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篇1
2.教學目標
(1)知識目標
理解掌握歐姆定律及其表達式,能用歐姆定律進行簡單計算;根據歐姆定律得出串并聯電路中電阻的關系;通過計算,學會解答電學計算題的一般方法,培養學生的邏輯思維能力。
(2)技能目標
學習用“控制變量法”研究問題的方法,培養學生運用歐姆定律解決問題的能力。
(3)情感目標
通過介紹歐姆的生平,培養學生嚴謹細致的科學態度和探索精神,學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神。通過歐姆定律的運用,幫助學生樹立物理知識普遍聯系的觀點以及科學知識在實際中的價值意識。
3.重點和難點
重點:理解歐姆定律的內容及其表達式和變換式的意義,并且能運用歐姆定律進行簡單的電學計算。
難點:運用歐姆定律探究串、并聯電路中電阻的關系。
二、說學生
1.學生學情分析
在學習這節之前學生已經了解了電流、電壓、電阻的概念,并且還初步學會了電壓表、電流表、滑動變阻器的使用,具備了學習歐姆定律基礎知識的基本技能。但對電流與電壓、電阻之間的聯系的認識是膚淺的、不完整的,沒有上升到理性認識,需要具體的形象來支持。所以在本節學習中應結合實驗法和定量、定性分析法。
2.知識基礎
要想學好本節,需要學生應具備的知識有:電流、電壓、電阻的概念,電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法,電流與電壓、電阻的關系。
三、說教法
結合學生情況和本節特點本人采取以下幾個教法:采用歸納總結法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、說教學過程
1.課題導入(采用復習設置疑問的方式,時間3分鐘)
復習:電流是如何形成的?導體的電阻對電流有什么作用?
設疑思考:電壓、電阻和電流這三個量之間有什么樣的關系呢?通過簡單的回顧、分析,使學生很快回憶起這三個量的有關概念,通過猜想使學生對這三個量的關系研究產生了興趣,達到引入新課的目的。
2.展開探究活動,自主總結結論(時間37分鐘)
根據上節探究數據的基礎,讓學生自主總結出兩個結論:導體的電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
為了進一步得出歐姆定律的內容,可采用以下幾點做法:各小組在教師指導下,對實驗數據進行數學處理,理解數學上“成正比關系”“成反比關系”的意思,從而引入歐姆定律的內容;讓學生思考用一個什么樣的式子可以將這兩個結論所包含的意思表示出來,從而引入歐姆定律的表達式。
3.說明事項
在歐姆定律中有兩處用到“這段導體”,其意思是電流、電壓、電阻應就同一導體而言,即同一性和同時性。
向學生介紹歐姆的生平,以達成教學目標中的情感目標。學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神,激發學生的學習積極性。
歐姆定律應用之一:通過課本第26頁例題和第29頁習題2和習題3,讓學生自己先試做,然后教師再加以點評和補充,使學生理解掌握歐姆定律表達式及變形式的應用,達成教學目標的知識目標,充分體現了課堂上學生的自主地位。
應用歐姆定律解題時應注意以下幾點問題:
(1)同一性
即公式中的U、I,必須針對同一段導體而言,不許張冠李戴。
(2)統一性
即公式中的U、I、R的單位要求統一(都用國際主單位)。
(3)同時性
即公式中的U、I,必須是同一時刻的數值。
(4)規范性
解題時一定要注意解題的規范性(即按照已知、求、解、答四個步驟解題)。
歐姆定律應用之二:探究串并聯電路中電阻的關系。
(1)實驗分析
在演示實驗之前,要鼓勵學生進行各種大膽的猜想,當學生的猜想與實驗結果相同時,他會在實驗中體驗到快樂與興奮,有利于激發學生的學習興趣。
①演示實驗
將兩個電阻串聯起來,讓學生觀察燈泡的亮度情況(變暗了),并說出原因(電路中的電流變小了,說明總電阻變大了)。
得出結論:串聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大。
②演示實驗
將兩個電阻并聯起來,同樣讓學生觀察燈泡的亮度情況(變亮了),并說出原因(路中的電流變大了,說明總電阻變小了)。
得出結論:并聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。
(2)定性分析
(提出問題)為什么串聯后總電阻會變大?并聯后總電阻會變小?
得出結論:電阻串聯相當于導體的長度變長了,所以串聯電阻的個數越多總電阻就越大;電阻并聯相當于導體的橫截面積變粗了,所以并聯電阻的個數越多總電阻就越小。
(3)定量分析
利用歐姆定律公式以及前面學過的串并聯電路中電流和電壓的特點推導串并聯電路中總電阻的關系得出結論:(1)電阻串聯后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)電阻并聯后的總電阻=+…+。
4.小結(4分鐘)
(1)理解掌握歐姆定律的內容及其表達式
(2)運用歐姆定律解決有關電學的計算題以及探究串、并聯電路中電阻的關系
5.布置作業(1分鐘)
本節作業的布置主要是針對歐姆定律表達式及其變形公式的運用,并結合前面學習過的串并聯電路中電流、電壓的特點的一些常見題型加以知識的鞏固。
作業:《課堂點睛》17頁至18頁的習題。
五、說板書設計
歐姆定律的內容:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
歐姆定律的表達式:I
篇2
一、在實驗探究中讓學生學習歐姆定律
歐姆定律是電學重要內容之一,也是中考重點考查內容,所以能否教好歐姆定律關系到之后對中考的重點知識復習,更有可能影響學生對于物理學的熱情。在實驗探究的過程之中以學生為主,教師起引導作用,讓學生通過觀察電壓表、電流表、滑動變阻器的微量變化發現問題、提出問題,他們對于自己發現的問題會比老師直接教導的印象深刻,從而達到了教學目的。
二、在歐姆定律的學習中最經常遇到的問題
在實際的教學之中,教師要把電路的認識與畫電路圖、連接電路作為主要的教學任務,開闊學生的思維,加強對電路的認識。物理是一門比較枯燥的課程,只有激發學生的熱情,才能更好地完成授課。電流、電壓、電阻的概念及單位,電流表、電壓表、滑動變阻器的使用,是最基礎的概念。電流表測量電流、電壓表測量電壓、變阻器調節電路中的電流,這部分則比較重要,需要重點講解。電流、電壓、電阻的概念是基本的電學測量儀器,明確這些儀器的使用與操作,是非常重要的,關系到后期實驗的正確性與對知識的理解。以上基礎知識的理解與運用又是進一步學習歐姆定律的基礎。
三、歐姆定律的主要內容是電流、電壓、電阻的關系
這部分知識是在實驗的基礎上概括、歸納出了電路中電壓、電流、電阻三者相互關聯的關系。教師在實驗中要讓學生理解電流隨電壓和電阻的變化而變化,對于多個變量問題的研究是采用固定一個量不變,研究其余兩個量的變化的處理方法,從而讓學生學會物理學中常用這種方法。歐姆定律在初中只講部分電路的歐姆定律,是電學中的基本定律,是進一步學習電學知識分析和進行電路計算的基礎,是初中電學的重點知識。
歐姆定律是初中物理學電學的重點、也是難點,想要研究歐姆定律必須要建立電流、電壓、電阻的關系,并在實驗的基礎上得出歐姆定律,做好演示實驗,歸納、分析、概括實驗結果,使學生正確理解歐姆定律的基礎。所以,使用電流表、電壓表、滑動變阻器是這部分知識中的重點實驗的基礎。
