欧姆定律特征范文

时间:2023-07-13 17:30:17

导语:如何才能写好一篇欧姆定律特征,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。

欧姆定律特征

篇1

【关键词】物理;欧姆定律;问题;解题思路

欧姆定律是高中物理电学部分的核心内容,也是高考的重难点内容,同时欧姆定律掌握的好坏会直接影响我们的考试成绩,因此要多用时间将这块知识进行巩固,以取得更高的分数。

1在欧姆定律的学习中常遇到的问题

1.1欧姆定律的使用范围问题

在电路的实验过程中,我会出现忽略导线,电子元件与电源自身的电阻,将整个电路视为纯电阻电路的问题。而欧姆定律通常只适用于导电金属和导电液体,对于气体、半导体、超导体等特殊电路元器件不适用,但我们知道,白炽灯泡的灯丝是金属材料钨制成的,也就是说线性材料钨制成的灯丝应是线性元件,但实践告诉我们灯丝显然不是线性元件,因此这里的表述就不正确,本人为了弄清这里的问题,向老师进行了请教并查阅了相关资料,许多资料上说欧姆定律的应用有“同时性”与“欧姆定律不适用于非线性元件,但对于各状态下是适合的”。但我自身总觉得这样的解释难以接受,有牵强之意,即个人理解为既然各个状态下都是适合的,那就是适合整个过程。

1.2线性元件的存在问题

通过物理学习我们会发现材料的电阻率ρ会随其它因素的变化而变化(如温度),从而导致导体的电阻实际上不可能是稳定不变的,也就是说理想的线性元件并不存在。而在实际问题中,当通电导体的电阻随工作条件变化很小时,可以近似看作线性元件,但这也是在电压变化范围较小的情况下才成立,例如常用的炭膜定值电阻,其额定电流一般较小,功率变化范围较小。

1.3电流,电压与电阻使用的问题

电流、电压、电阻的概念及单位,电流表、电压表、滑动变阻器的使用,是最基础的概念,也是我最容易混淆的内容。电流表测量电流、电压表测量电压、变阻器调节电路中的电流,而电流、电压、电阻的概念是基本的电学测量仪器,另外,欧姆定律只是用来研究电路内部系统,不包括电源内部的电阻、电流等,在学习欧姆定律的过程中,电流表、电压表、导线等电子元器件的影响常常是不考虑在内的,而对于欧姆定律的公式I=UR,I、U、R这三个物理量,则要求必须是在同一电路系统中,且是同一时刻的数值。

2欧姆定律学习中需要掌握的内容

本人在基于电学的基础之上,通过对欧姆定律的解题方式进行分析,个人认为我们需掌握以下内容:了解产生电流的条件;理解电流的概念和定义式I=q/t,并能进行相关的计算;熟练掌握欧姆定律的表达式I=U/R,明确欧姆定律的适用条件范围,并能用欧姆定律解决相关的电路问题;知道什么是导体的伏安特性,什么是线性元件与非线性元件;知道电阻的定义和定义式R=U/I;能综合运用欧姆定律分析、计算实际问题;需要进行实验、设计实验,能根据实验分析、计算、统计物理规律,并能运用公式法和图像法相结合的方法解决问题。

3欧姆定律的解题思路及技巧

3.1加深对欧姆定律内容的理解

在欧姆定律例题分析中,我们比较常见的问题是多个变量的问题,以我自身为例,由于物理理解水平有限,且电压、电流、电阻的概念比较抽象,所以学习难度较大,但我通过相关教学短片的学习,将电阻比喻成“阻碍电流通行的路障,电阻越大路越不好走,电阻越小通过速度则快”的方式,明白了电阻是导体自身的特有属性,其大小是受温度、导体的材料、长度等各方面因素影响的,与其两端的电压跟电流的大小无关,并且明白了电阻不会随着电流或者电压的大小改变而改变。同时我们每一个人都知道对于不同的习题,解决步骤都是不相同的,虽同一问题会有不同的解题方法,但总是离不开欧姆定律这个框架。因此对于一些与电学有关的知识,我一般会利用欧姆定律解决电生磁现象与电功率计算问题。例如:某人做验时把两盏电灯串联起来,灯丝电阻分别为R1=30Ω,R2=24Ω,电流表的读数为0.2A,那么加在R1和R2两端的电压各是多少?我可以根据两灯串联这一关建条件,与U=IR得出:U1=IR1=0.2A×30Ω=6V,U2=IR2=0.2A×24Ω=4.8V,故R1和R2两端电压分别为6V、4.8V的结论。

3.2利用电路图进行进行计算

在解有关欧姆定律的题时,以前直接把不同导体上的电流、电压和电阻代入表达式I=U/R及导出式U=IR和R=U/I进行计算,并把同一导体不同时刻、不同情况下的电流、电压和电阻都代入欧姆定律的表达式及导出式进行计算,因此经常混淆,不便于分析问题。通过后期老师给予我的建议,在解题前我都会先根据题意画出电路图,并在图上标明已知量、数值和未知量的符号,明确需分析的是哪一部分电路,这部分电路的连接方式是串联还是并联,以抓住电流、电压、电阻在串联、并联电路中的特征进行解题。同时,我还会注意开关通断引起电路结构的变化情况,并且回给“同一段电路”同一时刻的I、U、R加上同一种脚标,其中需注意单位的统一与电流表、电压表在电路中的连接情况,以及滑动变阻器滑片移动时电流、电压、电阻的变化情况。

