欧姆定律步骤范文
时间:2023-07-12 17:40:34
导语:如何才能写好一篇欧姆定律步骤,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
使用器材:基本器材为:电源、电流表、电压表、待测电阻Rx、滑动变阻器RP、开关、导线等。
实验原理及电路图:I=UR,串联电路的电流特点如图1所示。
步骤及计算式:闭合开关S,测出Rx与部分RP串联时的电流Ix及Rx两端的电压Ux。则:Rx=UxIx
2 “双流”法
使用器材:无基本器材中的电压表。
实验原理:欧姆定律,并联电路的电压、电流特点及电路图如图2所示。
步骤及计算式:闭合开关S,电流表在图示位置分别连接,测出干路电流I及支路电流Ix、IP。三个电流任意两个组合,均可计算出未知电阻Rx。分别为:
①Rx=I-IxIxRP;②Rx=IPI-IPRP;
③Rx=IPIxRP。
3 “开流”法
使用器材:无基本器材中的电压表。
实验原理及电路图:欧姆定律,开关闭合前后电源电压不变。电路图如图3所示。
步骤及计算式:闭合开关S、S1,测出只有RP的电流IP;断开S1,测出Rx与RP串联的电路电流I。则:Rx=IP-IIRP。若将S1与RP并联,与前类似,则:Rx=IIx-IRP。
4 “变流”法
使用器材:无基本器材中的电压表。
实验原理及电路图:欧姆定律,电路变化前后电源电压不变。电路图如图4所示。
步骤及计算式:闭合开关S,将滑片置于a端,测出只通过Rx的电流Ia;再将滑片置于b端,测出Rx与RP串联的电流Ib。则:
Rx=IbIa-IbRP。
5 “双压”法
使用器材:无基本器材中的电流表。
实验原理及电路图:欧姆定律,串联电路的电流特点。电路图如图5所示。
步骤及计算式:闭合开关S,分别测出Rx与RP两端的电压Ux、UP。则:Rx=UxUPRP。
6 “开压”法
使用器材:无基本器材中的电流表。
实验原理及电路图:欧姆定律,串联电路的电压、电流特点。电路图如图6所示。
步骤及计算式:闭合开关S、S1,测出RP两端的电压即电源电压U;
断开S1,测出Rx与RP串联时RP两端的电压UP。则:Rx=U-UPUPRP。若将S1与RP并联,与前类似,则:Rx=UxU-UxRP
7 “变压”法
使用器材:无基本器材中的电流表。
实验原理及电路图:欧姆定律,串联电路的电压、电流特点。电路图如图7所示。
步骤及计算式:闭合开关S,将滑片置于a端,测出Rx两端的电压即电源电压U;再将滑片置于b端,测出Rx与RP串联时Rx两端的电压Ux。则:Rx=UxU-UxRP。
篇2
一、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含义,引入了惯性的概念,是研究整个力学的出发点,不能把它当做第二定律的特例;惯性不是状态量,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。
二、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。
三、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常量的实验,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。
四、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做功或所做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。
五、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。
六、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是同一电路的三个参量。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式。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。
篇3
易错点一:对欧姆定律变形公式的误解
例根据欧姆定律公式I=,可变形得到R=。对此,下列说法中正确的是()
A. 导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B. 导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C. 当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D. 导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
典型错误一根据R=,认为导体的电阻与导体两端的电压成正比,因此选择A。
典型错误二根据R=,认为导体的电阻与通过导体的电流成反比。因此选择B。
错因分析欧姆定律研究的是电流与电压和电阻的关系,其变形式R=只是提供了计算电阻的一种方法,并不能理解为导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比。
正确答案因为导体的电阻是由导体自身因素(材料、长度、横截面积、温度等)来决定的,而不受外因(导体两端电压和通过导体的电流)影响,所以应选D。
易错点二:对欧姆定律同一性和同时性的忽视
例有一个电铃,它的电阻是10 Ω,在正常工作时,它两端的电压应该是6 V。但我们手边现有的电源电压是8 V,要把这个电铃接在这个电源上,并使它正常工作,应怎么办?
典型错误要把这个电铃接在这个电源上,并使它正常工作,应给它串联一个电阻。
因为通过电铃的电流I== A=0.6 A,
又因为电阻跟电铃串联,
所以通过电阻的电流I=I=0.6 A,
因此,串联一个电阻为R== Ω=13.3 Ω。
错因分析造成错解的原因是在应用欧姆定律时,没有注意同一性和同时性。错解中的最后一步:R=中,U、I代入的数值是总电压和总电流,求出的电阻R应该是总电阻。
正确答案根据欧姆定律有:通过电铃的电流I== A=0.6 A,
又因为电阻跟电铃串联,
所以通过串联电路的电流I=I=0.6 A,
因此,总电阻R== Ω=13.3 Ω。
又因为R=R+R,
所以串联一个电阻为R=R-R=(13.3-10) Ω=3.3 Ω。
易错点三:对控制变量法的误解
例小刚用图1所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是()
A. 记录电流表和电压表的示数
B. 将变阻器滑片适当向左移动
C. 将变阻器滑片适当向右移动
D. 适当增加电池的节数
典型错误电源电压不变,改变电阻,记录电流大小,从而找出电流跟电阻的关系,选A。
错因分析没有正确理解控制变量法。
正确答案在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后,为了探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,必须保持A、B两点间的电压不变。此时由于总电阻变大,总电流变小,因此滑动变阻器两端的电压变小,由串联电路电压关系可知A、B两点间(一段电路)的电压变大。要想继续实验,接下来应该使A、B两点间的电压减小到原来的值。将变阻器滑片适当向右移动,使变阻器阻值增大,使电路电流减小。由U=IR可知,A、B两点间的电压才会变小,当达到原来的电压值时,停止移动滑片,记录此时的电流值。应选C。
易错点四:对电路连接关系不清
例1如图2所示,电路中的电源电压保持不变。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片P由图中位置向a点移动的过程中,电表、、的示数变化正确的是()
A. 的示数减小,的示数减小,的示数增大
B. 的示数增大,的示数减小,的示数增大
C. 的示数增大,的示数减小,的示数减小
D. 的示数减小,的示数增大,的示数减小
