欧姆定律的重要性范文
时间:2023-07-27 17:00:38
导语:如何才能写好一篇欧姆定律的重要性,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
1、大概推算:根据公式P=UI计算:刺激输出电流I=P/U=350W/12V=29.16A。实际工作电流还要看负载电阻阻值,由欧姆定律决定,如果你不装负载,那电流只能是0。
2、欧姆定律是指在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。该定律是由德国物理学家乔治·西蒙·欧姆1826年4月发表的《金属导电定律的测定》论文提出的。随研究电路工作的进展,人们逐渐认识到欧姆定律的重要性,欧姆本人的声誉也大大提高。为了纪念欧姆对电磁学的贡献,物理学界将电阻的单位命名为欧姆,以符号Ω表示。
(来源:文章屋网 )
篇2
关键词:数学推理;科学探究;问题情境;科学方法;理论联系实际
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2017)1-0019-3
人教版高中物理选修3-1第二章第七节《闭合电路的欧姆定律》是电学知识的核心内容,其中包含了许多科学思想方法,是学生学习和体会科学思想方法的好素材。作为一节典型的规律探究课,本节内容较抽象,学生在学习时,对电源内电路认识模糊,难以理解电源有内阻;对内外电路的电压与电源电动势的关系及路端电压与负载关系感到疑惑,对其中蕴含的科学方法未能深刻领会。“如何有效突破这些教学难点?”“如何设计好闭合电路欧姆定律的探究过程,有效实施三维目标教学?”一直是广大物理教师研究的重要课题,本文试图通过对本节课的教材、教法的分析,探究形成学生认知困难的主要原因以及在本节课中如何有效实施探究教学,培养学生的核心素养。
1 教材、教法分析
人教版教材是把《闭合电路的欧姆定簟钒才旁诘缭础⒌缍势、欧姆定律、串并联电路、焦耳定律和导体的电阻之后来学习的。很显然,这种安排的意图是在承接“从做功角度认识电动势”的基础上,引导学生从功能关系角度来建立闭合电路的欧姆定律,体现了循序渐进的教学原则。顺应这种构想,教材对本节内容以如下方式呈现:先直接给出闭合电路的概念,然后从功能关系出发, 根据能量守恒,理论推导出闭合电路的欧姆定律和U+U=E,再根据闭合电路的欧姆定律,理论分析路端电压与负载的关系。这种呈现方式的好处是:既充分体现了功和能的概念在物理学中的重要性,又有利于学生从理论角度理解闭合电路的欧姆定律。从教材体系来看这种呈现方式具有一定的合理性和科学性。
笔者曾多次参与“闭合电路的欧姆定律”的观摩教学,领略了执教老师们的各种处理方法,比较有代表性的是以下两种教法:
第一种教法是沿用原教材的思路,采用比较传统的方式,注重理论探究,先从理论上推导得出闭合电路欧姆定律的数学表达式,再应用定律讨论了路端电压随外电路电阻的变化规律,最后引导学生运用规律解题,把立足点放在训练学生的解题能力上。
第二种教法注重突出实验的地位,发挥实验在探究教学中的作用。利用实验创设悬念,引入课题,设计探究实验,让学生在实验中总结归纳出内外电压之间的关系,再利用教材中的图2.7-3实验探究路端电压与负载的关系。
根据课后反馈发现,沿用原教材思路设计的教学,效果并没有达到设计者想象的结果,究其原因,主要有以下几个方面:
1.教材中的闭合电路的欧姆定律是从理论角度得出的,注重于数学推理,比较抽象,缺乏令人信服的探究实验,学生无直接经验感知和相应的认知过程,难以形成深刻的理解。
2.教材对闭合电路,特别是内电路的建构过于直接,无感知过程,学生对教材中为了突出闭合电路而提供的闭合电路中电势高低变化的模型图难以理解,加之学生对部分电路的欧姆定律印象深刻,对电源内部的电路无直观印象,对电源也有内阻心存疑虑,难以突破初中形成的“路端电压不随外电路变化”的思维定势。
3.教材是利用纯电阻电路中的能量守恒关系推导得到IR+Ir=E和U+U=E,这种处理方式,会让学生对U+U=E的普适性产生怀疑:非纯电阻电路还适用吗?
4.作为一节规律探究课,本节课包含了许多科学思想方法,教材过于注重理论推导,忽视了实验探究,淡化了猜想、类比、比较、分析等多种科学思想方法教育,这对培养学生的探究能力和体验研究物理问题的方法是不利的,也不利于提高课堂教学的有效性。
第二种“通过设计多个实验来进行实验探究”的处理方法,调动学生学习的主动性和积极性,学生能获得更直观的认识,有效地突破一些教学难点,但由于本节知识点多,思维量大,设计过多的实验(特别是设计繁杂的分组实验)势必会分散学生的注意力,干扰学生的正常思考,挤压学生思考和实践应用的时间,影响了学生主体作用的发挥,效果同样不尽如人意。
2 教学建议
2.1 尊重学生的认知规律,科学设计探究过程
从物理学史来看,欧姆定律是基于实验而发现的,并非演绎推理的结果,教材通过功能关系分析来建立闭合电路的欧姆定律。这种处理方法带来的负面影响是学生缺乏感性认识,没有参与知识发现过程中的情感体验,难以形成深刻的理解,课堂上学生学习的积极性也不高。规避这种负面影响的方法就是在教学设计时,应当尊重学生的心理特点和认知规律,科学地设计探究过程,让学生在亲身探究中理解定律,体验方法。基于这种指导思想,笔者在教学设计时,先用两节新电池和内阻较大的9 V电池组分别给灯泡供电,产生了与学生日常生活经验相矛盾的现象来设置“悬念”――引入新课。然后,引导学生针对“引入实验”中的现象展开探究,让学生在实验探究中分析、思考、归纳,得出电源内电压和外电压之间的关系。接着再引导学生利用功能关系,从理论角度来推导、探究,让实验得出结论在理论上获得支撑。最后,引а生利用所学规律解决引入实验和实际生活中的问题。这种在引入实验为基础的“实验和理论推导相互结合的探究过程”的设计,既避免了设计过多的实验,又让学生亲身体验了探究的过程,加深了对知识的理解,深刻领会到物理学科的严谨性和流畅性,感受到物理的探究之美和应用之美。同时,又能激发学生的学习热情,使物理课堂教学产生无穷的乐趣,进而实现高效的物理课堂教学。
2.2 合理创设问题情境,引导学生质疑探究
作为一节规律探究课,本节课的重点是如何落实探究教学,让学生在探究中理解闭合电路的欧姆定律,感知科学探究的过程和方法。在探究教学中,问题是探究的起点,没有问题就不可能有探究,正是在问题的驱动下,学生才能积极思考,从而产生探究欲望。这就需要教师在深入挖掘规律形成过程的基础上,精心创设问题情境,以问诱思,引导学生融入到探究学习的情境中去。例如:在构建“闭合电路”概念时,用两节新电池和内阻较大的9 V电池组分别给灯泡供电后,可设置如下问题情境:“为什么灯泡接到电动势为9 V的电池时,亮度反而暗了?难道电池坏了?”“为什么电池与灯泡接通时两端的电压变小?减小的电压哪儿去了?”“电池有内阻?可能吗?”“我们来看看电池(触摸电池),电池变热了,什么原因导致工作的电池会变热?”学生在问题的引领下观察、实验、体验,由此认识到“电源内部也有电阻和电流”“电源内部电流的通路,称为内电路”。这种以问题启发学生思考,以实验引导学生体验来构建闭合电路的方法,既弥补了教材对内电路建构的非直观性,也让学生经历了在质疑中分析、探究的过程,学生对闭合电路的认识潜移默化、水到渠成,远比直接灌输效果好。
在引导学生从能量角度验证实验探究结果时,设置如下问题情境:“刚才我们通过实验探究了闭合电路中的电流规律,这个结论可靠吗?”“如果我们能从理论上找到依据,是不是更可靠?如何从理论上来分析呢?”“从能量角度行吗?”“内、外电路在时间 t 内消耗多少电能? ”“这些能量从何而来?”学生在上述问题的引导下,发现也可以从能量角度来推导得出与实验相同的结果。
