三定律、开普勒的行星运动第三定律等前人工作的基础上,应用他超凡的数学才能,通过理论计算建立了万有引力定律。
1.1.2 定律、定理与原理
从物理规律知识形式的角度来看,可以将物理规律划分为物理定律、定理与原理三种类型。通过大量具体事实(包括实验和观察)归纳而成的结论称为物理定律,如牛顿第二定律、电磁感应定律、光的折射和反射定律等。通过一定的论据,经过逻辑推理而证明为真实的结论称为物理定理,如动量定理、动能定理等属于物理定理类。对大家公认的具有普遍性,而且可以作为其它规律基础的物理规律一般称为物理原理,如我们中学阶段比较熟悉的功能原理、叠加原理等即属于物理原理类。
1.1.3 定性规律与定量规律
从“定性―定量”维度来看,可以将物理规律划分为定性与定量两种类型。定性规律揭示的是各物理量间必然联系的存在和发展趋势;定量规律揭示的是必然联系中量的相互制约。例如牛顿第一定律就定性的描述了一切物体在不受外力作用或所受合外力为零的情况下的运动趋势,不反映外力与运动趋势之间的量化关系,属于定性规律。而定量规律则不同,如欧姆定律,除文字描述外,我们还可以用公式I=U/R来揭示各物理量之间的相互制约关系。
不同的物理规律分类之间并不是完全对立的,比如欧姆定律即属于物理定律,又是实验规律,同时也属于定量规律。
1.2 物理规律的特点
1.2.1 物理规律的实践性
物理学是一门以实验为基础的自然学科。中学物理的众多规律都是在实践、实验的基础上建立起来的。新课程标准倡导“从生活走向物理,从物理走向社会”,在教学中应重视引导学生运用物理规律解决生活实际问题,在使用中进一步加深学生对物理规律及其物理意义的理解,这对学生能力的发展、科学素养的提升,显得尤为重要!
1.2.2 物理规律的联系性
物理规律都存在一定的联系,包括物理规律内在的概念、现象之间的联系;规律与规律之间的关系。
以牛顿运动定律为例,牛顿第一定律是说物体不受外力时做什么运动;牛顿第二定律公式F=ma揭示了物体的惯性质量、所受到的合外力与由此而产生的加速度之间的关系,是阐述物体受力时做什么运动,二者是从不同的角度回答了力与运动的关系。第一定律是第二定律的基础,没有第一定律,就不会有第二定律。虽然第一定律可以看成是第二定律的特例,但不能取消第一定律。
1.2.3 物理规律的对应性
物理规律中的各物理量都针对于某一研究对象。如果是状态量则对应于某一时刻、某一位置、某一状态。如果是过程量则对应于某一段时间、某一个过程、某一空间等,这就是物理规律的对应性。如,欧姆定律U=IR中各量均对应于同一导体、同一段电路在同一时刻的量值。
1.2.4 物理规律的因果性
因果性是物理规律的重要特点,任何物理规律都是在规律所表述的具体条件下才具有规律所阐述的结论。例如牛顿运动定律是在研究宏观低速运动物体的“前因”下,才有其结论的“正果”修成。
1.2.5 物理规律的发展性
物理规律是认识的结果,是在一定的事实基础上,归纳、推理得出的结论,具有历史局限性,只能部分地反映客观世界及其内在联系。规律会随着人的认识能力的提高和认识的深入不断发展。发展有时是温和的――是对已有规律的修正、丰富;有时是激进的――是对已有规律的否定、颠覆。换言之,物理规律不是绝对的真理,而是逐渐发展变化的,具有一定的相对性。如从经典力学到相对论、量子力学的发展变化过程。
2 物理规律教学的重要性
物理新课程改革强调改变过去过于注重知识传授的一维目标而向三维课程目标迈进。教学要以人为本,在学生获得知识的过程中,同样注重学生终身学习与发展所需的各种能力的培养。如何实现物理规律教学由传统向新课程理念的转变,应进一步明确物理规律教学在新课程实施过程中所发挥的重要作用。
2.1 物理规律教学,有助于学生对知识的理解
新课程改革倡导从三个维度对学生进行全面的培养,知识的理解历来是一个重要培养目标。依据布鲁纳的认知结构学习理论,我们教学的目的,就是引导学生建构一个理解物理知识的学科结构,从而运用知识解决具体问题。在最终建构的物理知识结构中,分散的各个点表示物理概念,联接各点的线就代表了物理规律,通过点和线及其之间的相互联系的讲解,引导学生在头脑中建构物理知识网络图。
2.2 物理规律教学,有助于学生思维能力的发展
作为智力核心的思维能力的培养对学生的发展是至关重要的。物理规律教学既是物理知识教学的核心内容,同时也是对学生思维能力培养的重要途径。
物理规律教学是在学生的感性认识(已有的对实验和事实认识)基础上,教师指导学生探索物理规律的过程。根据规律建立的思维过程和学生的认知特点,选择适当的途径方法,指导学生对感性材料进行思维加工,认识到物理规律中某些物理概念之间的内在联系,考虑到物理规律的近似性与局限性,从而概括出物理规律。作为近似反映物理对象、物理过程在一定条件下发生、发展和变化的物理规律的建立,离不开观察、实验和数学推理,也离不开物理思维,是诸多因素相结合的产物,学生在理解具有这些特点的物理规律的同时,其思维能力就会得到培养。
2.3 物理规律教学,有助于学生科学方法的掌握
物理规律的教学过程,其实也是科学方法教育的过程。我们知道物理规律的获得,少不了一些科学方法的使用,在物理规律教学过程中,合理运用一些研究方法并适时适当地进行显性教育,使学生不仅学到了物理规律,同时也学到了科学方法,培养了能力,可谓一举多得。
例如,在牛顿第一定律的教学过程中,教师重点要向学生说明的,除了牛顿第一定律的内容外,就是讲解这个规律获得过程中所用到的一个重要的科学方法――理想实验法。在欧姆定律、牛顿第二定律等的实验探究过程中,可以重点要求学生设计实验方案,在这一过程中,使学生明确研究3个变量的关系时,通常采用“控制变量”的方法。