典型错误滑动变阻器的滑片P由图中位置向a点移动的过程中,滑动变阻器的阻值变大,根据欧姆定律公式I=,电路中的电流减小。根据U=IR可知,滑动变阻器两端电压减小,因此的示数减小,灯泡两端的电压增大。选择D。
错因分析电压表测量的是滑动变阻器两端电压U。滑动变阻器的滑片P由图中位置向a点移动的过程中,滑动变阻器的阻值R变大,但同时电流I变小,根据U=IR无法判断滑动变阻器两端电压大小的变化。
正确答案由图2可知这是一个串联电路,电压表测量滑动变阻器两端的电压U,测量灯泡两端的电压U。滑动变阻器的滑片P由图中位置向a点移动的过程中,滑动变阻器的阻值变大,根据欧姆定律公式I=,电路中的电流减小,因此的示数减小。再根据串联电路中电流处处相等,通过灯泡的电流I=I,又灯泡的电阻R不变,根据U=IR可知,电压U减小,因此的示数减小。由串联电路电压的关系,可知滑动变阻器两端电压U=U-U,因此的示数增大。应选C。
例2如图3所示电路中,闭合开关后,将滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动过程中,图3中电压表和电流表的示数变化正确的是()
A. 电压表示数不变,电流表示数变大
B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数不变,电流表示数变小
D. 电压表示数变大,电流表示数变小
典型错误滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动过程中,电阻变大。根据U=IR可知,电压变大,因此电压表示数变大。再根据欧姆定律公式I=,电路中的电流减小,选择D。
错因分析电路连接关系不清,没有注意到滑动变阻器与R串联后再与R并联的关系。
正确答案滑动变阻器与R串联后再与R并联,不管滑动变阻器阻值如何变化,都不会改变支路电压。支路电阻的变化引起总电阻的变化,滑片P由a端向b端滑动过程中,滑动变阻器电阻变大,总电阻变大。根据欧姆定律公式I=,电路中的总电流减小,因此电流表示数减小。应选C。
易错点五:对伏安法测电阻原理的误解
例小刚同学想用电流表、电压表测量一段电阻丝R的电阻,他已连接了部分电路,如图4(a)所示。请你接着完成下列步骤:
(1)当电压表示数为3.6 V时,电流表的示数如图4(b)所示,这时电路中的电流是________A,电阻丝的电阻为_______Ω。并用笔画线代替导线,将电路补画完整。
(2)若将上面实验中的定值电阻R换成小灯泡,在多次测电阻的过程中,发现当电压表的示数增大时,电压表与电流表示数的比值将________。
典型错误(1)题中连接图时,滑动变阻器接线柱连入错误,电压表、电流表正负接线柱及量程选错,串、并联错误。
错因分析不清楚滑动变阻器及电表接入电路的要求。
正确答案滑动变阻器要保证“一上一下”两个接线柱接入电路,有时还要考虑具体是下面哪一个接线柱接入电路。对于电表,要求电流从正接线柱流入负接线柱流出,且选择符合题意的量程,保证电流表与被测对象串联,电压表与被测对象并联。(1)0.3;12;电路图如图5所示。
典型错误(2)由伏安法测电阻原理R=可知,电流与电压成正比,因此电压表与电流表示数的比值不变。
错因分析当电阻不变时,电流与电压才成正比。电阻变化时,这种正比例关系就不成立了。
正确答案当电压增大时,灯丝温度升高,其电阻增大。由R=可知,电压表与电流表示数的比值就是电阻,所以电压表与电流表示数的比值将增大。
易错点六:不关注欧姆定律的适用范围――纯电阻电路
例有一台标有“220 V 1.1 kW”的电动机,线圈电阻为10 Ω,求它正常工作1 min放出的热量。
典型错误由欧姆定律可知,
I== A=22 A,
再由焦耳定律得:
Q=I2Rt=222×10×60 J=2.904×105 J。
错因分析欧姆定律只适用于纯电阻电路。本题是含有电动机的非纯电阻电路,求电流时不能使用I=。
正确答案通过线圈的电流I== A=5 A,
篇4
关键词:初三物理;电路故障;教学策略
在初中教育活动中物理科目从初二开始设置,电路方面的知识则从初三才开始讲授,初三学生平常对电路接触不多,在学习电路故障知识过程中通常会遇到不少障碍和困惑。为此,初三物理教师在电路故障教学实践中,应当采用多种科学有效的策略帮助学生分析和理解电路故障原因,让他们善于发现和解决问题,这对于提升物理整体教学质量来说意义重大。
一、认真研究物理电路故障问题的解题步骤
在初三物理电路故障教学过程中,所有电路问题中的电阻变化均会影响到电压和电流的变化,这类物理题目,大部分初三学生在解题时都会感到有些许难度。所以,初三物理教师可根据电路故障题目进行认真研究和分析,着重讲解电路故障问题的解题步骤,使学生以后遇到同类物理题目时能够更快、更有效地进行解题。当然这种解题思维并不是一成不变的,教师还需培养学生的思维灵活性,让他们做到随机应变和灵活应用。
以“欧姆定律及其应用”教学为例,本节课的教学目标是学生巩固深化对欧姆定律的理解和认识,能够在具体情境中灵活运用欧姆定律解决实际问题,使他们进一步正确掌握使用电流表和电压表的方法。在解决与欧姆定律相关的物理题目时,教师可这样讲述解题步骤:先根据电阻的实际变化情况,以此辨别总电阻的数据变化,而对于电流表的变化能够利用欧姆定律来实现,假如欧姆定律无法辨别出来,可让学生使用并联、串联电路中电流和电压的数据变化,以此研究出电阻的变化规律。但是需要注意的是,在并联电路中总电压两侧的电压并不会因电阻变化而变化,电压表数据是不会改变的。
二、学生主动探究分析电路故障的具体原因
在初三物理电路故障课程教学中,为帮助学生更好地解决电路故障问题,教师需引导学生主动探究和分析电路出现故障的具体原因,根据具体原因处理电路故障问题。这就要求初三物理教师在日常教学中注重培养学生的探究能力,对他们进行合理恰当的指引,使其运用学习过程的电路知识和固有的经验基础,认真研究并联和串联电路中发生故障的常见原因,并对这些原因进行分类归纳和整理,让学生形成独立解决电路故障的能力。
例如,对于初三物理中电路故障问题,教师可引领学生这样分析故障产生的原因。其一,先利用仪器来测量电源是否出现短路现象,即为电流直接返回到电源的负极,中间并不经过任何电器。其二,认真查看电流表、电压表,以及正负极导线连接得是否正确无误,选择的量程是否适当合理。其三,着重查看整个电路是否存在短路现象,导致电器无法正常工作,诸如,滑动变阻器的接入是否正确和灯泡不亮等。另外,教师应鼓励学生进行自主分析,或者让他们以小组为单位进行电路故障排查,培B合作探究能力。如此让学生对电路故障进行探究,他们的探究能力能够在不知不觉中得到锻炼和提升。
三、优化分组,采用电压电流表分析电路故障
为进一步提高初三学生解决物理电路故障问题的能力,教师可将他们进行科学分组,引导学生合作探究电路实验和理论知识,并鼓励他们自主设计实验方案和亲自操作实验。这样能够促进物理电路故障理论知识与实践操作的有机结合,不仅能帮助学生巩固理论知识,还能提升他们的实验操作水平,并拓展知识视野。因此,初三物理教师需要对学生优化分组,让他们学会采用电压表和电流表来分析电路故障,并解决电路故障问题。
比如,常见的电路故障一般有两种:断路和短路,假如电压表的数据和电源相同时表示发生断路故障,如果电压表的数据是零则表示电路直接进入到电流表,出现短路故障。电流表通常出现在串联电路中,利用电流表来检查电路故障相对较为麻烦,原因在于各个电器属于串联所有的电流数据一样,很难测出故障。如果一定需要电流表进行检测的话,应将电流表串联到回路上,然后再将各个电器挨个从电路中取出。假如当某一个电器取出之后电流表数据没有发生改变,即可判定为短路,电流从无到有则可认为是断路。在并联电路中可通过电流表挨个各个支路,当电流表数据显示为零时表示出现断路故障。
总之,在初三物理电路故障教学活动中,教师需意识到该部分教学内容的重要性,从认真研究解题步骤,培养学生探究能力找出故障原因,以及利用电压表和电流表等方法来检测电路故障等角度切入,不断提高他们的物理综合素质。
参考文献:
[1]聂友明.初中物理电路故障的判断方法与教学技巧[J].中学生数理化(教与学),2016(5):29.