在引导学生探究路端电压与负载的关系时,设置以下问题情境:“实验表明,灯泡变暗是由于路端电压变小的缘故,你们能说说路端电压与什么有关吗?”“它们之间具体的关系是什么?”“如何设计实验来研究呢?”“从实验数据中能得出什么结论?”“能从理论上分析为什么会发生这样的变化吗?”“如果外电阻断开,路端电压为多少?外电阻短路,路端电压又为多少?”“谁能说说路端电压随外电阻变化的根本原因是什么?”在这一个个问题的引领下,学生从实验探究到理论分析两个方面找到了路端电压与外电阻的关系,不仅体验了科学探究过程,提高了理论分析和实验探究的能力,也养成了乐于探索、勤于动手的好习惯。
2.3 注重渗透科学方法教育,加深对规律本质的认识
作为一根主线,科学探究法贯穿在整个课堂教学过程中,教学中要注意尊重学生的心理特点和认知规律,强化科学探究法的显性教育:以引入实验为线索,引导学生经历“观察实验、提出问题、猜想假设、设计实验、分析论证”等过程,领会科学探究的方法。
“闭合回路中的电势变化”抽象而难以理解,突破这一难点的最重要的方法就是“比法”。教材试图以图1的模型来形象地说明这个问题,但这种模型对学生来说还是比较抽象,难以理解。笔者用如图2所示的“电梯加滑梯”模型和闭合电路加以类比,来说明闭合电路中的电势高低变化情况。这样的方法,既简单又源于学生的生活经验,学生容易接受,教学中应注意引导学生体会类比法的作用。
“演绎推理法”在“闭合电路欧姆定律的推导”和“路端电压与负载的关系推导”中两次用到,教学中要注意借助问题情境,把规律的探究以一个个问题的形式呈现出来,让学生在问题的引领下经历演绎、推理过程,构建对“闭合电路的欧姆定律”和“路端电压与负载关系”的正确理解,体验演绎推理过程中获得成功的愉悦。
另外,本节课中,要特别注意引导学生在了解路端电压与负载电阻的关系的基础上,通过极限法分析和理解电路断路时的路端电压和短路电流的现实意义,体会极限法在物理学习中的作用和意义,有效地训练学生突破思维定势,培养创造性的思维能力。
2.4 注重理论联系实际,物理与生活的联系
研究和学习物理最重要的方法就是理论联系实际,将理论和实际、物理与生活联系起来,可以帮助学生更透彻地理解所学的物理知识,培养学生的创造性思维和逻辑思维能力。欧姆定律与生产、生活联系密切,教学设计时,应注意还原知识的产生背景,注重将知识应用于实际生活。例如:新课引入可以从生活现象来提出问题,引发学生思考探究;在得出路端电压与外电阻R的关系后,引导学生通过将R推向两个极端情况的分析,来理解实际中“为什么电源开路时路端电压就等于电源的电动势”及“为什么电源不能用导线直接相连”;在学完了本节知识后,可引导学生用本节课所学知识分析解决新课引入及生产、生活中的实际问题。让学生充分地感知从生活走进物理、从物理回到生活的过程,培养学生利用物理知识分析解决实际问题的能力,建构对知识(尤其是难点知识)的正确理解,从而真切地感受所学物理知识的实用性,充分理解物理学科对时展的深远意义。
参考文献:
篇3
沪科版第十四章探究电路第四节电阻的串联和并联。
2 教材分析
《电阻的串联和并联》是九年级第十四章《探究电路》第四节的内容。本章内容充分体现了课标提出的从生活走向物理,从物理走向社会,注重多元探究等基本理念。本节教学内容不仅是对前面所学的串联电路和并联电路的电流、电压特点以及欧姆定律的重要应用,同时也是今后学好电功、电功率的重要基础,更是培养学生“等效替代”思想和实验探究与理论推导相结合思想的重要载体。
3 教学目标
3.1 知识与技能。①通过实验和理论推导理解串联和并联电路的等效电阻的计算公式。②会利用串联、并联电路总电阻的知识,解答和计算简单的电路问题。③通过实验探究,认识总电阻与分电阻的“等效替代”关系。
3.2 过程与方法。①培养学生积极参与科学探究活动,主动进行交流与讨论的学习方法。②能用等效替代的思想学习物理知识。③能把物理概念与生活、生产实际相结合。
3.3 情感态度价值观。激发学生对科学的求知欲,通过经历基本的科学探究过程,学习科学探究方法,发展初步的科学探究能力,形成实事求事、尊重自然规律、乐于参与科学实践的科学态度和科学精神,同时认识交流和合作的重要性。
4 教学重点
通过实验法和理论推导法并举掌握串联电路和并联电路总电阻的计算方法。
5 教学难点
借助等效替代的思想分析串联、并联电路的电阻特点。
6 教学准备
学生电源、演示电流表、20欧定值电阻二个、5欧定值电阻二个、10欧定值电阻一个、导线、开关等。
7 教学流程
事例引入——趣味探究——小组讨论——实质升华——总结反馈。
8 教学过程
8.1 事例引入。师:同学们,你们喜欢足球吗?(停顿)现假设你们正在看一场精彩的足球比赛,突然电视机坏了,经检查里边一个10欧定值电阻出现了问题,而身边现在只有20欧的电阻和5欧的电阻若干,你有办法立即解决问题吗?(最好设计一个多媒体动画调动学生学习热情)
生:(讨论并结合前面电路的串联、并联知识回答)把电阻串联,把电阻并联。
师:把电阻串联、并联后能行吗?电阻串联、并联后他们对电路的控制作用难道不会发生改变吗?
8.2 趣味探究。
师:下面我们就用一个有趣的实验来验证一下大家的想法是否能够实现。
演示实验(实验设计如图1,电阻装在一个密封的盒子里面)
图1
分别接通A、B、C以及所对应接线柱,让同学们观察电流表的读数。
师:同学们,刚才你们观察到电流表的读数有什么样的特点?
生:三次实验电流表读数相等。
师:那里面的电阻是怎样的呢,也相同吗?
打开盒子让学生观察里面电阻的结构,并通过里面实物讲解相关概念:
电阻串联:两个(几个)电阻首尾相连
电阻并联:两个(几个)电阻首首相连
师:我们刚才经过实验发现两个电阻并联或两个电阻串联以后对电路的控制作用可能与单独一个电阻对电路的控制作用是相同的,在实际生活中我们就可以用这两个并联或串联后的电阻去替代那一个电阻,这时我们就可以说这一个电阻是那两个(几个)电阻的总电阻。
师:同学们再仔细观察,两个电阻串联后总电阻如何变化;两个电阻并联后总电阻如何变化?
生:通过观察讨论得出初步结论:
两个电阻并联后总电阻小于其中任何一个分电阻;两个电阻串联后总电阻大于其中任何一个分电阻。
8.3 小组探讨。
师:同学们,通过刚才的分析我们已经得到了电阻串联、并联之后总电阻大小的一个定性结论,那么电阻串联、并联之后总电阻的大小应如何计算呢?下面就请大家通过小组合作的方式结合前面所学的欧姆定律以及串、并联电路的电流、电压特点解决这一问题。
8.3.1 串联电路的总电阻。
师:请结合欧姆定律以及串联电路的电压特点用下图的字母表示出总电压与各电阻两端电压的关系。
图2
生:运用欧姆定律表示出:U1=IR1 U2=IR2 U=IR、
运用串联电路电压特点得出:IR=IR1+IR2
结论:电阻串联,其总电阻等于各个分电阻之和,即:R总=R1+R2+……
8.3.2 并联电路的总电阻。
师:请结合欧姆定律以及并联电路的电流特点用下图的字母表示出总电流与各支路电流的关系。
图3
生:运用欧姆定律表示出:I=U/R,I1=U/R1,I2=U/R2
运用并联电路电流特点得出:1/R=1/R1+1/R2
结论:电阻并联,其总电阻的倒数等于各个分电阻倒数之和,即:1/R总=1/R1+1/R2+……
8.4 实质升华。
师:刚才我们已经通过实验和理论推导两种途径得出了电阻串联和并联之后总电阻的变化规律。同学们,你们知道这是为什么吗?