2.4 物理规律教学,有助于学生科学探究能力的形成
提倡对学生进行科学探究能力的培养,是新课程改革的一大亮点,在新教材的编写中贯穿了科学探究精神并安排了一些科学探究的内容。由于物理规律的实践性特点,便于在课堂教学中开展实验教学,创设问题情境,从而激发学生探究物理问题的兴趣,经历物理规律发现的过程,培养学生的科学探究能力,并能使学生更好地运用物理规律去解释生活中的物理现象、解决生活中遇到的物理问题。
2.5 物理规律教学,有助于学生情感、态度与价值观的培养
我们知道,情感、态度与价值观培养,是物理新课程改革所倡导的三维课程目标中的一个维度。在物理规律的教学过程中,无时无刻不渗透着对学生情感、态度与价值观的培养。我们在进行物理规律教学时,可以通过创造良好的物理学习氛围、对相关物理学史内容的选择性介绍、开展科技创作活动、采用科学探究的教学方式等等,对学生进行情感、态度与价值观的培养。
比如,在进行牛顿第一定律的教学过程中,就可以适当地给学生讲述一下它的发展历史,激发学生的学习兴趣,同时使学生在了解亚里士多德、伽利略、笛卡儿、牛顿等大科学家的观点的基础上,使其不畏权威、理性求真的科学态度与科学精神得到培养。而在进行万有引力定律教学的时候,可以联系神舟六号载人飞船的发射与回收过程进行讲解,把物理知识与科技发展、应用技术相结合,能使学生获得一个更为宽广的视野,有助于学生形成科学的价值观。
3 物理规律教学的基本策略
当明确了物理规律教学在新课程实施过程中所发挥的重要作用之后,为行之有效的进行物理规律教学,我们提出以下基本策略。
3.1 活化物理实验教学:为学生提供主动获得规律的机会
在物理学的产生、建立和发展过程中,物理实验是归纳物理规律、产生物理假说的实践基础,是验证理论预言和假说的主要依据;在物理规律教学中,物理实验是培养学生操作技能的主要途径,是发展学生非智力因素的一个重要环节。通过实验重现物理规律的发现历程,使学生在实验操作过程中体悟物理规律所反映的各物理量之间的相互关系,有助于更新学生头脑中的物理观念、提高物理规律的教学质量。
3.2 强化物理思想教学,使学生感受物理学的理性美
在进行物理规律教学时,为了让学生最有效地掌握好物理规律,达到课程标准所规定的能力要求,应该在规律教学的过程中渗透科学史、科学思想的教育,引起学生对物理思想在物理规律建立过程中所发挥作用的重视,使学生感受到物理学的理性美,同时给学生以更多的启示。
教师在采用此策略教学时,应明确两点:一是渗透物理思想的教学策略主要是指向学生展示物理规律建立的思想史;二是科学史的历史发展逻辑与课本上的知识逻辑并不相同,规律教学过程中要引导学生感悟到二者的异同,处理好二者之间的辨证关系,在了解真实历史发展过程的同时明了知识逻辑的呈现脉络。
3.3 重视规律应用教学,让学生体会物理学在社会发展中的作用
物理规律来源于生活实践,反过来应锻炼学生将物理规律运用于社会生活实际的能力。因此,在教学中应重视引导学生利用物理规律解决实际问题,让学生体会到物理学在社会发展中的重要地位,增强学习兴趣,进而在使用中进一步加深学生对物理规律及其物理意义的理解,这对学生能力的发展、科学素养的提升,显得尤为重要!
3.4 提升教师科学素养,为实施新课程背景下的物理规律教学奠定良好基础
我们将其作为一项策略提出,重在强调教师对新课程理念与目标的钻研、对物理规律的理解、对物理规律教学的整体认识与把握等。同时该策略也是关系到物理规律教学实施效果的重要因素,教师应努力提升自己的科学素养,进而才会有足够的信心调控物理规律教学,为学生的全面发展创造最好的先决条件,从而取得最佳教学质量。
参考文献:
考点 1 电流、电压和电阻
电子定向移动形成电流.规定正电荷定向移动的方向为电流方向.会使用电流表测量电流.串联电路中电流处处相等;并联电路中干路上的电流等于各个支路电流之和.会使用电压表测量电压.串联电路的总电压等于各个串联导体两端电压之和;并联电路各支路两端电压相等.电阻是导体本身的一种性质,它的大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,大多数导体的电阻随温度的升高而增大.滑动变阻器是利用改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电路中电阻的大小的,使用时,采取“一上一下”的接线方法,通常串联在电路中.
例1(2006年太原市考题)图1是大型电子地磅的电路图。当称重物时,在压力作用下滑片P向B端滑动,变阻器连入电路的电阻________,电流表的示数_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。这样把电流对应的重量刻在电流表的刻度盘上,就可以读出被称物体的重量.
解析:当称重物时,在压力作用下滑片P向B端滑动,变阻器连入电路的电阻变小,电流表的示数变大.
考点预测:电压表和电流表的使用,探究串、并联电路中电流和电压的规律以及探究影响导体电阻的因素是中考命题的热点.命题常围绕有关电表的知识和使用规律,以填空、选择、作图等题型出现,重点考查关于电表的读数和正确连接.另外,正确使用滑动变阻器改变电路中的电流也是考查的重点.
考点2 欧姆定律
欧姆定律的内容是:导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.用公式I=U/R 表示.使用欧姆定律时,要注意是指同一导体在同一时刻的I、U、R三者的关系.串联电路的总电阻等于各个串联导体的电阻之和,即R总 =R1+R2;并联电路总电阻的倒数等于各个并联导体电阻倒数之和,即1/R总=1/R1+1/R2 .
