欧姆定律的实验探究范文
时间:2023-08-01 17:39:24
导语:如何才能写好一篇欧姆定律的实验探究,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
欧姆定律是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础.欧姆定律中电流、电压、电阻三者之间的定量关系是本章的核心.教材中安排了7个活动,其中探究电流大小与哪些因素有关、探究电流与电压(或电阻)的关系、伏安法测电阻、串联电路总电阻与各电阻的关系等实验是本章的重点活动,这些活动能充分展示物理实验的研究方法及规律,能充分培养学生实验探究的能力.
教材编排上充分体现了实验的探究过程,从小明和小华想设计一盏调光灯为探索背景,以任务驱动的方式将探究问题引向深入,本章紧紧围绕这个中心任务,在引导学生自主学习的过程中,让学生充分体验发现问题、提出问题、研究问题、总结规律、拓展应用、解决问题的乐趣,体会做中学,学中做,既动脑又动手,在潜移默化中感知科学研究的一般方式,接受人类研究自然、寻求真理、不断追求等崇高思想的熏陶.
下面我们一起分析两个实验探究题,来进一步体会实验探究的思路和方法.
例1(原创)小明是一个爱动脑筋的学生,最近学习了电路的初步知识,对电学现象兴趣浓厚.周日,他到住在老城区的奶奶家做客.晚上,他在房间里做作业,对房间里一只60 W的白炽灯发生了兴趣.他观察到:晚上7、8点钟时,灯不是很亮,但到了夜里11、12点钟时,灯显得特别亮.小明想:灯越亮,表明通过灯丝的电流越大.那么,灯丝中的电流大小又取决于什么呢?请你和小明一起探究“电路中电流大小与哪些因素有关?”
(1)小明根据平时对电学实验的观察,提出的猜想是:电流大小与电路两端的电压有关.你的猜想是:电流大小与_______有关.
(2)根据你已有的知识和经验,说说小明猜想的依据是_______.
(3)小明决定用实验来验证他的猜想,请你和他一起完成下列任务:
①所选用的实验器材有:_______;
②实验电路图:
③小明设计了一个实验表格来收集实验中观察到的实验现象,你认为此表格存在的缺陷是_______.
④根据实验数据,分析此次实验结论:_______.
(4)通过实验探究,小明知道了电路中电流大小与_______及_______两个因素有关.他又产生了新的疑问:家庭电路的电压是220 V,而灯泡灯丝的电阻也不变化,那为什么夜里灯比晚上时要亮呢?小明又开始了新的探究之路.
(5)小明在上面的实验中经历了哪些探究过程?请你选出并将相应的字母填入空格中.
___________________________________.
(A.评估、B.猜想与假设、C. 提出问题、D.进行实验和收集数据、E.设计实验、F.交流与合作、G.分析结论)
新课程标准中,要求培养学生科学探究的初步能力,科学探究过程中,要求学生能“提出问题、进行猜想与假设、制定计划和设计实验、进行实验和收集证据、分析与论证、评估、交流与合作”.在上题中,小明从日常生活中感兴趣的现象选取了一个改变电流大小因素的问题进行探究,从提出问题,并根据已有的知识和经验进行猜想与假设,制定实验计划并进行实验,根据实验现象分析结论.最后还提出新的疑问.
分析与解答(1)在许多学生实验中,能观察到电灯亮度变化的原因,有的是电池节数变化,有的是两个灯串联,降低了灯的亮度,所以电流变化受电压电阻的影响不难理解.也可用水流来类比电流,分析影响水流大小的因素同样也能分析出来.第一空填“导体的电阻”.
(2)小灯泡接在两节电池间时比接在一节电池间亮.
(3)①两节干电池、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表.
②电路图如图1所示.
③缺电流表示数这一列.
④若前后两次电流相等,则电流大小与电压无关;若前后两次电流不等,则电流大小与电压有关.
(4)电路两端电压,导体的电阻.
(5)根据前面分析,可得:CBEDG.
例2(原创)小明在探究影响导体电阻大小的因素的活动后,想到盐水也能导电,他猜想盐水导电性可能与哪些因素有关.于是和同学们设计了如下实验:他们连接了如图2所示的电路,他们用两块表面平整大小相同的金属板正对着平行地插入盐水中,并将金属板连入电路.请你帮他们完成下列探究过程.
(1)小明在实验探究前先提出了假设,猜想影响两金属板间盐水电阻大小的因素可能有:①_______;②_______;③_______;④_______.
(2)小明根据和同学们的交流和筛选,决定探究从猜想中选出的四个影响因素.他在设计实验时思考了以下问题:
①实验中,如何将盐水电阻大小“显示”出来?
②如果影响电阻大小的因素有多个,如果只研究其中的一个因素是否影响了电阻的大小以及影响的程度?
③为此,除了装置图中出现的器材外,你还需要哪些器材?
(3)小明和同学们分别进行实验验证,小明想验证盐水电阻大小与两金属板间的距离是否有关,请你帮他写出实验操作及分析过程.
(4)小明他们将实验结果记录在下表中:
①比较_______两次实验数据可知:金属板间盐水电阻大小与盐水的浓度有关.
②比较2、3两次实验数据可知:_______.
(5)小明在探究实验结束后,汇总了同学们的实验结论,总结得出了影响盐水导电性能的各种因素.他在向全班同学汇报时,又说了这样的话:“影响液体导体和金属导体的电阻大小因素都差不多,这又如何解释呢?”
此题也体现了实验的探究过程的一般规律.此题中比较突出的是各种实验方法的运用,有控制变量法、转换法、类比法.在猜想与假设阶段,可将盐水导电性能与金属导电性能类比,金属导体电阻与材料、长度、横截面积、温度等有关,同样,可猜测两金属板间盐水电阻大小与板间距离、板的面积、盐水的浓度、盐水的温度等有关.用类比法帮助进行猜想,可以减少猜想的盲目性,更快捷、更准确地进行假设.电路中没有测电阻的仪器,如何反映出电阻大小的呢?采用转换法,当电压不变时,用电流大小来间接反映电阻大小.在实验过程中,影响电阻的因素有多个,就应采用控制变量法.并且要会通过分析实验数据得出结论.
分析与解答(1)①金属板间距离;②金属板面积;③盐水浓度;④盐水温度.
(2)①电流表示数大小,电流越大,电阻越小;电流越小,电阻越大.②采用控制变量法.③刻度尺、食盐、玻璃棒、一套加热装置、温度计.
(3)装配好图中的实验装置,闭合开关读出电流I1,加大两金属板间的距离,再读出电流I2,比较I1、I2的大小.若I1=I2,则金属板间盐水电阻与两金属板间的距离无关;若I1≠I2,则金属板间盐水电阻与两金属板间的距离有关.