3.3利用电阻进行知识拓展

本着从易到难的原则,我们可从一个电阻的问题进行计算,再扩展到两个电阻、三个电阻,逐渐拓宽我们的思路,让自己找到学习的目标以及方法。比如遇到当定值电阻接在电源两端后电压由U1变为U2,电路中的电流由I1增大到I2,这个定值电阻是多少的问题时,我们可利用欧姆定律的概念ΔU=ΔI・R得到电阻的值,而当难度增加由一个电阻变为两个电阻时,定值电阻与滑动变阻器串联在电压恒定的电源两端,电压表V1的变化量为ΔU1,电压表V2的变化量为ΔU2,电流表的示数为ΔI,在这样的问题上可将变化的问题转化为固定的关系之间的数值,就可简化许多变量问题的计算。当变量变为三个电阻时难度会进一步的增大,我起初认为这是一项不可能完成的任务,所以放弃了这类题,而在经过询问成绩优秀的同学时,才知道可将三个电阻尽量化为两个电阻,通过电压表与电流表的位置将电阻进行合并,以此简化题目。

4总结

简言之,欧姆定律是物理教材中最为重要的电学定律之一,是电学内容的重要知识,也是我们学习电磁学最基础的知识。当然,对于欧姆定律的学习与解题方法,自然不止以上所述方法,因而在具体的学习中,我们要立足于自身实际学习情况来进行方法的选取,突破重难点知识,以找到更好的解题思路。

参考文献:

[1]高飞.欧姆定律在串并联电路中的应用技巧[J].才智,2009(27)

篇2

【关键词】控制变量法;欧姆定律

物理是一门理论性和实用性都很强的学科,在实际生活中有着广泛应用。初中物理是学习物理的入门阶段,以基础知识为主,但由于学生很少接触,学习中还是存在有一定的难度。如何使用正确的教学方法只得深思考虑。实验是物理中的重要组成部分,多数原理都是通过假设、实验获得的,控制变量法是其中较为常用的一种,具有重大意义。

1 控制变量法

1.1定义

事物之间都是互相联系的,没有独立存在的事物,在研究自然界的对象时,往往受到其他很多因素影响,加大了研究困难。物理学上同样如此,在研究多变量问题时,为方便研究,常通过控制变量的途径,将多个变量转换成单个变量,进而只需改变一个变量,研究其所产生的影响。再对所有变量逐一研究,最后综合解决,此过程便是控制变量法。该方法具有较高的科学性,在实验探索中应用较广。

1.2特征

在物理学中,有多种实验方法,与其他方法不同的是,控制变量法必须是至少两个因素对某一物理量产生影响。为准确地研究出各个因素之间的规律,常采用控制变量法。如流经导体的电流,与两端电压和电阻都有关联,为做进一步研究,需将实验分为两部分。研究电压与电流的关系时,应控制电阻保持不变;而研究电阻和电流的关系时,应保持电压不变。

1.3体现

在刚接触物理时,控制变量法就有所体现。如声学一章,声音在空气和真空中的传播情况有所不同,为研究二者区别,往往选择真空罩中的闹铃实验。在实验中,闹铃及其位置,以及研究人员与闹铃的距离都是被控因素,最终得出:声音只在空气中传播,在真空中不能传播。除此外,在声音的响度和音调、力与运动、欧姆定律等实验中,都会用到控制变量法。

2 控制变量法的关键

物理学科具有一定的复杂性,经常一个因素受很多物理量影响。此时,经常采用的方法是:先提出问题,再提出假设和猜想,然后进行实验,分析论证后得出最终结论。控制变量法是验证猜想过程中的常用方法,其关键在于人为地控制一个或几个因素保持不变,一次只研究一个物理量变化时的现象。如研究电阻和横截面积之间的关系时,可准备一根铜线,和一根镍铬合金线,依次将其串入接有小灯泡和电流表的电路中,观察灯泡的变化,并记录电流表读数的变化。显然,如此并不能得到电阻和横截面积之间的直接关系,因为它们的材料和长度都不同。所以,在研究电阻和横截面积之间的关系时,应控制材料和长度不变。而研究电阻与其他两个因素之间的关系时,同样如此。

3 控制变量法在初中物理教学中的应用

3.1欧姆定律中的控制变量法应用

3.1.1研究电流与电阻的关系。此时应控制导体两端的电压U为固定值,通过改变电阻R,观察电流的变化。使用统一电源,可在电压不变的基础上,实现电阻的变化,进而直接观察电流的变化,得出结论。但实验中若使用干电池,电池自身带有电阻,致使电阻变化时,电压也会随之变动,影响到实验的准确性。在变换阻值的过程中,若滑动变阻器的滑片保持不动,电压就会有所变化,也就无法准确的测出影响电流的因素了。面对这一问题,教师应令学生实时观察电压表的读数,保持其处于不变的状态。

3.1.2研究电压与电流的关系。此时应保持电阻值不变,通过对电压U的改变,观察电流I的变化。首先可直接改变电源两端的电压,使得导体电压随之而变,然后进行研究。或通过调动滑动变阻器改变导体电压,电阻器的作用主要就是实现定值电压的改变。