例2(2006年黄冈市考题)图2甲是周小平同学为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如下表所示.已知继电器的线圈电阻R0为10Ω,左边电源电压为6V恒定不变.电流表0~30mA量程接入电路,图2乙是电流表表盘。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时,继电器的衔铁被吸合,空调电路正常工作.
(1)该同学将电流表改成了温度表,通过计算标出表盘上25℃的位置.
(2)为了节省电能,使温度达到30℃时空调才能启动制冷,电路中要串联多大的电阻?
(3)为了给空调设定不同的启动温度,请你提出一种可行的、调节方便的措施.(改变电阻除外)
解析:(1)查表可知,25℃时R为390Ω,则
I =1/R总=6V/(390Ω+10Ω)=0.015A.
即25℃时指针位置在表盘15mA处.
(2)查表可知,30℃时R为360Ω,则
R总=U/1=6V/0.015A= 400Ω,
故串联电阻R=R总-R-R0=30Ω.
(3)为了给空调设定不同的启动温度可以改变电压,使用调压器;改变继电器线圈匝数;使用抽头旋转式线圈等。
考点预测:欧姆定律是初中物理的重点和难点,它贯穿整个电学的计算,是中考的热点和必考内容,在命题形式上多种多样,如探究欧姆定律,或与电功、电功率、焦耳定律等知识结合在一起考查.
考点3 测量小灯泡的电阻
测量小灯泡的电阻其原理是欧姆定律.在实验过程中,先画出电路图,再对照电路图连接实物电路,在连接电路的过程中开关应断开,变阻器滑片应放在阻值最大的一端.
例3(2006年贵阳市考题)物理课上,老师请同学们设计一个测量未知电阻Rx的实验,各组同学都提出了自己的设计方案,下列是两组同学的设计情况.
(1)甲组同学决定采用伏安法,请你帮他画出实验电路图,并说明所需测量的物理量:①____________;② _______________________ .
(2)乙组同学设计了不同的方案,经讨论后同学们达成共识,设计的电路如图3,以下是他们的实验操作步骤:
①按电路图连接好实物电路;
②____________________________________________;
③____________________________________________.
(3)请你用所测物理量分别写出两种方案未知电阻Rx的数学表达式:
甲组:Rx=___________________ ;乙组:Rx=________________.
解析:(1)甲组同学的实验电路图如图4所示.需测量的物理量:①电阻Rx两端的电压;②通过电阻Rx的电流.
(2)乙组同学的实验操作步骤:
①按电路图连接好实物电路;
②将开关S断开时,记录电流表的示数为I1;
③将开关S闭合时,记录电流表的示数为I2.
(3)甲组:Rx= U/I ;乙组:Rx=I1R0/(I2-I1).
考点预测:伏安法测量小灯泡的电阻,或只用电流表、或只用电压表再辅助其他元件测量,是电学中的重要实验之一,在考试中常常出现.其实验原理、实验器材、实验步骤、实验数据的处理都是考查的重点,出题形式灵活多样,主要考查同学们的实验探究能力.
考点4 电功和电功率的有关计算
电功和电功率的计算公式分别为W=UIT和P=W/t.在生活中我们常应用电功率变形公式W=Pt来计算用电器消耗的电能.
例4(2006年菏泽市考题)收音机的基本结构可以简化成如图5所示的电路,其中R1代表机体电阻,R2为音量控制电阻,R3为扬声器的等效电阻,电源电压为3V。当滑片P滑到a端时,扬声器无声,此时流过电源的电流为15mA.当滑片P滑到b端时,扬声器音量最大,此时流过电源的电流为55mA.求:
(1)R3的阻值;
(2)扬声器音量最大时,R3消耗的电功率.
解析:(1)当滑片P滑到a端时,R1、R2并联;当滑片P滑到b端时,R1、R2、R3并联,则通过R3的电流:I3=I总- I12=55mA-15mA=40mA=0.04A.
R3的阻值:R3=U3/I3=U/I3=3V/0.04A=75Ω .
(2)扬声器音量最大时,R3消耗的电功率:
P3=U3I3=3V× 0.04A=0.12W.
考点预测:电功和电功率综合计算是中考电学计算的热点.解决此类问题的关键是:先认清电路的连接方式,分清电路的结构是如何变化的,再考虑电表所测量的物理量,最后利用串并联电路、欧姆定律、电功和电功率等知识求解.复习时,要多做一些相关练习,提高自己的解题能力.
考点5 测定小灯泡的电功率
用电压表与小灯泡并联测量灯泡两端的电压,用电流表与小灯泡串联测量灯泡的电流,再根据电功率的公式P=UI,计算出小灯泡的电功率.了解小灯泡的实际功率和额定功率跟小灯泡的实际电压和额定电压的关系.
例5(2006年大连市考题)小红同学要测量额定电压为3.8V的小灯泡的功率.
(1)连接的不完整的实物电路如图6甲所示.请用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.
(2)连好电路后,闭合开关,电压表的示数为4V,电流表的示数为0.35A,小灯泡的实际功率为_______W.调节变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8V时,电流表的指针位置如图6乙所示,此时电流表的示数为___________A,小灯泡的额定功率为______W.
(3)开关闭合前,滑动变阻器连入电路中的阻值不是最大.你除了从实物电路中直观地看到了滑片所在的位置以外,还能用在上述实验过程中发生的哪个实验现象来证实这一点?(只陈述实验现象即可,不用分析或解释)
解析:(1)连接的实物电路如图7所示.
(2)小灯泡的实际功率为1.4W;电流表的示数为0.34A;小灯泡的额定功率为1.292W.
(3)闭合开关后,电压表的示数从4V降到3.8V,或闭合开关后,电流表的示数从0.35A降到0.34A,或电压表示数变小、电流表示数变小.
考点预测:测定小灯泡的电功率是电学实验探究题的重点,也是中考实验命题的主要素材之一,它涉及到电表的使用、滑动变阻器的使用、串联电路、欧姆定律、电功和电功率等知识.所以在复习时,要重温实验,以便提高自己的实验能力.