篇2
关键词:初中;物理;欧姆定律;教学问题
中图分类号:G633.7 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2015)09-0056-01
一、在实验探究中让学生学习欧姆定律
欧姆定律是电学重要内容之一,也是中考重点考查内容,所以能否教好欧姆定律关系到之后对中考的重点知识复习,更有可能影响学生对于物理学的热情。在实验探究的过程之中以学生为主,教师起引导作用,让学生通过观察电压表、电流表、滑动变阻器的微量变化发现问题、提出问题,他们对于自己发现的问题会比老师直接教导的印象深刻,从而达到了教学目的。
二、在欧姆定律的学习中最经常遇到的问题
在实际的教学之中,教师要把电路的认识与画电路图、连接电路作为主要的教学任务,开阔学生的思维,加强对电路的认识。物理是一门比较枯燥的课程,只有激发学生的热情,才能更好地完成授课。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。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,这部分则比较重要,需要重点讲解。电流、电压、电阻的概念是基本的电学测量仪器,明确这些仪器的使用与操作,是非常重要的,关系到后期实验的正确性与对知识的理解。以上基础知识的理解与运用又是进一步学习欧姆定律的基础。
三、欧姆定律的主要内容是电流、电压、电阻的关系
这部分知识是在实验的基础上概括、归纳出了电路中电压、电流、电阻三者相互关联的关系。教师在实验中要让学生理解电流随电压和电阻的变化而变化,对于多个变量问题的研究是采用固定一个量不变,研究其余两个量的变化的处理方法,从而让学生学会物理学中常用这种方法。欧姆定律在初中只讲部分电路的欧姆定律,是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识分析和进行电路计算的基础,是初中电学的重点知识。
欧姆定律是初中物理学电学的重点、也是难点,想要研究欧姆定律必须要建立电流、电压、电阻的关系,并在实验的基础上得出欧姆定律,做好演示实验,归纳、分析、概括实验结果,使学生正确理解欧姆定律的基础。所以,使用电流表、电压表、滑动变阻器是这部分知识中的重点实验的基础。
电流、电压、电阻的概念是学生学习的难点,由于初中学生水平有限,对电流、电压的概念要求较低,并没有下准确的定义。因此,电阻的概念就成了学生理解的难点。教师要多举例子帮助学生理解电阻是导体本身的属性,决定于导体的材料、长度、横截面和温度,它用两端的电压和通过的电流的比值来表示是为了测量的方便,与外加电压、电流无关。同时,教师一定要纠正一些学生经常出现的电阻随电压、电流的变化而变化的错误概念,也就是对欧姆定律的错误理解。欧姆定律在学生头脑的建立过程是十分重要的,认真做好演示实验,用实验来探索一个量随两个量变化的定量关系是第一次。首先要向学生交代清楚实验的研究方法,本实验彩用控制变量法来研究,即“固定电阻不变,研究电流跟电压的关系;固定电压不变,研究电流跟电阻的关系”。在连接如图(图略)所示的实验电路时,要将具体接法演示给学生看。可以先从电源正极开始,按电流方向依次为电池、开关S、滑动变阻器R′、定值电阻R、电流表串联起来组成一个闭合回路,最后将电压表并联在定值电阻R两端。同时提醒学生注意电流必须从电流表和电压表的正接线柱流进电表,负接线柱流出电表及量程选择,电流表与R串联,其示数等于通过R的电流。电压表与R并联其数等于R两端的电压。
运用欧姆定律可以推导串联电路中的总电阻跟各串联电阻之间的关系及电压分配跟导体电阻的关系,具体推导如下:
在串联电路中:I=I1=I2;U=U1+U2;由欧姆定律公式I=U/R,可得U=IR;U1=I1R1;U2=I2R2将这些式子代入上式得:IR=I1R1+I2R2即R=R1+R2;也就是说串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。
在串联电路中:I=I1=I2;由欧姆定律公式I=U/R,可得:I1=U1/R1;I2=U2/R2;将这些式子代入上式得:U1/R2=U2/R2 变换一下形式得:U1/U2=R1/R2;即串联电路中,电压分配跟导体电阻成正比。
四、结束语
通过对物理教学内容的分析、思维方法、能力训练的具体研究,对教学内容进行归纳总结,可以使初中物理教师掌握欧姆定律的基本理论方法,更好地驾驶物理教材,提高物理教学质量,把重点真正落实在教学过程中,帮助学生提高实验操作能力、归纳概括能力、演绎推理能力、逻辑推理能力、抽象思维能力及灵活运用知识解决问题的能力,让学生学会控制变量法研究多个变量的问题,学会用等效法分析复杂电路。因此,教师要注重培养学生实事求是的科学态度,从而有效培养学生的物理素质。
参考文献:
篇3
关键词: 课堂引入; 欧姆定律; 兴趣; 物理学史;
良好的开端是成功的一半,引入作为一堂课的开始,是课堂教学环节中必不可少且至关重要的部分.这一环节设计的优劣直接影响到一节课的深入程度、学生进入学习的状态、学生对本节课授课知识的兴趣多少等.对于初中学生,注意力本就不容易集中,那么一个好的引入就是引起学生的学习兴趣和带领学生积极思考并真正进入课堂的关键.欧姆定律的教学一直以来都是一个难点,若仅仅是公式,学生在刚学的时候很容易记住,但是对于欧姆定律的来源以及探究的过程总是模糊的,就算教师在课堂上有过演示实验,在部分学生看来都只是因为教材是这样安排的.但其实不然,这个探究实验正是欧姆定律得出的关键.可是学生理解不到位,可能是教学哪一步不够确切.比如其中一个设计点就是引入这个探究实验,在引入时创设情境,让学生能够回到当时欧姆在探究时的过程以及条件中,结合当时的条件可能做到的以及达到的情况,这样的引入或许会让学生感同身受,从而产生更加强烈的探究欲望,达到较好的教学效果.
1、 初中物理课堂引入
课堂引入是教学过程中最重要的环节之一,教学引入恰当,可以起到事半功倍的效果;作为课堂教学的第一步,是紧扣学生心弦,激发学生兴趣最关键的一步.一方面,课堂引入具有先行组织者的作用,美国着名心理学家奥苏贝尔从学习心理学的角度分析,“当人们在接触一个完全不熟悉的知识领域时,从已知的包摄性较广的整体知识中掌握分化的部分,比从已知的分化部分中掌握整体知识难度要低些.”比如在讲解“静摩擦力”这一节课时,由于前面学生已经掌握了摩擦力的相关知识,就可以将摩擦力作为先行组织者,将其作为上位概念,再将静摩擦力直接提出,并联系其与摩擦力之间的关系,学生很容易就理解了静摩擦力的概念.另一方面,课堂引入容易吸引学生的兴趣,集中学生的注意力,初中学生的注意力本就不容易集中,在刚上课的几分钟,学生可能还处在下课所经历事情的愉悦之中,这个时候就需要教师找到一种吸引他们注意力的方法.注意力是保证学生上课的首要条件,而兴趣又是影响学生注意力的关键,爱因斯坦也曾经说过,“兴趣是最好的老师,它可以激发人的创造性、好奇心、求知欲.”所以,教师在教学引入环节中能否调动学生的学习兴趣更为关键.
