时间:2022-05-08 21:55:58
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篇电学知识教学,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、利用实验,激发学生的学习兴趣
兴趣是最好的老师,学生对生活中用电,自然界中的电现象并不陌生,但对印在纸上的电学知识还是有些茫然。要使学生对抽象的电学知识产生浓厚的兴趣,引导学生关注生活用电,自然界中电现象,做好电学实验是必不可少的,甚至有是时为了提高学生的兴趣,还要设计更多的小实验。可是,实事是教师上课时,为了提高课堂教学“效率”,往往是用图片代表生活体验,用多媒体课件代替演示实验,用演示实验取代学生分组实验。就这样,学生做的被老师做了,老师做的被电脑做了,学生要想的被老师抢了,老师要想的都投在了屏幕上,充当了课堂的观众。其实,课堂上学生自己做,主动想,得到体验,由体验产生兴趣,才能使课堂真正成为学生自己的课堂,才能让学生从内心上热爱这一门学科。例如,在上电路一节课时,发给每位学生一个发光二极管、几根导线、和一小电池;然后让学生点亮二极管。再让学生阅读课本,归纳电路组成、状态等,记牢电路元件符号,练习画电路图。教师只在这些教学环节中作适时的指导与点评。这节课比以前的“常规课”效果要好得多,原因就是学生对物理课产生了兴趣。
二、发展思维,展示物理的趣味性
初中生学习物理的兴趣,大致处于直接兴趣阶段,他们对自然现象的解释和日常生活中实际问题的处理都具有浓厚兴趣。在教学中,鼓励学生敢于联想,敢于发表自己的见解,教师可有意制造“矛盾”,把学生置身于徘徊中,引导学生从不同角度思考问题,发挥其创造性。例如,在学习“串、并联电路知识”后,利用串联电路只有一条通路的特点,以及电键与用电器一般串联的知识,向学生提出这样一个问题:一个电路中有一个电源,一个电键K,两个灯泡L1和L2,且这两个灯泡串联,当电键K断开时,L1、L2均发亮,但K闭合后,L1不发光,L2发光,这种情况是否存在?若存在画出可能的电路图。由于已有知识的干扰,将学生置于“矛盾”之中,学生只有敢于想象,冲出电键只能与用电器串联的定势,才能解决这个问题,既加深了知识的理解,又锻炼他们思维的深刻性和广阔性。
三、借助图形,开阔学生物理解题思路
老师展开初中物理电学教学时,其基础内容就是图形,并且在对问题求解时,也离不开图形。这就说明初中物理教师应当对物理电学中的图形知识给予充分重视。在设计题目过程中,图形中埋藏大量已知信息,学生只需观察图形就能够间接地求出问题答案。因此,在物理电学教学过程中,老师加大力度培养学生辨别电学图形的能力十分重要,并且画电路图的基础也是识图。结合初中生的实际情况,老师在展开识图教学时,应要让自己有充足的耐心,由于学生初期接触电学时,还处在懵懂的状态,只有老师反复的教导,才能够使学生的基本功扎牢。只要识别电路图的基础打好,学生学习下面的知识时就会非常轻松。学生学会识图后接下来就是画图,为了确保学生能顺利的以已知情况为依据学会画图,老师在提问过程中应当提供给学生全面的知识。例如,在对学生学习的串联知识展开考察时,在有两个灯泡、一个电源和开关的前提下,是否出现下面的状况:第一是开关是闭合的,两个灯泡一个亮一个不亮;在断开开关时,两个灯泡都亮。通过提供的这两种情况,学生用画图来证实自己的想法,这时就可以开阔学生的思维,使其创新能力得到提升,同时可以加深学生的记忆。
四、综合训练,提高学生解题能力
电学知识头绪多,综合性强,做综合应用题时,学生往往感到无从下手,稍有疏忽就会酿成错误。在教学中,教师的主导作用,主要表现在指点、引路两方面。
(1)指点。学生在解题过程中由于物理知识理解不透,常会出现生搬硬套的现象,这时,教师要找准症结,给予指点。例如,在学过“电功率知识”后,笔者让学生讨论“220V,40W”和“220V,100W”两盏灯串联在电路中,哪个更亮?大多数学生会认为:100W的灯泡比40W的灯泡更亮,这说明学生被灯泡的额定功率所迷惑,而忽视了灯泡的明暗程度与灯泡的实际功率有关,找到症结后,教师让学生思考“220V,40W”和“220V,100W”的两个灯泡,哪个电阻大?将他们串联起来,通过他们的电流大小怎样?最后引导学生利用公式“P=I2R”来判断哪个灯泡会更亮。
【关键词】电学 实验教学 教学效率
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2016)09B-0100-02
电力是现今社会经济发展和人们生活都离不开的能源,正确地认识电力、完全地了解电力是人们不断学习新知识,顺应社会发展要求的表现,因而,在高中物理中电学知识成为教学的重点内容之一。如何在有限的课堂时间,让学生对电学有更多、更全面的认识是高中教师在教学时所面临的问题。而实验则是教师在教学中能够将书上抽象化的电学知识具体化的一种方法,故而,教师需要在教学时认识到实验的重要性,通过实验来提高高中物理电学教学效率。
一、电学的重要性
教师在教学中要想通过有效的实验让学生更快、更好地学习电学知识,前提是教师要认识到电学的重要性,只有在这一基础上,实验教学的开展才成为可能。电学对高中学生发展的重要性主要体现如下:
(一)电力是现今社会发展必不可少的条件。现今社会也可以被称之为“电气时代”,生产所用的机械设备、信息化时代下的互联网,甚至平时家用的冰箱、电视等都需要电力作为能原,可以说,电力是现今社会发展必不可少的条件,电对社会发展具有重要作用。因此,作为社会的储备人才,高中生必须掌握电学知识。对于高中生来说,电学不仅与自己现在的生活息息相关,而且与自己今后的工作密不可分。学习电学知识是电气时代下社会对人才的基本要求,是高中生不断学习新知识,提升自身能力的要求。教师在进行物理教学时要认识到电学的重要性,在课程时间的安排上要侧重于电学。
(二)电学是高中物理知识的重要组成部分。作为高中生,其主要的任务可以说是认真学习,全力以赴地准备高考。从应试这方面来看,电学是高中物理知识的重要组成部分,在高考物理中占有较大的分值。为了让学生从容地面对高考,在高考中能够取得较好的成绩,教师应该在教学时侧重于电学,利用有限的课堂时间让学生掌握好电学知识,使其在高考中立于不败之地。因此,从物理高考的分值构成方面看,教师在教学时应重视电学方面的知识,将理论与实验相结合,能更好地帮助学生学会和掌握电学知识。
二、实验教学的作用
要在物理电学课程中运用实验帮助教学,就必须认识到实验教学的作用。只有这样才能在教学中更好地运用实验教学,以取得提高物理课堂效率的结果。
(一)实验教学有利于帮助学生理解电学知识。经过初中的学习,高中生已经初步将形象思维转换为抽象思维,能够理解一些比较简单的抽象的物理概念,但是对于电学中电荷守恒定律、欧姆定律等专业的物理概念还不能够完全地利用抽象思维来进行理解,这就需要教师想办法将抽象的物理概念形象化、具体化,而实验就是其中一个有效的手段。教师可以利用物理实验将电荷守恒定律、欧姆定律等物理知识表现出来,让学生能够通过物理实验总结出概念,而不是照着书本上的概念背诵。
(二)实验教学有利于帮助学生记忆电学知识。实验教学不仅能够帮助学生理解物理知识,而且能让学生通过自己动手进行物理实验,从而更加清楚地知道在实验中应该注意的地方,能够更加清楚地记住实验知识点。与单纯的教师讲解相比,学生通过自己动手进行实验能够更快、更牢靠地记住电学知识,让教学取得事半功倍的效果。因此,鉴于实验教学能够帮助学生记忆电学知识,教师在教授电学知识时需要结合实验,重视实验在课堂教学中的作用。
三、利用实验提高物理电学课堂教学效率的方法
在认识到电学对高中生发展的重要作用和实验教学在课堂中的作用后,本文以苏教版高中物理中的电学教学为例,探讨如何利用实验提高物理电学课堂教学效率的方法。
(一)将实验与教学相结合。要想利用物理实验来提高物理课堂的教学效率,需要教师在上课时将实验与教学相结合。为此教师可以从三个方面做出选择:在教授知识前先进行物理实验,通过实验结果的展示引出所讲知识;在讲解知识的同时进行实验,让学生在听取知识原理时通过实验帮助对知识的理解;在讲授完知识点后通过进行物理实验加深学生对该知识点的理解。本文认为,在讲授知识原理前先进行物理实验,通过实验结果的展示能够激发学生的好奇心:这个结果为什么是这样的呢?通过学生的好奇心来提高其上课的积极性和注意力,这样对物理课堂的开展更有帮助。
例如,在讲述苏教版高中物理选修3-1第一章时,对于电荷间的相互作用和静电感应现象这一知识点,(下转第108页)(上接第100页)教师可以这样做:在正式上课前,先将验电器与金属小球拿出来,对学生说:“同学们,今天在正式讲课前我们先做一个小实验,大家看看能不能通过实验得出结论。”然后告诉学生:“今天我所带的验电器是带正电的,而三个金属小球中,一个不带电,一个带正电,一个带负电,现在我们分别用这三个金属小球靠近验电器。”得出当不带电的金属小球靠近验电器时,验电器的金箔张角有所减小;当带正电的金属小球靠近验电器时,验电器的金箔张角加大;当带负电的金属小球靠近验电器时,验电器的金箔张角减小且减小的幅度与不带点的金属小球相比更大。因此,教师就可以引导学生得出结论:电荷之间有相互作用,另外,电荷之间存在着静电感应现象。当学生通过实验学会该知识后,教师还可以让学生利用几分钟进行思考讨论:如果让带电的导体靠近不带电的验电器时,验电器金箔的张角将会如何变化?让学生通过实验――知识讲解――思考讨论的授课顺序,彻底地学会电荷间的相互作用和静电感应现象。