電流、電壓、電阻的概念是學生學習的難點,由于初中學生水平有限,對電流、電壓的概念要求較低,并沒有下準確的定義。因此,電阻的概念就成了學生理解的難點。教師要多舉例子幫助學生理解電阻是導體本身的屬性,決定于導體的材料、長度、橫截面和溫度,它用兩端的電壓和通過的電流的比值來表示是為了測量的方便,與外加電壓、電流無關。同時,教師一定要糾正一些學生經常出現的電阻隨電壓、電流的變化而變化的錯誤概念,也就是對歐姆定律的錯誤理解。歐姆定律在學生頭腦的建立過程是十分重要的,認真做好演示實驗,用實驗來探索一個量隨兩個量變化的定量關系是第一次。首先要向學生交代清楚實驗的研究方法,本實驗彩用控制變量法來研究,即“固定電阻不變,研究電流跟電壓的關系;固定電壓不變,研究電流跟電阻的關系”。在連接如圖(圖略)所示的實驗電路時,要將具體接法演示給學生看。可以先從電源正極開始,按電流方向依次為電池、開關S、滑動變阻器R′、定值電阻R、電流表串聯起來組成一個閉合回路,最后將電壓表并聯在定值電阻R兩端。同時提醒學生注意電流必須從電流表和電壓表的正接線柱流進電表,負接線柱流出電表及量程選擇,電流表與R串聯,其示數等于通過R的電流。電壓表與R并聯其數等于R兩端的電壓。
運用歐姆定律可以推導串聯電路中的總電阻跟各串聯電阻之間的關系及電壓分配跟導體電阻的關系,具體推導如下:
在串聯電路中:I=I1=I2;U=U1+U2;由歐姆定律公式I=U/R,可得U=IR;U1=I1R1;U2=I2R2將這些式子代入上式得:IR=I1R1+I2R2即R=R1+R2;也就是說串聯電路的總電阻等于各串聯導體的電阻之和。
在串聯電路中:I=I1=I2;由歐姆定律公式I=U/R,可得:I1=U1/R1;I2=U2/R2;將這些式子代入上式得:U1/R2=U2/R2 變換一下形式得:U1/U2=R1/R2;即串聯電路中,電壓分配跟導體電阻成正比。
四、結束語
通過對物理教學內容的分析、思維方法、能力訓練的具體研究,對教學內容進行歸納總結,可以使初中物理教師掌握歐姆定律的基本理論方法,更好地駕駛物理教材,提高物理教學質量,把重點真正落實在教學過程中,幫助學生提高實驗操作能力、歸納概括能力、演繹推理能力、邏輯推理能力、抽象思維能力及靈活運用知識解決問題的能力,讓學生學會控制變量法研究多個變量的問題,學會用等效法分析復雜電路。因此,教師要注重培養學生實事求是的科學態度,從而有效培養學生的物理素質。
篇3
1在歐姆定律的學習中常遇到的問題
1.1歐姆定律的使用范圍問題
在電路的實驗過程中,我會出現忽略導線,電子元件與電源自身的電阻,將整個電路視為純電阻電路的問題。而歐姆定律通常只適用于導電金屬和導電液體,對于氣體、半導體、超導體等特殊電路元器件不適用,但我們知道,白熾燈泡的燈絲是金屬材料鎢制成的,也就是說線性材料鎢制成的燈絲應是線性元件,但實踐告訴我們燈絲顯然不是線性元件,因此這里的表述就不正確,本人為了弄清這里的問題,向老師進行了請教并查閱了相關資料,許多資料上說歐姆定律的應用有“同時性”與“歐姆定律不適用于非線性元件,但對于各狀態下是適合的”。但我自身總覺得這樣的解釋難以接受,有牽強之意,即個人理解為既然各個狀態下都是適合的,那就是適合整個過程。
1.2線性元件的存在問題
通過物理學習我們會發現材料的電阻率ρ會隨其它因素的變化而變化(如溫度),從而導致導體的電阻實際上不可能是穩定不變的,也就是說理想的線性元件并不存在。而在實際問題中,當通電導體的電阻隨工作條件變化很小時,可以近似看作線性元件,但這也是在電壓變化范圍較小的情況下才成立,例如常用的炭膜定值電阻,其額定電流一般較小,功率變化范圍較小。
1.3電流,電壓與電阻使用的問題
電流、電壓、電阻的概念及單位,電流表、電壓表、滑動變阻器的使用,是最基礎的概念,也是我最容易混淆的內容。電流表測量電流、電壓表測量電壓、變阻器調節電路中的電流,而電流、電壓、電阻的概念是基本的電學測量儀器,另外,歐姆定律只是用來研究電路內部系統,不包括電源內部的電阻、電流等,在學習歐姆定律的過程中,電流表、電壓表、導線等電子元器件的影響常常是不考慮在內的,而對于歐姆定律的公式I=UR,I、U、R這三個物理量,則要求必須是在同一電路系統中,且是同一時刻的數值。
2歐姆定律學習中需要掌握的內容
本人在基于電學的基礎之上,通過對歐姆定律的解題方式進行分析,個人認為我們需掌握以下內容:了解產生電流的條件;理解電流的概念和定義式I=q/t,并能進行相關的計算;熟練掌握歐姆定律的表達式I=U/R,明確歐姆定律的適用條件范圍,并能用歐姆定律解決相關的電路問題;知道什么是導體的伏安特性,什么是線性元件與非線性元件;知道電阻的定義和定義式R=U/I;能綜合運用歐姆定律分析、計算實際問題;需要進行實驗、設計實驗,能根據實驗分析、計算、統計物理規律,并能運用公式法和圖像法相結合的方法解決問題。
3歐姆定律的解題思路及技巧
3.1加深對歐姆定律內容的理解
在歐姆定律例題分析中,我們比較常見的問題是多個變量的問題,以我自身為例,由于物理理解水平有限,且電壓、電流、電阻的概念比較抽象,所以學習難度較大,但我通過相關教學短片的學習,將電阻比喻成“阻礙電流通行的路障,電阻越大路越不好走,電阻越小通過速度則快”的方式,明白了電阻是導體自身的特有屬性,其大小是受溫度、導體的材料、長度等各方面因素影響的,與其兩端的電壓跟電流的大小無關,并且明白了電阻不會隨著電流或者電壓的大小改變而改變。同時我們每一個人都知道對于不同的習題,解決步驟都是不相同的,雖同一問題會有不同的解題方法,但總是離不開歐姆定律這個框架。因此對于一些與電學有關的知識,我一般會利用歐姆定律解決電生磁現象與電功率計算問題。例如:某人做驗時把兩盞電燈串聯起來,燈絲電阻分別為R1=30Ω,R2=24Ω,電流表的讀數為0.2A,那么加在R1和R2兩端的電壓各是多少?我可以根據兩燈串聯這一關建條件,與U=IR得出:U1=IR1=0.2A×30Ω=6V,U2=IR2=0.2A×24Ω=4.8V,故R1和R2兩端電壓分別為6V、4.8V的結論。
3.2利用電路圖進行進行計算
在解有關歐姆定律的題時,以前直接把不同導體上的電流、電壓和電阻代入表達式I=U/R及導出式U=IR和R=U/I進行計算,并把同一導體不同時刻、不同情況下的電流、電壓和電阻都代入歐姆定律的表達式及導出式進行計算,因此經常混淆,不便于分析問題。通過后期老師給予我的建議,在解題前我都會先根據題意畫出電路圖,并在圖上標明已知量、數值和未知量的符號,明確需分析的是哪一部分電路,這部分電路的連接方式是串聯還是并聯,以抓住電流、電壓、電阻在串聯、并聯電路中的特征進行解題。同時,我還會注意開關通斷引起電路結構的變化情況,并且回給“同一段電路”同一時刻的I、U、R加上同一種腳標,其中需注意單位的統一與電流表、電壓表在電路中的連接情況,以及滑動變阻器滑片移動時電流、電壓、電阻的變化情況。
3.3利用電阻進行知識拓展
本著從易到難的原則,我們可從一個電阻的問題進行計算,再擴展到兩個電阻、三個電阻,逐漸拓寬我們的思路,讓自己找到學習的目標以及方法。比如遇到當定值電阻接在電源兩端后電壓由U1變為U2,電路中的電流由I1增大到I2,這個定值電阻是多少的問題時,我們可利用歐姆定律的概念ΔU=ΔI?R得到電阻的值,而當難度增加由一個電阻變為兩個電阻時,定值電阻與滑動變阻器串聯在電壓恒定的電源兩端,電壓表V1的變化量為ΔU1,電壓表V2的變化量為ΔU2,電流表的示數為ΔI,在這樣的問題上可將變化的問題轉化為固定的關系之間的數值,就可簡化許多變量問題的計算。當變量變為三個電阻時難度會進一步的增大,我起初認為這是一項不可能完成的任務,所以放棄了這類題,而在經過詢問成績優秀的同學時,才知道可將三個電阻盡量化為兩個電阻,通過電壓表與電流表的位置將電阻進行合并,以此簡化題目。
4總結
簡言之,歐姆定律是物理教材中最為重要的電學定律之一,是電學內容的重要知識,也是我們學習電磁學最基礎的知識。當然,對于歐姆定律的學習與解題方法,自然不止以上所述方法,因而在具體的學習中,我們要立足于自身實際學習情況來進行方法的選取,突破重難點知識,以找到更好的解題思路。
參考文獻:
篇4
復習課,一要體現“從生活走向物理,從物理走向社會”,教學方式多樣化等新課程理念;二要體現“知識與技能、過程與方法以及情感態度和價值觀”三維目標的培養;三要優化學生的認知結構,讓學生在教師的引導、幫助下,把學到的知識歸納起來,從而便于提練和記憶。所以對電學的復習要從學生喜聞樂見的小電器起步,從典型例題入手進行歸納總結。