在初中物理课堂中教师常用的几种引入方法:
(1)实验引入法,物理作为一门实验科学,实验在教学中起着举足轻重的作用,在引入时采用实验的方式是中学物理教师常用的,运用一些有趣的小实验,可以快速把学生吸引到课堂中来,教师既可以采用演示实验的方法,也可以让学生参与实验过程.
(2)直观导入法,直观导入可以是视频、图片、实物等,某些物理现象不一定是发生在学生周围,那就可以通过图片或录像的方式为学生展现物理现象或物理情境,这样就显得更加直观,易激发学生的求知欲.
(3)讨论引入法,一般就是选取日常生活中的某一事例,对学生进行提问或者大家一起来辩论,在这个过程中不仅导入了本堂课所要学习的知识材料,同时也让学生积极地参与了这个过程,关键是借助生活中鲜明的例子学生更容易理解,更容易将注意力集中到课堂教学中来.
(4)问题激疑法,设置疑问是教师的一种有目的、有方向的思维导向.古人云:“不愤不启,不悱不发”,教师在教学过程中要善于提出问题,有意激疑启思,活跃思维,引导学生思考,在解决问题的过程中锻炼学生各方面的能力,激发学生的求知欲,促进学生积极地学习.
(5)复习引入法,这是最便捷的引入方法,往往是在与新课联系较为密切的时候使用,起着承上启下的作用,不仅有利于学生对前面知识的巩固,更能为新知识的学习做好铺垫.例如在做液体压强的复习题时,引出浮力的知识,浮力其实就是物体在液体中受到上下的压力差而产生的,学生联系前面知识能够快速地理解浮力产生的原因而不会感觉到陌生.
(6)故事引入法,一般的故事引入都是直接引用物理学家们的故事,用榜样的力量去感染学生,唤起他们的探索热情,通过了解前辈们的物理思想、实验方法和探索精神,能够激发学生的兴趣,提高课堂教学的效果,提升学生素养[2].比如在讲解牛顿第一定律时,先给学生介绍牛顿这个人的一生,学生会由于对牛顿这个人的崇拜而愿意对其所提出的相关知识进行了解.
(7)游戏引入法,在正式上课前让学生动手做一些简单的小游戏,从而引入新课,利用游戏结果激发学生的学习兴趣.比如在讲解摩擦力这一内容的时候,可以让学生进行拔河比赛,绳子是经过教师处理过的,所以一定会产生输赢,学生心有不甘,因此就可能产生对答案的探索欲望,激发他们的学习兴趣.
2 、欧姆定律教学引入文献分析
欧姆定律是整个初中电学的重难点之一,教师在设计的时候往往需要考虑接收者的认知情况以及他们的阶段性特点等等,首当其冲考虑的便是引入部分.以下是大部分教师在欧姆定律教学设计中常用的几种引入方式.
(1)复习引入
学生在接触欧姆定律之前已经掌握了电流、电压、电阻3个物理概念,有的教师则是充分的利用学生已经有的旧知识,引导学生探讨电流、电压、电阻之间存在的关系,自然而然的导入本节课的课题.
(2)实际问题引入
在物理教学中,教师不只是让学生掌握教材知识,更重要的是引导他们运用物理知识来解决实际问题,学生只有把书本中的知识运用到生活中,才能适应社会发展的需要.有的教师会由生活当中电流受电压、电阻变化的电路来进行提问(比如收音机的音量大小是由什么来进行控制的),然后引发学生进行思考.
(3)创设情境,导入新课
初中的学生最希望得到教师的认可,对于教师提出的问题一定会争先抢答,有的教师就会抓住学生的这一特点,设置与本节课相关的问题让学生来抢答.设置如下两个问题:实验中当电压一定的时候,电流随电阻的变化情况;当电阻一定的时候,电流随电压的变化情况.根据学生的回答情况,教师进一步提出,电流、电压、电阻之间是否存在某一数值关系,教师逐步引导学生进行猜想,进而探究三者的关系得出欧姆定律.
(4)通过实验引入主题
实验的创设是根据电流在电路中会受到哪些因素的影响而发生变化,有的教师会根据学生已经掌握的知识事先设计电路图,然后改变其中的电阻看电路中电流的变化情况,实验现象与学生前面所了解的不一致,通过继续进行实验对比解释才知道电流在电路中同时还会受到电压的影响,接下来就顺理成章地引入对电流与电压、电流与电阻关系的判断.
(5)由物理学史引入
新课标中三维目标中的情感态度与价值观明确规定,要求学生掌握物理学史,学习前人的科学态度与精神.有的教师会通过介绍欧姆这个人,让学生对其有一定的了解,再提出欧姆的杰出贡献---欧姆定律.
3、 总结
通过对欧姆定律教学设计的相关文献进行分析发现,在大部分文献中采用的都是惯用的物理引入法,而其中占比最大的就是实验引入法,由于在前面学生已经学习过电流、电阻、电压等,教师在这里就可以鼓励学生进行三者之间关系的探究实验.电压和电阻的影响因素,前面的定义已经说得比较清楚了,因此,现在最为疑惑的就是电流的影响因素,然后运用控制变量法分别探究电流与电压以及电流与电阻之间的关系,从而得出欧姆定律的表达式.这种方式学生比较容易接受,同时也会感兴趣.通过这个过程学生不仅能够学到物理知识,还能在这个过程中经历实验探究的步骤,从而加强实验探究的意识,与初中物理课程所倡导的培养学生的科学探究能力是符合的,因此,实验探究法引入欧姆定律总是作为欧姆定律教学引入的首选.
初中物理课程标准中明确指出要注重对学生情感态度与价值观的培养,但是情感态度与价值观的培养不是通过一节课就能够体现出来的,需要教师不断地进行潜移默化的影响,而在物理学里面最好的方式在笔者看来就是物理学史的渗入.物理学史具有问题情境性、目标指向性、运用灵活性等特点,物理学家们的物理思想、实验方法和探索精神等不仅能激发学生的学习兴趣、启发学生,还能够提高课堂的教学效果并且提升学生的素养[1].但是通过对文献的分析笔者发现在已有的教学设计当中,很多教师就是对欧姆的一生进行简要的介绍之后就直接提出本堂课我们要做的就是对欧姆的实验进行验证,学生或许会深刻地记住欧姆这个人,这样的引入也对学生的情感态度与价值观有所渗透,但是,学生的主动性就没有那么的明显,笔者曾经也用过这样的方式进行引入,得到的结果没有显着的不同,因此,笔者又设计了另外一种方式的物理学史引入.