教师引导学生进一步观察串联、并联后的电阻的长度和横截面积的变化情况并结合前面所学影响电阻大小的因素的相关知识得出结论。
生:电阻串联相当与增加了导体长度,所以阻值会增加;电阻并联相当于增加了电阻的横截面积,所以阻值会减小。
8.5 总结反馈。①请同学们设计出两种方案解决课题引入时提出的问题。②小组讨论本堂课的收获,及时解决新生成的问题。
附板书设计:
§14.4电阻的串联和并联
①串联电路的总电阻等于各个分电阻之和,R总=R1+R2+……
②并联电路的总电阻的倒数等于各个分电阻倒数之和,1/R总=1/R1+1/R2+……
③实质 串联:增加导体长度
并联:增加导体横截面积
篇4
关键词:人教版;高中物理;素质教育;结合
中图分类号:G633.7 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)34-0041-02
中学时代基础教育的根本目标是提升全民族的基本素质,培养一批怀抱理想、充满文化、具备道德、时刻有严明纪律性的良好公民,同时灌输相应的基础知识,为培养我国现代化建设所需要的各类人才奠定基础。新时代背景下的高中物理教学目标,不再仅仅以分数为目的,开始重视学生的全面发展。素质教育中最关键的是以提高全民族素质为目的,以全面发展为根本任务。以下就物理教学中结合素质教育的途径展开探讨。
一、时代背景下素质教育与高中物理结合的基本教育内容
1.物理教学中对学生的思想素质教育。辩证唯物主义的思想要求在物理教学中用唯物主义的观点客观地地阐述物理知识,让学生在潜移默化中接受物理知识并领会辩证唯物主义。爱国主义思想,即要求教师在授课过程中介绍科学家们为了祖国的发展献身研究事业的事迹,讲述我国目前的发展现状以及存在的问题,表示出对青少年的殷切期望。从而也能培养学生的民族使命感,鼓励学生为家乡的富饶安定和祖国的繁荣富强而不断学习。
2.物理教学中对学生的科学素质教育。在高中物理教学中结合科学的素质教育,不但要让学生掌握物理知识,了解它们在生活中的实际应用,并提高相应的技能和技巧,还要注重培养学生对物理知识的探索能力,培养学生对科学的进取精神,让学生从小养成实事求是的科学素质,为今后的研究做铺垫。
3.物理教学中对学生的身心素质教育。身心教育是基础素质教育的重要内容,其中最主要的就是帮助学生发展非智力因素。非智力因素的处理能够直接影响到学生的发展。在高中物理教学中,发展学生的非智力因素主要是培养学生实事求是的态度以及克服困难的意志等。
4.物理教学中对学生的劳动素质教育。在物理教学中对学生进行劳动素质教育,主要是用来揭示物理学和生活实践之间的关系。在高中物理教学中劳动素质教育主要体现在物理实践教学中,教师要着重培养学生的实际动手能力及运用所学的知识解决实际物理问题的习惯和技巧。
二、素质教育与高中物理结合的基本原则
从物理教学的特点出发,结合素质教育的要求,总结出如下五条基本原则:
1.互动原则。教学活动和课堂教学的设计要注意“教”、“学”双方的互动,真正体现教、学并存的关系。
2.发展原则。发展原则即是指高中物理教学要以促进学生的全面发展为目标。从广度上讲,就是人们常说的“全面发展”,这是我们实施素质教育的目标;从深度上讲,指教学要着眼于学生的最近发展,要让学生以前期学习为基础逐步掌握新的知识。
3.结构原则。结构原则指在教学中要通过对知识结构的教学,为学生构建良好、有序的物理认知结构。帮助学生梳理知识结构,从而整体、有序地对知识进行系列性的了解。
4.内化原则。在物理教学中,教师必须创造条件,引导学生将物理知识结构内化为物理认知结构。
5.反馈原则。反馈原则即是将大脑里的主观的物理转化为外部实际存在的东西,比如应用所学的知识解决生活中的实际问题、解释有关的物理现象等,之后从外界对学生的学习成果作出评价,学生再根据反馈,改正今后的学习行为。
三、以《欧姆定律》教学为例阐述素质教育与高中物理的结合
1.高二学生学科知识现状和能力分析。高二学生在之前的学习阶段中已经学习并掌握了电路方面的部分基本知识,学习了电压、电流的基本含义,理论上而言已经完全具备了学习欧姆定律的能力。目前存在的问题就是现有教材中应用型的事例比较少,在实际的应用问题上,学生无法改变传统的学习方法、思维和认知经验,导致在学习方法上形成了无法突破的障碍。因此,在课堂教学中,老师要注重图像教学法,利用ppt或者现场试验的方法能够让学生想到或者看到,这样就更易于学生理解这方面的知识。
2.学生生活环境与心理素质分析。电和电路是我们生活中很常见的事物,尽管不陌生,但是学生对电和电路的原理也不是很了解。教师可以利用学生对未知事物的探索心理培养学生的学习兴趣,依靠这一兴趣,学生才能自愿并大胆地尝试新事物并深入了解新事物,以此为课堂操作和教学打基础。
3.课程设计。《欧姆定律》是高中物理第二册第十四章第一节的内容,教学对象是高二理科生。欧姆定律是下一章恒定电流的基础内容,它的重要性不需要多加证明,高二物理中的欧姆定律是对初中内容的补充和延伸,在理解的基础上加以实际的应用。本章按照如下的方案展开:首先从初中课本学过的基本电路知识引入欧姆定律,接下来解释影响导体的电阻的因素,然后介绍半导体和超导体,在半导体和超导体的介绍中提高学生的学习兴趣,培养学生对科学的向往,再然后引入电功和电功,最后介绍在闭合电路中的欧姆定律。具体几点要求如下:①课程目的:全面提升学生的科学素养,让学生掌握并利用图象法分析问题,进行研究。②课程结构:注重全班同学的共同参与,调动课堂氛围,因材施教,有利地利用学生现有的知识和理解力。③课程内容:体现这门课程的公共基础性和参与性,联系生活展望未来,了解时代需求。④课程实施:积极调动学生的积极性,营造良好的学习氛围,鼓励学生自己思考、主动参与、团队合作,共同讨论并得出结论,最后由老师作总结并指出存在的问题。这样既能让学生学到知识,也能培养学生的学习能力,还能培养学生的团队意识,实现“人性化课堂”。
四、结束语
随着教育部门对素质教育要求的提高,对高素质人才培养的重视,高中物理教学工作面临着新的要求。面对这种情况,学校要加强对物理教学工作的重视,积极树立科学的素质教育理念,不断提升教学团队的教学素质,从而不断提高物理教学的质量,实现人才培养的终极目标。
参考文献:
[1]董晓莉.物理教学中激发学生的学习兴趣[J].中学生数理化(教与学),2011,(04).
[2]王大可.谈高中物理实验教学中的素质教育[J].科教新报(教育科研),2011,(18).
[3]欧伟.浅谈如何在初中物理教学中提高学生的观察能力[J].新课程学习(学术教育),2010,(09).
篇5
在学习了欧姆定律之后,利用欧姆定律解决问题就成了顺理成章的事,本节课从电压的高低、电阻的大小对用电安全的影响入手,让学生学会运用已学的电学知识,解决有关的问题,既增强自我保护意识,又提高在帮助他人时讲安全、讲规则、讲科学的意识。
教学目标
知识与技能
会用欧姆定律理解安全用电的道理。
情感、态度与价值观
使学生具有安全用电的意识和社会责任感。能自觉地执行和宣传安全用电。
通过了解避雷针的发明过程,培养学生热爱科学的精神。
重点与难点
理解影响电流的因素,电压和电阻对安全用电的影响;防雷的重要性。
板书设计
第六节欧姆定律与安全用电
一、欧姆定律
1.当R一定时,U越大,I越大
2.当U一定时,R越小,I越大
二、安全用电
1.高压危险
2.不能用湿手触摸电器
三、雷电与防雷
教学过程
师:前面我们已经学习了有关电流、电压、电阻等物理知识,现在同学们想想,为什么高压线要架在高大的钢架上?为什么电吹风不允许在浴室使用?下雨天为什么不可以站在大树下呢?可能有同学有答案,我们先不研究答案是什么,带着这些问题去学习这节课,之后大家便能解答了。
首先回答我的问题,欧姆定律的内容是什么?
生:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
师:很好,那么公式怎样表达呢?
生:I=U/R。
师:没错(板书:欧姆定律I=U/R),我们已经知道,电流的大小跟电压、电阻有关,具体是怎样决定呢?我们现在分析一下:既然电流由电压、电阻决定,我们可以采用控制变量法,电阻不变,当电压变小的时候,电流会怎样变化?
生:变小。
师:那电压增大呢?
生:跟着变大。
师:也就是说,当电阻不变时,电压越大,电流就越大,二者成正比关系。平常见到的变压器上标有“高压危险,禁止攀登”的字样,就是因为变压器的电压很高。如果人体不慎接触到高压,通过人体的电流就很大,超过人体能承受的限度,会造成生命危险,所以不要去攀爬变压器、高压线支架等,以免造成危险,因为对人体安全的电压是不高于36V的电压,凡高于36V的电压对人都有生命危险,因此必须小心用电。
刚才是用固定电阻来研究电压对电流的决定关系,再看看当电压固定时,电阻对电流又有什么决定关系,电阻变大时,电流会怎样?
生:会变小。
师:那么电阻变小呢?
生:电流会变大。
师:那应该怎样总结它们之间的关系呢?