例1:如圖-1是一個玩具汽車上的控制電路。小明對其進行測量和研究發現:電動機的線圈電阻為1Ω,保護電阻R為4Ω。當閉合S后,兩電壓表的示數分別為6V和2V,則電路中的電流為?搖 ?搖?搖?搖A,電動機的功率為?搖?搖 ?搖?搖W。(這是陜西師范大學出版社出版,經陜西省中小學教材審定委員會2008年審定通過的《物理課堂練習冊》中的一道題)
學生通常按下列方法計算電路中的電流:
R中的電流:I=U/R=2V/4Ω=0.5A,
電動機中的電流:I=U/R=4V/1Ω=4A,
由此得第一空電路中的電流就有兩個值0.5A和4A。
于是第二空的對應值為:P=UI=4V×0.5A=2W與P=UI=4V×4A=16W。這就存在兩個問題:
1.根據歐姆定律計算出兩個串聯元件中的電流不相等,與串聯電路中電流的特點相矛盾。
2.由串聯分壓原理得:U:U=R∶R=1∶4,得:
①當U=2V時,U=8V,得到U+U=2V+8V=10V≠U源;
②當UM′=4V時,U′=1V。U′+U=1V+4V=5V≠U,這與串聯電路中的電壓關系相矛盾。
對此,應找出題中所涉及的知識點,分析這些知識點間的聯系,那上面的矛盾就迎刃而解了。
首先,應對歐姆定律有深入的理解。
例2:如圖2所示電路(R≠R≠R)。引導學生分析如下:
1.對電路狀態的分析。
(1)當S、S、S都閉合時,R與R并聯,并聯后作為一個整體再與R串聯。A測R中的電流,V測R或R兩端電壓。
(2)當S、S閉合S斷開時,則由圖-2演變為圖-2(a)到(b)。
R與R串聯,R處于斷開狀態,A測整個電路中的電流。
(3)當S、S閉合S斷開時,則由圖2演變為圖-2(c)到(d)。
R與R串聯,R處于斷開狀態,V測R兩端電壓。
2.歐姆定律中涉及I、U、R三個量間的關系。
(1)歐姆定律中的I、U、R三個量是針對同一個用電器或者同一部分電路而言的,即必須滿足“同一性”。
當圖-2中的S、S、S都閉合時,A測R中的電流為I,V測R兩端電壓為U。此時能否用U與I的比值來計算R或R阻值呢?(即R=U/I)。
如果R=R時,由于R與R并聯,所以R兩端電壓U等于R兩端電壓U,即U=U=U。根據R=U/I得R=U/I,R=U/I。這樣計算出的R2的值雖然是正確的,但屬于不正確的方法得出了正確的結果,實屬偶然巧合。
若R≠R時,那么R=U/I,若再按R=U/I來計算R的電阻值就沒有上述的巧合了。因為電壓相等是并聯電路電壓的特點,R、R中的電流是不相等的。上述中錯誤地認為R、R中電流相等。這里的電壓是R兩端電壓,而電流是R中的電流,電壓與電流是兩個不同電阻(或用電器,或電路)的對應量,也就違背了“同一性”。
這就告訴我們,在應用歐姆定律解題時,一定要遵循“同一性”原則,切忌“張冠李戴”,電學中的所有公式都不能違背“同一性”原則。如:W=UIt、Q=IRt、P=UI等。
(2)歐姆定律中的I、U、R三個量必須是同一狀態、同一時刻存在的三個物理量,即必須滿足“同時性”。
在圖-2中,當S、S閉合時,R中的電流大小與S、S閉合時R中的電流大小是否相等?
在圖-2中,當S、S閉合S斷開時,不難看出,R與R串聯:I=I=I則I=U源/(R+R);當S、S閉合S斷開時,R與R串聯:I=I=I,則I=U/(R+R)。因為R+R≠R+R所以U源/(R+R)≠U源/(R+R),即兩次電流不相等。S、S閉合時,R中的電流大小與S、S閉合時R中的電流大小不相等,這是因為S、S閉合時與S、S閉合時電路狀態不同,R是在不同的狀態下工作,不是同一時間內電流的大小,電流不相等。
在利用公式計算的過程中,不能用第一狀態下的量值與第二狀態下的量值代入關系式計算。如:要計算R的電阻值,就不能用第一狀態下R兩端的電壓值與第二狀態下R中的電流的比值來計算R的電阻值。在計算電流、電壓時,也不能這樣處理。
因此在利用公式計算時,帶值入式的物理量必須是同一狀態下的物理量,必須滿足“同時性”。
(3)歐姆定律中的I、U、R三個量的單位必須同一到國際單位制,即I―A、U―V、R―Ω。即應滿足“統一性”。
除各物理量的主單位外,還應記住常用單位及其單位換算關系,將常用單位換算為國際單位制單位,在利用其它電學公式計算時也要統一單位。
如:電功的公式W=UIt中,各物理量的對應單位:U-V、I-A、t-S;這樣W的單位才是J。電熱的公式Q=IRt中:I―A、R―Ω、t―S;這樣Q的單位才是J。電功率的公式P=UI中:U-V、I-A,這樣P的單位才是W。
我們要確定歐姆定律的適用條件。
1.歐姆定律只對一段不含電源的導體成立,即只適用于純電阻電路。因此,歐姆定律又稱為一段不含源電路的歐姆定律。
例1中涉及到電磁轉換的知識,電動機工作時實質上也是一個發電機。電動機工作時,其閉合線圈切割磁感線會產生感應電流,所產生的感應電流對流過電動機線圈中的電流有一定影響。
實際上圖1相當于一個“RL”串聯電路,總電壓的有效值不等于各分電壓有效值的代數和,即U≠U+U。但得到的電流有效值的關系I=U/Z與直流(或部分)電路的歐姆定律相似,各元件上的分電壓與該元件的阻抗(Z)成正比。
雖然電動機工作時產生的阻抗目前初中階段無法計算出來,但無論電動機工作時產生的阻抗為多少,電路中的電流都等于電阻R中的電流,即I=U/R=2V/4Ω=0.5A。電動機兩端的實加電壓等于總電壓(電源電壓)減去電阻R兩端的電壓,即U=U-U=6V-2V=4V。則電動機的功率為:P=UI=4V×0.5A=2W。
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上述分析說明,電阻R所在的這部分電路與電動機所在的這部分電路有著本質的不同。從能量轉化的角度看:電阻R所在的這部分電路是將電能全部轉化為熱能;而電動機所在的這部分電路電能只有少部分轉化為熱能,大部分轉化為機械能。前者屬于純電阻電路,后者屬于非純電阻電路。
歐姆定律只適用于純電阻電路,即用電器工作的時候電能全部轉化為內能的電路。例如電熨斗、電暖氣、電熱毯、電飯鍋、熱得快等。而電動機、電風扇,等等,除了發熱外,還對外做功,所以這些是非純電阻電路,歐姆定律不再適用。由歐姆定律導出的公式也只適用于純電阻電路(如:W=IRt W=U/Rt Q=UIt Q=U/Rt P=IR P=U/R等。)
2.歐姆定律適用于金屬導體和通常狀態下的電解質溶液;但是對于氣態導體(如日光燈管中的汞蒸氣)和其它一些導電元器件,歐姆定律不成立。歐姆定律對某一導體是否適用,關鍵是看該導體的電阻是否為常數。當導體的電阻是不隨電壓、電流變化的常數時,其電阻叫線性電阻或歐姆電阻,歐姆定律對它成立;當導體的電阻隨電壓、電流變化時,其電阻叫非線性電阻,如:電子管、晶體管、熱敏電阻等,歐姆定律對它不成立。
3.歐姆定律只有在等溫條件下,即導體溫度保持恒定時才能成立。當導體溫度變化時,歐姆定律對該導體不成立,因為電阻是溫度的函數。
在講解歐姆定律的應用時,常舉白熾燈的例子,實際上白熾燈的鎢絲在溫度變化很大時電阻具有非線性,隨著電流的增大,鎢絲的溫度升高很多,其電阻也隨著變化。對非線性電阻,歐姆定律不成立,但是作為電阻定義的關系式R=U/I仍然成立,只不過對非線性電阻,R不再是常量。
綜上所述,例1中第一空電路中的電流有兩個值0.5A和4A,一個是在純電阻電路(電阻R)中用歐姆定律算出的電流0.5A。另一個是用歐姆定律計算在非純電阻電路(含電動機的電路)中的電流為4A,顯然不對。
通過對例1的全面、透徹的分析,我們對電學知識得到了進一步升華:(1)判斷電路的連接方式;(2)判斷電表的作用;(3)利用歐姆定律解決實際問題時必須注意“三性”;(4)復習了電功率、焦耳定律等相關電學公式;(5)歐姆定律的適用范圍。
學生能夠領悟到,復習不是為了解題,而是要掌握知識的前后聯系,優化知識結構;仔細觀察,認真分析;發散思維,以點帶面;舉一反三,融會貫通。這樣,從而體現出知識與技能、過程與方法,以及情感態度和價值觀的培養。
參考文獻:
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[3]梁紹榮等.普通物理學―電磁學高等教育出版社,1988.