由于学生前面已经学习了电流的知识,教师可以提问学生:(1)电流产生的原因是什么?(2)前面已经学习了电流,对于电流是否存在和其大小我们可以用什么来进行测量?电压是形成电流的原因,初二上学期就已经学过热量之间的传递,有温度差的两个热源之间是可以直接进行热量的传递,欧姆认为电流也应该具有和热传递相似的性质,既然热是受到温度差的驱动,那电流也应该受到某种驱动力而且应该是正比的关系,现在我们知道这个驱动力其实就是电压;对于电流的测量学生知道用电流表,接下来教师就可以对欧姆定律的发现历程进行介绍.当电流被发现后的很长一段时间电流表才出现,在电流表出现之前,能够检测电流的是一种叫检流计(原理就是电流的磁效应)的仪器,现在又一个问题了,只有检流计也没有办法去得知电流的大小.欧姆这个人最明显的特征就是善于思考,“既然检流计可以测量电流是否存在,在此基础上继续研究是否可以得到电流大小.”前人已经发明了静电计可用来测静电力(这是我们后面即将学到的)——库仑定律(静电力与距离的平方成反比),他就根据检流计的原理以及测静电力的扭秤相结合,制成了电流扭力秤,结构很简单,就是一个小磁针和一根直导线,当直导线通上电流之后,电流产生的磁场就会影响小磁针转过一定的夹角,并且发现扭转角度与电流强度成正比,通过角度还可以得出电流的大小.那么如果现在学生就有这样一个电流扭力秤,除了用它可以得出电流的大小,那还可以对其充分利用,进行实验的改造,在我们已有知识的基础上.有的学生肯定会想到电阻的大小与金属材料的关系,改变金属材料看所得电流的变化,这样又解决了电流与电阻之间的关系[3].这是在解决问题的过程中发现了电流、电压、电阻之间的关系,爱因斯坦曾经说过“提出一个问题往往比解决一个问题更加重要,提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看待问题,却需要创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步.”欧姆就是在不断发现问题的过程中得出了欧姆定律,这整个教学过程看上去没有物理知识,很多教师可能会觉得浪费时间再加上还有的是学生还没有学过的知识,其实不然,学生的接受能力远远比我们想象的要多,这样的介绍让学生明白欧姆定律其实就是一个电流的探究过程,其实是在这个过程中不断地创新思考,不断地提出新的问题,最后得出三者之间的关系I=UR.为了加强学生的理解,笔者建议这个引入过程可以将PPT、教师的描述、板书结合起来使用,效果可能会更好.
参考文献
[1] 丁江铃,谢元栋,纪熙.爱迪生与特斯拉之争引入中学物理教学的意义[J].物理通报,2019(2):116
篇4
⑴请在方格纸上画出电流随电压变化的图象(应为“图像”,下同)。
⑵分析图象,可得出什么结论?
⑶小明在与其他实验小组同学交流时,又得到了电压为6 V时的相关数据如下表(作者又补写了“表2:U=6V”)所示:分析这些数据,可得出什么结论?
说明:该题没有给出答案。推测的答案应为:
⑴图像如右所示;
⑵电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
⑶电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
浅见1:分析图像或“表1:R=5Ω ”中的6组对应的3个数据,不仅能够得出教科书里编写的“结论”内容:“电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比”,而且还可以得出教科书里没有编写的、更具有普遍意义和实用价值的如下3条结论:
对于同一段导体均有:⑴U=IR;⑵I=U/R;⑶R=U/I=定值!
浅见2:我们强调“R=U/I=定值”的意义在于:
⑴它能简明、正确、完整的“表达出:某段导体中的I 跟 U 与 R三者之间的定量关系.”!正如西德5―9(10)年级(国民学校)《物理》课本(塞尔肖夫―乌劳贝尔著、安文铸译,文化教育出版社1982.7.第1次印刷本)第189页里写的:“在一个通电导体上的电压和导体中的电流强度之比是一个固定的值(常数),这个关系叫欧姆定律”!众所周知:欧姆是德国人!对照一下我国物理课本里欧姆定律的条文,应该有所质疑吧!
⑵在常规教学中,人们总把“R = U / I”说成是欧姆定律公式“I = U / R”的变形式或称“导出式”。从上面的分析可知:“R = U / I”与“I = U / R”、同样都是“实验结论表达式”、是并列关系!“R = U / I = 定值”、更是医治“I = U / R,R = U / I(因受“欧姆定律”不科学表述的误导)R跟U 成正比、R跟I成反比”错误观点的灵丹妙药(注:参看课本第29页第6题。欧姆定律的表述,不能丢掉前提条件、只讲实验结果!正确的表述应为:
①“某段电路中的电流,等于这段电路两端的电压除以这段电路的电阻”;或简化为“电路中的电流,等于它两端的电压除以它的电阻”;或“导体中的电流,等于它两端的电压与其电阻的比值”。
②假若非“要保留成什么比”,那么欧姆定律内容只能这样表述:“导体中的电流,当电阻一定时,跟这段导体两端的电压成正比;当两端的电压不变时,跟这段导体的电阻成反比”;或简化为“导体中的电流,跟这段导体两端的电压与这段导体电阻的比值成正比”;或“导体中的电流,跟它两端的电压与其电阻的比值成正比”)。
⑶承认“R = U / I”是一条独立的科学结论,那就为“用伏安法测电阻”的实验原理又提供了一条简明的理论依据:勿须再书写“I = U / R ”(R = U / I)。
浅见3:该探究实验设计的最大错误是:5Ω定值电阻“允许通过的最大电流是1.5A”!通过2.4A电流,它将变成P=UI=I2R=28.8w≈30w的电烙铁啦!此时温度对金属电阻变大的影响可以忽略不计吗?由此可知:“表1:R=5Ω ”里的6组对应的的数据,纯属凭空想象填写的,根本不是真实的实验记录!