考点6焦耳定律
焦耳定律的内容是:电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.其表达式是:Q=I2Rt,变形式为Q=UIt或Q=U2/Rt.但要注意的是,Q=UIt和Q=U2/Rt只适用于像电炉、电烙灯等可以看做纯电阻性用电器的电路.
例6(2006年泰州市考题)小华准备参加玩具赛车比赛,他运用图8所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机.设电池的电压恒定不变,他先用手捏住电动机的转轴,使其不转动,闭合开关后读出电流表的读数为2A;然后放手,当电动机正常转动时,又读出电流表的读数为0.6A.则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为()
A.91% B.70% C.30% D.9%
解析:用手捏住电动机的转轴,使其不转动,电动机在时间t内消耗的电能是W=UIt= 2Ut(J);当电动机正常转动时,电动机在时间t内产生的热量是Q=I2Rt= UIt= 0.6Ut(J).该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为η=W-Q/W×100%,代入数据得:η =70%.
考点预测:关于多档位电热器的耗电问题一直是中考的热点,既可以考查同学们对电路结构知识的掌握情况,又可以考查同学们对电能的计算能力,同时也为同学们今后设计新颖的电路打下基础,所以,这类考题在2007年中考中仍将是重点.
考点7电磁现象
磁体具有吸铁性,磁极间相互作用的规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.磁体周围存在磁场,用安培定则判定通电螺线管的极性与电流方向的关系.电动机是根据通电线圈在磁场中转动的原理制成的,发电机是利用电磁感应现象的原理制成的.
例7(2006年贵阳市考题)一同学设计了一种判断电源 “+”、“-”极的方法:在水平桌面上放一枚小磁针,在小磁针的西面放一个螺线管,如图9所示,接通开关后,小磁铁的N极向东偏转,则下列判断中正确的是()
A.电源a端是正极,在电源内部电流由b流向a
B.电源a端是正极,在电源内部电流由a流向b
C.电源b 端是正极,在电源内部电流由a流向b
D.电源b 端是正极,在电源内部电流由b流向a
解析:利用安培定则来判定,即用右手握住螺线管,让四指弯曲的方向跟电流的方向一致,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极. C选项正确.
考点预测:考查实验中和生活中的电磁现象是该考点的主要内容,应分析题目所提供的材料,利用相关规律进行解题。另外,关于电动机和发电机的原理和能量的转化也是该考点的主要考查内容.
考点8电磁波及其传播
周期性变化的电磁场在空中传播被称为电磁波.电磁波的传播也是能量传播的过程,真空中电磁波的波速为v,它等于波长λ 和频率f的乘积,即v=λ f,其中真空中电磁波传播的速度v=3×108m/s.
例8(2006年南昌市考题)下雨天在家收听广播节目时,我们发现在打雷时,从收音机里会听到“咔嚓、咔嚓……”的声音,然后才听到雷声.
(1)打雷时收音机为什么会发出“咔嚓”的声音?
(2)为什么我们会先听到收音机里的“咔嚓”声,然后才听到雷声?
关键词:电磁;教学方法;学科体系
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)17-0064-02
一、电磁学
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,在教学实践中,应从以下几个方面来认真分析处理教材。
1.电磁学的两种研究方式。整个电磁学的研究可以分“场”和“路”两个途径进行,这两种方式在中职教材里均有体现。只有在明确它们各自的特征及相互联系的基础上,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。场是物质与物质的相互作用的特殊方式。中职汽车电气设备构造与维修教材中的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,组成一个关于场的系统,该系统包括中职教材电学部分的各章内容。“路”是“场”的一种特殊情况。可以这样理解,整个教材结构是以“路”为线的大骨架,其思路可理顺为:静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等。“场”和“路”之间存在着内在的联系。麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律,是以“场”为基础的,而“场”是电磁运动的实质,因此可以这样去定义即“场”是实质而“路”是方法。
2.教学知识规律。教材知识内容可归结为物理范畴。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。该部分内容所遵循的是电学部分的重要物理规律即库仑定律。库仑定律的实验是在空气中做的,其结果跟在真空中相差很小。其适用范围只适用于点电荷,即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况。在物理学范畴中,恒定电流是重要的物理规律。它的内容有欧姆定律、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。“磁场”这一部分内容阐明了磁与电现象的统一性,用研究电场的方法进行类比,可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念。
“电磁感应”这部分内容,重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律。在这部分知识中,能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线。本部分以电流、磁场为基础,它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面,是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础。电磁感应的重点和核心是感应电动势。运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的。