(二)合理选择实验器材。利用实验开展物理课堂讲授电学知识,教师需要教会学生合理地选择实验的器材,不需要的器材不准备,必须的实验器材不能缺。让学生在学会合理选择实验器材的同时牢记相关知识。以苏教版高中物理选修3-1为例,教师在讲解欧姆定律一节时,在进行实验前,可以通过引导让学生知道进行实验时所需要的实验器材是什么。教师在进行实验前可以问学生:“今天我们要学的是欧姆定律,欧姆定律是探究电路中电流与电压、电阻之间的关系,那同学们思考一下,我们进行实验时需要用到什么器材呢?”通过引导让学生思考,了解到进行欧姆定律的实验需要用到额定电压为1.5伏的干电池、导线、开关、电流表、电压表、滑动变阻器和5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,当学生知道进行实验需要用到的器材后开始实验。另外,为了帮助学生更好地巩固和记忆需要用到的实验器材的特点和用途,教师在学生独自进行实验时也可以要求学生先不看书,将自己觉得需要用到的实验器材放在桌面,然后再自己翻开书本进行检查,以此来加深学生的印象。
(三)设计适合的电路图。电学的实验带有一定的安全隐患,一旦学生在进行实验时所用的电路不合理,学生很可能会被漏出来的电流电到,因此,教师在学生进行电学实验前需要带领学生设计出合适的电路图,以提高电学实验的安全性。例如,在讲授选修3-1《第二章恒定电流》时,教师演示实验后,在学生独自进行试验前要先带领学生进行电路图设计。在设计出合适电路后,才让学生根据所设计的电路图进行电学实验。这样在保证学生实验安全的同时巩固学生的电路知识。
【关键词】:物理 电学实验 教学方法 创新
一、引言
在我国大多数的技工学校传统的物理电学实验教学方法中,都是单纯的靠教师灌输、学生被动接受知识的局面,已经在很大程度上制约了学生的学习积极性,对培养学生的学习兴趣很不利。技校物理电学教师只有不断创新课堂教学方法、改革传统的物理电学实验教学方法,做到以职业活动为导向,服务实习教学,才能培养出符合企业需求的实用型的技能人才。因此,加强物理电学实验教学的改革与创新,以加强对学生综合能力的培养,尤其是动手能力的培养问题有较高的探讨价值。
二、创新物理电学实验课堂教学方法
(一)加强实施研究性学习。
技校学生在教师的指导下,根据自己的学习兴趣和实际能力选择和确定适合自己的专题进行相应的学习研究,并在这个研究过程中逐渐获取理论知识、提高动手能力。实际上,研究性学习就是学生自己通过学习研究,不断发现问题、提出问题,进而应用已学专业知识提出问题的解决方案,最终解决问题的过程[2]。学生在这一学习研究过程中,不仅能锻炼自身的学习能力,也培养了自己的实践创新能力。在电学课堂教学过程中加强实施研究性学习,是技校教师培养实践创新型人才的需要。教师要结合电学课程实践性强的特点,在课堂教学过程中提出一些联系实际,难度适中的研究性问题,提供一些必要的实验器材,让学生灵活地应用所学的知识,合理地发挥想象力,自己设计实验方案,并可在老师的指导下完成实验。同时,教师要重视在研究性学习过程中学生普遍存在的问题,还要时刻保护学生对电学实验中各种现象的好奇心,对学生别出心裁的创新想法要特别认真仔细的考虑,积极鼓励学生勇于不断探索的学习精神。
(二)开展专业兴趣小组。
教师在进行电学基础理论知识和实验课教学的同时,可开展相关实验兴趣小组,充分发挥第二课堂的作用,根据学生各自的兴趣和爱好,鼓励学生参加各种电学实验兴趣小组,通过不断组织学生开展相应的科技小发明和电学实验小竞赛等实践活动,逐渐培养学生的学习兴趣,增强学生的动手能力。
同时,指导教师应有目的性地组织学生去往相关电子企业(美的、海尔、联想等大型电器、电子企业产品研发生产基地)观摩相关产品的设计和生产过程,在见习过程中条件允许时,也可让学生在专业电子技术工程师的指导下参与相应产品的设计及生产过程,借此可提前充分体验电工专业职业技术人员的的工作活动内容,以开阔学生的专业视野,开拓学生的思维模式,真正落实以职业活动为导向的指导思想。
(三)加强课堂演示实验。
在我国大力提倡素质教育的今天,对于技工学校来说,培养学生的动手操作能力尤其重要,把理论知识和动手实践统一起来,才能达到培养动手能力强的技能型人才的最终目标。现在大多数技工学校采用的物理电学教材中,为帮助学生加强理解、巩固相应知识而设置的课堂演示实验,教师在进行演示前,应引导学生对实验过程中可能发生的实验现象或结论先进行预测,提出自己的看法,尽可能在教师指导下让学生自己动手,完成相应的演示实验操作过程,培养学生自己独立对实验现象进行观察,分析,总结的能力。学生如果把上述内容都完成的很好时,教师都可以不必重复进行实验演示,如完成情况不理想时再进行相应的实验演示。学生经过这样长期的训练,不但能够培养其课堂学习主动性,还能极大提高学生的创新思维能力。
(四)创新课堂教学。
在电学实验学习过程中,无论是对实验原理的理解,还是对基本操作的掌握,都离不开学生积极主动的独立思考,学生自身的学习思维能力显得非常重要[4]。但是,培养学生的学习思维能力不可能一蹴而就,其任务艰巨且复杂,为了培养实用技能型的专业技术人才,要求电学实验和其他各相关学科的教师都要为学生创造一切合理的机会,在教学过程中注重培养学生的学习思维能力。例如:在指导电学“直流电规律”的实验过程中,可以让学生结合已学习过的电流、电压、电阻等基本概念,试着自己独立分析电流在通过闭合电路使电路中电压下降的现象,得出闭合电路中电流与电压的基本关系,在综合分析总结的基础上,从而得出欧姆定律。像这样,在学习闭合电路中“直流电规律”后,学生通过自己的分析和总结,对闭合电路中的各种影响因素的相互制约关系能够获得相对更全面、深刻的认识。学生在学习电学基本概念和规律,以及运用专业基础理论知识解决实际问题的过程中,能不断增强其分析和解决问题的综合能力。所以,技校教师在电学实验教学过程中,应该有计划、有意识地在课堂上加强培养学生的分析和解决问题的综合能力。
三、创新电学实验教学模式
(一)在学校网站上设立实验网页。
实验作为技工学校电学教学内容的重要组成部分,可在学校的网站上专门设立相关网页,将学校电学实验的具体情况提前刊登在网页上,对学生实验内容,安排,实验要求和规程,以及实验项目的最新变化情况等及时进行更新,使学生在浏览访问过电学实验相关网页后,对自己的实验学习安排能有一个基本了解,对实验能够做有充分准备。
利用学校的网络进行电学实验教学,使学生能根据自己的实际情况,通过网络与实验指导老师进行充分的沟通和交流,观看网络上的实验操作步骤视频等各种方式,使学生自身能提前较全面地认识和掌握相关实验的具体操作步骤,操作要领等,让学生可提前安排自己实验前的准备工作及实验后的报告总结。通过采取这样的实验教学模式改革,不但提高了学生电学实验课程的学习效率,还带动了学生利用网络学习的兴趣。
(二)多媒体教学课件的应用。
学生电学实验虽然是一个以自己动手操作,实践为主的学习过程,但指导老师必要的知识讲解仍然十分重要,否则,很多学生就会在实验过程中出现做不快,做不好,甚至不会做的不良现象,所以,指导老师必要的知识讲解是实验教学过程中不可或缺的环节。但是,电学实验教学内容知识点一般信息量较大,指导老师如果讲的方法不适当,也很难取得满意的效果,这时,就应充分发挥多媒体教学信息量大,动画演示性强的优点,重点解决实验过程中做什么和怎么做的问题。例如,在讲解“实验安全知识”过程中,为了突出强调在电学实验实际操作过程中注意安全的重要性,可先组织学生观看各种由于违章操作而引发的触电事故方面的有关视频,并要求学生分析总结引发这些事故的原因,以从这些严重的事故伤害中吸取经验教训。
(三)实现理论与实践教学互动。
理论联系实际,理论教学与实验操作二者在整个物理电学教学体系中相互促进、相得益彰,可为学生进行电工实习时进行必要的理论知识储备和专业技能训练,并最终服务于培养实用型技能人才的教学目标。实验操作环节可使学生在自己动手操作过程中增强对相关理论知识的理解和掌握,而对理论知识学习的不断巩固和深入,又能更明确地指导自己实验过程中的实际操作。为了能使学生能及早有效地将自己所学的电学理论知识与电学实验操作、实习活动内容联系起来,教师在课堂上讲解相关理论知识时,可将与该学习内容紧密相关的实验操作和实习活动内容提前为学生讲解,使学生能够为以后相应的实践性学习提前做好充分的准备,增强学生的学习主动性。
(四)增加设计性实验内容。
在电学实验教学过程中,部分学生并不满足于指导老师提前安排好的实验内容,他们对很多电子产品的设计很感兴趣,并试图亲自设计、制作一些新的电子或电工产品出来,为此在已经完成安排的实验内容基础上,增加适当的设计性实验内容,使学生能运用自己所掌握的电学专业知识和技能,设计相应的电工或电子产品,以培养学生的创新能力和动手操作的技能。
四、结语
随着社会的不断发展,我国对技术人才的技能要求也在不断增强,技工学校承担着为国家培养实用型技能人才的重大使命。因此,在技校物理电学课堂和实验教学过程中,进行相应的改革和创新,能够不断激发学生对电学实验学习的主动性和创造性,增强对实际项目的操作技能,对培养实用型的技能人才有极大的帮助。
参考文献:
[1]李义府,吕向阳,加强工程训练培养创新能力改革电工电子实践体系[J],电气电子教学学报,2000,4
[2]马义荣,对高职院校培养高技能人才的思考[J],中国高等教育,2004,11
关键词:MOOC;教学模式;教学改革
0引言
《电路基础》、《模拟电路》、《数字电路》和《微机原理》是我校面向电子相关专业学生开设的系列基础课,这些课程的教学通常由理论讲解和操作实践指导两部分组成。为了培养学生的实践操作能力,我校为电学实验课配备了专门的实验室,并由专业的实验教师对学生的实践操作进行指导。实践是验证理论知识的唯一手段,通过实验教学将这些课程理论知识融会贯通对学生尤为重要。然而随着“互联网+”教育理念的不断发展,传统的面对面指导教学的教育模式已经不能满足学生创新能力培养的要求。因此,经过不断的探索研究,我们总结出一种基于MOOC的电学实验课混合教学模式。
1 传统电学实验课教学模式