篇5
通過本節課的學習,要讓學生記住歐姆定律的內容及適用范圍;理解電阻的概念及定義方法;學會分析實驗數據的兩種基本方法;掌握歐姆定律并靈活運用.
本節課的重點是成功進行演示實驗和對實驗數據進行分析.這是本節課的核心,是本節課成敗的關鍵,是實現教學目標的基礎.
本節課的難點是電阻的定義及其物理意義.盡管用比值法定義物理量在高一物理和高二電場一章中已經接觸過,但學生由于缺乏較多的感性認識,對此還是比較生疏.從數學上的恒定比值到理解其物理意義并進而認識其代表一個新的物理量,還是存在著不小的思維臺階和思維難度.對于電阻的定義式和歐姆定律表達式,從數學角度看只不過略有變形,但它們卻具有完全不同的物理意義.有些學生常將兩種表達式相混,對公式中哪個是常量哪個是變量分辨不清,要注意提醒和糾正.
根據本節課有演示實驗的特點,本節課采用以演示實驗為主的啟發式綜合教學法.教師邊演示、邊提問,讓學生邊觀察、邊思考,最大限度地調動學生積極參與教學活動.在教材難點處適當放慢節奏,給學生充分的時間進行思考和討論,教師可給予恰當的思維點撥,必要時可進行大面積課堂提問,讓學生充分發表意見.這樣既有利于化解難點,也有利于充分發揮學生的主體作用,使課堂氣氛更加活躍.
通過本節課的學習,要使學生領會物理學的研究方法,領會怎樣提出研究課題,怎樣進行實驗設計,怎樣合理選用實驗器材,怎樣進行實際操作,怎樣對實驗數據進行分析及通過分析得出實驗結論和總結出物理規律.同時要讓學生知道,物理規律必須經過實驗的檢驗,不能任意外推,從而養成嚴謹的科學態度和良好的思維習慣.
為了達成上述教學目標,充分發揮學生的主體作用,最大限度地激發學生學習的主動性和自覺性,對一些主要教學環節,有以下構想:1.在引入新課提出課題后,啟發學生思考:物理學的基本研究方法是什么(不一定讓學生回答)?這樣既對學生進行了方法論教育,也為過渡到演示實驗起承上啟下作用.2.對演示實驗所需器材及電路的設計可先啟發學生思考回答.這樣使他們既鞏固了實驗知識,也調動他們盡早投入積極參與.3.在進行演示實驗時可請兩位同學上臺協助,同時讓其余同學注意觀察,也可調動全體學生都來參與,積極進行觀察和思考.4.在用列表對比法對實驗數據進行分析后,提出下面的問題讓學生思考回答:為了更直觀地顯示物理規律,還可以用什么方法對實驗數據進行分析?目的是更加突出方法教育,使學生對分析實驗數據的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認識.到此應該達到本節課的第一次,通過提問和畫圖象使學生的學習情緒轉向高漲.5.在得出電阻概念時,要引導學生從分析實驗數據入手來理解電壓與電流比值的物理意義.此時不要急于告訴學生結論,而應給予充分的時間,啟發學生積極思考,并給予適當的思維點撥.此處節奏應放慢,可提請學生回答或展開討論,讓學生的主體作用得到充分發揮,使課堂氣氛掀起第二次,也使學生對電阻的概念是如何建立的有深刻的印象.6.在得出實驗結論的基礎上,進一步總結出歐姆定律,這實際上是認識上的又一次升華.要注意闡述實驗結論的普遍性,在此基礎上可讓學生先行總結,以鍛煉學生的語言表達能力.教師重申時語氣要加重,不能輕描淡寫.要隨即強調歐姆定律是實驗定律,必有一定的適用范圍,不能任意外推.7.為檢驗教學目標是否達成,可自編若干概念題、辨析題進行反饋練習,達到鞏固之目的.然后結合課本練習題,熟悉歐姆定律的應用,但占時不宜過長,以免沖淡前面主題.
1.注意在實驗演示前對儀表的量程、分度和讀數規則進行介紹.
2.注意正確規范地進行演示操作,數據不能虛假拼湊.
3.注意演示實驗的可視度.可預先制作電路板,演示時注意位置要加高.有條件的地方可利用投影儀將電表表盤投影在墻上,使全體學生都能清晰地看見.
篇6
(1)根據表格中的數據求出定值電阻R2的阻值。
(2)求出電源電壓U和定值電阻R1的阻值。
(3)求整個電路消耗的最大電功率。
解:(1)從表格數據可知I=0.2A時,R2兩端的電壓U2=0.8V,由I=UR 得R2=U2I=0.8V0.2A=4Ω 。(2)設電源電壓為U,由表中數據知,當電路電流I=0.2A時,R2和滑動變阻器R兩端總電壓U2=2.8V。根據串聯電路的電壓規律和歐姆定律有:U=0.2R1+2.8;
當電路電流I2=0.3A時,R2和滑動變阻器R兩端總電壓為U3=2.7V,根據上面推導有:U=0.3R1+2.7,聯解得U=3V,R1=1Ω。
(3)當滑動變阻器接入電路的阻值為零時,電路消耗的功率最大則有:I最大=UR1+R2=3V1Ω+4Ω=0.6A ,
P最大=UI最大=3V×0.6A=1.8W。
這道物理計算題主要考查學生審讀電路圖的能力和運用串聯電路的特點,歐姆定律等的知識,學生就要對串聯電路及其特點、歐姆定律有確切的理解,因此在教學中教師就要引導學生從串聯電路及特點、歐姆定律入手考慮。解答這道題首先要知道電路是串聯電路,再根據串聯電路的特點,當然也要求學生理解好歐姆定律,才能準確地解答出答案。若學生對這些知識沒有掌握好,電路連接方式判斷錯誤或者歐姆定律的運用錯誤,就會導致本題的大失分。
二、力學計算題教學
在初中物理的力學中,浮力計算既是重點又是難點,很多學生對這類題束手無策,其主要原因是學生不熟悉掌握浮力的求法及其受力分析能力差,教師在講解浮力計算題時應加強解題方法的指導。
圖2
【例2】 如圖2甲所示,把邊長為0.1m的正方體木塊放入水中,靜止時有2/5的體積露出水面,然后在其上表面放一塊底面積為2.0×10-3m2的小柱體,如圖2乙所示,靜止時方木塊剛好能全部浸入水中。(g=10N/kg)求:
(1)甲圖中木塊受到的浮力。(2)木塊的密度。
(3)小柱體放在木塊上面時對木塊上面的壓強。
解:(1)甲圖中木塊漂浮在水中,木塊受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3×35 =6N。
(2)甲圖中木塊漂浮在水中,F浮=G木,ρ水g×35 V木=ρ木gV木,ρ木=35 ×10×103kg/m3=0.6×103kg/m3。
(3)方法一:小柱體放在木塊上面時,F浮1=G柱+G木,
G柱=F浮1-G木=ρ水gV木-G木=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3m3-6N=4N,
小柱體放在木塊上面時對木塊的壓強為:
p=FS =G柱S =4N2.0×10-3m2 =2×103Pa。
方法二:小柱體放在木塊上面時對木塊的壓力等于小柱體的重力,從圖甲到圖乙增加的浮力就等于小柱體的重力,即:
G木=F浮2=ρ水gV排2=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3m3×25 =4N,
篇7
演示:用伏特表按圖(1)電路直接測電源的電動勢,測得伏特表示數為2.9伏。
2.若電路中加接電阻R,閉合開關S,觀察此時伏特表的讀數。
演示:按圖(2)電路,測得伏特表的示數為2.1伏。
此時教師及時把握實驗造成的認識沖突進行設問:此時電源電動勢變化了嗎?為何第二次伏特表示數變小了呢?你能知道此時電源的內電壓是多大嗎?
通過上述的問題情境,使學生的思維進入專注的學習狀態,隨之,通過學生的思維,有利于理解E=U外+U內的關系式以及伏特表測量的物理意義,為閉合電路歐姆定律的教學埋下了伏筆。
3.若上述電路中再串聯一個安培表(圖3),當電阻R發生變化時,伏特表和安培表的示數將如何變化?