篇5
关键词:探究激情;教学设计;实践运用
长期以来,传统的应试教育理念对初中科学教学造成极大的负面影响,束缚了教师的发挥,也限制了学生的发展。在新课改的背景下,我们难免要思考怎样才能改革教育理念,提高教学质量,更好地教学初中科学。本文拟对初中科学教学进行探究,以期能为同行提供有益参考和借鉴。
一、激发学生探究激情
据调查,初中科学教学中近半数学生对科学探究缺乏兴趣,他们不愿意积极主动地参与探究,更不想花更多的时间和精力投入到科学探究中,究其原因主要在于教师并没有在教学过程中有意识地激发学生的探究欲望与激情。因此,初中科学教学中,教师要想方设法激发学生的探究热情。笔者认为,应突出学科的趣味性,并在此基础上展示学科与现实生活的紧密联系,让学生在学习探究的过程中获得快乐,以此激发学生的兴趣。例如,在探究学习“声音的产生与传播”的过程中,教师在课堂上给学生讲述了贝多芬的故事。教师告知学生著名音乐家贝多芬在晚年几乎失去了听力,但他仍然创造出了众多知名的乐曲,成为世界著名的音乐大师。教师在科学教学中利用名人的故事吸引学生的注意力,并在此基础上引导学生思考失去听力的贝多芬依靠什么进行音乐创作,引导学生探究声音产生的原因以及传播的途径。此时,学生的兴趣得到激发,多数学生对贝多芬的经历感到好奇,希望通过学习了解这一故事。在教师的引导下,学生认识到声音是依靠振动产生的,其依靠介质进行传播。经过思考与探究,学生了解到失去听力的贝多芬将一截小棍支撑在自己与钢琴之间,通过骨传导的方式听到音乐,并以此展开创作。在这个故事中,教师利用了名人的不幸经历激发学生好奇心,引导学生进行实践和主动探究,学生在探究过程中豁然开朗,获得极大的满足和自信。与此同时,学生也可以认识到科学知识可以用到现实生活中,现实生活中处处都需要科学知识,从而让学生对学好科学更有动力。
二、改革实验教学设计
科学是一门以实践为基础的学科,它需要人们在实践中去观察、去思考、去解决问题。没有实践的支撑,一味地空谈理论会让学生感到乏味。但从目前来看,当前的初中科学实验教学缺乏效力,并不能达到较好的成果,其原因在于教师受到应试教育的影响,导致教师设计的实验教学没有突出学生主体性,仍旧是一种灌输式的教学方式。在初中科学实验教学中,教师要让学生根据学习目标自主设计实验步骤,要让学生在动手操作的过程中遇到困难与发现问题,并根据具体情况进行调节。通过一定的实验操作,学生才能在实验过程中学会操作过程,综合运用有关的知识,达到提高学生综合素质的目的。以“欧姆定律”的课堂教学为例。在传统的教学过程中,多数教师在教完欧姆定律的相关知识后会组织学生进行实验操作,目的是让学生通过实验来观察和研究电压、电流和电阻之间的关系,让学生证明欧姆定律的正确性。这种做法虽然能够达到一定的教学目标,但却忽视了学生的主体性,学生按照教师的安排和要求进行实验,其本质是一种灌输式的教学方法。针对此,教师在进行了基础教学后要求学生进入实验室,通过组织设计实验逐步探究电流、电压与电阻之间的关系,让学生在实验的过程中逐步推导出欧姆定律,而不再是以欧姆定律的内容引导学生进行实验操作。这就需要学生利用所学的知识以及个人的能力设计实验,学生会充分发挥自身的能动性,通过多次实验总结规律。在此过程中,学生的思路变得清晰,逐步探清欧姆定律,对这一定律有更深刻的认知,同时提高了学生的综合素质。
三、引导学生实践运用
我们知道,初中科学教学的目标还包括“引导学生将所学的知识应用于现实生活”,用所学知识服务于生活,让我们的生活更加美好。所以,在初中科学教学中,教师要引导学生在实践中运用所学的知识,通过实践运用进行检验并将所学回归生活。例如,在学习了“杠杆原理”后,教师可以引导学生思考生活中能够运用到杠杆的工作。学生提出利用杠杆原理可以节省极大的力气,如工人使用的老虎钳就运用了杠杆原理,还有部分学生提出钓鱼竿同样也使用了杠杆原理,两者使用杠杆原理达到了不同的目的。在老师的引导下,学生运用学到的杠杆原理设计简单的工具,并能够对这些简单的工具进行适当的操作。这就是引导学生将所学的知识用于现实生活,同时凸显初中科学学科的实用性。总的来说,当前的初中科学教学存在一定的弊端与缺陷,远远无法达到预期理想的教学效果。这就要求众多教师在实践教学中不断总结与交流,通过教学研讨完善教学方法和模式,提出更有针对性的改革策略,以此达到推动初中科学教学发展、促进教学改革的目的。
参考文献:
[1]赵峰.初中科学教学中科学探究的实践研究[D].东北师范大学,2011.