“电磁振荡和电磁波”内容是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践,进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场,对场的认识又上升了一步。麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律,同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步。
3.电磁场物质属性的表现,使学生建立世界是物质的观点。电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的。大量的科学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他电荷有力的作用。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。现在的科学实验和广泛的社会生产实践完全肯定了场的客观存在,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。运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对其他运动的电荷(电流)有磁场力的作用。所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间是通过磁场而发生作用的。麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象并取得如下结论:任何变化的磁场能够在周围空间产生电场,任何变化的电场能够在周围空间产生磁场。按照这个理论,变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一场,这就是电磁场。电磁场由近及远的传播就形成电磁波。从场的观点来阐述路即电荷的定向运动形成电流。产生电流的条件有两个:一是存在可自由移动的电荷;二是存在电场。导体中电流的方向总是沿着电场的方向,从高电势处指向低电势处.导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例,即导体中形成电流时,它的本身要形成电场又要提供自由电荷。当导体中电势差不存在时,电流也随之而终止。
二、学科体系的系统性贯穿始终,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、磁场具有物质性的实质性概念。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,找出两种曲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,比如,场不是力,电势不是能等。场中不同位置场的强弱不同,可用受场力者受场力的大小(方向)跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度。在电场中用电场力做功,说明场具有能量。通常说电荷的电势能是指电荷与电场共同具有的电势能,离开了电场就无从谈起电荷的电势能了。
3.演示实验和学生实验,使得抽象的概念形象化。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。
4.培养学生运用所学知识去分析和解决问题的综合能力。学习电磁学首先要抓住场和路这两个方面,解答综合题时,首先应搞清不同的运动形式或不同的物理过程是怎样联系在一起的。一般联系渠道有两条:一是力,二是能,从而形成两条解题思路。从力的角度考虑,全面分析受力情况(三种性质的力和电磁场力)并和运动状态的改变联系起来。从能的角度来考虑,紧紧扣住能的转化和守恒定律,从而引导学生认识能的转化和守恒定律的正确性和普遍性。经过教学实践使学生明确:能量的不同形式,就是物质运动的不同形式;能量由一种形式转化为另一种形式就是物质运动由一种形式转化为另一种形式;能量不能创生也不能消灭,就是运动的不可消灭性。
三、结语
发散思维的培养首先要鼓励学生大胆发挥想象力,学习知识要不惟书,不迷信老师、家长,大胆质疑,淡化标准答案,鼓励多向思维。在寻求唯一答案的影响下,学生往往是受教育越多,思维越单一,想象力越有限。这就要求教师充分挖掘教材的潜在因素,在课堂上启发学生,展开丰富的想象力,展现物理情景,构想物理过程,想象物理结果。
在物理概念规律的教学中引导学生多方位理解、体验,打破常规,弱化思维定势,构建物理量和物理规律的方向思维。如:
利用并联电路特点结合欧姆定律推导出“两导体并联后总电阻与支路电阻的关系”:组织学生讨论:此值是否比R1、R2都小。不设具体数据,能通过代数式变换证明,引导学生从数学的量值关系,侧面理解刚学过的物理规律。
再如:通过探索欧姆定律地实验数据比较分析:得出导体AB的,小于导体CD的。在相同的电压(6.0V)下,IAB=0.6A>ICD=0.4A,问:“这个比值为什么是反映导体本身阻碍电流的性质,而不是反映导体容易导电的性质。反映导体导电性质,同一导体衡量值该是还是?”通过正向、反向思维加深对电阻的理解,从而I-U图像上图线的斜率误为电阻值的失误大大减小。
其次,通过“一题多解”培养学生的发散思维。针对同一个知识点,从相互关联的不同角度考虑,尽可能多地给自己提一些“假如……”“假定……”“否则……”之类的问题,培养多向考虑的高质量思维品质。如:
例:一灯泡标有“6V,6W”字样,现要将它接到9V的电源上,并使灯泡正常发光。求:①需要串联一个多大的电阻?②电阻消耗的功率为多大?
解法一:小灯泡正常工作,灯L与电阻R串联,根据IL=IR得:
即
解得:
R=3?
解法二:由电路中各用电器消耗的功率之和等于总功率计算。
小灯泡正常工作
总功率
R消耗的功率
解法三:根据串联电路电压分配的关系计算。
评析:通过“一题多解”,是学生不满足于常规的一般解法,勤思多想,从多角度进行发散思维的训练,使学生的思维定式具有流畅性,而不至于妨碍思维的灵活性和独创性。