先讓學生進行猜想,后演示,并運用歐姆定律I=U/R進行分析。猜想與實驗結論形成了矛盾,使學生的認知再次發生了沖突。接著,在教師的引導下,讓學生在矛盾的思索中,以直觀的形象進入理性的頓悟,從而得出某部分電路R的變化對電路的影響,只用某部分電路的歐姆定律來分析已不適用,因而必須對整個電路進行認識把握。教師由此把握契機,導出本堂課的研究課題。
接著,我通過設計以下教學程序,讓學生主動參與探索規律的活動,使之身臨其境,再現了當年科學家研究的思維方法和發現的過程。
1.鼓勵學生進行大膽猜想。
設問:閉合電路中的電流強度可能與哪些因素有關?
教師可啟發學生在歐姆定律中決定電流強度I的有關要素,從而通過思維方法的遷移、猜想得到:I與R、與E、與r、等因素有關。
2.引導學生設計實驗驗證上述猜想。
設問:你能用什么方法驗證上述猜想呢?(教師提示:物理學中最有說服力的武器――科學實驗。)
設問:那么多變量之間的關系又如何處理?(教師啟發學生:探索牛頓第二定律時對那么多變量問題的處理――控制變量的方法。)
3.實驗的具體設計及演示驗證。
通過逐個控制變量的方法,討論、設計并演示如下實驗:
(1)用手搖直流發電機M作電源(圖4)。通過改變轉速來改變電動勢的大小。(當R、r一定時,I與E關系?)
(2)選用可調電源(圖5),改變外電阻R,觀察安培表示數變化。(當E、r一定時,I與R的關系?)
(3)選用可調電源(圖6),改變電源內阻,觀察安培表示數變化。(當E、R一定時,I與r的關系?)
通過上述教學程序,學生的思維實現了從猜想到實驗性驗證的探索過程。
4.引導學生根據已有知識進行科學推理,使之由定性升華到定量。
設問:由E=U外+U內能得出I與上述各量的定量關系嗎?
對于外電路U外=IR,那么內電路U內=Ir亦成立嗎?
再次引導學生運用實驗手段驗證。如圖(6)所示,用探針接伏特表,可測得內電壓,安培表可測得內電路的電流。通過改變R,測得伏特表和安培表的示數如下:
分析上表所得的數據,觀察得到U內/I=定值,得出歐姆定律也同樣適用于內電路,即U內=Ir。由此,學生可推導出:E=IR+Ir。討論I的決定因素,將公式變換得I=E/(R+r),即閉合電路歐姆定律的數學表達式。
對閉合電路歐姆定律進行剖析、運用時,好讓學生思考、觀察、分析、討論,增強課堂思維量,加深對規律的進一步理解,我通過設計以下問題的思維階梯來拓展思維層次:
設問:1.請大家運用此規律解釋前面導課中、的示數如何變化?
2.當外電路處于斷路狀態時,=E,為什么?
3.若電源兩端連接一根導線(即電路處于短路狀態),I=?短路狀態有何危害?(學生思考后,教師演示短路狀態時保險絲熔斷實驗。)
4.請大家根據U=E-I r關系式,畫出U-I函數圖線,并說明物理意義。
5.先通過實驗演示,然后提出問題。
如圖(7)電路,已知電阻R1=5Ω,當S閉合時,讀出的讀數(I1=0.35A),據此數據能否求電源的E和r?
(2)如何想法求得?(提示:若再給一只R2 =10Ω的電阻,行嗎?)演示實驗并測得的示數(I2 =0.22A),請學生列式求得(E=3V,r=3.5Ω)。
然后小結,此題告訴了我們一種測量E、r的重要方法,即課本中例題解決的問題,并進一步設問(留給學生課外思考):
①若把改成一只,如何設計實驗測量E、r?
②若只給一只和一只及一只可變電阻,又如何設計實驗測量E、r?
6.先給實物電路,讓學生運用規律計算求解,后讓學生觀察實驗,在發生認知沖突中,使學生自悟自解,深化思維層次。
(1)圖(8)電路中,若把電阻R換成一只內阻為1.5Ω的電動機,當閉合開關S,的示數多大?(請學生求解。)
篇8
現舉例說明上述觀點。
牛頓第二定律是質點動力學的核心規律,動量定律、動能定理均可從牛頓第二定律導出。所以牛頓第二定律及其導出規律在解質點動力學問題中占有極其重要的地位。當各量都取國際單位制時,牛頓第二定律的數學表達式為F合=ma,公式中F合這一項涉及具體的性質力的規律,如萬有引力定律,庫侖定律等,涉及力的合成分解,以及矢量運算遵循的平行四邊形法則。a這一項涉及勻變速直線運動和勻速圓周運動等運動學方面的有關規律。所以全面掌握牛頓第二定律就掌握了力學中涉及的大多數規律和法則。
牛頓第二定律反映的是物體在力的作用下如何運動的問題,所以應用牛頓第二定律時,首先必須明確研究對象,即確定研究主體,并將其從周圍環境中隔離出來(所謂隔離體法)。隔離體法在處理連結體問題時,在大多數情境中是必不可少的,如果取連結體的整體,則仍然是一個確定研究主體的問題。研究主題確定了,公式中的m這一項就定了;第二步即對研究主體進行受力分析,是F合這一項的要求,只有對物體進行正確的受力分析,才能確定其所受的合力;第三步,分析研究主體運動狀態的變化,從而由運動學規律確定a;第四步,建立牛頓定律的方程,隨后就是解方程和討論結果了。
綜上所述,應用牛頓第二定律解題的四個步驟,不是人為的強加于學生的模式,而是應用牛頓第二定律公式F合=ma本身的需要,這就是由物理規律本身去找解題思路的道理。
再舉一個電學的例子。、
歐姆定律I=是電學中一個最基本的公式,使用中要注意式中各量的值確屬同一電路或電阻,也就是確屬同一研究對象,即U是研究對象兩端的電壓,R是研究對象的阻值,I是流過研究對象的電流,防止張冠李戴。
我們舉一個實例:如圖,已知E=2V,r=0.5Ω,R1=2Ω,R2=3Ω,求A、B之間和A、C之間的電壓。
分析:對整個閉合電路,由閉合電路歐姆定律,得:
I= (1)
隔離A、B之間的外電路,由部分電路歐姆定律,有
UAB=IRAB=I[] (2)
隔離R3,有
I3= (3)
對節點A,有 I=I1+I3 (4)
隔離R1,有 UAC=I1R1 (5)
由(1)--(5)式,代入數據,得出
UAB=1.5V
UAC=0.5V
由此可以看出,在電路問題中,所謂整體,是指具有共同的干路電流的整個電路;所謂隔離,是指對電路的某一部分或某一元件進行研究,聯系各部分電路或元件的是連接處的電壓和電流,它們之間的關系由串并聯的電流、電壓的基本關系確定;歐姆定律既適用于電路整體,也適用于某一部分電路,即電學問題也存在研究對象問題。在研究對象確定好以后,再對確定對象進行有關的物理量分析,從而代入恰當的物理方程進行計算和討論。
可見,解題思路是在分析物理規律中找出的,解題步驟是應用物理規律的客觀需要。嚴格按照由物理規律本身得出的解題步驟,即用有序思路去解決每一個具體的物理問題,正是為了訓練正確的思維方式,提高分析問題的能力,這無疑有助于克服解物理問題時無從下手的困難,有助于克服解題時思維混亂的無序狀態。
篇9
一、初中階段物理電功率知識教學難點特征的客觀論述
首先,知識結構機理綜合性顯著。需要學生靈活運用以往熟練掌握的歐姆定律、串并聯規則,以及力學知識內容,進行相關性數據定量化計算驗證。
其次,與生活實際狀況聯系過于縝密。在初中階段研習電功率知識,必然會接連引入各類電功率概念機理、實際測量等探究性任務,確保學生在特定情境感染下,自主強化自身動手操作潛質,并在今后善于發現并解決生活中一切和物理電功率知識相關的問題。在如今發達的社會生活領域中,我們經常會接觸各類電器,雖然說大部分初中生尚未掌握內部核心工作原理,但是透過相關題型的計算過后,就可以大致了解透徹。由此看來,不管是透過課程規范要求角度,或是物理知識生活化應用角度界定,電功率知識點始終發揮著高效的傳輸引導功效。
二、新時代背景下我國初中物理電功率知識點合理教學策略內容的細致化解析
1.課堂教學理念的全面改良設計
其強調的是,初中物理教師在正式引入電功率知識環節中,需要在課堂內部主動創設一類生活化感知情境,借此吸納學生關注意識,令其愿意參考各類知識內容,并進行實驗方案綜合性猜想設計,方便教師進行審核和改正。在整個教學流程中,教師始終被認定是學生的引導、合作角色,一旦初中生思維出現任何瓶頸限制危機,教師必須在第一時間范圍內洞察并賦予精確化點撥。也就是說,教師的核心動機,在于鼓勵學生自主性探索電功率知識運算規律,同時聯系熟悉的生活情景進行實驗操作,令其建立應有的物理科學探索精神。
2.建立起明確的電功率知識教學引導指標
首先,作為專業化初中物理教師,在進行電功率知識傳授期間,需要同時關注個體情感價值觀熏陶實效,提倡現場學習交流模式的多樣化表現特征,真正令學生透過生活掌握各類物理知識,同時做好今后應對社會各項職業挑戰的準備工作。
其次,督促初中生盡快地熟練掌握電功率相關計算公式的應用規則。事實上,任何公式都存在專屬的適用規則,只要確保初中生能夠將這方面細節了解透徹,就能盡量規避日后解題過程中公式錯用問題。有關這部分公式類型具體表現為:
(1)原始公式。電功率的定義式P=W/t,適合于任何電路;經驗式P=UI和W=UIt,適合于任何電路;焦耳定律Q=I2Rt,適合于任何電路;經驗式W=UIt,適合于任何電路。