[2]郭晴秀.初中科学探究性实验教学的有效性研究[D].浙江师范大学,2013.
篇6
控制变量法是科学研究方法中的利器,能行之有效地解决诸多物理探究课题.物理特级教师张善贤老师早在1985年就提出,他在《课程· 教材教法》1985(4)期刊登的“改革初中物理学生实验教学刍见”一文中有一段论述就谈到控制变量法在研究问题中的应用.现摘录于下.
要教会学生逐步研究问题的方法
教会学生根据实验课题确定研究的方法和实验步骤,并在操作过程中给与方法的指导,从根本上提高学生的探索能力.例如,研究滑动摩擦力的实验,可以先引导学生思考滑动摩擦力可能跟哪些因素有关.让学生自己分析,不要加框框,不要一下子就报书本上的分析和盘托出.对于学生分析过程中出现的差错要因势利导.当众多因素分析出来以后,教师可传授学生常用的研究方法:只让其中一个因素改变,而保持其他因素不变,观察摩擦力跟这个被改变的因素的关系.至于哪一个因素改变,可以让学生自行确定.然后,再引导学生对照课本上所写的步骤实验.经过这样改革后,使学生了解到书本上的步骤原来有一般规律可循,同时也可以使学生初步尝试到,即使课本上不写明,自己也有能力确定步骤.
该段论述中的研究方法就是控制变量法,不过没有给其命名.
综观本世纪之前的各种版本初中物理教材,跟研究滑动摩擦力相类似的实验,都有编者按照控制变量法思路预先编好了实验步骤,学生只要按照既定步骤操作就达到了当时物理学科教学大纲的目标,不需要学生了解这些步骤的由来,更不需要学生自己来设计实验步骤.显然,当时初中物理教学的重点是放在由实验得出的知识结论,至于得出结论的实验所蕴含的哲理和内涵那是纲外之物,未作重点要求.
久旱遇甘霖,长夜见曙光.直到本世纪初出版的初中物理教材,控制变量法等多种科学方法在教材中正式亮相,并作为学生能力培养的重要目标要求.初中物理实验教学中有众多实验探究采用控制变量法,但直到在探究影响电阻大小的因素活动中,才出现控制变量法五个字的初步定义.教材简介了该科学方法的定义、作用,并要求回顾曾探究哪些实验活动用到此科学方法.
2 初中物理控制变量法重点应用荟萃及典例剖析
初中物理教材中主要有13个重点实验探究活动,运用了控制变量法研究.其应用之广,影响之深,作用之大是各种科学研究方法所望尘.现罗列如下:(1)探究滑动摩擦力大小的因素;(2)探究压力作用效果与那些因素有关;(3)探究影响液体内部压强大小的因素;4.探究影响浮力大小的因素;(5)探究动能的大小与哪些因素有关;(6)探究重力势能的大小与哪些因素有关;(7)探究影响导体电阻大小的因素;(8)探究通过导体的电流与电压、电阻的关系(即欧姆定律);(9)探究影响电流做功多少的因素;(10)探究影响电流热效应的因素;(11)探究电磁铁的磁性强弱与那些因素有关;(12)探究磁场对电流的作用;(13)怎样改变感应电流的方向.
怎样才能做到有的、有序、有机、有效地运用控制变量法呢?
第一,要明确研究对象的物理量.从数学视觉看,这个物理量就是应变量.例如,压力的作用效果就是压强的大小;电流的热效应就是电热的多少.
第二,要排出影响应变量大小的其它物理量.从数学视觉看,这些物理量就是自变量.特别应注意,对运用控制变量法的自变量至少两个.例如,影响电磁铁磁性强弱的因素主要相关电流大小和线圈匝数,就有两个因素;影响电流做功的因素有电压、电流、通电时间三个因素.
第三,要在前两步的基础上,采用“一对一”原则研究应变量和各个自变量的关系.所谓“一对一”原则,即确定应变量和某一自变量是否有关系,有怎样的关系时,必须控制该自变量以外的变量保持不变,只改变这个被研究的自变量.例如,在探究通过导体的电流与电压、电阻的关系(即欧姆定律)时,应变量就是电流I,自变量就是电压U和电阻R,探究活动就可以分两步进行.一步是保持导体电阻不变,改变导体两端电压,观察导体中的电流随电压的变化而变化;另一步骤是保持导体两端电压不变,改变接入导体的电阻,观察电流随电阻的变化而变化.
第四,逐一研究后进行归纳 ,找出应变量跟有关自变量的关系.上述实验中,只有第8个实验得出欧姆定律的定量关系.其余探究活动得出都是定性结论.不过,第9个电功W和第10个电热Q实验得出定性关系后,教材用“进一步研究证明”“大量实验研究发现”将定性结论上升到定量关系.
上述四步中,难度最大的是第二步.如果在猜想和假设中排出了很多看是相关的自变量,解释不好,就有可能降低教学效果,甚至出现该课堂教学失控,致使第三步“一对一”分步骤实验大费周折,这要引以为戒.教师课前备课时,要作充分估计,预先想好应变解释措施.猜想和假设时,要有的放矢引导是关键.还有一类猜想的自变量是相互关联的物理量,它们和应变量都有关系,但不需要都介入作为自变量处理,收拾哪个作为自变量,很有讲究,教者或许难以驾驭,本文第三部分将专门讨论这个问题.
下面举几个实验案例,简要说明一下控制变量法的应用.
案例1 探究通过导体的电流与电压、电阻的关系(即欧姆定律)
首先这个实验的应变量和自变量泾渭分明,省略了猜想这一程序.第二,在定量探究前,就有了定性关系的基础,在电阻内容中曾安排过“尝试改变电路中电流大小的活动”,得到了电流随电压的增大而增大,随电阻的增大而减小的结论.第三,电流、电压的大小都可以用电表测量,电阻大小也能查核.因此,它们的数量关系就一目了然.第四,因为只有两个自变量,探究仅分两段,即使每段为防止实验的偶然性,要多测几次,总得测量次数也不多.还有,电流跟电压、电阻的关系能借助于图像分析.