生:当电压不变时,电阻越小,电流反而越大。
师:原来干燥的木棒,不容易导电,可是当用水把它淋湿后,木棒就容易导电了,是因为湿了的木棒电阻变小了,使得通过的电流变大。同样道理,对于人体来说,潮湿的皮肤比干燥的时候电阻要小,此时若有电压存在电流会很大,很危险。如果用湿手插拔插销、开关电灯等,极易使水流入插销和开关内,使人体和电源相连,造成危险,所以不要用湿手触摸电器。那同学们现在能回答:为什么在浴室不能使用电吹风了吗?
生甲:因为在浴室中人体是湿的不安全。
生乙:浴室中水分多,电吹风易进水漏电。
师:方向对了。通常在浴室中使用电吹风是为了使浴后的头发快干,洗完澡后皮肤的电阻变小,若发生触电事故,极其危险,另外,由于室内水气较大,易被电吹风吸入筒内使机件短路而发生危险。故此,不应在浴室内使用电吹风。
通过用控制变量法:我们清楚地认识到电压、电阻对电流的决定作用,那么平时就要注意用电安全了,那为什么下雨天不可以站在大树下呢?跟洗澡有关系吗?
生:没有。
师:那跟什么有关呢?
生:雷电。
师:哦,原来是跟雷电有关系,那雷电是怎样产生的呢?可能不是每个同学都知道,现在跟大家介绍一下,有关雷电的知识。云层能积聚大量正电荷,而地球是导体,本身积聚负电荷,从而使得云层与云层之间,云层与地面之间形成很高的电势差,几百万伏到几亿伏,因而产生的电流就十分强大,达到几万安至十几万安,形成高热和强光,会造成巨大破坏,能使人立即死亡。如果通过树木、建筑物,巨大的热量和空气的振动都会使它们受到严重的破坏。所以,为了避免这种破坏,科学家们努力寻求方法,发明了避雷针。(投影课本彩图)在一些高大的建筑物的顶端,装上针状的金属物,用导线把它与大地连接,就形成避雷针了,当发生雷电的时候,避雷针把雷电引到大地,使建筑物避免雷击。每一年我国都会因为雷电而遭受损失,雷电的危害很大,大家阅读有关的资料就知道了。另外,避雷针的发明过程大家可以通过资料来了解一下。
活动:学生阅读印发的资料。
附:富兰克林的风筝实验与避雷针的发明
莱顿瓶放电时能够击死小鸟、老鼠等小动物,雷电时可以击死人、畜等。所以,有人推测放电电火花与天空中的闪电可能具有相同的性质。富兰克林对此作了深入的研究。在1749年11月7日的笔记中,他记下了放电与闪电的一致:“1.发光;2.光的颜色;3.弯曲的方向;4.快速运动;5.被金属传导;6.在爆发时发出霹雳声或噪声;7.在水中或冰里存在;8.劈裂所通过的物体;9.杀死动物;10.熔化金属;11.使易燃物着火;12.含硫磺气味。”摩擦产生的电与雷电竟然有这么多的特性是相同的!他开始酝酿一个大胆的实验,即制作一根长20英尺~30英尺顶端削尖的铁竿,把云中的电引下来。他认为,这项实验如能成功,那么采用相同的方法,就“可以给人类用于保护房屋、教堂、船舶等等免除闪电的轰击。”但是,这个想法没有得到英国皇家学会的支持。后来,富兰克林想,铁竿的高度总是有限的,怎样才能把铁竿伸入到云层中去呢?他想起了儿童时代玩过的风筝,于是,他用杉木搭成一个十字架,蒙上一块丝绸手帕,做成了一个风筝。它能够经受风吹雨打而不撕裂,他还在风筝上加了一根1英尺长的尖细的金属丝。在系风筝的粗麻线靠近手的一端,加上了一条丝带(非导体),接头处系上一把钥匙。1752年6月的一个雷雨天,他和儿子一起把这个负有特殊使命的风筝放了出去。麻线被雨淋湿后,纤维挺立起来。当他用手指节靠近钥匙时,打出了电火花,手感到发麻。而后,他又用这把钥匙为莱顿瓶充了电。发现雷电与摩擦电具有相同的性质。这项实验破除了雷电是“上帝之火”的神话。一系列的实验表明,大多数云层带的是负电,所以雷击时“绝大多数是大地的电穿进云层,而不是云层的电落向大地”。到处都在重复雷电实验,彼得堡科学院院士利赫曼(1711~1753)在得知富兰克林的实验后也决。已投入征服雷电的研究,他不放过每一次暴风雨,1753年7月26日,他在彼得堡科学院会议上听见一声巨雷后连忙赶回家去,因未检查接地设备是否有效,而献出了生命。他的牺牲提醒电学家:人们不能再这样死去。
风筝实验的直接结果是避雷针的出现。早在1749年和1750年,富兰克林就提出过避雷针的设想,认为尖导体既能释放或吸收物体上的电,也能释放或吸收云层中的电。他建议将上端尖锐的防锈铁杆装在房屋高处直通地里,或装在船的桅杆顶再抛入水中,“在云层将要产生电击的千钧一发之际,静悄悄地把电从云中吸走,因而使我们免受最突然、最骇人的悲剧。”
在风筝实验的那年夏天,他在铁棒与建筑物之间用绝缘体隔开,并称这种装置为“避雷针”,试用良好。捷克牧师狄维斯(P.DiviSCh)在1745年首先设计出避雷针。费城一些高大建筑物因装上这种避雷针而安然无恙,在欧洲特别是法国也开始流行。
篇6
一、新课引入要风趣、有疑问
兴趣是学习最直接动力.心理学研讨标明,当人碰到效果而没有现成的方法时,思想才会出现。可见,思源于疑,“疑”是激起学生学习兴趣的一把钥匙,因此我以为新知识点的引入,一节课的开头要“带着兴味,带着疑问”。例如,在讲“牛顿第一定律”时,先朗诵18世纪英国诗人蒲柏的一首诗:“自然与自然规律被黑夜遮盖,上帝说,让牛顿来吧,一切遂臻黑暗。”让学生了解牛顿在迷信界的重要位置,看到牛顿运动定律的重要性。又如,在讲“闭合电路欧姆定律”时,我先设计了一个实验,一节干电池和一个小灯泡相串联以及三节干电池和三个小灯泡串联(四节干电池电压相反).然后提问:“闭合电键,哪组小灯泡亮一些?”大家众口一词,前面一组亮一些。可当我闭合电键时,状况相反,立刻激起了同窗们的兴味和疑问。这样,学生带着剧烈的求知欲去学习,使“要我学”的外压力变成了“我要学”的内动力,有利于培养学生的探求欲望和开拓性思想。
二、进程设计要让学生动起来
我曾看过教育家的一次演讲,她提出教员一定要“目中有人”,强调以学生为主体的重要性。要提高一节课的效率,一定要打破“教员滔滔解说,学生默默倾听”的传统教学形式;一定要让学生动起来,突出学生的主体性。
让学生动起来,可以在课堂教学中提一些富有思考性的东西,激起学生思想的浪花,引导学生开动脑筋探求效果。例如,在学习“牛顿第一定律”时,我提出这些效果让学生讨论:“物体运动一定要靠力维持吗?”“物体受力时有没有惯性?”“高速的火车碰到阻碍物时能否立刻停上去?”“物体速度越大,惯性是否越大?”等学生分组讨论,得出结论,教员最后点评,学生对牛顿第一定律的理解更透彻,印象更深刻。
让学生动起来,可以借助于实验,吸引学生的注意力,激起他们的学习兴趣。例如在学习电磁感应时,我给每组学生一套器材:带铁心的线圈、副线圈、电源、电键、磁铁、滑动变阻器、导线、灵敏电流计。要求大家找出使副线圈发生感应电流的方法。学生们热情高涨,积极举手,就连往常不爱动脑的同学也兴趣大增,摩拳擦掌。整个教学进程中,同学动脑动手,课堂上不思考的、不留意听讲的状况就会消逝,同学们在相对愉悦的气氛下获取知识,促进能力的培养。
三、意犹未尽的课堂开头
篇7
【关键词】物理思维方法;培养;科学态度;素养;课程改革
In the teaching process of the value physics"physics
thinking method" of development
Wang Lie-fang
【Abstract】For the sake of exaltation the student's thinking ability and control exactitude of study method and thinking method, overall exaltation student of physics character and science character, in the physics the teaching should value"physics thinking method" of development, physics the thinking method have idealize, type ratio, analysis and comprehensive, abstract with generalize an etc..The good thinking method come from the attitude of science, be good at an observation and the respect fact set up a dialectical only owner righteousness a global view.