传统电学实验课主要是以实验室为单位,每个实验室配备1~2名实验教师,教师先对实验项目进行演示,再让学生重复实验过程并对学生操作进行指导。整个教学模式主要存在以下几个问题:①理论知识无法实时支撑实践操作。电学实验课的开设是需要理论讲解课作为基础支撑的,学生在教室进行了理论知识的学习之后进入实验室将理论知识通过实验进行验证。但是通常受到场地的限制,理论、实践课程不能同步进行,学生在实验课上无法很好的对理论知识进行回顾,使得教师需要对理论知识进行重复讲解,降低了实验课堂效率。②实验课教学方法单一。每一次电学实验课通常由实验教师选取固定的实验项目进行操作v解,学生再按照教师的讲解进行实验。整个教学过程以教师为主体,是一个单向传授的过程,无法启发学生的自主创新能力。③没有建立统一的实验教学项目资源库。学生课上在教师的指导下完成实验项目,课后提交实验报告。整个教学过程中没有有效的平台对实验项目进行整合管理,学生没办法实现随用随取。因为所有的电学实验课在知识结构上都是相关联的,实验课的目的不单是做实验,而是为后续综合项目的实施打基础。因此建立有效的实验项目成果管理平台对学生的后续深入扩展学习尤为重要。④缺少公共创新实验交流平台。电学实验课对学生创新能力的培养起到了至关重要的作用,只有给学生提供一个思想交流碰撞的平台才能激发学生的学习兴趣,创造出更好的实验项目。⑤课程实验考试评价模式单一。传统的实验课程依旧采用教师考评制,忽视了学生在整个学习过程中的主体地位,无法调动学生的学习积极性。
2 基于MOOC的电学实验教学模式
2.1 改革的必然性
MOOC,即 Massive Open Online Courses(大规模在线开放课程)。它最早由加拿大的Dave Cormie和Bryan Alexand联合提出。随着网络的不断发展,越来越多的知名大学加入MOOC联盟[1-3]。通过慕课教师可以将知识点整合成5~10分钟的专辑通过网络,同时学生可以根据自己对知识点的掌握情况自主选择学习对象。慕课具有开放性、大规模、自主性等特点,利用MOOC的这些特点,通过它整合多种社交网络工具和多种形式的数字化资源,形成多元化的学习工具和丰富的课程资源,从而建立新型的电学实验教学模式,便能很好的解决电学实验课存在的问题。
2.2 改革的教学模式
为了促进电学实验课优质教学资源的整合和共享,提高课程的建设水平和教学质量,我们对传统的教学模式进行了改革,形成了基于MOOC的电学实验混合教学模式该模式主要包括教学信息的组织与展示、教学材料组织与、协作学习与讨论、教学效果跟踪评价与反馈等模块:
(1)教学信息的组织与展示
教师将每一堂实验课的教学内容、学习目的及要求上传到云盘,学生可以通过云盘进行下载。提前将授课内容上传到网络,方便让学生在课前对实验相关知识点进行梳理,提高学习效率。在课堂上以学生为中心,教师多采用引导的教学方式,改变传统知识的灌输模式,让学生根据知识的掌握情况自主选取实验难度和内容。
(2)教学材料组织与
课后,教师将课堂教学内容以视频的形式到网上,并根据学生的课堂表现和实验项目的完成情况合理安排下堂课的教学内容。学生可以通过视频资料对每堂课的知识点进行课后复习,以达到强化知识点的目的。
(3)协作学习与讨论
将验证性实验项目改为以难度区分的综合性实验项目,让学生自由组合成3~5人的项目小组,进行协作学习。完成项目过程中,通过对实验内容及方法进行讨论,形成多样性的实验方法,培养学生的创新能力。通过微信建立讨论区,让学生将自己对实验项目的创意上传到共享空间,从而让其他同学可以对其进行重复利用或者重新组合。答疑的过程不再是由教师主导,而是集体式、开放式的,问题也可以由在线的同学代为解答。通过这种协作学习与讨论模式,培养学生的学习兴趣。
(4)教学效果跟踪评价与反馈
区别于传统的期末考评制,我们构建了多元化的动态考核方式。考核模块由“平时实验报告的提交与报告质量+实验操作情况+期末考试成绩+MOOC等交互式平台活跃度”构成。通过多元化考评体系的建立,更客观、全面的对学生学习效果进行跟踪评价,进而对教师教学进行实时反馈,以便教师改进教学方法提高教学质量。
3 结束语
近几年,MOOC已经发展成为各个学科教学的热点平台。电学实验课是高等院校电子、通信工程以及自动控制等专业的重要基础课程,我们结合电学实验课的特点,构建了基于MOOC的电学实验课混合教学模式。该模式既体现了以学生为中心的新型教育教学思想,又充分发挥了学生学习的自主性和教师授课的主导性,有利于培养学生成为具有创新能力的高素质工程技术人才。
参考文献:
[1]吴霞,李弘洋,沈小丽,等.电类基础实验课程递阶式的混合教学模式探索[J].教育教学论坛,2014(3):69-70.
关键词:初中物理;实验教学;电学
【中图分类号】G633.7
【文献标识码】C
【文章编号】1671-8437(2012)01-0065-01
物理是一门实验科学。但传统的实验教学仅仅是验证课本知识,每一个实验都是按部就班地操作,学生都是处在被动学习的状态。随着新课程改革的实施,这种实验教学的模式必须进行改革,要在实验教学中培养学生的动手能力、创新意识和实践精神,教会学生科学的方法,提高他们的科学素养,开辟物理实验教学的新天地。电学实验是初中物理教学的重要内容,新的课程标准实施以后,物理实验被提高到与科学内容一样重要的地位,这就给改进初中物理实验教学,提高学生实验技能提出了更高的要求。笔者就当前初中物理电学实验教学的创新策略谈谈自己的一些实践和探索。
一、实验技能与实验探究能力培养并重
在当前新课改的大潮中,不少初中物理教师也在尝试创新,由原来在课堂上讲解实验步骤的方式转变成讲解实验,进行实验探究的过程,用多个有代表性的探究性实验反复向学生讲解和演示,在反复训练之后,学生的实验探究能力确实较以前有了一定的提高。然而实践表明这种看似新的模式尽管能提高学生的实验探究水平,但是对学生实验探究能力的发展并无益处。究其原因根源在中考,中考的实验试题注重基础知识和探究过程,并不关注实验技能。中考无疑是现实教学的指挥棒,考什么就教什么。再加上很多地区和学校都将学生考试的成绩与教师的考核、奖金的发放等现实问题挂钩,教师的课堂教学自然就急功近利了,因而很多教师认为做实验是浪费时间,这是一种必须要纠正的错误观念。
新的课程标准明确将科学探究纳入其中,目的就是加强学生科学素养的培育。不仅要让学生学习物理知识与技能,还要让他们经历科学探究的过程,学习科学的方法,认识科学、技术与社会,逐渐确立科学的世界观。要解决现在初中物理电学实验教学的问题,就要将学生的实验技能和实验探究能力同步培养。在教学的过程中,不能盲目追求科学探究能力而不重视实验技能的培养。学生实验如果变成只会动脑不会动手,那对学生的长期发展和全面发展是没有任何好处的。
二、不断完善电学实验的教学体系
初中生基本都是从初三开始接触物理电学方面的知识的,电学知识非常抽象,学生开始学习电学知识都是从常见的电现象入手,通过现象观察,自己动手做实验,透过现象思考本质。因而电学实验的设计体系将影响到学生电学知识的学习效果。
笔者现在用的教材是苏科版义务教育课程标准实验教科书,这套教材在新课程理念指导下,主要从学生的感官人手,用全新的视角呈现学生要学的基本知识。虽有创新之处但整体逻辑性不强,对教师的基本功要求较高。因而在电学实验教学中,成体系的教学过程定会事半功倍。笔者用手电筒举例让学生明白了电与电路的知识。明白了简单的用电。再让学生自己拆装手电筒从而了解简单的电路,学会画电路图,进而学会设计简单的电路,通过一个实验就能解决一系列问题。第二个实验可以让学生观察教室的日光灯。通过开关的断合观察日光灯亮暗的变化,让学生去猜测日光灯的连接路线,设计出电路图,再用准备好的实验器材去验证学生的猜测。教师在这里就是要利用学生的好奇心激发他们主动探究。再去比较各种连接方式有何异同。学生会在好奇心的驱动下完成任务。总结出电路的特点。整个过程环环相扣,学生手与脑并用的能力提高了,他们的观察、思考与总结能力也得到了提高。这样就可以让学生做到学以致用,举生活实例说明应用实例,实现由物理课堂到现实生活的过渡。
再如在学习电功和电能时。可以找来电能表(表盘式或数字式),让学生真实感知电能表的结构,熟悉电能表及其使用的注意点,为下面测算电功率做好准备。在实验探究电功的影响因素时,在反复比较电热丝点火柴、电热丝对煤油加热这两个实验之后,笔者认为还是对煤油进行加热的实验更能从定性和定量二者关系上反映电功与电压、电流及时间之间的关系。因为学校教学条件限制,这一实验只能演示后再用实物投影的方式展现,但实际效果必定不如学生自己动手实验好。我们切忌不能偷懒用板书实验取代学生实验或者演示实验,因为那样做从长远来看对学生是有害无益的。
在电学实验中让学生从身边的器材人手,会更容易接受新知识,再由浅入深让他们在不知不觉中学习知识,这样突破重难点也是水到渠成。所以对初中生应考虑从其兴趣出发。考虑他们的好奇心并利用他们的好奇心理,还有追根溯源的个性,发挥物理学科的教学特点,用物理实验结合物理知识牢牢吸引住学生,让他们在快乐中学好物理。笔者一直采取这种电学实验教学体系,收效甚好。
三、全面提升学生的实验素养
物理实验是物理教学中的主要内容之一。作为一门以实验为基础的学科,物理学的每一个概念、理论、规律,都是以实验为基础建立的。因此,在高中物理教学中,实验是学生获得物理知识的基本方法,电学实验则是物理教学中重要的组成部分。那么,在高中物理教学中如何正确运用电学实验呢?下面,笔者就如何搞好高中物理电学实验的教学进行探讨。
一、制定物理实验课教学目标
1.制定实验教学总体目标
结合使用教材物理实验的全部内容,根据学生的心理特点、思维特点,对物理实验教学目标要有一个总体认识,对学生将要达到的能力水平本文由收集整理、实验素质,有一个终极的培养目标。在终极目标指导下,具体制定每一个实验课的教学目标。