篇7
中招试题往往要考查带有电路变化特点的欧姆定律的简单应用,半导体的光敏、热敏特性及超导体的应用对社会的影响.“探究电流与电压、电阻的关系”及“用伏安法测电阻”这两个电学实验几乎在每个中考卷上都能找到.
第1节 欧姆定律公式应用的对应性和同时性
[重点考点]
欧姆定律是电学中重要的基本规律,是全章的核心,反映了电流、电压和电阻三者的数量关系.掌握这一规律的应用一定要注意I、U、R的同一性和同时性,即必须将同一个导体或同一段电路的电流、电压、电阻代入公式进行计算,在解题中,习惯上同一个导体的各个物理量符号的角标用同一数字表示.另外,在同一部分电路中,由于开关的闭合或断开以及滑动变阻器滑片的移动,都将引起电路的变化,从而导致电路中的电流、电压、电阻的变化,因而公式中的三个量必须是同一时刻(同一状态)的值.
[中考常见题型]
例1 (2007年济宁)在图1所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合后,电流表的示数变化了0.1 A,电阻R=___Ω.
思路分析:当开关断开时,电路中只有电灯L,电流表测的是通过电灯的电流;当开关闭合后,电灯和电阻并联,电流表测的是二者的总电流,所以电流表的示数变大.另外,不管开关是断开还是闭合,流过电灯的电流不变,所以电流表示数变大的0.1 A即为流过电阻R的电流值.电阻R两端的电压和电源电压6 V相等,由欧姆定律可以算出电阻R的阻值为60 Ω.
点评:本题的难点是找出通过电阻R的电流值.由于欧姆定律在电学中的重要地位,近几年中招题的填空题中,都会出现关于欧姆定律公式的一个纯粹的理论计算题,虽占分数不多,但由于它是学习电功和电功率的重要基础,所以还需要特别关注.
第2节 比值问题
[重点考点]
在串联电路中,电压的分配和电阻成正比,且串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和;在并联电路中,电流的分配和电阻成反比,且总电流等于各支路电流之和.
[中考常见题型]
例2 如图2所示电路中,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,示数之比U甲∶U乙=3∶2;当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,两表的示数之比I甲∶I乙为().
A. 2∶1 B. 3∶1 C. 2∶3 D. 1∶3
思路分析:当开关闭合,两表都是电压表时,两电阻串联,甲表测两电阻的总电压,乙表测的是电阻R2两端的电压,它们的示数比是3∶2,可以认为总电压为3份,电阻R2占2份,那么,R1两端的电压占1份,它们的电压比U1∶U2=1∶2,故电阻比R1∶R2=1∶2.
当开关断开,两表都是电流表时,两电阻并联,甲表测的是通过电阻R2支路的电流,乙表测的是并联后的总电流.由于两电阻并联且R1∶R2=1∶2,则它们的电流比是2∶1,也就是乙表总电流占3份,甲表电流应占1份,故甲、乙两表的电流比I甲∶I乙=1∶3.选D.
点评:本题的难点是由于开关的闭合和断开以及电表种类的变化,引起电路中电流的变化,但不管电路如何变化,不变的是R1、R2的阻值和电源电压.所以,尽量找出电阻的关系是解决本题的突破口.还要注意,我们实验室用的双量程电表(不管是电流表还是电压表),大量程的示数总是小量程示数的5倍,这个知识点也会出现在中招题中.
第3节 电表示数变化
[重点考点]
由于开关的开闭和滑动变阻器滑片的移动,使电路结构或电路中的总电阻发生变化,从而引起电路中总电流及各电流和电压的分配情况发生变化,导致电表的示数发生变化.这类题目涉及的知识点很多,如欧姆定律,串、并联电路中电流、电压、电阻的特点,电表的使用方法,电路结构的判断等,几乎各地的中招卷都有这类题.解决此类问题时,首先要判断出电路的结构,也就是电路的连接方式是串联还是并联(特别注意:在识别电路时,电压表可看做断路,电流表可看做导线),然后明确电流表或电压表的位置等.
[中考常见题型]
例3 (2007年上海)在图3所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表A的示数将___(填“变小”、“不变”或“变大”),电压表V与V2示数的差值跟电压表V1示数的比值___(填“小于”、“等于”或“大于”)1.
思路分析:电路中两电阻串联,电流表测干路中的电流,电压表V1测定值电阻R1两端的电压,V2测滑动变阻器两端的电压,V测两电阻串联后的总电压.当滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻值变大,电流表的示数变小;又因为在串联电路中,电压的分配和电阻成正比,当滑动变阻器的电阻变大时,它两端的电压就变大,即V2示数变大.电压表V1和V2示数的和等于电源电压不变,所以电压表V与V2示数的差值就是V1的示数,比值永远等于1.
第4节 电表的示数变化范围
[重点考点]
为了保护用电器,电路中往往要串联一个滑动变阻器,电表有一定的测量范围,用电器也有自己的额定电压和额定电流,那么,滑动变阻器连入电路中的电阻多大才安全呢?近几年中招题也涉及这方面的考查.
[中考常见题型]
例4 如图4所示的电路,电源电压恒为9 V,小灯泡L上标有“8 V3.2 W”字样,滑动变阻器的最大阻值为40 Ω,电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~0.6 A.为了保护电路,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围应是多少?
思路分析:题中有三个隐含条件:滑动变阻器两端的电压不能超过3 V;电路中的电流不能超过0.6 A;小灯泡两端的电压不能超过8 V.如果只注意保护电表而忽视小灯泡,就会得出错误的结论.
参考答案:灯泡正常发光时的电流IL===0.4 A<0.6 A.
所以电路中的最大电流应为0.4 A.
灯泡的电阻RL== Ω=20 Ω.
此时电路中的最小总电阻R总===22.5 Ω.
所以滑动变阻器连入电路中的最小电阻为:
R最小=R总-RL=22.5 Ω-20 Ω=2.5 Ω.
为保护电压表,应有UR≤3 V,当UR=3 V时,UL=6 V.由分压原理得
滑动变阻器连入电路的最大值R最大=•RL=×20 Ω=10 Ω.
所以滑动变阻器的阻值变化范围为2.5 Ω~10 Ω.