【Key words】Physics thinking method;Development;Science attitude;Cultivated manners;Course reform
在课程标准改革和物理教育教学实践中,我越来越认识到:用心地不断探索物理教学方法的重要性。对如何在课堂教学中让学生受到物理方法的训练、培养学生的科学态度和科学素养、方面作了我做了一些探索,初步形成了“激疑、诱思、精讲、多用”以能力培养和提高学生素质为目标的课堂教学方法。下面就结合我的物理教学实践,谈一些认识和体会。
1.在概念、规律的教学中,重视对学生进行思维方法的培养
物理概念是反映物理现象和过程的本质属性的思维方式,是物理事实的抽象。正确概念的形成,靠的是正确的思维方法,也就是辩证思维的方法。物理概念教学,首先是要引导学生认识要领引入概念的必要性,然后是创设思维情境及有关感性材料进行分析、抽象、概括从而正确地形成概念。然而,概念有时也是发展着的,需要不断深化,因此,概念的深化发展也可以促进学生的思维方法、思维品质得到提高。
物理规律是指客观事物内部固有的、本质的联系和发展的必然趋势,是事物现象中相对统一,相对静止,相对稳定的方面。规律表现为若干概念之间的内在联系,它反映了有关物理量之间在特定条件下的相互制约关系。物理规律的发现,往往体现了物理的思维方法和研究方法。
总之,在物理要领与规律的教学中,我们重视对学生思维方法的培养,这对学生整体思维素质的提高起着积极的作用。常见的思维方法有理想化方法、类比方法、分析方法和综合方法、抽象和概括、演绎方法、数学方法等等。在初中物理教学中,着重应培养如下几种思维方法。
1.1理想化的思维方法
人们为了科学研究,通常需要建立一种理想化的模型,抛开具体事物中的无关因素和次要因素,抓住影响事物的主要因素,从而使物理问题得到简化。理想化的方法是科学家们常用的一种思维方法。教学中我们应充分利用好教材,向学生渗透这种思维方法,从而使学生逐步认识科学家们为简化实际问题所采用的这种思维方法。
例如,在《牛顿第一运动定律》一节的教学中,为了引导学生认识“物体在不受外力作用时将怎样运动”这个问题。在教学中,我首先提出:在地球上完全不受力的物体是没有的,那么我们又如何来研究呢?接着通过讲解使学生认识:水平轨道上运动着的物体,虽然在坚直方向上受到重力和支持力的作用,但这一对平衡力对于水平方向运动的物体来说不会产生影响,是无关因素。因此,我们把物体不受外力的情况一般简化成物体在运动方向上不受外力的情况来研究,就把本来不存在的事物变成了客观存在的事物。在此基础上,我通过教材中的实验引导学生得出:“运动的小车在不同的水平轨道上运动,受到的摩擦力越小,速度就减小得越慢,运动的距离就越长”的结论。然后引导学生作出推想:如果有磨擦,运动的小车在水平轨道上将怎样运动?学生在教师的指导下能较自然地得出结论,其中渗透着理想化的思维方法,教师切不可草草了事。又如,在九年级的电学部分,通常情况下我们为什么都不考虑电流表、电压表对接入电路的影响?即把电流表的电阻视为零,可近似看作一根导线,把电压表的电阻视为无穷大,可看作开路。实际上,把初中涉及的电流表、电压表视为理想化电表。再加力学部分中的“动滑轮可省一半力”问题,也涉及理想化的问题。为此,教师在教学中应注意挖掘教材,尽可能使学生多接受理想化思维方法的训练。
1.2类比思维方法
许多物理规律的建立,都采用了类比也是一种常用的思维方法。因此,在物理教学中,我们也应重视对学生进行类比思维方法的训练,使学生逐步领会这一思维方法。
例如,在功率、电功率的教学中,为了反映做功快慢的情况,我们均可采用类比方法,仿照速度的概念建立,能较容易地引导学生形成功率、电功率的概念。又如在惯性的教学中,为了帮助学生认识惯性是物体的固有属性这一知识,我也采用了类比方法进行教学:一个正常健康人具有劳动能力(假定成立),正常健康人在参加劳动时具有劳动能力,在休息时也具有劳动能力。物体的惯性正如正常健康人的劳动能力,物体无论是否处于静止或匀速直线运动状态,都具有保持静止或匀速直线运动状态的性质,也就是一切物体任何时候都具有惯性。运用类比方法能帮助学生深刻理解惯性概念,起到较好的效果。
1.3分析与综合的思维方法
任何事物和现象,都是由许多要素,许多属性组成的统一体。分析就是以事物的整体与部分为客观基础,为了从总体上把握事物的性质以及运动规律,就必须了解其各个组成部份和要素的性质、特点和相互联系。客观事物的整体与部分的这种关系,使得运用分析解决物理问题不仅成为可能,而且成为现实。综合是把事物各个部分、侧面和综合的基础,分析以综合为前提。分析与综合所关心和强调的面不同,但都是重要的思维方法。掌握分析与综合的方法,训练分析与综合的思维方法,提高分析与综合的能力,是中学物理科学方法教育的最主要内容。因此,教师应充分重视对学生进行分析与综合思维方法的训练。
例如,《欧姆定律》的教学中、为了探索电流、电压、电阻这三个相互关联的物理量之间的关系,就采取了先分析后综合的思维方法。先保持其中一个物理量不变,研究其与两个物理量之间的变化关系;再保持另外一个物理量不变,研究剩余的两个物理量之间的变化关系。通过实验在得出:“保持电阻不变时,电流跟电压成正比;保持电压不变时,电流跟电阻成反比”结论的基础上,再综合得出了欧姆定律。在教学中,教师因充分认识到引导学生领会探索电流、电压、电阻三者变化关系的思维方法,这比学生知道欧姆定律的结论更为重要。
又如,在《电阻》一节的教学中,我也采用了分析与综合的思维进行教学。由于导体可以用不同的材料制成长度不同或横截面积不同的导体。教师首先提出问题;导体的电阻是否跟材料、长度、横截面积都有关呢?接着引导学生思考如何探索上述问题,通过讨论学生较容易想到采用如同探究《欧姆定律》类似的控制变量的方法进行探索。再通过实验在分别得出结论的基础上,再综合得出导体的电阻跟材料、长度、横截面积的关系。采取上述方法进行教学,以便学生有更多机会接受分析与与综合思维的训练。
1.4抽象与概括的思维方法
抽象是在人脑中把事物的本质属性抽出来的过程。概括是在人脑中把抽象出来的事物的本质属性加以综合,推广到同类事物的过程。抽象与概括也是形成概念与规律的常用思维方法。例如,惯性概念的形成,为了使学生在感性认识的基础上进行分析,我们首先精选了如下两个典型事例:(1)玻璃杯盛半杯水,上面盖一块塑料板,板上放一只鸡蛋。当用小棒猛击塑料板,塑料板离杯飞出,鸡蛋却稳稳地落入杯中。
先引导学生认识静止的物体(鸡蛋)具有保持静止的性质,我们把这种性质叫做惯性。
(2)两块长方体木块A、B一起沿着水平面向右作匀速直线运动,当木块B突然停止时,能观察到木块A仍能继续向前运动致使出现滑离木块B。
引导学生认识以的物体(木块A)具有保持原来运动状态的性质,我们把这种性质也叫做惯性。
在抽象出静止或匀速直线运动的物体都具有保持原来状态的性质(惯性)的基础上,于是就把这些共特征概括起来得出:物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。在教学中教师引导学生概括知识时,应在学生已有知识经验的基础上,上升到科学的概括,才能使学生正确理解和掌握教材的基本概念、基本理论。由于一切概念、规律、公式都是抽象和概括的结果,因此,在教学中教师应重视对学生进行抽象与概括这一思维方法的训练。