2.制定实验课教学的模糊式目标
在终极目标的指导下,制定每个实验课的模糊式目标。目标的陈述不能太过于笼统,否则难以指导教学和评价,但目标的陈述也不能太具体,否则会过分限制学生的主观能动性,也就是说目标的制定既要易于教师实验课教学的操作,又要易于对学生实验课学习目标的评价,还要尽可能体现出学生在实验课教学中的主体地位。
3.制定实验课教学的细化目标
将每一个实验课教学目标进一步分解、细化,将学生能力的培养及反映学生内心心理活动的实验素质的培养转化为外显的行为,使之可观察、可测量、可评价。
4.制定可调整性目标
由于实验教学目标是教师根据大纲和已有的经验制定的,它不一定符合各种条件已经发生变化的学生群体,也不一定符合新的群体中个体的特点。在制定目标时要考虑各种因素的变化,制定出可根据教学实际而及时进行调整的目标。
二、杜绝枯燥教学,选用合理教学方法和方式
在电学实验教学中,在讲述考点的同时,应充分运用网络资源、文字资料、影像资料等帮助学生更好地掌握电学实验的精髓,做到寓教于乐。另外,美国物理教师常常鼓励学生根据自己的兴趣和基础知识来设计实验,自由地研究、提问、采集和分析数据,验证假设,写实验报告。注重学生体验做实验的过程,注重学生创造性的培养,而对学生的实验结果不要求准确。在课堂上教师应该给同学们分析历年高考中的经典实验例题,采用举一反三,一题多变的方法引导学生依据实验要求。从实验原理出发,根据实验的可行性、准确性、操作性原则,分析设计电学实验方案,引导学生知识迁移,加强学生实验能力,帮助学生形成发散思维。
三、培养学生学会使用电学基本仪器,并画好电路图
学会准确使用电学基本仪器,是做好物理实验和设计物理实验的基础。电学常用的仪器是:电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱等。让学生了解基本仪器的构造、原理、用途,掌握仪器的量程、使用方法和注意事项,比如部分仪器需要零点校正、零误差修正等,以达到熟练使用、准确读数。同时应让学生对电学实验用什么电路图准确熟练掌握,根据图选择适合的仪器,进行正确的实验操作。
四、培养学生灵活学习的能力
当学生大脑里一旦产生了好的想法与设计时,就应及时让他们通过实验来验证,通过验证,能极大地激发学生的创造热情。对于所学电学知识应该能灵活运用,指导学生联系身边的生活实际分析解决问题。我国早在20世纪五六十年代。针对当时中学物理实验器材奇缺的情况,著名物理教育家朱正元教授就曾亲自动手,利用日常物品制作了大量实验器材、设计了数以百计的效果良好的物理实验,他提出的“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”至今仍为广大中学物理教师所称道。所以应当告知学生们处处留心皆学问的道理。在日常生活中巩固学校中所学到的物理电学知识。
五、培养学生的实验设计能力及基本原则
实验设计是指根据实验的目的和原理,利用已有的知识储备和实验技能进行创造性思维,通过探究从而确定实验仪器、装置和操作方案的活动。它包括:设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。学生制订实验计划、培养实验探究能力的过程就是物理实验设计的过程。学生设计实验首先应该建立在熟练掌握电学知识的基础之上,然后运
用学生的观察力、想象力、分析能力、类比能力、创新能力等进行实验设计,其中应该着重培养学生的分析能力和创新能力。下面结合几个具体实例谈谈如何提高学生进行电学实验设计的能力。
1.实验设计思想
设计性实验的核心是设计,而确定实验原理和选择实验方案是实验设计首先需要考虑且又彼此相互联系的两个方面。选择实验方案。一般是根据所提供的器材和实验要求选择合适的实验方法和测量方法。无论是演示实验、分组实验还是课外实验,在实验的装置配备、设计、操作、数据处理各个环节,都蕴涵着丰富的实验思想,如控制的思想、比较的思想、转化的思想、放大的思想、替代的思想,等等。只有充分掌握了这些实验思想,才能有效地依据实验原理设计出深刻精巧的、符合要求的实验,进而获得可靠的、有价值的实验结果。比较思想是物理实验设计的基本思想。在物理实验中除了一些定性实验外,几乎都要对物理量进行测域,而测量一般是将待测物理量与选作标准单位的物理量加以比较。当然,要进行比较,光有标准量具还不够,还要配置比较系统,并注意比较的条件。
2.选择电学仪器的原则
(1)安全性原则
要根据实验要求和客观条件选用合适的仪器,使实验切实可行,达到预期目标。对于量程选择时要注意不能损坏电学仪器,电阻类器件的电流不能超过其最大允许电流等。
(2)准确性原则
准确性原则是指选用的实验器材要考虑尽可能减小实验误差。要减小实验误差、提高实验精度,途径是多方面的。
(3)操作性原则
实验时需考虑调节方便,便于操作,如滑动变阻器的选择,既要考虑它的额定电流,又要考虑它的阻值范围,在二者都能满足实验要求的情况下,还要考虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。
(4)经济性原则
【关键词】高中物理 电学实验 教学策略
引言:众所周知,高中物理电学实验教学作为学生高中阶段学习的一个难点、重点,学生对这部分知识掌握情况直接关系着其学成绩情况,更影响着学生对物理学习的感兴趣程度,加强这一部分教学的趣味性、可操作性,创造条件让学生在强烈学习好奇心促使下,积极投入到高中物理电学实验教学中,就成为广大一线教师所必须重视的工作。
一、构建互动教学模式,提升学生学习兴趣
在以往的教学过程中,教师往往会采取依照教材一章内容接着一章内容的授课方式,在完成书本教学之后,才会安排统一的时间进行实验课教学,这种教学方式最为明显的缺陷便是物理基础知识差、理解能力相对较低的学生会觉得物理课堂十分枯燥,他们不会积极地投入到学习中。笔者在教学的过程中发现,假如将理论知识与实验教学结合起来,教学效果将会得到明显的提升。举例说明,在授课过程中,笔者使用物理实验对电路进行演示,引导学生通过现象观察出定理,使用“提问引导”的策略,让学生通过思维发现总结归纳出课堂理论,笔者进行最后的总结。电路电阻串并联是高中物理教学的一个重点,讲解到电流分流知识过程中,笔者首先给学生进行实验演示,此次试验中电路图如下:
图一电路图
笔者首先将开关S1闭合,让学生观察电流表A1、A2的具体数值,然后再闭合S2这个开关,让学生记下三个电流表的数值,注意引导学生重视整个实验的现象,并且记录好实验的数据,接下来笔者向学生提问:“问什么电流表A1的值等于A2、A3的数值之和?”学生纷纷将整个电路看做是一个整体,认为A1=A2+A3是没有任何悬念的,A2、A3是电流经过A1之后的两个分支。接下来,笔者先后对滑动变阻器R1、R3进行改变,让学生仔细观察电流表数值,提问学生得出什么结论,学生回答:“电阻不同,电流表的数值也会出现差异。”教师接着问为什么会出现这种现象,这个问题相对难度较大,教师可以给学生五分钟思考,在此之后教师再详细地讲解电阻串并联以及电流分流的相关课堂知识,在这样的授课方式下,学生可以带着疑问进行学习,在好奇心的促使下提升学习效果。
二、提升学生独立试验的能力
物理电学实验教学作为学生进行物理知识学习的一个重点,不仅仅要求学生拥有较强的动手能力,同样要求学生对于其有明确的认知,了解一个实验过程中所涉及的各个环节,诸如实验目的、电路图如何进行选择以及试验仪器安装等等,因此在笔者教学的过程中,十分注重对这方面知识进行传达。举例说明,在高中物理电学实验教学之前,笔者着力于将学生明确实验目的看做重点,只有明白为什么进行试验,才有可能让学生有条不紊地进行学习。正式开展试验之前,学生需要对电路图进行一次全面的了解,准确的获知在此次试验中什么是已经知道的物理量,哪一些是需要测量的物理量,以上文所提到的例子举例说明,教师问学生:“此次试验中,我们有哪些已知量呢?”学生回答:“电压、电阻。”教师继续提问“那么,我们有哪些量是需要测量的?”学生回答:“电流。”怎样才能够了解到这个电路图中的电流,学生异口同声地回答:“电流表”,在这样的问答中间,学生对于此次试验就有了初步的认知,对于试验所需要的仪器、仪表就能够有一个明确的认知。除此之外,为了更好地保证教学效果,提高学生的动手能力,笔者还十分注重让学生根据电路图进行仪器设备安装,将正确安装看做是一项重点,尽最大的可能降低试验过程出现的错误,有意识地增强学生对于电路的认知,不断巩固学生的基本知识,达到提升学生独立试验的能力。
三、充分利用实验室资源
教师在进行物理电学教学的过程中,必须将最大限度地利用实验室现有资源看做是一个重点,只有在充分意识到只有最大限度地将资源利用率发挥到最大、只有真正地让学生参与到实验中,才能够真正地将实验原理传递给学生,才能够为以后学生真正地解决实际问题提供一个良好的前提条件。对学生定时开放实验室十分有必要。利用实验室最为明显的两个积极作用在于:首先,物理实验课是十分有限的,学生可以在课下的时间将没有完成的实验完成,这对于他们进一步加强对于试验认知,了解相关原理是十分必要的。其次,在课下的时间,一旦学生获得新的灵感想法,他们能够得到机会直接用实验进行认证,这对于鼓励学生创新有着十分积极的作用。除此之外,在实际的教学过程中,通过经常的实验学生还能够对实验仪器进一步的熟悉,这对于提高课堂效率也是十分重要的。
四、结语
电学实验作为高中物理教学中的一项重点,本文通过对高中物理电学实验过程中,教师建立起互动教学模式,提升学生学习兴趣、着重提升学生独立试验的能力以及最大限度的利用实验室现有资源等三种方式的探讨,试图为广大教育工作者更有效地开展高中物理电学实验教学寻找出积极有效的新方法,提升教学效率。
【参考文献】
[1]丁学理.高中物理电学实验教学策略[J].考试周刊,2012(92):124-125.