3.2研究位移与时间、速度的关系

S=vt,S为位移,v为速度,t为时间。可采用变量控制法,如在小球匀速滚动一段时间后,再看其位移。为做进一步研究,可对相同时间内不同速度滚动的位移加以对比。如小球先以5m/s的速度滚动了10秒,又以10m/s的速度滚动了10s。则第一次在10s内共滚动了50m,第二次则在相同时间内滚动了100m。可发现,当速度提升一倍后,位移也增加了一倍。即可得出,位移和速度成正比。在此实验过程中,时间和速度都是变量,而采用控制变量法,将时间控制保持不变,先研究位移与速度的关系。接下来便可控制速度不变,用同样的方法研究位移与时间的关联。

4 结束语

初中物理有很多公式,在记忆时容易混淆,因此需通过观察实验进行理解记忆。作为物理实验中常用的方法之一,控制变量法发挥着重要作用。该方法将众多复杂的因素简单化,逐一对每个因素进行研究,最终综合分析得出结果。此方法较为科学,将复杂简单化,因而有很多应用,在初中物理教学中值得引进。

参考文献:

[1]卢东文.初中物理电学中控制变量法的应用分析[J].神州,2013,22(7):159-161

篇3

在“测定电池的电动势和内阻”的实验中,其中一种方法是按图2所示的电路,利用变阻器R测出几组I、U值后,在坐标纸上以U为纵坐标,I为横坐标,画出U-I关系图象如图1(b),根据闭合电路欧姆定律:U=E-Ir,由图1(b)显然有:Um=E,r=EIm=UmIm.

图1如果对图1(b)进一步深入分析,还能得到下述四个有意义的推论.

一、输出问题

由图线斜率为负可知:外电压 随着电流 的增大而减小,或随着电阻 的减小而减小.也就是说,电源的负载越大,电源的输出电压越小,输出电流越大.

图2 图3二、功率问题

如图3某一点A,它的坐标是(IA,UA).由此可得,当外电阻为RA时,它所获得的电功率(即电源的输出功率)为:PA=IA·UA.可见,PA的大小等于A点与坐标轴所构成的矩形的面积的大小.

何时电源的输出功率P最大呢?当U=E时,P=IU=0×E=0;当I=Im,P=I·U=Im×0=0.可见,当电压(或电流)最大时,输出功率并不是最大,反而是最小.由图3可见,要求电源的最大输出功率,亦即要求在三角形EImO中内接矩形的面积最大.由平面几何知识可知,当U=12Um=12E,I=12Im=12 Er时,内接矩形的面积最大,其值为:Pm=12Im·12Um=E24r,此时R的值多大呢?由闭合电路欧姆定律很容易得:R=r.

三、效率问题

图4对于任意一个状态,外电阻为RA,电流IA,输出电压为UA,显然,电源的总功率为:P1=IAE,其输出功率(有用功)为: P2=IAUA,其电源本身消耗的功率(无用功)为:

P3=IA(E-UA).反映在图象上(如图4)即:

P1=SEA′IAo,P2=SUAAIAo,P3=SEA′AUA.

由上,即可得其效率为:η=P2P1×100%=UAE×100%.因此利用图线,读出的数值后极易求得其效率.从上面的分析可以得到下述结论:

①RI=ER+rU=E-Irη=UE×100%.

篇4

(福泉市第三中学贵州福泉550500)

1. 背景

在过去十几年的教学中发现,初中毕业生升入高中后,往往感觉到物理特别难学,特别是实验教学,让学生难以接受和理解。由于工作变动,今年我又有幸从事了初中物理教学,带着对这一问题的思考,结合学科特点,为了做好实验教学,我在教学中做了一些思考和总结,按本文中所列几个方面入手,颇见成效,谨以此和大家分享,并请各位同仁批评指正。

2. 充分利用物理趣味实验,创设乐学情境,激发学生求知欲

兴趣是最好的老师。初中学生对生动形象的物理实验普遍怀有好奇心和神秘感,合适的实验不仅能帮助学生理解和掌握知识,而且能激起学生的兴趣,启迪其思维定向探究。实验导入是物理课堂导入的最主要的方法。我在教学实践中主要采用了惊奇现象导入,黑箱导入,配合故事导入,实验复习导入等方法。

3. 高瞻远瞩,正确理解概念

在初中物理教材中,速度的定义为物体在单位时间内通过的路程。这时,教师应讲清楚这个定义是对于物体作匀速直线运动而言的,由于物体在各个时刻运动的快慢和方向是相同的,因此任意时刻的速度都等于整段时间内的平均速度。对于物体作变速运动,物体在各个时刻运动的快慢和方向是不同的,这样定义出来的速度只能是平均速度。这样一来,为高中物理学习瞬时速度、平均速度打下了良好的基础。

4. 重视内涵和外延

例如:欧姆定律的内涵是导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,即部分电路欧姆定律。欧姆定律的外延是,电路中的电流与电源电动势成正比,与整个电路的总电阻成反比,即全电路欧姆定律。