2.在实验教学中,重视对学生进行科学态度和科学素养的培养
物理教学大纲中,把“加强演示和学生实验”提在“重视物理概念和规律教学”之前,充分体现了实验在物理教学中的作用。通过加强实验教学,来培养学生的科学态度和科学素养,这也是物理教学的重要目的之一。
2.1养成善于观察的习惯,增强学生良好的观察素养
法拉弟曾经说过:“没有观察,就没有科学”。观察是有意知觉的高级形式,认识的开端起源于观察。可见,观察是何等重要。
①培养学生观察的兴趣。观察也是受到兴趣的调节和制约,兴趣的品质直接影响观察能力。教师应根据教材要求和特点,精心设计实验,制作一些新颖、趣味性强的实验教具,并巧妙地进行演示,有效地刺激学生的感官,增强学生的有意注意,从而激发学生观察的兴趣。同时,教师应注意丰富学生的基础知识,扩大学生的知识面,尽可能地创造条件,多给学生观察的机会,坚持课内、课外相结合,引导学生观察自然、生活和生产实际,进一步激发学生观察的兴趣。
②引导学生有目的、有计划地进行观察。观察本身就是有目的、有计划的知觉过程。针对初中学生来说,活动常常不明确目的性,容易受外界干扰。教师在实验前,应使学生弄清观察对象,明确观察的顺序,在观察的过程中,教师对学生进行恰如其分的指导,会对学生的观察效果有明显的影响。这样,使绝大多数学生能观察到应该观察的现象,达到观察的目的。
③教会学生观察的方法,不断提高观察能力。对复杂的物理现象和过程,没有全面、深刻、敏锐、准确的观察力是不行的。在实验教学中,常用的观测法有:全面观察、重点观察、对比观察、动态观察等几种。教会学生掌握正确的观察方法,引导学生观察思考,学会从平常事物和现象中找出相关的联系,从偶然事物和现象中找出规律,逐步增强学生的观察素养。
2.2树立辩证观点,培养学生的科学方法和科学态度
树立辩证唯物主义观点。物理实验中同样也包含着丰富的唯物辩证法思想,这种思想对学生科学世界观的形成极为有利。
例如,地球对物体的重力、物体的惯性、物体间的摩擦、声音、光的反射、机械能与内能的转化、电流的热效应、电磁波等等自然界中许多客观存在的物理现象有利于我们的生产和生活的同时,又是有害的。因此我们在合理利用的同时又要有效的防止其造成的危害。
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关键词: 高中物理教学 形象思维 抽象思维 培养 比较能力 概括能力 分析综合能力 归纳和演绎的能力 相辅相成 实验 提高 教学质量
思维一般概括为形象思维和抽象思维两类。思维能力在物理教学研究中起着十分重要的作用,著名的物理学家伽利略总结出惯性定律,就是物理事实和思维能力相结合的典范。伟大的物理学家麦克斯韦,他把法拉第的“变化的磁场可以产生电场”的理论倒过来,提出“变化的电场也可以产生磁场”的假说,总结出完整的电磁学理论,揭示了电磁场的统一性,预见了电磁波的存在和传播,这又是科学思维的一次巨大飞跃。一个科学家之所以有所发明和创造,这和他的思维的重大突破分不开,没有科学思维的重大突破,就没有科学的现在和未来。可见物理学是人类形象思维与抽象思维完美结合的智慧结晶。所以对学生思维能力的培养,对培养高质量的人才具有十分重大的意义。如何在中学物理教学中培养学生的思维能力呢?现结合教学实际谈以下几点看法。
一、 形象思维能力的培养
所谓形象思维能力就是在观察实验中获得的一定感性知识的基础上,使学生建立清晰的物理图像,形成概念。在物理教学中培养学生的思维能力具有重要的作用。一切事物都具有许多特征,都是综合性的刺激物。综合刺激物的各种现象有强有弱,强的掩盖弱的,如重的物体的下落速度与轻的物体的下落速度的观察等。如果不注意反映事物本质现象的内在因素,就会形成错误的概念。所以在物理教学中,教师一定要引导学生注意观察,使学生形成一个比较完整、比较清晰的物理图像。现在结合教学实际提出培养学生形象思维能力的一些策略:
1.曾强物理教学中的直观性。
由于形象思维以知觉、表现为思维的重要材料,借助于鲜明、生动的语言作为物质外壳,并在认识中带有强烈的情绪色彩,因此就要在教学中,根据物理学的特点,从所研究的物理概念、定律的需要出发,运用演示实验、板书、板画、模型、幻灯、电影等直观教学手段和方法,并辅之以生动的语言与手势,使学生获得生动具体的感性认识,使学生从直观上了解与认识客体的全部形态,将对物理现象的观察与教师的讲解等客体作用于认识主体的动作上升为知觉与表象,并产生形象结构。
2.让学生多做实验
物理学是一门以实验为基础的科学。在物理教学中培养学生的形象思维能力,让学生观察物理现象是必须的和有益的,但更重要的是让学生自己亲自动手,在实验中去观察物理现象,去体会物理规律的奥妙。
3.让学生学会创造
培养学生的形象思维能力,还要为他们创设解决实际问题的情景,即将他们置身于研究,创造和发明的情境之中,让他们学会先从整体上把握问题的物理实质。而后再去具体研究方法。在这里,模型的方法是一个重要方法。因为科学认识对象往往是一些认识主体难以直接把握的复杂系统,如果不首先通过模型使现象简化,理想化,我们就无法理解现象,也就无法着手解决问题。而物理模型作为科学认识活动的中介物,它的建构不仅需要抽象思维,更依赖于形象思维。因此,要让学生从课内走向第二课堂,研究一些与生产生活有关的实际问题。
这些事实说明,形象思维并不亚于抽象思维,甚至可以说更重要。因此在中学物理教学中,应该重视对学生进行形象思维能力的培养。
二、 抽象思维能力的培养
所谓抽象思维,一般情况下指比较、概括分析、综合、归纳、演绎等思维方式。所以在教学中对学生抽象思维能力的培养应从比较、概括、分析、综合、归纳、演绎等方面着手。
1. 培养学生的比较能力
引导学生进行比较,确定不同事物之间的差异或共同性,找出事物中的同中之异,异中之同。有些事物表面上差异很大,但本质上是有共性的,如小虫的爬行、飞机的飞行、奔驰的车辆,表面上差异很大,但本质是一个物体相对于另一个物体的位置的改变。另一些事物表面上很相似,但本质上是不同的,例如:物理学中常用比值的方法定义物理量:电容是从某个侧面揭示和确定某一种物质的属性。在定义的思维方式上它们是相同的,但在物理概念的本质上却根本不同。有相当一部分学生在比较思维中不善于通过比较来认识事物的本质,有的完全不理解两种事物的可比性,?如:在识别发电机与电动机原理图时,不能识别它们的差异,发电机原理图没有电源,电动机原理图有电源;又如在教学电流时用水流作比较,有相当多的学生找不到它们的可比性。在实际应用中不能区分相邻、相近的物理概念、物理量。如功率和机械效率等。因此,在教学中要特意安排这方面的练习,使学生在比较中获取新知,达到提高这方面能力的目的。
2.培养学生的概括能力
所谓概括就是在纷繁的事物现象中总结出它们的本质特征和规律性。如研究电场的性质时,通过实验观察到大量的静电现象,如电荷的分离和中和、电荷间的相互作用、电荷在移动时做功和能量变化等等。人们通过抽象概括提出电场强度和电势两个物理量,抓住了静电场的本质属性体现了电场的基本规律。学生的概括能力可以从以下环节来培养:
在实验中培养学生的概括能力
下面以产生电磁感应现象的条件试验为例进行说明。
A.提出问题:电流能够产生磁场,磁场能否产生电流呢?在闭合回路中有没有电流,我们怎样才能知道呢?