关键词:初中物理;电学;计算题;解题技巧
随着社会发展的脚步日益加快,大家对学习的要求已不再满足于储备更多的知识,而是要掌握学习的方法与技能。学习的根本作用就是解决实际的生活难题,物理问题无时无刻不伴随我们的生活,从时间到空间、从质量到数量,我们一直在解决物理问题。在近几年我国对中学生各方面能力都进行强化,由于年龄的原因中学生在逻辑思维以及文字理解方面确实有着无法弥补的短板。这要求教师在平时教育过程中要注重学生在此类题目上的训练,掌握答题技巧。
1.初中电学的知识结构
美国教育心理学家布鲁纳主张,教学的最终目标在于促进学生对学科结构的一般理解。掌握电学学科结构有助于提高学习兴趣,有助于学科知识的记忆,并在类似的情景中广泛迁移应用。所以在教学过程中帮助学生构建一个完整的电学学科结构就显得尤为重要。初中电学部分尽管内容繁多,但主要由三大系列公式和两大基本规律(即串并联电路的特点)作为骨架支撑,而充当填充组织的内容,像识别串并联电路,电表的用法及其读数所代表的含义等则作为学科基本素养存在于学生大脑―电学知识结构当中。
三大系列公式:
两大基本规律:(1)串联电路的基本规律:(以两个电阻R1和R2的串联为例)①串联电路的各处电流相等,即I=I1=I2;②电源电压等于各个用电器电压之和,即U=U1+U2;③串联电阻的等效阻值为R=R1+R2;④串联电路消耗的总功率等于所有用电器功率
和,即P=P1+P2;⑤串联电路总电功等于所有用电器的电功和,即W=W1+W2。
(2)并联电路的基本规律:(以两个电阻R1和R2的并联为例)①并联电路中干路电流等于各个支路电流之和,即I=I1+I2;
2.基础知识
在平时老师的教学中,首要的教育点必须是基础知识,只有对其理论依据有最为彻底的理解,学生在以后更多知识的延伸上才可以做到迅速接受,举一反三。对于电学来说就是对电路各方面的基本信息有着倒背如流的记忆。这样才可以在做题的时候准确抓住考核的知识点,并进行知识网络的编制。
3.解题公式记忆技巧,防止其数学化
对于物理来说,它和数学一样有着缤纷复杂的很多公式。这就要求老师在教育解析这些共识的时候将它们务必进行公式推导,使其物理含义能够完全暴露在学生脑中,而不是让学生进行死记硬背。大量的实例说明对于死记硬背的公式,学生长期记忆的准确度大大降低,经常在使用时出现差错。下面就是一些老师在此方面教育的方法建议:(1)在讲解基础公式时,适当进行一些小的情景实验,通过最为直观的物理现象将公式理念展现给学生,从而帮助学生进行理解记忆。(2)对于一些物理问题,可以让学生自己进行课外的合作探究,布置一定的课余开放性学习作业,如对于追击问题和速度问题,可以让几位学生一起模拟情景,这样可以让他们从自身角度体会物理知识。
总而言之,只有将物理学科的知识公式等赋予自身的理解模式才可以椭学生在学习时系统地了解知识,建立物理知识体系,对以后理解更深层次的知识提供强有力的基础。
4.解题思路
教学中发现,有些学生面对电学计算题,难以找出已知量和未知量之间的关系,解题存在畏难情绪,要么不知从何入手,要么解题中出错。这是因为他没有一个正确的解题思路。要建立正确的解题思路,首先要掌握基础知识,熟记公式,然后认真读懂题目,充分了解已知条件和题目要求。题目中如果有图像,就要充分利用图像,从图像中获得有用信息,用在解题当中。
(1)向下推导,认真阅读题目,找出题目中的已知条件,联系相关的物理公式,顺向思维,推想:已知这些条件,根据相关公式,就可求出另一物理量。例如:关于某一元件的电压U和电阻R已知,求出的新物理量也许是题目所要求出的,也许对后续解题有帮助。
(2)向上倒推,认真阅读题目,弄清题目要求,联系相关的物理公式,逆向思维,倒推:要求出该物理量,需要知道哪些物理量呢?电学计算题确实不难,从上可以看出,任何一个电学公式(除计算电功的公式外)都是三个物理量之间的关系。所以电学题的解法我们可以归类为“已知两个物理量求第三个物理量”的简单题型中。电学题无非就是建立串、并联电路进行出题,而已知条件就是电流、电压、电阻(电功或电功率),如果其中两个已知条件恰是某一公式中两个对应的物理量,此即为本题的突破口,下一步的计算就显得顺理成章。
5.运用数学方法的解题策略
在初中物理习题的解题过程中,数学方法的运用主要是指不等式法、列方程法和假设法等,应根据实际的习题内容来选择最合适的解题方法,如,在解决力学中力的平衡问题时,可以合理地运用列方程方法,以利用“平衡条件”这个已知量来列方程。目前,列方程这个解题策略已经成为初中年级物理习题中比较常用的解题方法,需要按照找等量关系、列方程和求解三个步骤来进行,才能更快地解答出所求的物理量。由于人的思维经常都处于比较朦胧的状态,只有在对某个事物进行详细研究的过程中,才能将相关概念结合到一起,因此,合理运用数学方法,可以促进初中生思维能力不断提升,对于推动初中物理习题解题策略不断创新有着重要影响。
6.方程解题,化难为易
在近年来各大省市的中考物理题目中,有多个状态电路的出题率逐渐增大。对于该种状态电路来说,如果能够在其中的某一状态中获得定值电阻、电源电压的值,则可以在对上述值求出之后在另一个状态中求解。而在实际解题操作中,该种方式对于学生来说也是一个较大的难点。为了较为直观、简单地对问题进行求解,列方程可以说是非常有效的一种解题方式。
综上所述,根据初中年级物理教学的实际情况,合理运用各种物理习题的解题策略,可以快速地获得正确答案,使初中生的解题思维更加活跃,在提高教学水平的同时,还可以提升初中生的创新能力。
参考文献:
【关键词】复习电学实验
我们平时的新课教学像“栽活一棵树”,而复习好似“育好一片林”。栽活一棵树容易,育好一片林要花功夫。复习课是教学过程一种非常重要的课型,对夯实学生的基础、培养和提高学生运用知识、解决问题的能力起着举足轻重的作用。然而,复习课又是最难上的一种课,难就难在学生对复习课的学习激情下降,没有了学习新课程的新鲜感,因此,如何激发学生的学习激情,成为我们上复习课的老师棘手的并必须深入思考和研究的问题。稍有不慎,就会陷入忙乱而远离井井有条,最后导致“你不说我倒还明白,你越说我越糊涂了”。如何在有限的复习时间内提高复习的质量和效益,是我们一直思考的问题。
我们初三物理备课组曾多次讨论关于如何搞好复习的问题,同时也提出了夯实基础、全面复习,彻底解决“一看就懂,一做就错”问题的策略。在每年的中考中都有相当部分学生对一些题“一看就懂,一做就错”,其原因是基础知识不牢固,概念混淆、缺乏练习,正所谓“懂不等于会,会不等于对”。
在以前的教学中,我们好多老师在上复习课时,总习惯于按教材的章节顺序把本章的概念、规律、公式进行梳理来复习,这样做形式上是在系统复习,实质上是照本宣科“炒现冷饭”,把复习课上成了“堆积式”的授新课,老师在台上泛泛地讲,学生听起来兴味索然,容易疲劳走神,而且占用时间较长,学生的自主探究时间相应减少,复习效率极低。所以,在复习过程中,要充分发挥学生的自主性,让学生积极、主动参与复习全过程,特别是要让学生参与归纳、整理的过程,不要用教师的归纳代替学生的整理。我们大多数学校现在都有多媒体设备,我们复习时可以把提纲投影在大屏幕上,让学生回忆具体的内容。我们只是起到一个画龙点睛的作用。在必要的地方、必要的时候适当提示一下就行了。在复习中要体现:知识让学生梳理;规律让学生寻找;错误让学生判断。充分调动学生学习的积极性和主动性,激发学生学习兴趣。
初三物理在进行总复习时,我发现,如果仅仅是把知识简单的重复,重新温习一下,学生兴趣不大,也不能起到把全部知识进行类比、迁移和重组整合的作用,所以,我试着打破原教材章节的界限,按知识内在逻辑顺序,重新进行设计,把初中物理知识体系分作多个专题进行复习。对初中学生来说,物理最难的部分莫过于电学知识的学习了,学生普遍反映电学知识不好学。而初中电学实验对于学生能否学好电学部分起着至关重要的作用。因此,要复习好电学知识,首先得复习好电学实验。电学实验是中考的必考实验,题型多且杂乱,在复习时,一定要将这些零散的知识进行归纳总结,使其系统化、条理化,才能收到理想的复习效果。对于电学实验知识,很多知识都隐藏在欧姆定律、伏安法测电阻、测电功率中。很多电学实验考题几乎都出自于《研究电流跟电压、电阻的关系》《测量小灯泡的电阻》《测量小灯泡的电功率》这三个实验中,而特别是测量小灯泡电功率的实验一直是近几年中考必定会考查的热点问题,都作为实验探究题中的压轴题。如何突出重点、突破以上这些难点,我深人分析后发现,这三个实验除电路相同外,还存在其他的内在联系,所以我做出大胆的尝试,将这三个实验放到一起进行比较复习,从以下四方面展开教学。
一、讲授与学生实验相结合,加深对实验知识的理解。
复习之前,我提前精心准备相关的复习资料提纲学案,上课前将这些复习资料发放给学生先回去复习,上课时师生再一起复习实验知识,以唤起学生对相关知识的回忆。