点评:此题很容易只注意保护电流表而忽视灯泡正常工作的条件,误认为电路中的最大电流为0.6 A,由此得出滑动变阻器连入电路中的电阻为0~10 Ω的错误答案.不少物理问题的部分条件并未明确给出,而是隐隐约约,含而不露,但他们常常又是解题的要点,因此对这类题目要注意审题,挖掘隐含条件,从题目中所叙述的物理现象或给出的物理情境及元件设备的参数、指标中,挖掘出解答问题所需要的隐含在其中的条件,从而找出解决问题的突破口.
第5节 电路故障问题
[重点考点]
电路故障问题跟电表的示数变化题一样,也是中招必考的知识点,多数出现在实验题中.常见的故障有两类:断路和短路.当电路中出现断路或短路故障时,常用电压表检测,检测方法是:选择合适的量程,用电压表与被测电路逐段并联.当电压表有示数时,表明电压表和电源连通;当电压表没有示数时,表明电压表和电源没有连通,或者与电压表并联的那段电路有短路现象.
[中考常见题型]
例5 (2007年兰州)如图5所示电路中,L1、L2是两盏完全相同的灯泡.闭合开关S后,L1、L2均正常发光,过了一会儿两灯突然同时熄灭,检查时发现:若用一根导线先后连接开关S的两端和电阻R的两端,电路均无变化,两灯仍然不亮;若用电压表测L2两端b、c两点间的电压,电压表的示数明显高于L2的额定电压.据此可以判断().
A. L1的灯丝断了B. L2的灯丝断了
C. 开关S接触不良D. 电阻R损坏了
思路分析:用导线先后连接在开关S的两端和电阻R的两端,电路均无变化,两灯仍然不亮,说明开关和电阻R两端点间没有断路.当用电压表并联在b、c两点时,电压表有示数,表明电压表和电源构成了通路,也说明了电灯L2没有被短路.所以,只有b L2 c段断开了.选B.
点评:用电压表检测故障时,最终电路常会变成图6中的几种情况,请注意区分:假定电源电压为3 V,甲图中电压表的示数等于电源电压3 V;乙图中电灯不亮,在这里电灯仅起到一个“导线”的作用,电压表的示数接近(可认为是)电源电压3 V;丙图中电源被短路了,电压表的示数为零,但当电压表和电源没有接通时,它的示数也为零.
第6节 电学实验
[重点考点]
探究电流与电压、电阻的关系,电阻的测量和测量小灯泡的额定功率,这三个实验之一可以说是年年必考的知识点,包括实验原理、电路图的连接、表格设计、滑动变阻器的作用和电表示数的读取等,但对具体的实验步骤考查不多.近几年在实验题中又融入电表的示数变化和电路故障问题的考查.这类考题属于常规型题,很少有新颖的问题出现.所以,同学们只要注重基础知识点,就可以应付自如了.
[中考常见题型]
例6 (2007年梅州)在探究电流跟电压、电阻的关系时,同学们设计了如图7所示的电路图,其中R为定值电阻,R′为滑动变阻器.实验后,数据记录在表1和表2中.
(1) 根据表中实验数据,可得出如下结论:
由表1可得:___.
由表2可得:___.
(2) 在研究电流与电阻的关系时,先用5 Ω的定值电阻进行实验,使电压表的示数为3 V,再换用10 Ω的定值电阻时,某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置,合上开关后,电压表的示数将___(填“大于”、“小于”或“等于”)3 V,此时应向___(填“右”或“左”)调节滑片,使电压表的示数仍为3 V.
思路分析:根据表1可以看出,电阻一定时,电压增加几倍,电流也增加几倍,即二者成正比.根据表2可以看出,电压一定时,电阻是原来的几倍,电流就是原来的几分之一,即二者成反比.当电路中的电阻R由5 Ω换成10 Ω时,根据串联电路分压的原理,10 Ω电阻两端的电压要大于原来的3 V,为了使它变小,应让滑动变阻器的电阻变大,以便分去更多的电压.
参考答案:(1) 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 (2) 大于
右
点评:此题有两个易错点,一是得出结论时,忘记条件;二是写电流与电压、电阻的关系时,容易颠倒,即一定要说电流与电压成正比,不能说电压与电流成正比,更不能说电阻与电流成反比.
例7 (2007年扬州)小红和小明在做“用电流表和电压表测电阻”的实验.
(1) 请你帮助他们在实物连接图(图8甲)中,用笔画线代替导线将所缺的导线补上.
(2) 小红完成电路连接后就准备闭合开关,同伴小明提醒还有一处不妥当.你知道小明提醒的是什么吗?答:___.
(3) 在某次测量中电流表的示数如图8乙所示,则I=___A.
(4) 在实验过程中,小红突然发现电流表没有示数,而电压表有示数,且接近于电源电压,则故障可能是:___.
思路分析:在使用有滑动变阻器的电路时,为了保护电路,都有“闭合开关前,把滑动变阻器的阻值调到最大”这一项.仔细观察发现,此电路中滑动变阻器目前接入的电阻最小,所以不妥.
参考答案:(1) 图略. (2) 把滑动变阻器的滑片移到最左端(阻值最大的位置) (3) 0.5 (4) 电阻R断路
第7节 欧姆定律与实际问题的综合
[重点考点]
中考计算题中纯粹的理论计算越来越少,与实际相结合的应用型题目所占比重越来越大,这类题目的特点是题干较长,但一般涉及的物理知识和物理过程较简单.欧姆定律与实际相联系的题目不多,多数是电功率与实际问题联系的问题.
[中考常见题型]
例8 (2007年梅州)图9是某研究性学习小组自制的电子秤原理图,它利用电压表的示数来指示物体的质量.托盘、弹簧上端和滑动变阻器的滑片固定在一起,托盘和弹簧的质量不计,OA间有可收缩的导线,当盘中没有放物体时,电压表的示数为零.已知电阻R0=5 Ω,滑动变阻器最大阻值为15 Ω,电源电压U=3 V,电压表的量程为0~3 V.现将1 kg的物体放在托盘中,滑片刚好指在距R上端处(不计摩擦,弹簧始终在弹性限度内),请计算回答:
(1) 将1 kg的物体放在托盘中时,电压表的示数为多少?
(2) 该电子秤能测量的最大质量是多少?此质量数应标在电压表多少伏的位置上?
思路分析:电路是电阻R0与滑动变阻器的串联,电压表测滑动变阻器两端的电压.
参考答案:(1) 当滑片位于距R上端处时,R总=R0+=5 Ω+=10 Ω,此时电路中的电流I===0.3 A,则电压表的示数UR=IR=0.3 A×5 Ω=1.5 V.