B.介绍实验装置:副线圈与灵敏电流计组成闭合回路,原线圈(带有铁芯)与滑动变阻器、电键、电源组成一闭合电路,还有蹄形磁铁与条形磁铁。
C.演示实验:①用闭合回路的一部分导体,在蹄形磁铁的两磁极间运动,观察与回路相连的灵敏电流计的指针是否偏转,并提出问题:指针偏转了意味着什么?②用条形磁铁插入与拔出副线圈,观察灵敏电流计的指针是否偏转,若偏转了又意谓着什么?③闭合电键,用原线圈插入与拔出副线圈,再观察灵敏电流计的指针是否偏转,并提出和前面一样的问题。④把原线圈放入副线圈中不动,观察闭合与打开电键的瞬间灵敏电流计指针的偏转情况。⑤电路闭合原线圈不动,改变滑动变阻器触头的位置,再观察灵敏电流计的指针的偏转情况。
D.在观察演示实验的基础上,记录观察结果并分析之。就可抽象概括出发生电磁感应现象的条件:不论用什么方法,只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有感应电流产生。
在解物理习题的过程中培养学生的抽象概括能力
物理学科的特点是概念及规律性比较强,概念及规律往往需要通过解答习题的方式来巩固和熟练,在解答习题的过程中,需要对研究对象及物理过程进行抽象与概括。
比如下面一道简单的运动学问题:汽车在紧急刹车时,加速度的大小是6m/s2,如果必须在2s内停下来,汽车允许行驶的最大速度是多少?读完题以后,首先要把研究对象汽车抽象为质点,然后需要对运动过程进行抽象与概括,最后得出:这是一道关于质点做匀减速直线运动,已知加速度、末速度及时间,求初速度的问题。在此基础上即可进行分析求解。
总之,课堂教学过程中,教师在每堂课都要进行各种概括,应该有意识地先让学生概括,才能真正提高学生的抽象概括能力。
3.培养学生的分析综合能力
所谓分析综合就是从整体到部分,从部分到整体的逻辑思维,在学习和研究物理问题中常用的思维方式。例如,在力学中研究物体的运动状态和所受的外力关系时,往往采用“隔离法”。综合就是把研究对象的各个部分、各个方面和各种因素联系起来的一种思维方法。在教学中用综合法把各种主要由分析得到的结论联系起来进行研究,指出它们之间的联系,形成一个概念和逻辑的系统。在认识过程中分析和综合是交替进行的。例如:在学习直流电规律的过程中,先学习电流、电压、电阻以及串并联电路的特征等,在此基础上再学习部分电路的欧姆定律,这是在分析基础上的第一次综合,这是学生对直流电规律的认识仍局限于部分电路。接着学习电动势的概念,分析电流通过内外电路电压降落的情况及能量变化情况,得到全电路的欧姆定律,这是第二次综合。在学习闭合电路欧姆定律之后,我们对电路部分和整体及其各种因素的相互制约关系才获得较完整的认识。
自然界中的物理现象是错综复杂而又互相联系的。在讲解某一物理知识时,往往涉及若干物理过程进行分析,然后综合起来考虑。例如,在讲牛顿第二定律时,先研究加速度和力的关系:a∝F,再研究加速度和质量的关系:a∝ ,最后
综合分析,得到加速度跟力和质量的关系:a∝ ,即建立
了牛顿第二定律。这样“分”与“综”密切结合,既培养了学生深入细致地了解事物内部矛盾的能力,又形成整体性的认识,所以“综”与“分”都是必不可少的。
在物理形成概念、掌握规律以及应用物理基础知识解决实际问题的过程中,往往离不开分析和综合。我们一定要有意识地培养学生分析和综合的能力。
4.培养学生归纳和演绎的能力
归纳法就是从个别事物中归纳出一般规律的思维方法,在物理教学中我们常常先引导学生观察个别事物,然后把它们概括起来得出一般规律。例如通过实验证明,共点力的合成遵循平行四边形定则,进而推出平行四边形定则是矢量合成的普遍法则,对任何矢量的合成都适用。象位移、速度、加速度、电场强度等都是矢量,在合成时完全遵循平行四边形定则。再如:牛顿运动的三个定律、法拉第电磁感应定律等,都和归纳法的运用分不开。
演绎法和归纳法相反,是一种从一般到个别的思维方法。它们是互相联系的,没有归纳,演绎就缺乏根据。没有演绎,归纳的结果就不能扩大和加深。在教学中正确运用归纳和演绎对培养学生思维是很重要的。教学中只有把归纳、演绎和实践相互联系起来,才能取得可靠的知识。例如:酒精、水、水银等大多数液体是热胀冷缩的,但不能断定任何情况下都如此。4℃到0℃之间的水就恰好是冷张热缩。这就是说,由归纳得出的结论是否正确,还要经过实验的检验。再如,力是物体和物体之间的相互作用,物体没有受到外力作用时,保持静止或匀速直线运动状态。如果物体速度的大小或方向发生变化,那一定是受到外力作用的结果,而速度大小或方向发生变化,就是说物体产生了加速度。由此得到一个新的结论,力是使物体产生加速度的原因。这就采用了演绎推理的方法。在物理教学中,教师应尽量做启发式的推导,让学生用已知推出未知,用一个原有的概念推出一个新的概念。
以上思维能力的培养并不是孤立的,而是相辅相成的,把形象思维与抽象思维结合起来,教学效果就会很好。形象思维能力的发展对抽象思维能力的发展有推动作用,反过来,抽象思维能力的提高,又可促使形象思维能力向更高的阶段发展。在学习知识的过程中,往往要同时应用形象思维和抽象思维。例如理想实验作为科学抽象,充分体现了抽象思维和形象思维的有机结合,是两者相互作用的结果。在理想实验这一科学抽象的过程中,不仅要运用概念、判断、推理、假说等逻辑形式,提出理想实验的过程;而且要运用联想、画面等形象的思维形式,去设想、构思客观对象的假想过程,通过形象思维揭示自然的本质形象。可见,理想实验是抽象思维和形象思维高度结合的产生物,理想实验的教学,既培养了学生的形象思维,又培养了学生的抽象思维。此外,在知识的应用过程中,抽象思维和形象思维需要同时应用的例子比比皆是,这里就不再赘述。
总之,在教学中将两种思维相巧妙地结合,使教学过程变得生动有趣,教学内容变得易学好记,有效地提高了教学质量。学生们也渐渐养成了善于观察、尊重事实、独立思考的习惯,形成了一丝不苟、不怕困难的科学精神。
参考文献:
[1]温寒江,连瑞庆《构建中小学创新教育体系》[M].北京:北京科学技术出版社.2002.
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借助电脑制作教学课件,实现教学内容的图文并茂,同时将抽象的知识具体化,促进学生学习成效的提升.例如电流和电压都是抽象的事物,肉眼是无法看见的,进行课件制作的过程中,可将电流以水流来替代,让学生通过观察对电流有一个全面的认知和了解.例如讲授串联知识的时候,以水流代替电流从上至下的下落,撞击的水流代表电压,持续两次,在高度与流量上均具有均等性,这样就使得学生将U=U1+U2以及I=I1=I2的知识快速地掌握.在讲述并联知识的时候,同样使用此方法,将水流从中间分开,由此得出I=I1+I2,两者在留下的高度上具有相同性,因此,U=U1=U2.帮助学生更好地掌握基础的物理电学知识,提升学习的信心.
二、引导学生做好实验
实验是化抽象为具体、化枯燥为生动有趣的关键,初中物理电学教学过程中,老师必须充分地发挥实验的能动性,使学生的学习兴趣和实践能力得以激发和提升,同时了解科学的严谨性,进而对物理实验产生热爱.例如讲解摩擦起电知识的时候,老师引导学生做相关的实验,进而得出同电相斥、异电相吸的结论,并且以所学的物理知识来进行自然界雷电现象模拟实验,同时加以解释,使学生对电学知识充满热爱和好奇,进而不断地求知.
三、对物理电学公式能够灵活地应用转换
为了促进对物理电学公式的了解,可以对其规律进行总结,并将其与相关的数学知识进行对比,借此来发挥求同的学习优势.例如在学习物理电学I=UR定义的时候,我们可以联想到数学中的a=cb,a与c呈正比关系,而a与b则呈反比,前面的I与R以及I与U也是同理关系,这样就使得学生对公式能够灵活地掌握和应用,为后期的题型解析打下坚实的基础.
四、重视画图和识图
图形是初中物理电学知识学习的基础,同时也是解题的关键,应该引起广大物理授课工作者的重视.在进行题目设计的过程中,许多已知的条件主要隐藏于图形中,需要通过学生的观察去发现和间接性求得,由此可见,加强对物理电学图形的识别具有重要的意义,同时这也是画电路图的基础.因此在引领学生进行识图学习的时候,必须保证具有足够的耐心,给学生打下坚实的基本功,促进后期的学习.并且为了让学生更好地根据已知情况学会画图,在提问中注意涉及知识的全面性,例如考查学生的物理串联知识的时候,在具备L1和L2两个灯泡、一个开关以及电源的情况下,是否存在以下情况:一是闭合开关,一个灯泡发亮,另一个却不亮;二是开关断开的情况下,两个灯泡均发亮.让学生通过画图来证明自己的设想,提升创新思维能力,同时达到加强记忆的目的.
五、选择适当的教学方法
老师是知识的传授者,教学过程中,老师自身教学方法的有效性也决定教学成效的好坏以及对学生注意力的影响,由此可见,适当的教学方法是保证物理电学教学取得成功地关键.基于物理电学知识的特性,必须加强学习方法的引导,使学生的思路逐渐趋于明朗.例如让学生进行局部短路判定时,学生对电阻的相关知识不甚了解的情况下,引入形象的比喻,进而加深学生的了解,将灯泡比作前门,而将电阻导线比作后门,借此来加深学生的了解,使学生的思维阻力有效的减少.同时关于隐藏性条件的获取,老师可以加强学生的画图和识图练习,促进学生对隐藏性已知条件的挖掘.例如我引导学生分析以下题型的时候,设定的题目为电阻一定,但是电压却发生变化(由6V到5V)的情况下,电流也随之发生了0.2A的转变,求得变化过程中,功率的变化情况.于是我引领学生进行画图,如图1所示:学生在经过自行绘制图形之后,很快地求得了变化的功率为0.2W,可见正确的学习方法对物理电学知识的学习至关重要.