浅见4:该探究实验为什么不能采用“低电压、弱电流的设计原则”呢?比如:U值顺次取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2V……,1节干电池足够用啦!则对应的I值依次为:0.04、0.08、0.12、0.16、0.20、0.24A……。而且完全可以避免表A要选用“0~3A”、表V要选用“0~15V”的大量程!从而能够提高测量的精确度(注:实验室使用的2.5级直流电表,本身允许误差多达“±0.75个分度值”。所以探究时勿须考虑表针偏转多大误差最小)。
浅见5:分析“表2:R=5Ω ”表中前6组数据,不仅能够得出“电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。”――教科书里编写的“结论”内容,而且仍然可以得出教科书里没有编写的、更具有普遍意义和实用价值的如下3条结论:
对于同一段导体均有:⑴U=IR;⑵I=U/R;⑶R=U/I=定值!
篇5
【关键词】教材分析;科学探究;适当类比;体会与反思
教材分析及课堂教学设计思想
欧姆定律一课时初中物理电学部分的核心知识,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,为了使学生能更好地学习本节内容,我在课堂教学过程中作了如下设计:先从生活实际引出课堂探究课题,然后与学生一起设计实验一一探究电流与电压和电阻的关系,在得出数据的基础上在进一步体会用图像法研究物理问题的优越性,在实验的基础上提高学生依据实验事实,分析、探索、归纳问题的能力,分组体验通过实验总结物理规律的过程与方法,同时通过介绍欧姆的故事,增进学生热爱科学、追求科学、献身科学的学习热情,最后自然而然得出欧姆定律的结论与公式。下面笔者就详细谈谈欧姆定律一课的课堂教学设计。
一、从生活实例中引出科学探究问题
将电源开关灯泡组成一个简单电路,灯泡发光,让学生自己动手设法改变灯的亮度,要想改变灯泡的亮度就是要改变通过灯泡中的电流,而改变灯泡中电流的方法归纳起来就两种改变电路两端电压或改变接入电路中电阻,从而引出课堂探究的问题,通过导体的电流与电压、电阻有何关系。
二、设计分组实验,用控制变量法分别探究电流与电压、电阻的关系
探究一:电阻R不变时,研究通过它的电流与其两端电压的关系
按图示电路他接好电路引导学生采用控制变量法进行分组实验
便把测量的数据填入下表
R=____Ω
然后引导学生分析数据,归纳得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
探究二:保持电阻R两端电压不变时,研究通过它的电流与其电阻大小的关系
按图示电路他接好电路引导学生采用控制变量法进行分组实验
便把测量的数据填入下表
U=____V
然后引导学生分析数据,归纳得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
三、适当类比,提升学生理解定律和运用公式能力
在学生分组实验探究的基础上得到欧姆定律,导体中电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,用公式表示为I=U/R,推导出欧姆定律的变形公式U=IR和R=U/I,对于变形公式R=U/I一定要理解其物理意义,因为电阻是导体本身的一种性质,所以不能说电阻与电压成正比,不能说电阻与电流成反比,也不能说电阻与电压和电流有关,要理解电阻的大小决定于本身的材料、横截面积和长度,与加在它两端电压大小和通过它的电流大小无关,即使电阻两端不加电压,它的阻值还是本身那么大,但在不知道电阻值大小的情况下利用公式R=U/I可以算出电阻值的大小,电阻值一旦算出后,如果不考虑温度影响,电阻值就不会再发生变化。为了更好地理解公式R=U/I的物理意义,可以将电阻与密度、比热容、热值等相似的物理量进行类比。
四、课堂教学中体会与反思
通过本堂课教学实践,笔者体会到以下几点务必在教学环节中得到体现与完成:1.在探究电流与电压关系和探究电流与电阻关系时务必弄清滑动变阻器在两次实验中的作用是不同的,前者是为了改变定值电阻两端的电压,后者是换了不同阻值的电阻后每次都要重新调节滑动变阻器使电阻两端的电压保持不变。2.在探究电流与电压关系时,在学生得到实验数据后由于测量数据肯定存在误差,可引导学生以电流I为纵坐标,以电压U为横坐标,建立平面直角坐标系,根据表中数据,在坐标系中描点,画出I-U的图像,可以帮助学生较为直观地得到电阻一定时电流与电压成正比的结论。同样在探究电流与电阻的关系时也可采用图像法,这样做的好处,一是比较直观,二是可以修复实验数据测量时的误差,使学生更易得到实验结论。3.在探究电流与电阻关系时要控制电压相同,在这部分实验中,要让学生明确两个问题,一是控制的电压大小要合适,尤其是相对于电源电压而言不能太小,二是要知道选最大值多大的变阻器较为合适,当定值电阻由小换成大的或由大换成小的时滑动变阻器接入电路中的电阻应如何调节,这里的能力培养相当重要,学生一旦理解了,那么在以后考试中遇到相关的实验题做起来就会很得心应手,反之这里的实验考题将一直成为学生的考试难题。4.得到欧姆定律公式后,务必让学生理解在运用公式I=U/R时,三个量必须是同一电路上的电流、电压、电阻,即必须满足同一性和同时性,在训练学生欧姆定律公式及变形公式运用时一定要结合串联和并联电路的特点展开训练,一方面要注重训练学生看懂电路图的能力,另一方面要培养学生一题多解的能力。
篇6
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7
关键词 初中物理;欧姆定律;实验室;可变稳压输出电源
中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2013)10-0029-02
1 冤屈
听初中物理青年教师“以导促学”汇报课“欧姆定律”,评课时,很多老教师对该教师的“电压的调节与改变问题”的处理,提出了中肯且详细的点评。笔者既对老教师的无私点拨感到欣慰,同时更为这位青年教师“叫屈”。屈之一,老教师们受以往教学经验的启发,以所谓教材、器材、试题为依据,面面俱到地来看待新教师的创新教学设计,这是因为没有看到探究教学的发展之需要;屈之二,让青年教师的创新教育来承担教材编写本身的缺陷、学校实验室实验器材配置不足以及某次中考试题的偏颇等,似乎更为冤屈。