(2)推導公式。結合歐姆定律I=U/R及其變形公式U=IR和R=U/I來推導。因此,適用條件應該和歐姆定律相同――只適用于純電阻電路。如,推導公式P=I2R和W=I2Rt,只適合于純電阻電路;推導公式P=U2/R,W=U2t/R,只適合于純電阻電路。
(3)關系式。根據電路和不同材料的特點,得到的關系式W=Q,只適合于純電阻電路。其中W是電流流過導體所做的功,Q是電流流過導體產生的熱;另外P=P1+P2+…+Pn,適合于任何電路。
(4)比例式。主要是透過串并聯電路的特點和公式的合并特征,形成的一種與串并聯相關的推導式。如并聯電路中電功率與電流、電阻的關系:P1∶P2=I∶I=R∶R,證明在并聯電路中,電功率之比等于它們所對應的電流之比、等于它們所對應電阻的反比。
篇10
1. 電磁學的兩種研究方式。
整個電磁學的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進行,這兩種方式均在高中教材里體現出來。只有明確它們各自的特征及相互聯系,才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質,培養學生的思維能力。
場的方法是研究電磁學的一般方法。場是物質,是物質的相互作用的特殊方式。中學物理的電磁學部分完全可用場的概念統帥起來,靜電場、恒定電場、恒定磁場、靜磁場、電磁場等,組成一個關于場的系統,該系統包括中學物理電學部分的各章內容。
2. 物理知識規律。
物理知識的規律體現為一系列物理基本概念、定律和原理的規律,以及它們的相互聯系。
物理定律是在對物理現象做了反復觀察和多次實驗,掌握了充分可靠的事實之后,進行分析和比較找出它們相互之間存在著的關系,并把這些關系用定律的形式表達出來。物理定律的形成,也是在物理概念的基礎上進行的。但是,物理定律并不是絕對準確的,在實驗基礎上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性,因此其適用范圍有一定的局限性。
“恒定電流”一章中重要的物理規律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律。歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來的,對金屬導電、電解液導電適用,但對氣體導電是不適用的。歐姆定律的運用有對應關系。
電阻是電路的物理性質,適用于溫度不變時的金屬導體。
3.通過電磁場在各方面表現的物質屬性,使學生建立“世界是物質的”的觀點。
電現象和磁現象總是緊密聯系而不可分割的。大量實驗證明在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用。運動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種場——磁場。磁體的周圍也存在著磁場。磁場也是一種客觀存在的物質。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用。現在,科學實驗和廣泛的生產實踐完全肯定了場的觀點,并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在,電磁場是物質的一種形態。
二、以“學科體系的系統性”貫穿始終,使知識學習與智能訓練融合于一體
1. 場的客觀存在及其物質性是電學教學中一個極為重要的問題。電場強度、電勢、磁場磁感應強度是反映電、磁場是物質的實質性概念。電場線,磁感線是形象地描述場分布的一種手段。要進行比較,找出兩種力線的共性和區別以加強對場的理解。
2. 電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用。在教學中要使學生認識場和受場作用這兩類問題的聯系與區別。
篇11
幾十年來,應試教育重知識的教學而輕能力的培養。人們一直把學習成績的好壞視為人才的標準,限制了學生多方面能力的發展,扼殺了眾多人才。今天,作為面向基礎教育的教師應樹立全新的思想,去指導教學實踐。首先要有正確的人才觀,要從一個人的整體素質和社會需要來評價、衡量人才。我們的社會,不僅需要科學家、藝術家、專家、學者,而且需要更多的普通專業技術人員和普通勞動者。學習成績好的能考上大學的是人才,學習成績不太好但有較強組織能力、活動能力、操作能力的學生同樣是人才。大企業的經理是人才,個體老板也是人才。只要有一技之長,能對社會作貢獻的人都 是人才。其次要樹立正確的素質觀。我國有十幾億人口,僅靠培養少數人為目標的“天才教育”或“精英教育”是無法使中華民族永遠屹立于世界民族之林的。只有全面推進素質教育,提高全民族的素質,才能把人口的包袱轉化為人才的優勢,也才能在當今的經濟競爭和綜合國力的競爭中以足夠的人才優勢穩操勝券。因此,我們的教學必須面向 全體學生,教會他們求知,教會他們做人。
二、優化教學過程,把素質教育的培養目標落實到課堂教學中。
1、從實際出發,優化教學目標。
制定教學目標,應以現代教育思想為指導,全面領會素質教育的要求,依據教學大綱、教材內容,結合本樣教學實際和學生實際綜合考慮,既要確定長遠的教學目標,又要確定每節課的具體目標;既要確定基礎素質的群體培養目標,又要確定較高素質的個體培養目標;既要有知識教學目標,又要有方法指導和能力培養目標。使學生學到的不僅是物理知識本身,而且更重要的是學習物理的方法,研究物理的能力,探索自然的志向,獻身科學的精神。
例如:關于滬科版初中物理教材第二冊中“歐姆定律”的教學,我們依據大綱和編者意圖,補充和調整了教參上擬定的教學目標。調整后的目標是:(1)知道“分離變量法”是探索物理規律的一種基本方法;知道列表對比法是分析實驗數據、歸納實驗結論的基本方法之一;(2)理解歐姆定律的內容、公式及其變換式的物理意義,會用歐姆定律分析、解決簡單電路的有關問題;(3)培養學生實驗操作能力、分析思考能力和總結概括能力。因為在教學過程中,指導學生親自參與整個實驗研究過程和數據分析過程,不僅能理解實驗結論和定律的內容,而且知道結論和定律是如何得出的,在得出結論時用了什么樣的方法和手段,在實驗過程中是如何控制實驗條件和物理變量的。歸納得出歐姆定律后,再引導學生反復討論記錄表格中的實驗數據,把每一組U/I的值與導體的電阻值相比較,自然使學生明白了變形公式R=U/I的物理意義。應用歐姆定律解簡單電路的有關問題,不是本節內容的重點,只要引導學生討論一、二個例題即可。可見,這樣的教學才能揭示物理學的研究方法和學法,才能讓學生沿著科學家發現物理規律的歷史足跡體會科學家的思維方法。
2、科學使用教材,優化教學內容。
教材是教學之本,是連接教與學、知識與方法、能力與發展的紐帶。現有初中物理教材較老教材有了較大的進步,雖然增大了實驗容量,但大部分是教師演示實驗,學生分組實驗較少。學生學到的知識不能適應高速發展的當今社會。這就要求教師不斷學習現代教育教學理論,充分運用自己的聰明才智,調動自己的知識積累,站在科學方法論的高度,研究教材、把握教材、使用教材,優化教學內容。
優化教學內容,必須依據學生的身心特點和知識發展水平以及未來社會的需要,做到:(1)對教材中某些教學內容進行適當調整和補充,使之更適合學生學習和社會需要。如:在伏安法測電阻的實驗教學中,教師引導學生選擇實驗器材、設計實驗電路,完成課本規定的實驗內容后,提出新的問題:在上述實驗中若只允許你使用電壓表(或電流表),實驗能否進行?需要補充什么輔助器材?教師作適當點撥,讓學生充分思考、醞釀、討論,設計實驗方案,進一步進行實驗,使伏安法測電阻的實驗原理和思想在學生頭腦中得到進一步理解和升華。同進,引導優生對實驗進行誤差分析,并進行補嘗討論,培養尖子生的綜合實驗素質。另外,電學中影響電阻大小的因素、歐姆定律、電磁感應、影響電功大小的因素等演示實驗,都可以大膽地必為學生實驗、教師適當指導,讓學生自己操作,自己觀察、分析實驗現象,自己歸納實驗結論。不僅能掌握知識和規律的內容,還能知道知識的來龍去脈,學會研究方法。 (2)精選教學素材,真正把溶于教材中的思想觀點、方法內容、智力價值和精神素養挖掘出來,展示給學生。舉例講解更要貼近學生生活實際,激發學生情感,啟迪學生智慧。如牛頓第一定律、機械能的轉化與守恒、電阻的教學中,都應滲透“內因與外因”的辨證關系;慣性和摩擦力的教學應滲透“一分為二”的辯證思想教育。
篇12
在人教版教材中,《動能定理》《焦耳定律》《閉合電路歐姆定律》三個物理規律都是以特殊模型為演繹起點、通過理論演繹建立起的一般規律,而演繹方法的規則是由一般到特殊,故教材的呈現方式隱含著邏輯問題;《楞次定律》是通過實驗歸納方法建立起來的,但在對實驗現象進行歸納時,沒有充分運用科學方法引導學生進行探究,而是直接提示學生通過“中介”——“感應電流的磁場”來進行歸納. 有鑒于此,建議對它們的呈現方式進行重構.