再次,利用开放性试题培养学生的发散思维
开放性试题主要表现在物理情景、条件的不定性,解题过程、方法的多样性,解题和结论的不唯一性。教学过程中经常设计开放性试题,有利于培养学生的综合能力和创造能力。
例:小明同学利用图中所示的电路计算电阻Rx消耗的功率,已知电源电压不变,R的阻值为R0,开关S闭合后电流表A1的示数I0,由于缺少条件,他不能算出,请你补充一个条件,帮他算出电阻Rx消耗的功率。
分析:此题条件不足,利用公式可以求出Rx消耗的功率,R与Rx并联,可知Rx上的电压,只要知道Rx的阻值,便可求出Rx消耗的功率。所以应该补充可求出Rx的功率条件:Rx的阻值为R'或者Rx的电流为I'。
解法一:补充条件,Rx=R',则
解法二:补充条件,通过Rx的电流为I'时,
解法三:补充条件,干路电流为I,则
最后,在课堂教学和日常练习中,通过学生自己编题,锻炼了学生的发散思维。自己编题使学生处于主动地位,提高了学习的积极性,由于在编题中要考虑各种可能性,训练了学生思考问题的全面性。如:给出条件,通过学生自己编题培养学生从部分出发认识整体的分析性思维;给出部分条件和结果,通过自己编题得到需要的条件,训练学生的逆向思维,从而培养学生的发散思维。
例:请你根据电功公式W=UIt和电热公式Q=I2Rt,自编一道非纯电阻电路的计算题,并求出W和Q。
解析:一台电动机正常工作时的电压为380V,线圈电阻是2?,通过线圈的电流是10A,式电动机正常工作1s电流做功为W,线圈产生的热量为Q,求出W和Q。
建构主义理论认为,学习过程是一个以积极主动的态度进行知识构建的过程,而不是被动接受知识的过程。在整个学习过程中,学生通过主动对外部信息进行筛选,得到对自身有利的知识和经验,而原有的知识会对新问题产生一定的影响,新学到的知识会对原有的知识经验、技能或者是学习策略形成新的影响。在新知识的学习过程中,通常会出现正迁移和负迁移两种类型,正迁移是指一种学习对另一种学习有促进作用,如学习万有引力定律有利于学生对库仑定律的理解。负迁移是指两种学习互相抑制或者干扰,此类现象的产生主要发生在两类形象相似的技能或者知识之间,例如学习右手定则时,受到左手定则的干扰。因此,在物理教学过程中,需明确迁移的规律和实质,使知识、能力的正迁移,得到充分发挥,从而收到事半功倍的教学效果。
一、创设物理情境,促进正迁移
在所有的学习过程中,学生所掌握的原有的知识和经验是新知识学习的基础,学生只有熟练、准确地掌握知识的内涵和外延,才可以促进知识的正迁移。所以,在教学中,还需教师引导学生掌握所学的知识,给学习的迁移做好充分的准备。扎实牢固的基础知识是课堂教学的基本目标,同时也是迁移教学的前提条件。如在教学中强化“电势差”的概念,有利于后面“电势”、“等势面”等知识的顺利学习,后面新知识的学习加深了前面概念的理解。
通常,一种物理方法可以处理某类或某几类特征相同或相似的物理问题。因此在实际教学中,需要对问题的本质特征进行深刻的研究,掌握此类方法在不同领域中的应用。如在研究影响电阻大小因素的实验中,用控制变量法研究R和L、R和S、R和ρ之间的关系,研究各物理量之间可能存在的关系。除此之外,可以利用列表比较的方法强化学生的识记能力,使学生可以理解并掌握其中的内涵,提高学生对知识的正迁移。学生的概括总结能力会对迁移效果产生一定的影响。所以,在教学过程中,需整理、归纳已经学过的知识,提高学生学习的积极性。利用图解法、提纲法等让学生对已经学过的知识进行总结,使知识更加条理化、系统化,从而
图1实现触类旁通、举一反三的教学效果。
例如,测量旧电池的电动势和内阻。实验器材仅有电阻箱、电流表、开关各一个,导线若干。某同学根据如图1所示电路进行实验,测得的数据如表1所示。试确定该电池的电动势E及内阻r。
分析:本题属于异质同构题,其待求量是电池的电动势和内阻,然而实验中的可测变量是可变电阻R和电流I,由闭合电路欧姆定律可知,I和R之间满足数学模型x・(y+a)=c,其中c为常数;将欧姆定律变形可得到R=E・1I-r,然后用图像将R和1/I的关系进行处理,可求出E、r的值。
学习过程中能否形成正迁移,主要取决于新旧知识之间是否存在共同点,若存在较多的共同成分,则会出现正迁移。在实际教学中,教师要善于对相似的学习情境进行相互对比,并对其中相似的成分进行挖掘,以便营造一个积极良好的迁移氛围。从不同的角度研究同一个对象,可以得到不同的发现。在物理教学中,利用正迁移的关键是依照所研究问题的性质,对两个研究对象的对应特征进行恰当的选择。
二、克服负迁移,避免思维定式
当学生对所学到的规律、概念存在一知半解的状态时,就容易形成负迁移。所以在课堂教学中,教师不仅要对规律、概念进行透彻、准确的讲解,还要加强对规律、概念的变式教学,有目的地从不同角度对事物的非本质特征进行分析、评价和对比,从而使该事物较为隐蔽的本质属性突出地表现出来,从而有利于学生对负迁移效应的抑制。一般情况下,学生在学习过程中,当用一种思维模式解决了某个物理问题时,就会在大脑中产生一定的印象,从而会形成一种思维定式。在以后解决问题的过程中,这种思维定式会对需要解决的问题造成一定的影响。这种定式思维常使学生倾向于选择熟悉的方法,即使这类方法不是很好。所以,在教学过程中,需要牢牢地把握概念的本质以及外延,在此基础上引导学生认真分析物理规律,同时实施逆向思维的训练,最大限度地降低负迁移的影响,促进教学效率的提高。
一、研究《考试大纲》,做到复习有的放矢
认真研究《考试大纲》,密切关注近几年《考试大纲》中关于能力要求和考试内容的增减变化,认真学习,深刻领会,有针对性地指导高三物理复习,在复习中着重解决以下两点:结合《考试大纲》和课本落实知识点,扎实掌握基本的知识点,以不变应万变。教师首先要把握重要概念、定理、定律的内涵和外延,并结合典型习题加以训练,以加深学生对物理知识的理解和运用;其次,在复习过程中应注意紧密联系生产、生活和科技发展的实际,突出学科的实践性和应用性。
二、从学生的实际出发,制定复习计划
学生刚进入高三复习时,对高一、高二学过的内容往往遗忘较多,所掌握的知识系统性差、漏洞多,各人知识掌握的程度也不一样,分析能力更为欠缺。以夯实知识基础,形成知识网络为出发点,在第一轮复习中我们始终坚持循序渐进的原则,降低难度复习,复习每一章时对照《考试大纲》规定的全部内容及有关高考信息,了解考试的知识点和考试的重点,每章给学生2―3课的时间结合考点、课本、复习资料复习并形成知识网络,同时注意可能出现的问题,教师及时收集,对学生反映的问题教师有针对性地备好复习课。这样可以充分发挥学生的能动性、主动性,大大提高学生复习的针对性,同时还能提高学生听课的效率。