这三个实验的电路几乎相同,只是《研究电流跟电压、电阻的关系》中用的是定值电阻,而《测量小灯泡的电阻》《测量小灯泡的电功率》中用的是小灯泡。由于电路相同,做实验所需的实验仪器几乎是一样的,因此,让学生在同一课堂中再次重做这三个实验。一方面,通过学生亲自体验动手安装实验设备、使用仪器进行观察与测量,以及处理实验数据得出实验结论的过程,能让学生更好地掌握知识和技能,提高分析问题和解决问题的能力;另一方面,能激发学生的学习兴趣、巩固所学知识,且在实验的过程获得更深层的实验感知,有利于学生真正理解实验原理、实验设计和实验结论,增强学生对知识的运用和迁移能力。
二、深入分析实验,总结实验间的关系。
实验复习课中,我指导、帮助学生综合归纳出三个实验间的联系和区别,引导学生梳理、比较、总结出:1.实验的相同之处,包括实验器材、实验电路图及实物图的连接、滑动变阻器的作用、实验注意事项、器材使用的注意点、实验电路故障等等;2.实验的不同之处,包括实验原理、实验方法、实验设计和数据处理方式、对电源和电表的选择、调节滑动变阻器的要求、实验结论等。指点他们分析找出其中的物理规律,使学生逐步掌握正确的复习方法和分析问题、处理问题的方法,形成良好的思维习惯。
三、精心挑选实验练习,提高学生运用知识解决问题的能力。
通过复习学习,学生初步掌握了所学的实验知识,但在理解上往往是表面的、片面的、孤立的;学生通过做与实验相关的练习,边思考、边讨论、边复习,能巩固并掌握基本知识与基本技能,加深对物理知识的理解,使学生通过练习不断受到启发,在练习中进一步形成知识结构。
四、当堂检测,检查复习教学效果。
我已经选取数量适当的题目,编制了一份试卷,在复习完成后的下一堂课上进行当堂检测,同时注意及时评价、反馈和调控。根据检测所反映的情况来看,结果是令人满意的,我上一堂实验复习课还算是相当成功的。
针对高等职业教育资源网络共享、社交网络技术的飞速发展,分别利用高等职业教育资源网络共享、社交网络技术应用于“机电学院虚拟仿真网络共享教育教学平台”的发展。基于重庆机电学院虚拟仿真网络共享教育教学技术和多层次复合型人才培养的应用与发展,而重庆机电职业技术学院各系中的高等职业教育资源网络共享化思想政治教育工作受到不同类型的新型网络结构的扰动,它将深刻地优化重庆机电职业技术学院高等职业教育资源网络共享化思想政治教育创新教育平台。
【关键词】
机电学院虚拟仿真;高等职业教育资源网络;共享化思想政治教育
1 相关工作
1.1 问题描述
(1)基于重庆机电职业技术学院高等职业教育资源网络共享化思想政治教育,运行虚拟软件网络,虚拟集成硬件网络组网扰动。针对重庆机电职业技术学院高等职业教育资源网络共享化思想政治教育的运行需要一定的虚拟软件网络和虚拟集成硬件网络支持,虚拟软件网络是高等职业教育资源网络共享化思想政治教育相关的虚拟软件网络开发,虚拟集成硬件网络是指高等职业教育资源网络共享化思想政治教育所需的硬件部件、各类设备硬件的综合。
(2)基于教育主体缺乏相应的网络知识和积极主动利用网络的自觉性。针对高等职业教育资源网络共享化思想政治教育主体的素质落后新型网络技术的发展;而重庆机电职业技术学院高等职业教育资源网络共享化思想政治教育的主体内部含有机电学院党、政干部,共青团干部,思想政治理论课教师以及各系辅导员和教导员。
(3)基于职业教育主体对虚拟网络各种载体传递的不良信息缺乏辨别能力。由于网络具有开放性的特点,不同的思想意识,价值观念,思维方式都可以在虚拟社交网络传播,作为职业教育主体中的创新高职学生正处世界观,人生观,价值观,心理逐渐成熟转变阶段,同时预测非线性系统复杂的网络化思想政治教育信息融合等导致职业学生的道德感的削弱甚至丧失。
(4)基于重庆机电职业技术学院高等职业教育资源网络共享化思想政治教育有效运行的制度有待完善。针对已颁布实国家教育部颁布一系列有关职业教育教学法律法规,同时重庆机电职业技术学院也制定了虚拟仿真网络共享信息管理制度。
1.2 系统描述
(1)基于高等职业教育虚拟集成硬件网络和虚拟软件网络建设
针对重庆机电职业技术学院高等职业教育资源网络共享化思想政治教育的发展,需要投入大量的成本空间来购买虚拟集成硬件网络设备,基于重庆机电学院虚拟仿真网络共享教育教学技术的发展,虚拟集成硬件网络设备的更新速度越来越快,利用机电学院虚拟仿真网络共享教育教学可以不必频繁淘汰虚拟集成硬件网络设备,利用多层结构网络虚拟计算各种大数据处理功能的“”模式,有利于降低购买虚拟集成硬件网络所需要的成本,基础设施升级等费用。
(2)基于高等职业教育资源网络共享化思想政治教育资源建设
基于重庆机电职业技术学院的高等职业教育资源网络共享化思想政治教育资源分布欠缺、职业教育资源网络共享低、重复职业教育资源网络共享投入、职业教育资源网络共享数据更新慢、缺乏职业教育资源网络共享融合等多种问题。利用机电学院虚拟仿真网络共享教育教学,共同构建重庆机电职业技术学院高等职业教育资源网络共享化思想政治教育资源共享空间,并分享各重庆机电职业技术学院的优质教学资源和新型教学方式,形成统一的教学资源群结构模式。
(3)基于高等职业教育资源网络共享化思想政治教育的平台
针对机电学院虚拟仿真网络共享教育教学的利用和发展,将给重庆机电职业技术学院高等职业教育资源网络共享化思想政治教育工作开辟新的途径。利用机电学院虚拟仿真网络共享教育教学优化搭建虚拟思想政治教育教学和虚拟政治教育教学场景等仿真教学3D视角,将静态的政治教育方式与文本等抽象地转化为网络感知结构化平台教育,同时给机电学院每个年级的学生提供一种高素质的职业教育资源网络共享化思想政治教育教育平台。
(4)基于高职学生自主学习与创新意识
针对机电学院虚拟仿真网络共享教育教学实验多层教学仿真视角(学院物流3D教学视角,群体机械工艺仿真学习视角,学生个人自主学习视角)和实验多层教学系统{即教学信息动态感知识别系统、教师指导智能多媒体网络化控制系统、学生自主创新学习系统}的构建。针对社交网络的WEB服务器,各系学生、老师融合机电学院虚拟仿真网络共享教育教学平台,通过各系学生自主学习选择内容,随意构建出个性化的学习视角与老师或其他学者进行交流。
(5)基于高等职业教育资源网络共享化思想政治教育岗位教师开展科研和交流
针对各省市职业院校都相对独立,教师间的资源流动性不强,优质教师集中在少数名牌学院。通过利用机电学院虚拟仿真网络共享教育教学提供的教育教学方法与平台,可以建立高等职业教育资源网络共享化思想政治教育资源云数据库,从而提高高等职业教育资源网络共享化思想政治教育的实用性。
2 机电学院虚拟仿真网络共享教育教学创新探索
2.1 培养高等职业教育资源网络共享化思想政治教育领域的思想意识
机电学院虚拟仿真网络共享教育教学是新生网络化事物,人们接受新事物总是需要一个过程。而重庆机电职业技术学院师生在接触机电学院虚拟仿真网络共享教育教学时,由于对于机电学院虚拟仿真网络共享教育教学的发展没有做好思想准备工作。基于重庆机电职业技术学院党政领导应高度重视高等职业教育资源网络共享化思想政治教育的建设,将机电学院虚拟仿真网络共享教育教学与高等职业教育资源网络共享化思想政治教育工作紧密的结合起来,培养使用机电学院虚拟仿真网络共享教育教学的意识,这即是机电学院虚拟仿真网络共享教育教学时代进行新世纪当代高职学生高等职业教育资源网络共享化思想政治教育的关键,也是学院教学管理的重要组成部分。
2.2 创新高等职业教育资源网络共享化思想政治教育的方法
针对机电学院虚拟仿真网络共享教育教学应用于高等职业教育资源网络共享化思想政治教育中的应用必然会带来教学视角和教学方法的变革,只有转变教育理念,不断对教学平台进行创新,才能更有效地推动高等职业教育资源网络共享化思想政治教育工作的发展。在机电学院虚拟仿真网络共享教育教学视角下高等职业教育资源网络共享化思想政治教育的教学平台会发生一些变化,学生会更加主动地构建和追求知识,教师则应该在这一过程中做好学习过程的组织指导者、资源配置的管理者和咨询协调者的工作,这一变化将有助于师生之间的平等交流和沟通。基于优化机电学院虚拟仿真网络共享教育教学时代重庆机电职业技术学院高等职业教育资源网络共享化思想政治教育的视角,教育部应加快相关职业教育教学法律法规制度建设的进程,增强法律法规的可操作性,建立完善的机电学院虚拟仿真网络共享教育教学视角下网络文化安全法律体系。
3 结束语
针对本论文研究能够很好的优化机电学院虚拟仿真网络共享教育教学飞速发展优化重庆机电职业技术学院高等职业教育资源网络共享化思想政治教育岗位教师的综合素质和综合能力,建立机电学院高素质的高等职业教育资源网络共享化思想政治教育网络服务意识发展。
【参考文献】
[1]张建.机电学院虚拟仿真网络共享教育教学概念和影响力解析[J].电信网技术,2009,(1):15-18.
[2]英毅.机电学院虚拟仿真网络共享教育教学的发展及其对教育的影响[J].当代教育论坛,2011,(1):40.
[3]郑良仁,邵开丽,赵文安.浅析虚拟仿真网络共享教育教学时代的机遇与挑战[J].福建电脑,2010,(1):31.