5. 注重科学方法

“授人以鱼不如授人以渔”。这就要求初中物理教师在教学过程中,应积极采用探究式教学法以培养学生的创新能力。把科学家从事科学研究的一些基本做法反映到教学中来,让学生体验科学的结论都有其科学的产生过程,即“问题假设求证结论”的探究路径。注重对结论的产生过程的教学,将对培养学生的抽象逻辑思维能力起到积极的作用。

5.1注重科学探究的七个环节

5.1.1提出问题

我们要尽可能地引导、激发学生的想象能力,从而使他们会发现问题和提出问题。探究是从问题开始的,发现和提出问题是学习的开端。教师在教学中要善于创设问题情境,使学生在阅读、观察、调查中对自然现象、生活现象或实验现象产生好奇,发现或提出一些有探究价值的问题。

5.1.2猜想假设

猜想与假设是学生运用已有物理实验和实践经验,对问题的可能答案进行猜测,尝试性地提出自己的见解和想法。这一环节有利于调动学生参与学习的积极性和主动性,有利于促进学生思维能力、创造能力的发展。在教学中可根据具体的内容,采用多种方式,鼓励每位学生大胆说出自己的想法。

5.1.3设计实验

针对探究的目的和条件,设计明确、具体的操作步骤,达到预期目标。教学中教师应根据探究问题的难易程度,在设计实验方案时给学生必要的方法指导,注意实验设计的层次性和典型性,使学生逐步掌握统筹问题、分析问题及控制变量的意识。

5.1.4进行实验、收集数据。

通过实验,获取事实与证据;正确操作,确保实验顺利进行;科学记录实验现象及数据。

5.1.5分析论证得出结论

引导学生对实验进行解释并通过理性分析形成结论,这是实验的目标。教学中注意引导学生逐步学会用报告形式将实验进行总结,包括:实验的目的、方法、步骤、注意事项、结果、分析和讨论,学生通过比较、分类、归纳、概括等方法,对事实与证据进行简单的加工、整理、归纳、处理和分析,得出正确的结论。

这几种程序可依次进行,可穿插配合使用,也可单独进行。

5.2把课堂还给学生,使学生成为实验的主体

新课程背景下,老师只是课堂的组织者,引导者,管理者,聆听者,评价者,欣赏者。努力提高学生的实验思维,学生的动手,动脑,观察,归纳分析能力是老师的主要功能。

5.2.1重视课程改革,掌握探究性实验的特点和设计要求

传统的学生实验都是在新课学习之后安排时间进行的,属于验证性物理实验,且都只强调对实验基本技能的培养。在新课程改革目标中,尤为重视对学生探究能力的培养,致力于改善学生的智能结构,激发学生的创造精神。

探究性物理实验教学有如下特点:一是探究物理规律并培养学生基本的实验操作能力;二是让学生经历探究过程,学习科学研究的思想和方法,对学生进行情感教育;三是能充分体现课堂教学中学生的主体地位,教师的主导作用。为此,教师事前要做好安排,准备可供选择的实验器材。

5.2.2从“提”、“学”、“练”三个环节入手,做好探究性物理实验

(1) “提”:即提问。学生自己在学习中发现问题是至关重要的。当学生提出有价值的问题时教师应该因势利导,让学生知道什么样的问题有价值,这对培养学生发现问题的兴趣,养成提出问题的习惯,都有好处。学生发现并提出问题,是求知的起始,也是教师展开教学的最好开端。

(2)“学”:即在教师指导下学生预习、阅读课文,进行思考;

(3)“练”: 学生动手实验,正确观察、量度和整理、分析数据,从复杂多变的过程中剖析现象之间的因果关系,从而认识现象的本质特征,并抽象出物理规律。

6. 积极开展家庭物理实验的形式以补充物理教学,培养学生的观察力、注意力、毅力等优良品质

教材每一章后面都附有一些小实验,这些小实验都有是一些取材方便、简单易做、现象明显的实验,教师可指导学生在家庭的条件下独立完成这些小实验。如在学生“物体浮在液面的条件”后可安排一个家庭实验《鸡蛋的浮沉》,通过这个实验来加深对“浮沉原理”的理解。

7. 在实验教学中培养学生的创新精神

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由于短路现象的危险性,爆炸性(产生电弧),教师怕做,甚至回避不做,学生对短路没有全面深刻了解,对短路事故严重性无明确直观认识,更易在生活、实验、工作中导致短路事故的发生机率增加,危害极大。短路现象在生活中的危险性危害性的事实,迫切要求我们对短路现象要有一个明晰,正确地认识。

首先,短路实验是否该做,什么场合做,应怎样做,应该根据物理教学的实际需要和师生的心理状态进行主客观心理分析得出结论。

(一)短路实验教育性

短路实验教育性主要从两方面考虑,一是提供短路知识的感性材料,二是提供安全教育的感性材料。

初中物理课本第二册电学中有关短路原理知识仅作简单介绍。教师为了帮助学生正确内化短路认知目标而设计短路实验,提供典型的感性实验材料,这对理解短路现象物理本质及规律十分有利。在物理实验中电学安全教育是一个不可忽视的问题,其包括实验安全、生产安全、生活用电安全,设计短路实验,为学生提供模拟性生活环境,典型性感性材料,进行安全教育具有现实性,很有说服力。