1. 對動能定理的重構建議
(1) 教材分析
動能定理是通過理論演繹的途徑建立起來的,具體過程如下:
由牛頓第二定律F=ma=m及功的定義dW=F?dx得F?dx=m?dx=mv?dv,
將上式積分有W=mv22-mv21.
教材據圖1所示的物理模型,運用牛頓第二定律F=ma與運動學公式v22-v21=2ax進行理論演繹,得出W=mv22-mv21,并直接指出此式即為動能定理,縱觀上面的推理過程,其邏輯關系實質如圖2所示.
上述演繹推理的大前提是牛頓第二定律,小前提是物體做勻變速直線運動,那么,由此演繹得出的W=mv22-mv21的適用條件自然是與小前提相同的,因此,我們不能將其稱之為動能定理. 盡管教材此后也就物體受多個力作用及曲線運動情況作了說明或提示,但仍然不是對動能定理真正意義上的建構,故有必要對其呈現方式進行重構.
(2) 重構方案
由于學生知識結構的限制,在高中階段不可能運用理論演繹的方法建立起動能定理,為此,建議根據分類方法,分別就直線運動與曲線運動兩類情況設計的遞進性問題鏈,變理論演繹為演繹與歸納相結合,引導學生在問題解決中“發現”動能定理.
類型一:直線運動
問題1 在圖1所示的水平面上,如果物體與水平面間有摩擦力作用,物體的動能變化量與什么功相對應?
通過對此問題的探究,把W=mv22-mv21的適用范圍推廣至多力做功情況,此時的W為合外力所做的功,同時能使學生產生問題意識,即:這一結論是否具有普遍性?是否適用變力、曲線運動情況?從而生成新的問題.
問題2 如圖3所示,物體在粗糙的水平面運動,在l1、l2段分別受到水平力F1、F2作用,則物體在整個過程中的動能變化量與什么功相對應?
通過對它的探究,引導學生建構起多過程問題中功和動能變化量的關系,并把單過程中的合外力功W擴展至各過程中功的代數和,從而加深了對功W的理解.
問題3 如果物體在粗糙的水平面上運動時,受到的水平作用力F是變化的,則物體的動能變化量又與什么功相對應?
這是由問題2衍生出的直線運動中更為一般的問題,通過問題2的啟發,學生能運用微元法進行演繹推理,并得出W=mv22-mv21.
在上面三個問題中,對應的物理模型都是在水平面上的運動物體,對于其他類型的直線運動,學生也容易得出W=mv22-mv21的結論,從而通過問題解決建構起直線運動中功與動能變化量間的關系,那么此結論對于曲線運動是否成立?如果成立,我們就發現了一條新的物理規律,由此生成類型二的問題.
類型二:曲線運動
問題4 從高為H處將一物體以一速度v0沿水平方向拋出,重力對物體所做的功與物體的動能變化量之間存在什么關系?
以此問題為支架,讓學生進一步體會物理科學方法在探究過程中的作用,實踐表明,學生對此問題能從兩個角度進行探究,一是運用“猜想—檢驗”模式,先提出假說“重力對物體做的功等于物體動能的變化量”,然后運用平拋運動知識進行檢驗;二是運用微元方法,化曲為直,進行演繹推理. 同時,也使學生意識到要建立一個新的物理規律,還需要對一般的曲線運動進行分析,從而衍生出問題5.
問題5 如果物體做曲線運動,且受到變力作用,則物體的動能變化量又與什么功相對應?
對此,學生運用類比方法得出W=mv22-mv21.
在對以上兩類問題探究的基礎上,引導學生進行理論歸納,進而在問題解決中建構起具有普遍意義的動能定理.
2. 對焦耳定律的重構建議
(1) 教材分析
在物理學史上,焦耳定律是由焦耳通過實驗歸納方法得出的. 而在新教材中,沒有重現物理學史,而是以電流通過純電阻元件為前提,通過理論演繹方法對其進行重構,具體的邏輯關系如圖4.
顯然,上面推理過程的大前提是普遍適用的電功公式W=IUt,小前提是電流通過純電阻元件,因而得到的結論Q=I2Rt也只適用于純電阻元件,而由實驗歸納方法建立起來的焦耳定律是適用于任何電路元件的,故需要對其呈現方式進行重構.
(2) 重構方案
盡管運用理論演繹方法在建立焦耳定律時面臨邏輯問題,但在課堂教學中,完全重現焦耳的實驗歸納方法也是不可取的,因為在運用實驗歸納方法時,要面臨諸如實驗類型、精度等一系列問題. 為此,建議運用理想實驗與真實實驗相結合方法來建構焦耳定律,具體內容如下.
①通過定性分析,得出影響焦耳熱的物理量有R、I、t
②理想實驗的設計及其思維操作
設阻值為R0的用電器通以電流I0,在時間t0內產生的焦耳熱為Q0,依據等效思想,運用控制變量法來探究其他情況下產生的焦耳熱與Q0的關系,進而建構起Q與R、I、t的大致關系.
問題1 在電流、電阻不變的情況下,探究焦耳熱Q與時間t的關系.
理想實驗:如圖5,在電流I0、電阻R0不變情況下,在兩個時間t0內產生的熱量Q之和即為2t0時間內產生的熱量Q1,故有Q1=2Q0,由此可見,Q∝t.
在上面設計的理想實驗中,為探究焦耳熱Q與時間t的關系,運用了倍增方法和控制變量法,把待探究的時間設計為t0的整數倍,便于學生發現焦耳熱Q與時間t的關系,下面兩個理想實驗的設計思想與此相同.
問題2 在電流I0及時間t0一定的情況下,探究產生的焦耳熱Q與電阻R的關系.
理想實驗:如圖6所示,在電流I0及時間t0一定的情況下,電阻為2R0產生的焦耳熱與兩個阻值為R0的電阻串聯后在時間t0產生的焦耳熱等效,也即Q2=2Q0,故有Q∝R.
問題3 在電阻R0及時間t0一定的情況下,探究產生的焦耳熱Q與電流I的關系.
在運用理想實驗得出Q與R、t的關系后,要探究Q與I的關系,可用倍增方法構造出電流為I0的情況,以便借助上面的結論進行思維操作.
理想實驗:在電阻R0及時間t0一定情況下,通以2I0的電流時產生的熱量為Q3,根據等效思想,其產生的熱量等效為阻值為2R0的兩電阻并聯后產生的焦耳熱之和,見圖7. 由問題2知Q′3=2Q0,而Q3與Q′3的關系為Q3=2Q′3,也即有Q3=2Q′3=4Q0,故有Q∝I2.
③焦耳定律的建構
在對上面的理想實驗的思維操作基礎上,再運用綜合方法,可建構起焦耳熱Q與I、R及時間t的關系為Q=kI2Rt,其中常數k可由實驗確定,從而運用理想實驗等科學方法建立起焦耳定律.
3. 對閉合電路歐姆定律的重構建議
(1) 教材分析
教材的編寫思想是通過理論演繹把能量守恒定律與閉合電路歐姆定律聯系起來,充分體現功和能的概念在物理學中的重要性,同時又能幫助學生形成完整的認知結構. 基于這一思想,教材以純電阻電路為前提,運用能量守恒定律建立起閉合電路歐姆定律,其邏輯關系如圖8所示.