三、针对学生的现状,明确各轮复习的任务
第一轮复习是“双基”复习阶段,是高三复习中用时最长的一个阶段,以章、节为单元进行复习训练,复习的重点在基本概念及其相互关系、基本规律及其应用。其主要任务是:(1)全面复习基础知识,形成知识网络;(2)强化理解能力、推理能力、审题能力和表述能力的训练,规范解题习惯;(3)提高应用数学处理物理问题的能力、实验能力。
第二轮复习为专题复习。该阶段的复习宗旨是:使学生了解物理知识的宏观结构,掌握各部分知识的内在联系;拓宽学生的视野,强化学科内的综合;理清各类题目的解题规律、解题方法,提高学生的解题能力。关于物理知识结构,一是图表法,二是以“力”和“能”为纽带把整个物理知识串起来。通过知识的串讲,使学生在头脑中建立起物理知识的框架,使物理课本变“薄”。主干知识是物理知识体系中重点、难点,学好主干知识是学好物理的关键,是提高能力的基点,所以复习时要在主干知识上狠下工夫。如匀变速直线运动规律、牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律、电场的基本性质及带电粒子在匀强电场中的运动、欧姆定律、电阻定律及焦耳定律、串并联电路及电压、电流、电功率分配、安培力、左手定则、洛仑兹力、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动、电磁感应定律和楞次定律等。不仅要记住这些知识的内容,还要加深理解、熟练运用,要做到既“知其然”,也“知其所以然”。同时,我们应该注意,由于高考物理试题的题量较少,突出学科内综合已成为高考物理试题的一个显著特点,因此要特别注意基础知识、主干知识之间的综合运用。如:(1)牛顿运动定律与匀变速直线运动的综合,(2)以带电粒子在复合场中运动为模型的电磁学与力学的综合,(3)电磁感应现象与闭合电路欧姆定律的综合,(4)串、并联电路规律与实验的综合。
第三轮复习是回归课本、拾遗补漏和纠错阶段。该阶段主要做两项工作:一是进行考前模拟,巩固一、二阶段的复习成果,将学生的水平再提高一步。二是回归课本,进行知识整理、方法回顾、经验提升,书写习惯再强化,解题环节再规范,从细节上提高得分环节。1.对选择题不要看到一个认为正确的结果就忽略其它选项,应该瞻前顾后,细心比较,从而得到正确答案。在没有充分把握的情况下,也不要空着,可凭直觉选一个,若是多选题,通常选对其中一个选项就能拿到一半左右的分数。2.对于实验中的填空题,若是文字填空,要注意把意思表达清楚;若遇到数值填空,则要注意单位;若对有效数字有要求,要严格按规定的有效数字填写。3.解答物理大题时要注意规范解题,特别注意“必要的文字说明”,尽量根据题目写出相关公式的标准形式,步骤中要先写基本公式,而不能直接写导出公式,应有文字说明和代入题目所给数据的算式。不要将几个式子连在一起,严格要求学生规规矩矩地按步骤写基本公式。4.对于最后结果的表述,要看题目要求,写出准确的数值和单位,有必要时还要对结果进行讨论。
四、要多花心思关注学生如何学习
我们经常感叹已经讲了很多,学生还是不会,事实上我们可能只注重如何讲而忽略学生如何学,或者说根本不去关注他们是否清楚我们的讲授意图。学生做过大量的试题,我们要舍得花上一定的时间去引导学生做好几个环节:(1)对试题进行归类。如:万有引力与天体的运动专题中,有关稳定轨道运动参量、恒星质量、轨道半径的确定、变轨问题分析、同步卫星的有关常识、双星问题、星球上的动力学等问题。(2)对解题思路方法的归纳。如:共点力的平衡专题中,有关力的分解与合成技巧,三力平衡――合成或分解,四力及以上力的平衡――正交分解;已知角度――三角函数法,已知边长――相似三角形法。(3)对相似或相关问题进行区分比较。如带电粒子在匀强电场中的偏转、带电粒子在匀强磁场中的偏转等。再如:水平面上子弹穿木块,若水平面光滑和粗糙,则应分别如何处理。(4)引导学生归纳解题的关键点,如动量守恒定律运用的专题中,关于相互作用物体组成的系统的确定:两车相撞,车上的物体是否参与运动;两冰车上的小孩互相抛球,相互作用过程的选取,守恒条件的分析,速度矢量方向在守恒式中的表示(包括已知方向的表示与未知方向的表示)。
五、科学合理定位,研究复习方法
1.摆正课本与考试大纲的关系。
(1)重在理解,对基本概念和规律要弄清;(2)重视课本中的例题、习题、思考与讨论;(3)重视课本中的插图、阅读材料;(4)重视实验,让学生亲自做实验才能做好实验题;(5)教学必须以大纲为本,坚决不做无用功。
2.重视理论联系实际,在总结中提高。
高考题与新科技、生产、生活及科学研究联系紧密,题干素材的来源非常广泛,一般都是反映生产、生活、科研方面的真实材料。这类题目较好地体现了新课程理论联系实际,理论指导实践的理念。教学中要有意识地培养学生的应用意识,要引导学生关心实际问题,关注当代科学技术的成果和未来科学的发展趋势,把所学的物理知识应用到实际中去,以适应教学改革、高考改革的需要。
六、加强组内交流与协作
1.优化备课组活动,强化协作意识。
(1)开展复习课模式研究,提高课堂教学效率。
(2)坚持集体备课制度,集思广益。
(3)在强调整体意识的前提下,倡导个人合理拼搏。
关键词:物理;教学;填补
在初中物理教学中,为了学生能更好地理解教材内容,以利于每一位学生的发展,教师应当根据教学的实际情况及教材内容,采用不同的教学方法和教学手段,精心备课,认真组织教学,及时收集反馈信息,适当给学生补充一些相关知识,便于加深理解,拓展知识面。
几年来,通过我对历届初中学生学习物理的观察和了解,发现初中生学习物理往往趋于表面的知识,死记规律,硬套公式,抓不住物理概念和规律的本质东西。为了便于学生分析问题解决问题能力的提高,我本人在教学实践中,根据教学的需要,适时的对教材内容做了必要的补充。下面就这个问题谈谈本人的拙见。
一、教材中难以理解的物理概念和公式,教师应补充讲解清楚。