(二)短路实验趣味性

我们对289名初三学生进行电学知识学习心理调查,?结果表明喜爱看短路实验的占24%,喜欢做短路实验的占59%,但也有11%的人害怕做短路实验,且多数为女生,总体上对短路实验感兴趣的学生达83%;由此可见,短路实验深受学生欢迎,因为短路实验现象一般伴有强烈的电弧火光及小声的熔丝断声。

事实上短路实验只能激发学生暂时兴趣,而暂时兴趣易生易灭,在学生大脑中枢此联系软弱、常有盲目性,广泛性,是学生实验兴趣初级阶段。在这个阶段初中生心理有两个明显特征:①容易形成不正确兴趣品质,甚至造成变戏法,看热闹的感觉;②容易产生害怕担心,惧怕的心理状态,阻碍学生对电学欧姆定律1=U/R本质的进一步理解与深化。而短路实验如果处理不当,将会对两种心理特征产生不利影响因素,因为过多的短路实验容易滋长学生不正确的兴趣品质;强烈,惊险的短路实验易加剧学生的害怕心理。所谓强烈,就是短路时威力大,电弧火光强,伴有小声爆炸声,对眼、耳感官有强烈刺激;所谓惊险,就是线连接错误时,电路一旦接电导通,短路就即刻发生,难于挽救。

(三)短路实验刺激性

1.刺激性的强烈性

心理学中感知与刺激强度依存性的规律表明,作用于耳、目等感觉器官的刺激物必须达到一定的程度,才能被客体所清晰感知。短路实验刺激强度,无论是绝对强度和相对强度,都达到能引起学生注意良好的效果,因此,从刺激的物理特征看,短路实验具有强烈的刺激性,足够引起学生的注意与感知,但对听觉阀限研究表明,?声音超过140分贝时,对耳所引的不再是听觉,而是不舒适的触压和痛觉。尽管短路实验声响不是十分强烈,但声与电孤光亮的交互刺激,会使学生两手习惯性捂住两耳,这从一定程度上反映了学生心理恐惧的存在

2.实验中学生情绪的两极性

良好的情绪能使反应的强度与引起情绪的刺激强度相适应,情绪的过度强烈和过度的抑制都是不正常的。短路实验对学生情绪反应具有两极性。有些学生对短路的强亮光,伴随小声响,感觉满足了自我猎奇的感知需要,从而产生愉快、喜悦、兴奋等积极情绪反应;有的学生则对这种短路现象感到不符合他们的心理需要和主观愿望,从而产生紧张、厌恶、恐惧的消极情绪反应,这种情绪两极性还表现在积极的增力和消极的减力作用上。前者由于喜爱这类实验而感到兴奋,能提高学习积极性主动性;后者则往往使学习和积极性受抑制。心理的生理机制研究认为:当刺激物过于强烈的时候,兴奋过程过强烈,会超过神经细胞兴奋性限度,因此,从刺激的情绪特征看,短路实验对初中学生的情绪有明显两极性。

对于一个班级而言,一般两种极端对立情绪反应的学生比例稍有所不同,通常,女生常易产生消极情绪。当做完短路实验后,由于脑神经细胞强烈的反射作用,往往使学生的情绪不能立即静下来,需要几分钟的骚动后才能使全班情绪趋于稳定,逐步转入正常的教学秩序,这对优化课堂教学时间量是一个矛盾,需要教师妥善处理好短路实验的强度与刺激度。

篇6

一、挖掘教材内容,利用教材对学生进行爱祖国、爱科学和献身科学事业教育

科学教材中包含了许多可以对学生进行爱祖国、爱科学和献身科学教育内容。例如牛顿的忘我工作,勤奋和悉心钻研精神;安培的刻苦学习、专心致志;欧姆的坚持不懈精神;法拉第的高尚品质和致力于科学研究精神。从我国古代指南针、地动仪、火箭的发明,到现代的“两弹一星”和“神舟”飞船成功收回。教师应善于挖掘利用这些辉煌的科学成就激发学生民族自豪感和为科学而学习的责任感。用知识的魅力去影响学生;提高学生学习科学知识的积极性。

二、科学课的教学应贴近学生的生活,激发学生兴趣,调动学生的积极性和主动性

科学研究的是自然界最基本的运动规律,而自然界中的物理现象蕴藏着无穷奥秘。让学生从身边熟悉的现象中探究并认识科学规律,同时将学生认识到的科学知识和科学研究方法和社会实践及其应用结合起来。从生活中获取的经验,学生感受比较深。根据学生的这种心理特点,在科学的教学过释中,把学到的科学规律,力求使之贴近生活,去解释日常生活中遇到的现象,把科学规律同学生的生活经验对号入座。这样即可以加深学生对所学规律的理解,又会使学生觉得科学知识非常有用,从而激发出对科学的浓厚兴趣。

三、对学生进行情感教学

1在中学科学教学中实施情感目标,一要面向全体学生,使每个学生的兴趣,爱好、特长、个性都得到充分发展,把传授知识与情感有机结合起来。二要激发学生学习兴趣,开发智力,培养学生学习的自觉性,使学生感到学习又艰苦又愉快。

2创设科学情境,激发学生学习兴趣。教学中充分利用演示实验,学生随堂实验和分组实验,小实验和小制作,课本的封面、插图和漫画,想想议议、阅读材料、科学家的故事、教学挂图和模型等带趣味性的科学问题去吸引学生,培养学生的学习兴趣,让学生在充满乐趣中掌握知识。