就初中物理探究欧姆定律的实验设计,一是保持电阻不变,改变电压,观察电流与电压的关系;二是保持电压不变,改变电阻,观测电流与电阻的关系。这本来应该是一个极其自然的、也是学生立马就能想到的实验设计过程。由于一般学校的实验室没有“可变稳压输出电源”仪器,所以,目前使用的大多数版本的初中物理教材给定的实验设计为图1的设计。这样的设计一直以来似乎被认为是经典,而从来就没有受到过质疑。有经验的教师,往往采用提前做伏笔,或当堂给学生以点拨的方式来完成。
为使实验在有限的时间内完成,一般需要解决两个问题:一是如何调节滑动变阻器,才能增大(或者减小)电压表读数;二是改变电阻时是先大后小还是先小后大。这样就出现滑稽的现象。滑稽之一在于:这一与本次探究无关的问题却成为本节课的重点与难点。滑稽之二在于:用探究所得到的结论来设计探究结论,颠倒了“过程与结论”的逻辑发展关系。
2 缘由
一个青年教师的“冤屈”,也许不那么受人关注,然而,当这样的“冤屈”已经阻碍教学改革的时候,就不能不引起人们的关注了。回顾落实探究教育的过程,可以发现,它是一个渐变的过程,从课标要求的提出,到教师的主动实施;从将探究视为方法,到视探究为教学目标。当今的教师普遍认同一个“以学生发展为本”的理念,于是,各种各样的教学方式层出不穷。遗憾的是,教师始终发现有“三座大山”正在阻挡探究的自然发展。
第一座“大山”是教材。在一纲多本的初中物理教材体系中,某一版本的教材应该也仅仅只能是教师进行教学设计的依据之一。很多老教师喜欢以教材为本并视教材所述为金科玉律,这显然是一种片面的认识,而且就是这样的片面认识,在广大教师中却依然很流行,甚至成为一种评价课堂的唯一准则。
如果教材编写者能将图1变化为图2,并告诉学生,虚线框就是一个可以改变电压的电源,并让学生在实验中体会改变电压大小的方法(这本身也是“做中学”的一种方式),这样就避免了教师在这个问题上的纠结。至于其原理,可以作为欧姆定律应用的一个问题来讨论(根据笔者对新课程标准的理解,这样的动态分析似乎有违探究教育本意,建议以后试题不出现)。
第二座“大山”是器材。由于历史的原因,学校的实验室与教室的地理位置配备问题,实验仪器的陈旧与不配套问题,已经严重地制约了探究教学的落实与发展。就笔者所在学校而言,自笔者1980年参加工作,30多年来,可以说没有什么本质上的变化。如果要说变化,那就是价钱更高了,而质量更低了!教师为了寻找一个探究实验的器材,所做出的努力真的是难以想象,更不用说向学生开放探究实验室的可能。就本文提及的“可变稳压输出电源”,按照图3,也就是个由电池盒与电位器的组合问题,应该不是难事,可以自制,也可以批量生产,遗憾的是一直没有被相关部门所重视。
第三座“大山”是考试。“初中物理是被考难的”,这是目前的共识。就图1的设计,某地的中考试题竟然让学生回答:换用电阻时,阻值是该从大到小还是从小到大?虽然说中考试题属于终结性评价,学生回答该问题不存在任何可以挑剔的地方,遗憾的是,这样的试题一出现,来年就被无情地收录进了各种随堂教辅资料中,甚至被各地的教研员编进了相关的试卷之中。那些视考试分数为自己荣誉的教师,只能步步小心地向学生进行介绍,从而彻底摧毁了探究教学的自然发展规律,因而也导致在欧姆定律的教学中要做出一个“艰难的决定”。不合时宜的试题安排,已经真的成为探究教学发展的绊脚石。教材的编写是为了照顾学校已有实验条件,试题却在别人不得已的基础上再次兴浪,实为不该。
3 体会
探究能力的发展需要有个前提,这个前提就是人脑思维的自然性体现,或者称它为“最临近发现区”的构建。这里为思维发展的自然性提供探究实验及配套的器材,成为探究能否自然发展的“架梯”。
探究教学,在国内应该还是个新名词,其必须经过一个相当长的摸索过程,才能被教师炉火纯青地所运用。教师要真正以探究教育的观点来设计教学活动,要有勇气有能力去挑战所面对的“三座大山”。
比如图4的实验,教材用以说明的是物体具有惯性,而教师如果仅仅将该实验看成是为了提高学生的学习兴趣,那么就失去了一次探究教学的资源。这就需要教师突破教材安排,具有根据实际需要增加探究资源的能力。因为这个实验可以提供一个更值得探究的问题:惯性大小与什么因素有关?如果将该实验改为:给学生两个高度、形状、体积相等而质量有明显区别的物体,分别做同样的实验,哪个更容易成功呢?为什么?经过这样探究学习的学生,对于理解“惯性大小只与质量有关”不是更有帮助吗?同时,这样的探究还需要有突破实验室配置的要求,毕竟“两个高度、形状、体积相等而质量有明显区别的物体”是很容易找到的吧。
作为探究教学发展趋势中所出现的“以导促学”教学方式(或者是其他教学方式),是凝聚着广大教师在探究教学道路上的走向反映,也就是说欣喜地看到了探究教学正在发展。这样的发展甚至只能用刚刚起步来定义。
篇8
关键词:电学;难学;难教;以生为本
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2016)2-0021-5
1 前 言
初中电学作为物理学的起始学习知识,难学、难教已成为广大师生的共识。学生从心理上畏惧,教师也感到头疼。苏科版物理教材相比较其他版本的教材,将电学放在初三的第13章到第16章,而不是在初二学习。虽然说初三的学生在智力、心理等各方面都有了极大的发展,但是大部分教师对于如何快速让学生跨入电学的大门,学好初中电学,为后续的高中学习打下坚实的基础,还是感到力不从心,收效甚微[1]。本文以相关教学案例,探究初中电学难学、难教的原因,并提出自己的一些建议。
2 教学案例分析
2.1 用电器被短路,“强扭的瓜不甜”
案例1 苏科版九下第13章的第一节“被短路现象”的教学(如图1)。
教师:请同学们注意观察,如果老师将一根导线接在这个正在发光的灯泡两端,会出现什么现象?
学生:灯泡不亮了。
教师:为什么灯泡不亮了?
学生猜想。
教师:电流不经过灯泡,从正极出发,直接回到了电源负极。
评析 由于电流本身是抽象的,对初中生来说很神秘,学生很难感知电流的流动路径。小灯泡被短路的实验中,学生只看到灯泡不亮了,学生虽然也猜想了,但对电流流动路径的认识是基于老师的说教,单调刻板,无法心服口服。造成了电学的入门困难,这也打击了学生学习电学的信心,不利于后续的学习。
建议 学生在学完第二节电路连接的基本方式之后,已经了解了串、并联电路的电流流动路径,对电流已经有了一定的认识。如果将用电器被短路的现象放在本节研究,将会减轻学生的学习难度。如图2,由学生亲自动手将三只灯泡组成一个串联电路,然后教师引导学生:如果将一根导线并联在任意一只灯泡两端,会看到什么现象?学生会看到被并联的灯泡不亮了。灯泡不亮的结果是学生自己实验发现的。学生自然对实验现象没有怀疑,主动去猜想“为什么灯泡不亮了”。教师再展示flash课件,模拟演示电流路径。比如,理解记忆灯泡被短路现象:把用电器比喻为消耗电能的“老虎”,电流比喻为我们,如果我们经过“老虎”,就会被“吃掉”,学生恍然大悟,电流当然不经过小灯泡了!