否则,势必影响学生对有关知识的理解和掌握。例如我在讲“欧姆定律”一节时,补充讲解公式 的意义,并说明电阻是导体本身的性质,一般情况下导体的电阻值是不变的,它不随导体两端的电压和通过导体的电流而变化,不能认为R与U成正比,R与I成反比,而且当导体两端电压为零时,导体的电阻却不为零,只能理解为 是一般情况下,电阻的一种计算公式。例如,我讲“物体所含物质的多少叫物体的质量”时,我补充讲解了“物质”和“物体”是两个不同的物理概念。例如,桌子、自行车、轮船、圆柱体铁块等成品叫做物体;而组成桌子、自行车、轮船、圆柱体铁块的钢铁、木材、橡胶、塑料等原材料叫物质。由此说明物体是由物质组成的,物体里含有的物质多,其质量就大;含有的物质少,其质量就小。通过补充,使学生加深了对物体、物质、质量等概念的理解,达到了较好的教学效果。
二、对教材中很少出现甚至未提及过但又具有很高应用价值的应加以补充,以利于学生掌握规律,触类旁通。
例如我在讲“串联电路的等效电阻”时,通过实际练习题,引导学生归纳整理出串联电路的电压分配规律U1:U2=R1:R2和U1:U=R1:(R1+R2);讲“并联电路的等效电阻”时,利用同样的方法由学生归纳整理出并联电路的电流分配规律I1:I2=R2:R1;在讲电功率的测量和计算时,让学生归纳出串联电路、并联电路中电功率与导体电阻的关系。提高了学生分析问题、解决问题的能力,加快了学生解题的速度。又如我在讲解“浮力”时,学生普遍认为“在液体中的任何物体一定都要受到浮力”。针对这种情况,我补充说明这种说法是错误的。如果物体沉底并且与容器底部紧密接触,中间没有液体时,物体是不会受到浮力的。
三、对教材中容易混淆的物理概念和规律应给以补充。
例如,讲解惯性和牛顿第一运动定律时,学生总是把它们混为一谈。每当这时,我就给学生讲解两者的区别。惯性是一切物体都具有的共性,是物体保持原来运动状态的性质,是一个物理概念。而牛顿第一运动定律是一切物体在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。是物体在不受外力这个特殊情况下的运动规律,是一种特殊情况。
四、充分发挥例题的作用,补充一题多解,培养学生的思维能力。
例如,现行初三物理课本第114页习题第六题,“电阻R1和R2串连在电路中,已知R1两端的电压为1.5伏,R2的两端电压为4.5伏,R1+R2=600欧,R1和 R2各为多少欧?”一般学生只能想出一种解体方法,即先求总电压、根据欧姆定律求出串联电路的电流,再根据串联电路电流强度处处相等,分别求出R1和R2的值。但我在处理习题时,又引导学生推导出串连电路电压分配规律“R1:R2=U1:U2”,并适时的提出问题“你能把我们共同发现的规律灵活应运吗?”,很快就有很多学生自己动手根据此规律求解,迅速得到正确答案。通过本题教学,使学生学习解题的过程成为发现问题、分析问题、解决问题的过程。创造思维的主要成分是发散思维,它是一种不依常规,寻求变异,从多方位多角度寻求答案的思维方式。平时在教学中,注意培养学生发散思维对学生创新能力的提高无疑具有非常积极的意义。
五、结合教材内容,填补一些形象生动的小实验。
新课程标准要求学生掌握和运用一定的学习方法,获取终身学习的本领,为日后走向社会打好知识和能力的基础。这就需要我们教师在教学中要注重学习方法的指导,逐步实现能力的培养和发展,进而达到掌握学法、训练思维、培养能力的目的。下面谈谈我在物理教学中的几点做法。
一、加强观察、实验的方法指导,培养观察、实验能力
初中物理中的实验教学是重要的直观教学手段,不仅使学生获得生动的感性知识,帮助学生建立思维表象,而且为学生提供可供研究的事实。因此,实验教学是不可替代的。在实验教学中教师要注意教给学生正确的观察方法:细致观察法、顺序观察法、重点观察法、比较观察法等。要根据教学目的和内容,有目的地引导学生观察,培养学生的科学观察能力。还要教给学生物理实验的构思方法:如测物质的密度,测滑轮组的机械效率,测电阻、电功率等,这些都是以物理公式为原理进行实验的。研究决定电阻大小的因素,欧姆定律、焦耳定律等,由于相关因素较多,总是先设定其中一个或几个量,再逐个量的分析,对学生进行这些方法教育,有利于培养学生的观察能力,实验能力,开拓学生的创造性思维。
二、指导学生阅读教材,培养学生自学能力
初中物理教材的知识结构一般包括三部分内容:列举生产、生活中的实例或演示实验;由实例或实验分析、归纳出重要的概念和原理;概念原理的应用与举例。自学能力的关键是阅读能力,在教学中,针对每节课的内容提出问题,对于概念教学应提出“为什么引入?”“怎么引入的?”必要时要提出“与其他概念的区别及联系是什么?”等问题。对定理、定律要重点读,要求学生逐句反复推敲。
并且从“怎么得出来的?”、“意义是什么?”、“如何应用它?”等几方面启发教学,教师对学生的解答给予补充和引导,教会学生认识和抓住物理规律的本质。可采取师生交谈法,教师设问法。
例如,“牛顿第一定律”的内容是:一切物体在没有受到外力作用时,总是保持静止状态或匀速直线运动状态。在指导学生阅读这段文字时,我特别强调注意其中“或”字的意义。为什么不用“和”字?这段话到底是什么意思?启发学生思考,让学生各抒己见。最后,老师归纳出这段话有两层意思:原来静止的物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态;原来运动的物体,在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态。通过这样的阅读和学习,使学生深刻地理解了牛顿第一定律。对后面的惯性概念也能融会贯通,知道“惯性”是一切物体所具有的要保持运动状态不变的性质。同时,也教给了学生正确的阅读方法。
三、优化复习方法,培养学生系统地分析和归纳能力
要提高复习效果,必须指导学生掌握正确的复习方法。从基本概念、定律、原理出发,采用归纳法,类比法,研究各物理量之间的联系、区别及应用,使零乱的知识系统化、条理化,形成完整的知识网络体系。所以在阶段复习和总复习中,我总是根据复习内容,先搭好一个知识结构的框架,让学生按照这个框架自己进行复习。
四、加强解题方法的指导,培养学生分析问题解决问题的能力
知识在于理解,能力在于训练,在复习阶段,不仅将概念和原理进行归纳和总结,还要精选例题,对学生进行灵活多变的变式训练,重要习题要适当扩展和延伸。通过训练,使学生从不同角度,多个侧面去认识问题,思考问题,开拓学生思路,促进学生物理认识步步深入。从不同的认识层次寻求多种解法,变学生的定势思维为多向思维,不仅有效调动了学生学习的积极性,也培养了学生的创造思维能力。 转贴于