关键词:电学;难学;难教;以生为本
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2016)2-0021-5
1 前 言
初中电学作为物理学的起始学习知识,难学、难教已成为广大师生的共识。学生从心理上畏惧,教师也感到头疼。苏科版物理教材相比较其他版本的教材,将电学放在初三的第13章到第16章,而不是在初二学习。虽然说初三的学生在智力、心理等各方面都有了极大的发展,但是大部分教师对于如何快速让学生跨入电学的大门,学好初中电学,为后续的高中学习打下坚实的基础,还是感到力不从心,收效甚微[1]。本文以相关教学案例,探究初中电学难学、难教的原因,并提出自己的一些建议。
2 教学案例分析
2.1 用电器被短路,“强扭的瓜不甜”
案例1 苏科版九下第13章的第一节“被短路现象”的教学(如图1)。
教师:请同学们注意观察,如果老师将一根导线接在这个正在发光的灯泡两端,会出现什么现象?
学生:灯泡不亮了。
教师:为什么灯泡不亮了?
学生猜想。
教师:电流不经过灯泡,从正极出发,直接回到了电源负极。
评析 由于电流本身是抽象的,对初中生来说很神秘,学生很难感知电流的流动路径。小灯泡被短路的实验中,学生只看到灯泡不亮了,学生虽然也猜想了,但对电流流动路径的认识是基于老师的说教,单调刻板,无法心服口服。造成了电学的入门困难,这也打击了学生学习电学的信心,不利于后续的学习。
建议 学生在学完第二节电路连接的基本方式之后,已经了解了串、并联电路的电流流动路径,对电流已经有了一定的认识。如果将用电器被短路的现象放在本节研究,将会减轻学生的学习难度。如图2,由学生亲自动手将三只灯泡组成一个串联电路,然后教师引导学生:如果将一根导线并联在任意一只灯泡两端,会看到什么现象?学生会看到被并联的灯泡不亮了。灯泡不亮的结果是学生自己实验发现的。学生自然对实验现象没有怀疑,主动去猜想“为什么灯泡不亮了”。教师再展示flash课件,模拟演示电流路径。比如,理解记忆灯泡被短路现象:把用电器比喻为消耗电能的“老虎”,电流比喻为我们,如果我们经过“老虎”,就会被“吃掉”,学生恍然大悟,电流当然不经过小灯泡了!
2.2 用电压表测电压的方法不清楚
案例2 苏科版电压表使用的教学过程。
教师:请同学们自学完成信息快递“使用电压表的注意事项”。
教师:电压表如何接入电路的?
学生:并联。
教师:哪位同学给大家演示一下。
学生演示电压表的接法。教师演示电压表反接实验。
教师:你看到了什么现象?
学生:指针反偏。
教师:如果把电压表直接接在电源两端,可以吗?
学生:可以。
评析 教师的授课确已完成了教材中电压表使用的基本教学要求,但没有总结出电压表使用的更深层次的方法。一旦电压表的两个接线柱所接位置改变,学生可能会看不懂电压表测的是哪个用电器两端的电压。将电压表接在电源两极,也只是看到了电压表没有损坏,教师没有引导学生思考:为什么电压表示数接近电源电压。学生由于缺少动手实验的机会,直接解决复杂问题的能力仍然没有形成,需要教师在习题课中反复练习。貌似新课改,实际上还是走的应试教育的老路。并没有有效地培养学生的物理实验探究能力,只是把学生当作学习的机器,为考试而学习。
建议 电压表教学中多给学生布置有阶梯的实验任务。如图3,首先测量简单电路中灯泡L1两端的电压,然后将电压表的接线柱由位置A改接到位置C。观察电压表指针的偏转情况,明白电压表不可反接的原因。再例如:2014年江苏宿迁中考试题的第9题(如图4所示),将电压表左边的负接柱沿着导线移动到L2的左边,电压表右边的正接线柱沿着导线移动到L2的右边,这样电压表的两个接线柱就是并联接在了L2的两端,测L2两端的电压。注意:移动只能沿着导线移动,不可越过电源和用电器。
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图3 学生实验任务电路图 图4 题图
2.3 运用类比建构电阻概念
案例3 电阻的教学,教材是通过直接给出概念,介绍电阻表示符号R和单位欧姆(Ω)。然后,教师要求学生按照影响电阻的因素(材料、长度、粗细)分组研究。温度对电阻的影响只通过“白炽灯不通电时的电阻大约为100欧,而通电时电阻高达1200欧”进行简单的比较。教师直接告诉学生,灯丝的电阻随着温度的升高,也随之变大。有少数学生通过其他课外资料的学习,小声地讲“半导体的电阻不是这个特点”,但教师“充耳不闻”,继续介绍不同物质的导电性能。
评析 电阻概念抽象,学生很难理解,直接告知学生,不作或只有很少地就“如何改变电流”作为铺垫,会对部分学生造成这样的错误认识:改变电源电压,也能改变电流大小,电阻与电压有关。电阻实验教师只是简单地介绍了控制变量法,就把实验时间交给了学生,没有对学生的实际认知水平有足够的认识。学生盲目地做实验,浪费了宝贵的课堂时间,不易留下深刻印象。特别是当有的同学提出“有些材料随着温度的升高,电阻变小”的结论时,教师为了按照自己的设计方案,选择性地忽视学生的观点。整个教学节奏太快,师生缺少互动的时间,学生被老师撵着走。
建议 学生之前已经掌握了运用类比方法认识电流、电压,对类比研究方法并不陌生。教师应充分利用学生的已有认知突破现有的电阻概念的学习。以笔者所在学校为例,每当周五放假的时候,学校门前的智慧路拥堵异常,学生对此苦不堪言,印象很深刻。将电阻和学生放学时候的交通拥堵进行对比,能够很好地起到理解电阻概念的作用。比如:把学生看作电流,问学生如果这条路一直堵到你家门口,你觉得阻碍作用如何?学生立刻就理解了其他条件相同时,长度越长,阻碍作用就越大的结论。再比如,问学生如果这条路扩宽为现在的10倍,对你的阻碍作用又怎样呢?同样,也很好地理解了其他条件相同时,导线越粗,电阻越小的结论。苏科版教材虽然对“温度对电阻的影响”降低了要求,但是当有学生提出不同观点的时候,教师同样可以采用类比冲突加深学生对温度影响电阻的理解。2.4 欧姆定律实验难探究
案例4 通过如何改变电流启发学生,引入电压、电阻对电流的影响教学不成功。
教师:如果电源电压超过小灯泡能承受的最大电压,我们怎么办?
学生:串联一个电阻。
教师:大家知道串联一个电阻,灯泡中的电流变小了,灯泡两端的电压也改变了。那么,影响电流的因素有哪些呢?
学生:影响电流大小的因素有电压、电阻。
教师:有哪些生活经验支持你的猜想呢?
学生讲述生活经验。
评析 欧姆定律的引入采用教师诱问的方式,学生顺着教师的思路,貌似联系生活实际,却紧紧地硬拽着学生,将学生的思维空间限制在教师自己的教学设计中。电流的变化与电压、电阻的思辨关系并未详细涉及。学生乐于效仿物理学家,重演物理知识的产生过程。但是,教师采用简单的“问答式教学”缺乏实验探究,束缚了学生对欧姆定律知识的学习。
建议 影响电流大小的因素有电压和电阻。让学生亲力亲为,通过实验探究引入如何改变电流大小,有利于培养学生的科学兴趣和热情。有的同学认为设计电路如图5(改变电池节数),也有的同学认为设计如图6。
学生自己亲自完成实验并观察现象,会产生这样的认识:选择不同的电源电压从而造成电流大小改变(图5);改变整个电路的阻值,也会造成电流大小改变,并且发现方案2的优点是能连续调节电路中的电流大小。学生通过动手实验发现改变电流的方法是改变电压和电阻,这是学生自己探究的,不是教师用语言强加的,自然对影响电流大小的因素认识更深刻。
案例5 学生在探究电流与电阻的关系时(如图7),教师提醒学生如何改变电阻?甲同学:只要调节滑动变阻器就可实现改变电阻从而改变电流大小。学生这样想,有其“合理”的原因,但教师并没有继续分析,而是让另外一位成绩较好的学生回答:将原来5欧姆的电阻换下来,再接上10欧姆的电阻。接下来教师要求学生按照控制变量法完成实验探究。
评析 学生通过调节滑动变阻器,发现确实改变了电流表的示数,于是认为调节滑动变阻器就可实现改变电阻从而改变电流大小。教师对学生的这一认识并没有作详细分析,而是选择成绩较好的同学来回答自己的问题,回避了学困生的思维障碍。看似教学过程很流畅,但学生的疑惑并没有得到解决,对于改变电阻影响电流的变化规律并不能让学生心悦诚服。
建议 研究电流与电阻的关系,需要控制电阻两端的电压不变[2]。改变电阻教师可打比方“狸猫换太子”,狸猫和太子是不同的个体,改变电阻就是把原来的电阻R拿掉,换上新的电阻,再引导学生:“滑动变阻器在电路中有什么作用呢?”学生恍然大悟,改变电阻不是改变滑动变阻器的阻值,调节滑动变阻器的目的是要控制电阻两端的电压不变。然后,再让学生重演实验过程。通过教师的引导,降低了研究电流与电阻关系的难度,对于学困生,能有效地保护他们学习电学的信心。
2.5 欧姆定律习题课分压、分流规律难记忆
案例6 如图8所示,若甲、乙两表均为电压表,闭合开关S,两表示数之比是4:1。若甲、乙两表均为电流表,断开开关S,两表示数之比是多少?
评析 此题涉及到电路连接方式,能否识得电表的作用是本题的第一个难点。学生在课堂上仅仅是看过教师对分压、分流规律的板演过程,没有亲自推演,教材也没有安排实验探究分压、分流规律。表面上看,分压、分流规律被淡化了,但江苏省13市中考题每年都有,在当前的考试大环境下,学生也只能硬着头皮死记硬背。
建议 准确理解分压、分流规律,关键还是在于对欧姆定律知识的理解与掌握。串联电路中的电流处处相等,所以通过每一个电阻的电流都是一样的。根据欧姆定律I=U/R,可知U1/R1=U2/R2=U3/R3=……所以,串联电路的电压之比等于电阻之比,即串联电路有分压的特点(如图9)。
为了便于学生记忆,还可以这样类比,如一家有兄弟好几个,只有一锅饭,当然是长得结实的兄弟多分点。各个电阻看作兄弟们,这锅饭看作电源电压,分压和分饭进行类比,能活跃课堂气氛,降低记忆难度。并联电路各支路两端的电压是一样的,同样也可以将电流与河流类比,主干河道的水流进入各支流,分减了水流,并联电路的电流有着同样的分流规律。通过化抽象为形象,把看似刻板的分压规律内化为学生有意义的记忆。
2.6 焦耳定律规律抽象,学生有抵触情绪
案例7
教师:电流通过导体时会发热,将电能转化为内能[3]。同学们能举出生活中相关的例子吗?