2.2 用电压表测电压的方法不清楚
案例2 苏科版电压表使用的教学过程。
教师:请同学们自学完成信息快递“使用电压表的注意事项”。
教师:电压表如何接入电路的?
学生:并联。
教师:哪位同学给大家演示一下。
学生演示电压表的接法。教师演示电压表反接实验。
教师:你看到了什么现象?
学生:指针反偏。
教师:如果把电压表直接接在电源两端,可以吗?
学生:可以。
评析 教师的授课确已完成了教材中电压表使用的基本教学要求,但没有总结出电压表使用的更深层次的方法。一旦电压表的两个接线柱所接位置改变,学生可能会看不懂电压表测的是哪个用电器两端的电压。将电压表接在电源两极,也只是看到了电压表没有损坏,教师没有引导学生思考:为什么电压表示数接近电源电压。学生由于缺少动手实验的机会,直接解决复杂问题的能力仍然没有形成,需要教师在习题课中反复练习。貌似新课改,实际上还是走的应试教育的老路。并没有有效地培养学生的物理实验探究能力,只是把学生当作学习的机器,为考试而学习。
建议 电压表教学中多给学生布置有阶梯的实验任务。如图3,首先测量简单电路中灯泡L1两端的电压,然后将电压表的接线柱由位置A改接到位置C。观察电压表指针的偏转情况,明白电压表不可反接的原因。再例如:2014年江苏宿迁中考试题的第9题(如图4所示),将电压表左边的负接柱沿着导线移动到L2的左边,电压表右边的正接线柱沿着导线移动到L2的右边,这样电压表的两个接线柱就是并联接在了L2的两端,测L2两端的电压。注意:移动只能沿着导线移动,不可越过电源和用电器。
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图3 学生实验任务电路图 图4 题图
2.3 运用类比建构电阻概念
案例3 电阻的教学,教材是通过直接给出概念,介绍电阻表示符号R和单位欧姆(Ω)。然后,教师要求学生按照影响电阻的因素(材料、长度、粗细)分组研究。温度对电阻的影响只通过“白炽灯不通电时的电阻大约为100欧,而通电时电阻高达1200欧”进行简单的比较。教师直接告诉学生,灯丝的电阻随着温度的升高,也随之变大。有少数学生通过其他课外资料的学习,小声地讲“半导体的电阻不是这个特点”,但教师“充耳不闻”,继续介绍不同物质的导电性能。
评析 电阻概念抽象,学生很难理解,直接告知学生,不作或只有很少地就“如何改变电流”作为铺垫,会对部分学生造成这样的错误认识:改变电源电压,也能改变电流大小,电阻与电压有关。电阻实验教师只是简单地介绍了控制变量法,就把实验时间交给了学生,没有对学生的实际认知水平有足够的认识。学生盲目地做实验,浪费了宝贵的课堂时间,不易留下深刻印象。特别是当有的同学提出“有些材料随着温度的升高,电阻变小”的结论时,教师为了按照自己的设计方案,选择性地忽视学生的观点。整个教学节奏太快,师生缺少互动的时间,学生被老师撵着走。
建议 学生之前已经掌握了运用类比方法认识电流、电压,对类比研究方法并不陌生。教师应充分利用学生的已有认知突破现有的电阻概念的学习。以笔者所在学校为例,每当周五放假的时候,学校门前的智慧路拥堵异常,学生对此苦不堪言,印象很深刻。将电阻和学生放学时候的交通拥堵进行对比,能够很好地起到理解电阻概念的作用。比如:把学生看作电流,问学生如果这条路一直堵到你家门口,你觉得阻碍作用如何?学生立刻就理解了其他条件相同时,长度越长,阻碍作用就越大的结论。再比如,问学生如果这条路扩宽为现在的10倍,对你的阻碍作用又怎样呢?同样,也很好地理解了其他条件相同时,导线越粗,电阻越小的结论。苏科版教材虽然对“温度对电阻的影响”降低了要求,但是当有学生提出不同观点的时候,教师同样可以采用类比冲突加深学生对温度影响电阻的理解。2.4 欧姆定律实验难探究
案例4 通过如何改变电流启发学生,引入电压、电阻对电流的影响教学不成功。
教师:如果电源电压超过小灯泡能承受的最大电压,我们怎么办?
学生:串联一个电阻。
教师:大家知道串联一个电阻,灯泡中的电流变小了,灯泡两端的电压也改变了。那么,影响电流的因素有哪些呢?
学生:影响电流大小的因素有电压、电阻。
教师:有哪些生活经验支持你的猜想呢?
学生讲述生活经验。
评析 欧姆定律的引入采用教师诱问的方式,学生顺着教师的思路,貌似联系生活实际,却紧紧地硬拽着学生,将学生的思维空间限制在教师自己的教学设计中。电流的变化与电压、电阻的思辨关系并未详细涉及。学生乐于效仿物理学家,重演物理知识的产生过程。但是,教师采用简单的“问答式教学”缺乏实验探究,束缚了学生对欧姆定律知识的学习。
建议 影响电流大小的因素有电压和电阻。让学生亲力亲为,通过实验探究引入如何改变电流大小,有利于培养学生的科学兴趣和热情。有的同学认为设计电路如图5(改变电池节数),也有的同学认为设计如图6。
学生自己亲自完成实验并观察现象,会产生这样的认识:选择不同的电源电压从而造成电流大小改变(图5);改变整个电路的阻值,也会造成电流大小改变,并且发现方案2的优点是能连续调节电路中的电流大小。学生通过动手实验发现改变电流的方法是改变电压和电阻,这是学生自己探究的,不是教师用语言强加的,自然对影响电流大小的因素认识更深刻。
案例5 学生在探究电流与电阻的关系时(如图7),教师提醒学生如何改变电阻?甲同学:只要调节滑动变阻器就可实现改变电阻从而改变电流大小。学生这样想,有其“合理”的原因,但教师并没有继续分析,而是让另外一位成绩较好的学生回答:将原来5欧姆的电阻换下来,再接上10欧姆的电阻。接下来教师要求学生按照控制变量法完成实验探究。
评析 学生通过调节滑动变阻器,发现确实改变了电流表的示数,于是认为调节滑动变阻器就可实现改变电阻从而改变电流大小。教师对学生的这一认识并没有作详细分析,而是选择成绩较好的同学来回答自己的问题,回避了学困生的思维障碍。看似教学过程很流畅,但学生的疑惑并没有得到解决,对于改变电阻影响电流的变化规律并不能让学生心悦诚服。
建议 研究电流与电阻的关系,需要控制电阻两端的电压不变[2]。改变电阻教师可打比方“狸猫换太子”,狸猫和太子是不同的个体,改变电阻就是把原来的电阻R拿掉,换上新的电阻,再引导学生:“滑动变阻器在电路中有什么作用呢?”学生恍然大悟,改变电阻不是改变滑动变阻器的阻值,调节滑动变阻器的目的是要控制电阻两端的电压不变。然后,再让学生重演实验过程。通过教师的引导,降低了研究电流与电阻关系的难度,对于学困生,能有效地保护他们学习电学的信心。
2.5 欧姆定律习题课分压、分流规律难记忆
案例6 如图8所示,若甲、乙两表均为电压表,闭合开关S,两表示数之比是4:1。若甲、乙两表均为电流表,断开开关S,两表示数之比是多少?