3注重教学艺术,改进教学方法激发学生思维的积极性。

4鼓励性提问,注重对学生作业、测试作业适时肯定,成立科学兴趣小组,使学生表现自己,鼓励学生参加小制作、小发明和社会实践活动,鼓励学生对老师提建议,从而激发学生的上进心、自尊心。

四、建立良好的师生关系

教师在课堂上感情要真挚,教态和蔼;课后要关心学生的学习和生活,尊重和信任学生,平等的对待每一位学生,对差生更要关怀备至。这样学生才会把老师当作知心朋友,他们才会把心里话,真实的教学信息告诉教师。

五、采用探究教学模式

教师的首要任务在于营造生动活泼的教学气氛,使学生形成探求创新的心理愿望和性格特征。教师在备课时首先要考虑为学生创设与教材内容有关的情境,要精心设计物理概念和规律的形成过程和应用过程,形成”参与—体验—内化—外延”的科学探究物理课堂教学模式。下面以欧姆定律教学为例。

1创设情景,提出问题,科学猜想

以调光台灯切入,问:调光台灯是调节了电路里的什么科学量使灯的亮暗发生变化的?再通过演示实验观察电流的变化与灯亮暗变化的关系,问:“电流的变化与哪些因素有关?”鼓励学生大胆猜想,电流与电阻、电压有关系。这样就确定研究方向。

2引导讨论,设计方案

启发和引导学生设计研究解决问题的方案,先应用控制变量法设计总体方案:控制电阻不变,研究电流与电压的关系;控制电压不变,研究电流与电阻的关系。如何研究?再进行局部设计:由学生小组讨论、设计电路,让学生交流自己的设计,并评价他人的设计,以器材的作用和选择加以讨论。

3学生操作,实施方案

让学生相对独立地进行实验操作、采集数据。教师在学生的操作技能、仪器使用上给予帮助。

4分析讨论,得出结论

从实验得到的两组数据引导学生用计算和图像分别分析电流与电压、电流与电阻的关系;再进行综合,得到结论。

5反思应用迁移

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一、电磁学教材的整体结构

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,应从以下三个方面来认真分析教材.

1.电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行,这两种方式均在高中教材里体现出来.只有明确它们各自的特征及相互联系,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,是物质的相互作用的特殊方式.中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的各章内容.

“路”是“场”的一种特殊情况.中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为: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.“场”是电磁运动的实质,因此可以说“场”是实质,“路”是方法.

2.物理知识规律物

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.

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律.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.

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、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”这一章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”这一章,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.本章以电流、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”一章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.通过电磁场在各方面表现的物质属性,使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的.大量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它电荷有力的作用.运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—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,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,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,磁场对其它运动的电荷(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,得出结论: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.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、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使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.第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键.电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念.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,找出两种力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,离开了电场就谈不上电荷的电势能了.

3.认真做好演示实验和学生实验,使“潮抽象的概念形象化,通过演示实验是非常重要的措施.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.

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关键词:计算机教学;德育;渗透

中图分类号:G633 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2012)-10-0003-01

在物理教学中渗透德育,必须从教材的实际出发,将德育贯穿于讲授物理知识的实践操作之中,让德育在物理教学中自然而然的渗透,让学生没有感到接受了思想教育,但实际上已经深刻的感受到了思想教育。本文即从四个方面来分析如何将德育在计算机教学中进行渗透。

一、明确中学物理学科的德育目标,做到有向渗透

中学物理教材中有许多课文不是给学生方法论、世界观的有向引导,就是给学生某种高尚情感的感化、积极思想的陶冶和人生观的启迪,因此对学生进行思想品德教育就成为渗透德育的方向,这些教育,在常规施教中应落实在三个方面。

1.爱国主义是德育的中心内容,向学生介绍我国在物理学方面对世界的杰出贡献,增强他们的民族自尊心和自豪感,宣传我国现代科学技术的伟大成就和科技工作者奋发图强的事迹,加深学生热爱社会主义祖国的崇高感情;把我国某些科技与世界先进水平的差距真实地亮给学生,激发他们树立为中华之崛起而献身的雄心壮志。

2.辩证唯物主义是人类哲学和科学发展的最高成果。物理学家爱因斯坦认为哲学是全部科学研究之母,他坚持实践,成为近代物理学的巨人。如果教师能把教材中的科学内容与思想内容有机结合起来,运用辩证唯物主义去分析、阐述物理现象和规律,用哲学思想把物理教学上升为观点和思想方法的教学,就不仅能使学生正确而深刻地理解近代物理知识,而且对科学世界观的形成,掌握方法论都有积极作用。

3.道德品质教育是向学生进行科学态度教育为主。介绍科学家发现定律和原理的过程,培养学生严谨求知、务实求是的态度,勇于探索、敢于创新的品质。例如,焦耳在极其困难的条件下用30余年时间,做了400次实验,无可辩驳地证明了能量守恒定律,法拉第经历10多年研究,发现了电磁感应现象。以这些名人专家、伟人学者的事迹为楷模,引导学生自我解剖,解中创新,剖中有生,净化心灵,优化素质。