六、善于总结与归类电学知识
随着学生知识量的拓展,尤其是学习完欧姆定律之后,题目的类型以及内容也会随之增加.教学过程中经常发现,学生经常犯的是同样或者是类似的错误,而导致该现象反复发生的原因就是教学的过程中老师未对相关的知识点进行串联、归纳汇总.学生学习的知识具有零散性,而保证学生对物理电学知识熟悉掌握和灵活应用的关键就是加强电功率、电阻、电压和电流等相关知识的应用和计算,这就要求老师必须对学生的知识进行定期的总结,并形成知识结构体系.同时鼓励学生加强预习,使知识能够很好地衔接在一起,并且针对不同的问题进行分门别类,使学生能够对知识更好地掌握.例如将开关类的题目进行汇总分析,所涉及的内容由前至后主要包括开关的闭合、断开、连接(并联和串联)等.做电路分析的时候,加强对短路的分析和学习,为欧姆定律的学习打下坚实的基础.
篇10
关键词: 高中物理教学 导入策略 教学方法
“兴趣是最好老师”。学生喜欢听你的课你就成功了一半。教学永远是一门遗憾的艺术,教师就应该在这个遗憾的艺术中不断地完善自己、发展自己。改变以往单一的教学导入方式:简单地回顾旧知识,接着引入新课;根据每一节具体的教学内容和教学任务,设计出灵活多变、新颖独特的导入方式,是新课程理念下对高中物理教师提出的新要求。完美的“导入策略”能激疑寻趣,让学生在轻松活泼的氛围中学习物理,感受物理之美,体味学习物理的快乐。无疑,这样极大地提高了教学效率,增强了学习效果。
1.温故求新,自然过渡
这是高中物理教学常用的方法之一。教师通过对已有知识的回顾,包括得出知识所应用科学思想和科学方法,用简单扼要和富有启发性的语言提出与之关联的问题,激发学生思考,以便引入新知识。该种导入方式,不仅仅要“温故”,更重要的是用恰如其分的过渡衔接语言,水到渠成地导入新课。
“力的分解”一节我是这样引入的:先回顾“力的合成”,重点强调“效果”,即若一个力的作用效果与几个力的作用效果相同,那么这个力就叫那几个力的合力,原来的几个力就叫该力的分力。力是矢量,力的合成遵循矢量的合成法则――平行四边形法则。求几个力合力的过程或求合力的方法,叫做力的合成。提出问题:根据逆向思维,如果几个力依据“效果”,按平行四边形法则合成;同样“依据”效果,就可以对一个力进行分解,并遵循同样的法则。衔接语言不仅给出了新的教学知识,也点明了力的分解依据的原理和法则。为导入“闭合电路的欧姆定律”,先复习初中部分电路的欧姆定律:导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。自然过渡:对于全电路,我们可以猜想,回路的电流应该与电源的电动势和回路的内外电阻有关,二者之间的定量关系是怎样的呢?应用类比,闭合回路中的电流应与电源的电动势成正比,与内外电路的总电阻成反比。但怎样严格证明呢?我们又知道能的转化和守恒,不仅是解决力学的一个“法宝”,而且是处理电磁学问题的常用方法,可以尝试用能的转化和守恒给出电动势、电阻、电流的定量关系。这样复习把初中和高中的知识紧密地衔接起来,过渡的语言具有启发性(应用类比的方法),而且阐明了该节教学的主线:能的转化和守恒思想。
2.典型事例,联系生活
物理学源于生活和生产实践,在生活和生产实践中又有着广泛的应用。把物理知识融于生活和生产中,就可以把理论和实践联系起来,是学有所用,避免单一的抽象理论,增加学生学习的兴趣和动力。磁悬浮列车是当代的前沿科技之一,磁悬浮列车是怎样减少车轮与轨道的摩擦力?如果地面没有摩擦力,机车前进的动力又是怎么得到的?这样自然就可以导入“磁场对通电导线的作用力”一节的教学。
生活经验告诉我们,自行车和汽车在急转弯时,容易发生侧翻,在潮湿路滑的地面表现得更加明显;在火车转弯的地方外侧的轨道总比内侧的轨道稍高一点。汽车过拱形桥和凹形桥时,为了减小汽车对桥的压力,汽车的速度是快一点还是慢一点?……学了“生活中的圆周运动”你就能找到满意的答案。该种导入方式,拉近了物理和生活的距离,使物理“看得见,摸得到”,增加了教学的吸引力,提高了学生学习的兴趣。
3.巧编故事,引人入胜
牛顿通过苹果落地的现象,联想到万有引力定律的故事,一直是物理学史中的一个美谈。除了故事本身以外,我更强调:量变到质变,机遇总是青睐有准备的头脑,牛顿的数学天赋对取得物理成就的重要性。在多数学生已经陶醉的氛围中,“万有引力定律”的引入已经是水到渠成、顺势而发。“两个铁球同时落地”是近代实验物理之父伽利略为亚里士多德的落体理论在比萨斜塔上所做的实验。千百年来,它不仅仅是敢于向权威挑战的一个典型事例,更主要的是它拉开了近代实验物理的序幕,验证了“实践是检验真理的唯一标准”这一论断。随着铁球的落地,“伽利略对自由落体运动的研究”一节的教学已徐徐拉开了帷幕。“故事”不仅是导入的方式,而且是让学生从故事中感受物理学家的崇高品质、揣摩他们巧妙的科研方法。
4.演示实验,架桥铺路
演示实验虽不能定量反应物理量之间的关系,深刻地揭示物理规律;但演示实验形象直观、生动有趣、富有吸引力,可以降低理解的难度,容易使学生定性地理解问题,进而把握物理问题的本质。例如运动电荷在磁场中的受力属微观问题。为了降低教学难度,从理解的层次上把握运动的电荷在磁场中的受力,在讲述“磁场对运动电荷的作用力”规律之前,我用阴极射线管演示了磁场对运动电荷的作用,通过改变带电粒子的初速度大小、磁场的方向和磁场的强弱、阴极射线管两级的正负极性,来改变粒子的运动轨迹,以此定性地反应带电粒子在磁场中的运动规律。
高中物理目前还没有实验来定量的证明法拉第电磁感应定律。该节教学之前,我首先让学生猜想回路的感应电动势的大小可能跟那些因素有关?学生讨论回答可能跟磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率相关之后,我通过具体的实验演示,定性地给出回路中的感应电动势跟磁通量的变化率相关,这就为“法拉第电磁感应定律”的教学做了较好的铺垫。
5.大胆猜想,促进联想
在“火箭和反冲运动”的教学中,我做了如下处理:在一个寒冷结冰的湖面上,假设冰面绝对光滑,某人要想从湖心走到对岸,试问该人应采取何种措施?学生们便展开了热烈的讨论,有的说可以跑到对岸,有的说可以走到对岸,有的说可以爬到对岸,有的说可以滚到对岸……最后我做了小结,湖面绝对光滑,就意味着没有摩擦力,所以上述常规想法统统失效。因此,人要想朝北岸走,必须把随身携带的物品朝南岸抛掷。一“南”一“北”,“火箭和反冲运动”的教学便就此展开。
6.通过类比,穿针引线
库仑通过扭秤实验得出了库仑定律,这一方面体现库仑实验思维之巧妙:等分电荷思想,放大化的实验思维,另一方面又给我们带来了遗憾,即限于现在绝大多数学校的试验条件,不能再现库仑实验的辉煌。经典力学的大厦,经伽利略、惠更斯、笛卡尔、开普勒、牛顿等人的共同努力已于十七世纪构建完毕;另外,十八世纪物理学家已经懂得用方法论来指导自己的物理研究,“类比法”已成为物理研究中的常用方法。所以,包括库仑、卡文迪许在内的许多物理学家都坚信:两个电荷之间作用力的规律和条件应与万有引力定律有着惊人的相似。于是,“点电荷”便可由“质点”类比而出,距离平方反比关系便应运而生,“库仑定律”的教学的导入和对库仑定律的理解更是有感而发、有章可循。
7.设置陷阱,追根溯源
许多学生认为机车受到的牵引力是机车发动机和机车之间的作用力,而且是内力;机车和地面的摩擦力是阻力。由于高中物理没有对牵引力做专题说明,这种观点在学生的头脑中已是根深蒂固。在教学中我设置陷阱,先承认该观点正确,然后做了这样一个实验:把一个电动玩具汽车置于路面上,接通电源,汽车在桌面上正常行驶,同学生预期完全相同;接着用一根绳把小汽车悬挂起来,再接通电源,虽然电动机正常工作,但小汽车却纹丝不动。望着学生惊愕的表情,我先纠正了学生的错误:机车的牵引力实际上机车和地面之间的“摩擦力”,而且是外力;系统运动状态改变是依靠外力而不是内力。接着引入“动量守恒定律(一)”中的“系统、内力和外力”。一切都显得那么自然,并彻底颠覆了学生传统的错误认识。
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