從上面邏輯關系可以看出,理論演繹的小前提是純電阻電路,大前提是能量守恒定律,因而導出的E=IR+Ir及I=也只適用于純電阻電路,但是教材緊接著又由只適用純電阻電路的E=IR+Ir推出適用于一般電路的E=U外+U內,這就產生了邏輯問題. 因此有必要對其呈現方式進行重構.
(2) 重構方案
在運用能量守恒定律進行理論演繹時,應該遵循理論演繹的規則,即從一般情況出發,導出相應的規律,然后再運用理論演繹得出純電阻電路中的閉合電路歐姆定律,具體方式如下.
對于圖9所示的電路,電源電動勢為E,內阻為r,方框內元件性質未知,電路中的電流為I,路端電壓為U. ①在時間t內,外電路中消耗的電能E外為多少?②在時間t內,內電路中電能轉化成內能E內多少?③在時間t內,電源中非靜電力做的功W為多少?④根據能量守恒定律,W與E外、E內的關系是什么?
對于上面四個問題,學生依據有關功和能的概念及能量守恒定律得到IEt=IUt+I2rt,對其整理后得到E=U+Ir,其中,Ir是電源的內電壓,故此式也可寫成E=U外+U內,這兩個關系式即為一般意義上的歐姆定律,它適用于一切電路.
對于純電阻電路有U=IR,則有I=. 這是純電阻電路中的閉合電路歐姆定律.
4. 對楞次定律的重構建議
(1) 教材分析
本節教材的編寫是以問題與問題解決為紐帶,引導學生從發現問題分析問題解決問題等步驟去掌握知識,意在突出科學探究,著眼于學生探究能力的提高,其教學流程如下:
其中重溫的實驗如圖10所示,而且運用草圖記錄相關信息,以便歸納出楞次定律.
在運用圖10所示的實驗進行歸納時,面臨一個關鍵問題,就是如何從眾多的物理現象及實驗因素中尋找歸納的方向,對此,教材直接提出:“是否可以通過一個‘中介’——‘感應電流的磁場’來表述這一關系”,以此引導學生歸納出楞次定律. 但問題的關鍵是,我們是怎么想到從原磁場方向與感應電流的磁場方向的關系進行歸納的?
(2) 重構方案
根據分類方法,影響感應電流方向的因素有如下三類:一類是外部因素(磁場強弱、磁場方向、磁鐵運動方向、磁通量變化等);第二類是自身因素(線圈粗細、線圈的繞制方式等);最后是自身與外部相互聯系的方式. 在探究感應電流方向與哪些因素有關時,需要圍繞這三類因素設計一些針對性的問題,讓學生在問題解決中,提出猜想,設計實驗,修正猜想,最終“發現” 楞次定律,具體方案如下.
①探究感應電流方向與外界因素之間的關系
問題1 感應電流方向與磁場變化快慢有無關系?設計實驗驗證你的猜想.
問題2 感應電流方向與磁感應強度大小有無關系?設計實驗驗證你的猜想.
問題3 分析圖10甲和圖11所示的實驗現象,說明影響感應電流方向的外界因素有哪些.
設置問題3的目的是引導學生對兩類電磁感應問題的共同的外部特性進行歸納,總結出影響感應電流方向的外部因素是磁場方向和磁通量的變化,從而為進一步探究奠定基礎.
②探究感應電流方向與自身因素之間的關系
為了探究感應電流方向與自身因素的關系,可設置以下兩個問題.
問題4 試猜測感應電流方向與線圈的粗細、匝數是否有關,設計實驗驗證你的猜想.
問題5 感應電流方向與線圈的繞行方向是否有關?設計實驗驗證你的猜想,并把實驗信息記錄在草圖上.
通過問題5,引導學生提出猜想,并通過控制變量法,在保證磁場方向和磁通量變化方式相同的情況下,設計出圖12所示的實驗對猜想進行檢驗,進而研究感應電流方向與繞行方向的關系.
根據實驗所記錄的信息發現,在線圈的繞行方式變化時,回路中的感應電流方向也隨之變化,但是線圈中的電流繞行方向是不變的,此時引導學生探究在線圈的繞行方式變化時,什么因素是不變的?
實踐表明,按此方法重構后,學生能尋找到以“感應電流的磁場方向”為中介進行歸納,于是衍生出問題6.
篇13
1.不斷加強師德修養,不斷完善自我,努力學習新課程理念
教育要面向現代化,面向未來,必須要有現代化教育理念,高水平的教師,還要有以現代教育思想為指導的教育技能和獻身教育職業道德素質。
身教重于言教。教師不僅要用語言教育學生,而且更重要的是用自己全部的人格來教育和熏陶學生。因此,教師要身在課堂,放眼社會,胸有未來;加強師德修養,不斷完善自我,為人師表,不斷學習新課程。在課內外教學中教師要自覺運用全面發展理論,祖國建設所取得的偉大成就,家鄉的生活變化,對學生進行愛國主義教育;用自己文明的言行為學生樹立講文明、講禮貌的形象榜樣,尊重每一位學生,像保護自己的眼睛一樣保護學生的自尊心;對學生要公平、民主;在學生中樹立自己威信的同時,要注意樹立其他老師的威信;不斷學習新課改,不斷提高教學教研水平,苦練教學基本功,培養學生探究知識的能力,用規范的板書、板畫、標準的普通話、準確生動的物理語言、樸素端莊的儀表和機智的課堂調控能力,把課堂變成學生學習的樂園,去造就適應社會發展的、具有開拓創新精神的現代人才。
2.不斷優化教學過程,把新課程的目標落實到課堂教學中
2.1 從實際出發,優化教學目標。制定教學目標,應以新課程理念、現代教育思想為指導,全面領會新課改的要求,依據教學大綱、教材內容,結合本校教學實際和學生實際綜合考慮,既要確定長遠的教學目標,又要確定每節課的具體目標;既要確定基礎素質的群體培養目標,又要確定較高素質的個體培養目標;既要有知識教學目標,又要有方法指導和能力培養目標。使學生學到的不僅是物理知識本身,而且更重要的是學習物理學科的方法,研究物理的能力,探索自然的志向,獻身科學的精神。
例如:關于初中物理教材第二冊中"歐姆定律"的教學,我們依據大綱和編者意圖,補充和調整了教參上擬定的教學目標。調整后的目標是:(1)知道"分離變量法"是探索物理規律的一種基本方法;知道列表對比法是分析實驗數據、歸納實驗結論的基本方法之一;(2)理解歐姆定律的內容、公式及其變換式的物理意義,會用歐姆定律分析、解決簡單電路的有關問題;(3)培養學生實驗操作能力、分析思考能力和總結概括能力。因為在教學過程中,指導學生親自參與整個實驗研究過程和數據分析過程,不僅能理解實驗結論和定律的內容,而且知道結論和定律是如何得出的,在得出結論時用了什么樣的方法和手段,在實驗過程中是如何控制實驗條件和物理變量的。歸納得出歐姆定律后,再引導學生反復討論記錄表格中的實驗數據,把每一組U/I的值與導體的電阻值相比較,自然使學生明白了變形公式R=U/I的物理意義。應用歐姆定律解簡單電路的有關問題,不是本節內容的重點,只要引導學生討論一、二個例題即可。可見,這樣的教學才能揭示物理學的研究方法和學法,才能讓學生沿著科學家發現物理規律的歷史足跡體會科學家的思維方法。
2.2 科學使用教材。教材是教學之本,是連接教與學、知識與方法、能力與發展的紐帶。現有初中物理教材較老教材有了較大的進步,雖然增大了實驗容量,但大部分是教師演示實驗,學生分組實驗較少。學生學到的知識不能適應高速發展的當今社會。這就要求教師不斷學習現代教育教學理論,充分運用自己的聰明才智,調動自己的知識積累,站在科學方法論的高度,研究教材、把握教材、使用教材,優化教學內容。
3.引進競爭機制,培養創新精神
培養創新精神是培養創新能力的源泉。我國偉大的教育家陶行知先生說:"發明千千萬,起點是一問……人力勝天工,只在每事問。"可見,學生的創新能力來自于不斷發問和質疑的精神。
如:筆者在講授《分子動理論》一章時,故意設計了這樣一道題:"已知阿伏加德羅常數為N,銅的摩爾質量為M,密度為。一個銅原子的體積為,一個銅原子的質量為。"有同學在黑板上板演過程如下:
銅的摩爾體積為V=M/
一個銅原子的體積為v0=M/N