二、介绍物理学家事迹,激励学生勤奋学习

欧姆定律是电学中的重要规律,在讲解欧姆定律时,首先向学生介绍德国的物理学家欧姆,得到这个结论是不容易的,经历了10多年的辛勤劳动,做了大量实验。同时,向学生介绍“欧姆坚持不懈的精神”,对学生进行教育和激励。

三、针对学生实际,紧扣教材,做到有机渗透

青少年善于憧憬,但对资产阶级的侵蚀缺少抵制力度,如果教师只是敷衍地提一句“要学习某某人的精神(或品质)”,或在宣讲知识之后,加上一勺香油——说几句原则话,生硬灌输德育是毫无效益的,正如苏霍姆林斯基所说:“掌握知识,懂得自然科学原则和社会学规律,能够很好地回答问题及获得很好的分析——所有这一切还不等于德育教育。”因此,我们在德育因素比较突出和集中的教材中应集中渗透德育。如在说明火箭照片时介绍我国系列运载火箭以技术成熟、继承性好、可靠性高、适应性强、使用方便、价格低廉等特征已步入世界航空发射技术的先进行列。可见,爱国激情和对科学事业的执着追求是科技工作者成功的支柱,实践证明感情的陶冶往往要比其它德育方式牢固可靠,情感通融,学生的思想境界就能升华。

四、改进教法,提高艺术,做到灵活渗透

不同教材,德育方法迥异,要灵活生动渗透德育,须讲求教学方法的艺术。

1.德育渗透应力求“新”。有些老素材要陈话新说。比如,旧中国发明的火药却填进了英帝国的炮膛,成了轰开我国南大门的“帮凶”;古人发明的造纸术,活字印刷却被用来与侵略者签订不平等条约,从新角度渗透“四大发明”,可消除学生的逆反心理,收效更佳。

2.德育渗透应做到“灵活多样”。物理竞赛、课外实验、参观访问也是进行德育的好阵地;教学中利用图表、挂图、录像、幻灯、专题讲座等能增强德育的趣味性、可接受性。

3.德育渗透应掌握“分寸”。不能过多引用哲学名词,把物理课上成政治课,例如,说明电磁场是一种特殊物质,物质是以多种形式存在的,有的看得见摸得着,有的则看不见揣不到,寥寥数语却蕴含了“世界物质性”的思想。

五、了解物理知识在现代化建设中的广泛应用,增强学生为“四化”建设作贡献的决心

物理的产生和发展,从来就是和生产实践与科技水平密切相关的。能否运用所学的知识顺利地解决实际问题,这是学生素质教育的核心,也是评价物理教学的重要标志,因此,我在教学中坚持理论联系实际的原则,把“学”与“用”紧密结合起来。

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一、运用逆向思维分析机械能守恒定律表达式的推论式

高中物理中机械能守恒定律的使用条件是“只有重力或弹簧弹力做功”.运用逆向思维辨析研究可知,“只有重力或弹簧弹力做功”仅是一种特例,如果除重力和弹簧弹力对物体系统做功之外,还有其他力对物体系统做功(用W它表示),则机械能必然发生增加或减少的相应变化(用ΔE表示),并且其它力对系统做了多少功,物体系统的机械能就会变化多少.由此得机械能守恒定律的推理式W它=ΔE.

例1具有一定初速度的物块沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动过程中,还受到一个沿斜面向上的恒定拉力F的作用,此时物块的加速度大小为4 m/s2,方向沿斜面向下.则在物块向上的运动过程中,正确的叙述是

A.物块的机械能一定增加

B.物块的机械能一定减小

C.物块的机械能可能不变

D.物块的机械能可能增加也可能减小

分析由题意知,除重力做功外还有拉力F和摩擦力f做功,则物块机械能的变化决定于拉力F和摩擦力f做功的大小关系.

由牛顿第二定律得

mgsinα+f―F=ma,

所以F―f=mgsinα―ma

=5m―4 m>0,

拉力F做的功WF大于摩擦力f做的功Wf,即WF―Wf>0.

由推论式W它=ΔE知,ΔE>0.

故物块的机械能增大,选A.

可见,机械能守恒定律固然重要,其推论式W它=ΔE的应用更为便捷.

二、运用整体思维分析物理概念中比值形式的定义式

高中物理概念有很多运用比值关系定义,并以比值形式表示其定义式(称为比值定义式).如:速度定义式v=ΔxDΔt、加速度定义式a=ΔvDΔt、牛顿第二定律公式F=ΔpDΔt(Δp为物体的动量变化量)、功率定义式P=ΔWDΔt;电流强度定义式I=ΔqDΔt、感应电动势定义式E=ΔφDΔt等,均以物理量的变化量与时间的比值形式(即物理量的时间变化率)出现.

此外,高中物理中还有用几个物理量的比值作为另一个新物理概念的定义式,并用这个比值形式的表达式作为新物理概念的定义式.如:电场强度定义式E=FDq、电势定义φ=EpDq、电容定义式C=QDU、磁感应强度定义式B=FDIL等.

不难看出,这些比值形式的公式体现的全是高中物理中的重要概念和主干知识.无论是“a=ΔvDΔt”类的变化率形式、还是“E=FDq”类的比值形式,其物理意义均由此“比值”整体体现.因而,教学中必须运用整体思维全面辨析、系统对待这种比值定义式的“整体”形式所包含的物理意义,切勿因定义形式而简单的视作“分子”与“分母”的组合.