学生纷纷给出自己的例子。
甲学生:电流流过电热油汀、电水壶等会发热。
乙学生:电流流过取暖器会发热。
评析 以上的教学过程出现在很多焦耳定律教学的公开课上。表面上看活用学生的生活经验引入电流热效应的学习,但是考虑到学生的实验能力水平,后续的焦耳定律规律的得出,教材改为了定性实验。学生只能了解影响电流热效应的因素,对焦耳定律的认识还是会“心存芥蒂”。如何让学生愉悦地融入教学过程,减弱对焦耳定律学习的“抗拒”情绪,是值得广大物理教师思索的重要课题。
建议 物理教学离不开实验,没有实验的物理课绝不是成功的物理课。电流热效应现象留给学生自我完成,更能凸显过程与方法教育,学生实验热情高涨,这也为焦耳定律规律的学习减少了心理障碍。电流热效应的引入采用学生身边的器材——铅笔芯,为了现象更明显,可以将电源电压设置大一些(比如12 V),这样流过两只铅笔芯的电流也会很大,电流热效应更明显。将两只铅笔芯轻轻摩擦,还会看到耀眼的闪光,看到铅笔芯上冒出的浓烟。当然,还可以安排课后实验将铅笔芯替换为包口香糖的锡箔纸,利用锡箔纸导电性好和着火点低的特点,通电自燃。直观的视觉刺激比任何强大的语言都更具有说服力。
3 结 语
综上所述,初中电学难学、难教的原因主要有以下两个方面。
首先,学生的心理因素。刚进入电学的大门,学生满怀着好奇心,对电学充满了神秘感。但是,接下来的电路图以及实物连接图会让学生一筹莫展,不知道电流是如何流动的。学习的困惑如果得不到老师及时的帮助,学生的心理就会滋生对电学学习的挫败感,不利于电学的入门。有的老师说,学好欧姆定律、学好电功率就等于学好了初中电学,观点是有点偏颇的。试想如果在迈入电学的大门口,学生就心生怯意,欧姆定律、电功率的学习也就不是在学生自己内驱力的作用下进行的,只是为了学习而学习,谈不上兴趣,学习效果也就事倍功半了。
其次,教师对教材的处理水平不同。虽然新课改理念都强调以生为本,教师也确实朝着这个方向努力了,但由于个人的理解程度,在激发学生兴趣,保持高昂的学习热情方面做得还不够。甚至有的教师为了实现自己最初的教学设计,当课堂上学生提出自己的看法或观点时,若自己一时无法解释清楚就刻意回避。学生的问题依然没有得到解决,对教师的评价就会降低。“亲其师,信其道”,由于对教师的怀疑、不信任,电学的学习必将是一个煎熬的过程。
历经数代科学家的探究才得出的电学规律,却要求学生在短短的两三个月里熟练掌握并会运用它来解决问题,这对物理教师是一个巨大的挑战。因此,在教学中教师只有有效地运用实验重演当初科学家的探究过程,才能让学生知其所以然,对于抽象的电学概念不妨多用类比方法教学,毕竟这也是我国古代科学家常用的研究方法。只有让学生乐学电学,情感上喜爱电学,才能培养学生的质疑、创新精神,实现电学的有效教学。
参考文献:
[1]苗元秀.初中电学内容放在八年级的可行性研究[J].课程·教材·教法,2008(1):55—59.
关键词:高中物理;Multisim;教学;仿真示例;电学实验
中图分类号:G424.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)06-0157-02
物理学是一门以观察和实验为基础的科学。实验是高中物理课程的重要组成部分,是连接理论知识与实践应用的重要环节。教师根据教学内容构建恰当的、有效的演示性、验证性或探究性实验等方式开展教学,有助于学生在实验中理解物理知识,掌握物理规律,激发学生对物理的兴趣和求知欲[1]。
一、传统电学知识教学中的困难
电学是高中物理课程中的一个重要部分。长期以来,电学的课堂教学是教师通过硬件电路实验与黑板板书相结合对知识进行讲解。由于随堂教学的硬件实验常存在调试时间长、可视性差、数据的读取和计算精确度不高、教学效率低等不足,以及存在受实验仪器限制,实验无法构建的困难。教师如果在教学中处理不当,课堂教学易变为理论说教,这导致学生对知识结论心存疑惑,难以理解和掌握。同时,传统的实践教学环节是让学生进入实验室,在固定的教学时间内,按照教师的指导要求、统一的方法步骤、既定的仪器条件进行操作。这不仅不利于学生通过实验进一步理解物理知识,掌握物理规律,且不利于激发学生的主动性和创造性,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。因此,教师以提高教学质量为目的,选择有效的实验手段和方法开展教学非常重要[2]。
二、Multisim软件的特点介绍[3]
Multisim是专门用于电子电路仿真与设计的工具软件之一。它借助计算机提供了一个较为合适的虚拟电子实验平台,用它可方便构建各种电子电路,完成从电路设计到仿真的全过程。近年来,Multisim在国内外高校及电子设计领域得到了广泛应用。它具有如下优势和特点:(1)友好直观的工作界面,仿真电路的连接构建与实际操作近乎相同;(2)丰富的元器件库,该软件内含数万种元器件和多种常用的虚拟仪器仪表;(3)强大的电路仿真能力,虚拟仪器仪表的外观和使用方法与真实器件基本相同,仿真数据精确可靠,绘制的物理量波形生动直观。(4)实现成本低,用户仅需在计算机安装该软件即可使用;(5)易学易用,用户不必具备编程知识,模块化的元件仪表即见即所得。随着电脑的普及,高中阶段计算机课程的开设,教师和学生学习采用Multisim进行电路设计及实验仿真是不会感到困难的。
三、Multisim在高中物理电学教学中的应用
计算机仿真实验教学是现代教育技术在物理课程教学中得到具体应用,且又适应新课程标准的、一种新兴的教学方式[2][4]。由于Multisim电路仿真实验效果直观明显,操作简单,教师和学生容易学习和掌握,因此基于Multisim的仿真实验为电子电路教学提供了一种新的、较为合适的手段和分析方法。
(一)课堂教学中的应用
新课程标准中电学部分的教学内容包括相关定理、元器件特性、电路接法、电表使用、数据读取等许多综合复杂知识及其运用,因此电学的理论性、实践性及综合性成为了教学难点。根据电学知识特点,可在课堂教学中引入Multisim实现的电路仿真教学示例。如讲授“伏安法测电阻,电流表的不同接入方式对测量电阻的误差影响,以及电流表接入方式的选择问题”时,可引入Multisim实现的电路实验进行仿真演示教学。图1和图2分别是直流电流表(Ammeter)外接和内接方式的仿真电路图。通过鼠标双击电阻Rx、电流表和电压表(Voltmeter)可分别设定不同大小的待测电阻、电流表内阻RA及电压表内阻RV。仿真中各电表能自动显示每次测量获得的电流和电压值。图1所示的外接法电路设定RA=1Ω,RV=10MΩ,每次仿真实验测量不同Rx情况下对应的电流I和电压V的数值,并记录在表1中。图2所示的内接法仿真电路仍设定RA=1Ω,RV=10MΩ,每次仿真测量不同Rx情况下各电表对应的电流和电压值,并记录在表2中。对表1和表2的测量数据按公式V/I和|R-Rx|/R分别计算出电阻测量值R、测量的相对误差。由表1数据比较看出,电流表外接电路由于电压表的分流作用,待测电阻Rx的实际测量值R实为Rx与电压表内阻RV的并联值,即R=(RxRV)/(Rx+RV),当Rx愈小,则电压表分流愈小,测量值R愈逼近真实电阻值。因此选用电流表外接方法测阻值小的电阻(RxRx=(Ve-VA)/I关系。这里Ve是直流电源电动势,VA=IRA是电流表分压,I为所测得的电流值。当Rx越大,VA越小,则测量值越接近电阻值。因此选用电流表内接方法测量阻值大的电阻(Rx>RA)。
由上例可见,将Multisim软件实现的电路仿真示例引入到教学当中,并通过多媒体投影将实验与理论知识传授相结合,开展演示性、验证性或探究性等方式的课堂教学活动,可以弥补硬件电路实验随堂演示教学过程中耗时长、测量数据精度低、可视性差和教学效率不高等不足,使得课堂教学更加直观、生动、紧凑,让学生易于加深对课堂中抽象概念原理的理解,从而提高课堂教学效果和效率。同时仿真示例与学生共享,学生能及时在课后利用个人电脑进行知识重现和知识探究,对设计型实验的各种设计方案优劣进行数据模拟验证,更进一步地巩固课堂上所学的理论知识,并能激发同学们的学习兴趣,从而达到事半功倍的效果。
(二)实践教学中的应用
Multisim软件丰富的元件库及简单易学的特点使得基于Multisim的电路仿真实验可以摆脱实验环节的时间、地点和设备限制,为理论教学与硬件实验之间建立一个中间环节,上好各个电学实验的专题复习课,提供学生在“课堂”与“实验室”之间一个有用且有效的实践平台,实现理论和实践的教学同步。如今,随着家庭电脑的普及,学生在课后可以利用Multisim在计算机中动手连接电子线路,设置电子仪器仪表进行电路理论和实验仿真,体验所学。这样有助于加深对电学知识的认识和理解,激发学习的主动性与积极性,培养学生的实践创新能力。
将Multisim应用到中学物理电学部分的教学中,一方面有助于学生直观地领会和理解教学中抽象的内容,起到丰富教学、提高教学效果的作用,培养学生动手实践能力,激发学习兴趣和积极性;另一方面也在物理新课改的要求下,利用计算机仿真实验开展教学方法和手段的实践探索提供了借鉴。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.物理课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2003:4-47
[2]王伟丽.浅谈现代教育技术在中学物理实验教学中的应用[J].延边教育学院学报,2010,23(6):133-135.