(2) 因为弹簧的伸长(或压缩)与弹簧所受拉力(或压力)成正比,又因为1 kg物体放在托盘中时,滑片指在处,故滑片指到R最下端时,就是该电子秤所能测量的最大质量,应为3kg.此时R′总=R0+R=5 Ω+15 Ω=20 Ω.电路中的电流I′===0.15 A.电压表的示数U′=I′R=0.15 A×15 Ω=2.25 V.
篇8
“筷子提米”实验是课内教学的补充性实验,其目的在于帮助学生进一步理解摩擦力的概念和规律,拉近物理学与生活的距离,让学生深切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。我们先来分析一下“筷子提米”实验。
实验目的:研究摩擦力与压力的关系。实验器材:玻璃杯一个,筷子一根,一些大米和水。实验步骤:先在玻璃杯中放一些大米,将筷子插入大米中,压紧大米使筷子直立,往米中倒入少许水,水不能太多,防止水过多太重造成实验失败。过一会儿,筷子就能把米连同杯子一同提起了。实验原理:米与筷子间本来有许多空隙,压得不紧,往米中添水是为了让大米吸水膨胀,这样米与筷子间的空隙就少了,大米挤压着筷子,增大了对筷子的压力,筷子就可以提起一杯米。实验结论:可以通过增大压力的方法来增大摩擦力。
但笔者进行演示实验过程碰到了不少的问题,主要表现在:
1.杯中加水的量不易掌握,原因是水多了,增加了整体的重量,不容易提起,水少了又不能使米吸水完全膨胀起来,且加水的量还与米的干燥程度有关;
2.压力的增加是由于米吸水膨胀,是米对筷子的,学生不能直观看到压力增加;
3.实验必须给米吸水膨胀的时间,不能立竿见影,在等待的过程中,无法让学生的注意力集中于此。
为了解决上述问题,结合几年来的教学经验,笔者想到用其他的材料代替米来做这个实验。通过大量实验,我终于找到了合适的替代品――细沙。
用细沙代替大米的实验步骤是:首先找来一个杯子(要开口大于底部的),装满细沙,并把筷子插入其中;然后上提筷子,结果细沙和杯子并没有被提起来;拔出筷子,用力将细沙压紧,再次插入筷子(当筷子接近杯子底部的时候能感到阻力很大),上提筷子,结果细沙和杯子一同被提了起来。实验原理:开始细较松散,插入筷子后,细沙松散的分布在筷子周围且有较多的孔隙,这时的摩擦力不足以提起细沙和杯子;用力压紧细沙,细沙之间的压力明显增加(由于细沙自重的原因这种压力越靠近杯底越明显),而且细沙之间的空隙也减少许多,这时再插入筷子,细沙牢牢地把筷子挤在中间,细沙与筷子之间的摩擦力很大,足以提起细沙和杯子。
与用大米来做这个实验相比,使用细沙的优点是:压紧细沙前后有明显的不同,能让学生直观感受到,在这个实验中起增大摩擦关键作用的是压紧细沙;步骤简单,可操作性强;实验快捷,可以节省宝贵的课堂时间。
篇9
关键词:新课标 物理习题 编制
新课标要求,习题的形式需要从多方面进行改善。习题的方式需要尽可能独树一帜,避免形式过于简单和重复;题目的内容需要尽可能避免定向思维,促进学生发散思维;习题的难度需要多给予一点提示和引导,避免题目的难、深、偏、繁;习题的编排需要多一些总结归纳,避免就事论事;习题的背景需要尽可能结合实际,使习题更加具备实用性。以下从多个方面描述新课标的物理习题应当如何编制。
1编制物理习题必须要符合递进性
递进性主要是指习题的多个问题之间,必须具备递进的关系,并且题目独立和条件充分,后一个问题必须要解决前者才能够得到合理的解答。
在进行欧姆定律教学时,其教学目标为在实验探究的基础上,分析归纳,并能应用欧姆定律公式进行计算或解释现象。所以,在教学过程中必须要经过实验课进行教学。在实际的教学当中,便需要教师让学生进行分组实验,并将实验进行统计和分析,最终得出结论。通过对实验结果的分析,利用“探究电流与电压的关系”的实验数据计算UI,并与电阻值R比较,看看电阻R与UI有什么关系?
例如,在阅读完人教版九年级物理课本78页之后,提取相关知识完成本活动内容。
(1)欧姆定律用公式表述为。
(2)分别述说公式中各符号的意义及单位。
在学生已经能够初步掌握欧姆定律的概念和公式之后。便可以编制相关的习题,让学生利用欧姆定律进行解答。
例:在某一温度下,两个电路元件甲和乙中的电流与其两端电压的关系如图1左图所示。求:
①甲的电阻值是多少?乙的电阻是多少?
②将电阻甲单独接入电路如图1右图所示,当甲电阻两端的电压为6V时,则通过甲电阻的电流是多少?
③若甲电阻两端的电压为3V时,则甲的电阻值又是多少?为什么?
④若甲电阻两端不加电压,则它的电流是多少?此时甲电阻的阻值是多少?为什么?