三、运用求异思维分析物理概念定义式的变形式

高中物理中很多物理量的计算公式是依据相关物理概念的定义式,通过增加内涵、扩展外延、更新物理模型,运用求异思维加以辨析、推导、证明而成的变形式.如:带电粒子在电场中所受电场力的计算公式F=Eq,是由

电场强度定义式E=FDq推证而得到的变形式;带电粒子在电场中所具有的电势能的计算公式Ep=qφ,是由电势定义式φ=EpDq推证而得到的变形式;长直通电导体在均强磁场中所受安培力的计算公式F=BIL,是由磁感应强度定义式B=FDIL推证而得到的变形式等.

下表列出的是电场强度定义式E=FDq与形式F=Eq的对比内容.物理量D定义式E=FDqD变形式F=Eq电量qD①指放入电场中的检验电荷,必须是点电荷;

②带电量应足够小;

③电性可为正也可为负(一般为正电荷).D①指处在电场中的带电绝缘小物体(液滴、小球、微粒等);

②带电量可大些也可小些;

③电性可为正也可为负,视为点电荷.电场强度ED①指电场(可以是均强电场也可以是非均强电场)中某一点的电场强度;

②是矢量,与放在该点的带正电的检验电荷所受电场力的方向相同;

③表征该点的电场力的性质,与F的大小和方向无关,与q的有无、大小和正负无关,仅由电场自身决定D①在高中物理中指均强电场强度;

②是矢量,其方向由电场自身决定;

③电场强度与带电绝缘小物体的是否放入无关.电场力FD①检验电荷在电场中某点受到的电场力;

②不是E∝F,而是FDq为定值.D①带电绝缘小物体在电场中受到的电场力;

②存在F∝E、F∝q的关系对于定义式B=FDIL、φ=EpDq与变形式F=BIL、Ep=qφ亦有类似的内容对比.

四、运用形象思维分析物理量的定义式和决定式

在高中物理中,物理量的定义式和决定式是所有物理公式的先决和前提,故而在教学过程中应着力引导学生运用形象思维细加甄别、辨析和类比.

所谓物理量的定义式,指能够表征和量度物理量的本质属性、物理状态与物理过程的关系式,有比值定义式和乘积定义式两种数学形式.

所谓物理量的决定式,指能通过研究对象的物理属性和几何特征而直接、形象的表达物理量的大小、方向(对矢量)正负(对标量)的计算公式.

高中物理中,凡是乘积定义式一定是该物理量的决定式.如:功的公式W=Fs、动能公式Ek=1D2mv2、重力势能公式Ep=mgh、冲量公式I=Ft、动量公式P=mv、磁通量公式F=BS等,既是对应物理量的定义式,同时也是对应物理量的决定式.

比值定义式一般不是物理量的决定式.如v=ΔxDΔt、a=ΔvDΔt、F=ΔPDΔt、P=ΔWDΔt、I=ΔqDΔt、E=ΔφDΔt、E=FDq、φ=EpDq、C=QDU、B=FDIL等,只能是对应物理量的定义式而不会是对应物理量的决定式,这些物理量对应的决定式另有其表达形式.

高中物理中常见物理量的定义式与决定式对比如下表.

物理量D定义式D决定式加速度Da=ΔvDΔtDa=FDm(牛顿第二定律)电场强度DE=FDqDE=KQDr2(点电荷的场强公式)电容DC=QDUDC=εSD4Kπd(平行板容器公式)电阻DR=UDIDR=ρLDS电阻(电阻定律公式)电流强度DI=ΔqDΔtDI=UDR(欧姆定律公式)

I=EDR+r

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教师能否有序引导,决定整个课堂内能否形成自治、创新的学习氛围,因此,要想教育出具备创新能力的学生,教师首先要树立创新价值观,在物理课堂中展现创新风采.在教学中,当讲到对人类历史具有重大意义的物理知识或定律时,可以结合其对工业发展和人类文明的进步,将创造价值和文化观念传递给学生,使学生深刻理解到历史文化和人类文明的进步繁衍是不断通过创新来实现的.此外,创新型教师还应善于控制课堂氛围,营造自由活泼、井然有序的课堂环境,能够充分调动起班级内各个层次学生的参与度.对于物理课堂氛围的把控,教师可以利用以下几点技巧:建立融洽的师生关系,与学生平等沟通,经常与学生谈谈学业中的困难与瓶颈,同时对于其遇到的难题采用启发式点拨的方法;鼓励学生发展批判性思维和逻辑分析能力,对表现出怀疑精神和实证精神的学生加以鼓励,提倡学生保留自己的个性.

2.通过科学探究过程传递物理知识

物理学科最大的特点就是可以采用科学探究的方式来学习.其实,科学探究过程与学生创新能力是相辅相成的,创新过程可以通过科学探究来实现.在物理教学中,教师可以采用实验的形式,如牛顿定律、重力、欧姆定律,这些都非常适合作为实验课程,通过科学探究来帮助学生掌握.科学探究的意义在于过程中对学生的点拨与思维素养的建立.因此,逻辑推理能力的培养在物理创新教学过程中不能被忽略.教师一定能体会到,物理学教材中许多规律和公式都是在原有知识的基础上层次递进推理而出.

3.思维方法训练