以上教学流程,根据本题目的答案能够发现,编制题目者的意图是就让学生充分了解并掌握欧姆定律的知识以及掌握电阻的是导体本身的一种性质,与电流、电压值无关。这类简单的概念如果通过重复性强的习题进行教学,学生通过死记硬背的形式将其背完,但是这样的形式很空洞无物,许多的学生都会在这个学习过程中觉得枯燥无味,如果使用以上这样循序渐进的教学模式,通过上一环节引出下一环节,帮助学生灵活掌握知识内容,客服思维定势,培养学生的应变能力,通过递进式的习题教学,给学生更全面、深刻的学习知识,帮助学生开阔思维和创造空间。
2编制物理习题需要具备准确性和探究性
在编制物理习题的过程中,需要避免传统观念的影响,改善传统观念中全面性的原则,教师需要注意灵活性和层次性的原则。新课标的改革要求为摒弃学科知识为中心的观念,并且需要帮助学生建立起良好的物理学科知识体系,需要学生的学习以主干知识为主,通过学生的探究、自主和合作达到最终学习目的。习题的内容需要选择精干的知识点,以基础技能和基础知识作为主干教学内容,加强习题和学生的日常生活的关联性,尽量使学生能够将习题的知识内容运用于生活当中,争取相关学科互相融合,使所有学科能够形成一个整体。
了使学生对所学知识的理解、应用和认识更深,需要尽量使习题的编制更具备可探究性。例如,在进行人教版九年级物理教学第十三章“电路”教学时,学生对抽象的线路很难理解,对局部短路所造成的被短路电气无法正常使用这一较为抽象的现象无法熟悉的记忆,缺乏感性的认识。对此,在习题的设计过程中,就可以设计更具备可探究性的习题,如:将甲乙两个灯泡一同串联如一个电路当中,如果将导线直接连接在乙灯泡的两个连接口上,那么两个灯泡的会以什么情况工作?在条件允许的情况下,还能够进行相关的实验,并在实验完成之后让学生猜测如果直接连接在甲灯泡上会是怎样的一个结构?并且通过实验去证实学生的猜测是否正确,通过这样形象、感性的方式让学生对知识点的记忆更加深刻。
3物理习题需要具备明确的目的性
物理习题的内容、形式和难度都会因为教学内容的不同和教学目的的不同而改变,如果只是为了培养技能和巩固理论知识,则可以编制具备收敛性的习题,如果是为了加深学生对知识点的理解,培养学生的创新能力和发散思维,就必须要编制一些开放性、发散性的习题。总而言之,习题的编制目的性必须要明确,目的性的确定必须要谨慎。
例如,以下习题:
1.活动一:设计测量电阻的实验,并完成下面实验报告。
(1)实验目的:学会用伏安法测电阻,理解小灯泡电阻变化的原因。
(2)实验原理:__________________。
(3)实验设计:
①请分别画出测定值电阻电阻和测小灯泡阻值的电路图。
②将实验步骤写在下面(注意电流表、电压表量程的选择)。
(4)数据记录:
a.测定值电阻的电阻值,并设计好实验表格。(可用第一节的测量数据)
b.测小灯泡的电阻值,并设计好实验表格。
(5)拓展分析:
①分析表1和表2中的实验数据发现,定值电阻的阻值是“不变”的,而小灯泡的电阻是____(填“变化”或“不变”)的,原因是____。
②某同学提出在测小灯泡的电阻时,可采取求平均值来减少实验误差,这种做法可行吗?为什么?
③根据表1中的数据在图2中画出定值电阻对应的U-I关系图象;根据表2中的数据在图3中画出小灯泡对应的U-I关系图象。 ④你在定值电阻的U-I图像上描出的点是否分布在同一条直线上?我们怎样处理这种情况?为什么?
(6)交流与评估:
①如果在测小灯泡电阻时,发现小灯泡不亮,电流变几乎不偏转,而电压表示数接近电源电压,请分析故障原因是什么?
②如果在测小灯泡电阻时,发现电压表无示数,而电流表示数较大,请分析故障原因是什么?
对于这类实验性习题的制作者和习题的描述所提供的参考答案分析之后,能够明显发现习题命题者的命题目的是帮助学生认识电阻并通过电阻的概念进行习题的解答,帮助学生能够熟悉运用电阻的定律。每一个习题都具备独特的教学目的,通过明确教学目的,逐渐的使学生掌握抽象的物理概念。
4习题的编制需要注重归纳性和总结性
编制物理习题务必将学习重点放在基础知识上,使学生弄清楚知识的应用、联系、内容和由来等,培养学生的全方位学习能力。初中物理知识点大多都是较为抽象的习题,对于初中学生来说,其对于抽象知识的理解能力有限,造成许多的物理知识较为难以理解,面对大量的物理习题,大多呈现走马观花的学习形式。其实,笔者认为初中物理的教学难点并不是学生对题目的掌握和摸索,重点在于教师在编制物理习题过程中,是否将相似解题方法的习题编制在一起,如果将解题方式相似的习题编制在一起,能够在评讲过程汇总更好的帮助学生总结和归纳学习方式和解题方法。
例如,将两道关于计算额定功率的习题放在一起进行。有一个电压表、一个电源、标识2.5V的小灯泡、开关、导线和滑动变压器,一个额定电阻值为10Ω的电阻,通过这些道具如何测量2.5V小灯泡的额定功率;有一个电流表、一个电源、标有3V的小灯泡、开关、导线和滑动变阻器,一个额定电阻值为10Ω的电阻,通过这些道具如何测量小灯泡的额定功率?
一般情况下,测量给小灯泡的额定功率的实验是通过电流表和电压表来测量,这两个习题的情况分别由图4和图5展示,由两图所知,两道习题都属于用一个测量表来测量小灯泡的额定功率的题目,其理解难度较高,学生比较难以掌握,并且在评讲之后学生也难以熟练运用。对此,就需要总结两道习题,并进行对比和分析,使学生总结归纳出解题的共同点。 测量小灯泡的额定功率的步骤主要为:(1)调动滑动变阻器,使小灯泡工作。(2)测量小灯泡正常工作时的额定电流。(3)通过P=UI的公式进行计算。如果只是用一只电流表或者一只电压表来测量小灯的额定功率,则可以通过公式进行自由转换,将缺少的那只表转换为额定值电阻。总之,通过归纳和总结能够有效的帮助学生整理解题思路,帮助学生真正的掌握解题方式,从而提高学生的学习效率。
5习题的编制需要具备一定的实际性
物理学科离不开日常生活,教师在编制习题的过程中需要认识到物理是从生活当中所繁衍而出,习题的编制需要和日常生活息息相关。例如视力矫正、手机电池铭牌、电动自行车、居民所用的电表、水表等等。除此之外,社会、经济、睁着当中的典型案例和重大事件也是作为习题背景的良好素材。例如,神舟五号、三峡工程、天津爆炸事件等等。习题的编制可以渗透一定的科学发展观,例如,环境资源保护、节约能源等,将这一系列符合、贴近学生日常生活当作习题的背景,不仅仅能够有效地提高学生的学习积极性,还能够通过学习,更加了解这些事件,深刻体会到物理知识就围绕在生变,与社会生活、经济发展息息相关,进而得到更有价值的领悟。
6结语
综上所述,在我国今后的初中物理教学过程中,教师应当通过习题的编制,积极培养学生的创造性思维,使学生的物理思维模式得以转变。通过在物理习题教学,培养学生自主学习、独立思考的能力,使学生在课堂学习过程中通过自主学习与独立思考,逐步培养出良好的创造性思维,提高学生对于物理知识的理解能力,帮助学生更好地适应新时期的初中物理课堂学习。
参考文献:
[1]黄志文.中学物理课程论[J].技术物理教学,2013,12(09):23-24.
篇10
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
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