评析 此题涉及到电路连接方式,能否识得电表的作用是本题的第一个难点。学生在课堂上仅仅是看过教师对分压、分流规律的板演过程,没有亲自推演,教材也没有安排实验探究分压、分流规律。表面上看,分压、分流规律被淡化了,但江苏省13市中考题每年都有,在当前的考试大环境下,学生也只能硬着头皮死记硬背。
建议 准确理解分压、分流规律,关键还是在于对欧姆定律知识的理解与掌握。串联电路中的电流处处相等,所以通过每一个电阻的电流都是一样的。根据欧姆定律I=U/R,可知U1/R1=U2/R2=U3/R3=……所以,串联电路的电压之比等于电阻之比,即串联电路有分压的特点(如图9)。
为了便于学生记忆,还可以这样类比,如一家有兄弟好几个,只有一锅饭,当然是长得结实的兄弟多分点。各个电阻看作兄弟们,这锅饭看作电源电压,分压和分饭进行类比,能活跃课堂气氛,降低记忆难度。并联电路各支路两端的电压是一样的,同样也可以将电流与河流类比,主干河道的水流进入各支流,分减了水流,并联电路的电流有着同样的分流规律。通过化抽象为形象,把看似刻板的分压规律内化为学生有意义的记忆。
2.6 焦耳定律规律抽象,学生有抵触情绪
案例7
教师:电流通过导体时会发热,将电能转化为内能[3]。同学们能举出生活中相关的例子吗?
学生纷纷给出自己的例子。
甲学生:电流流过电热油汀、电水壶等会发热。
乙学生:电流流过取暖器会发热。
评析 以上的教学过程出现在很多焦耳定律教学的公开课上。表面上看活用学生的生活经验引入电流热效应的学习,但是考虑到学生的实验能力水平,后续的焦耳定律规律的得出,教材改为了定性实验。学生只能了解影响电流热效应的因素,对焦耳定律的认识还是会“心存芥蒂”。如何让学生愉悦地融入教学过程,减弱对焦耳定律学习的“抗拒”情绪,是值得广大物理教师思索的重要课题。
建议 物理教学离不开实验,没有实验的物理课绝不是成功的物理课。电流热效应现象留给学生自我完成,更能凸显过程与方法教育,学生实验热情高涨,这也为焦耳定律规律的学习减少了心理障碍。电流热效应的引入采用学生身边的器材——铅笔芯,为了现象更明显,可以将电源电压设置大一些(比如12 V),这样流过两只铅笔芯的电流也会很大,电流热效应更明显。将两只铅笔芯轻轻摩擦,还会看到耀眼的闪光,看到铅笔芯上冒出的浓烟。当然,还可以安排课后实验将铅笔芯替换为包口香糖的锡箔纸,利用锡箔纸导电性好和着火点低的特点,通电自燃。直观的视觉刺激比任何强大的语言都更具有说服力。
3 结 语
综上所述,初中电学难学、难教的原因主要有以下两个方面。
首先,学生的心理因素。刚进入电学的大门,学生满怀着好奇心,对电学充满了神秘感。但是,接下来的电路图以及实物连接图会让学生一筹莫展,不知道电流是如何流动的。学习的困惑如果得不到老师及时的帮助,学生的心理就会滋生对电学学习的挫败感,不利于电学的入门。有的老师说,学好欧姆定律、学好电功率就等于学好了初中电学,观点是有点偏颇的。试想如果在迈入电学的大门口,学生就心生怯意,欧姆定律、电功率的学习也就不是在学生自己内驱力的作用下进行的,只是为了学习而学习,谈不上兴趣,学习效果也就事倍功半了。
其次,教师对教材的处理水平不同。虽然新课改理念都强调以生为本,教师也确实朝着这个方向努力了,但由于个人的理解程度,在激发学生兴趣,保持高昂的学习热情方面做得还不够。甚至有的教师为了实现自己最初的教学设计,当课堂上学生提出自己的看法或观点时,若自己一时无法解释清楚就刻意回避。学生的问题依然没有得到解决,对教师的评价就会降低。“亲其师,信其道”,由于对教师的怀疑、不信任,电学的学习必将是一个煎熬的过程。
历经数代科学家的探究才得出的电学规律,却要求学生在短短的两三个月里熟练掌握并会运用它来解决问题,这对物理教师是一个巨大的挑战。因此,在教学中教师只有有效地运用实验重演当初科学家的探究过程,才能让学生知其所以然,对于抽象的电学概念不妨多用类比方法教学,毕竟这也是我国古代科学家常用的研究方法。只有让学生乐学电学,情感上喜爱电学,才能培养学生的质疑、创新精神,实现电学的有效教学。
参考文献:
[1]苗元秀.初中电学内容放在八年级的可行性研究[J].课程·教材·教法,2008(1):55—59.
篇9
关键词:初中物理;优化过程;探究
中图分类号:G633.7 文献标识码:B文章编号:1672-1578(2015)04-0245-01
1.不断加强师德修养,不断完善自我,努力学习新课程理念
教育要面向现代化,面向未来,必须要有现代化教育理念,高水平的教师,还要有以现代教育思想为指导的教育技能和献身教育职业道德素质。
身教重于言教。教师不仅要用语言教育学生,而且更重要的是用自己全部的人格来教育和熏陶学生。因此,教师要身在课堂,放眼社会,胸有未来;加强师德修养,不断完善自我,为人师表,不断学习新课程。在课内外教学中教师要自觉运用全面发展理论,祖国建设所取得的伟大成就,家乡的生活变化,对学生进行爱国主义教育;用自己文明的言行为学生树立讲文明、讲礼貌的形象榜样,尊重每一位学生,像保护自己的眼睛一样保护学生的自尊心;对学生要公平、民主;在学生中树立自己威信的同时,要注意树立其他老师的威信;不断学习新课改,不断提高教学教研水平,苦练教学基本功,培养学生探究知识的能力,用规范的板书、板画、标准的普通话、准确生动的物理语言、朴素端庄的仪表和机智的课堂调控能力,把课堂变成学生学习的乐园,去造就适应社会发展的、具有开拓创新精神的现代人才。
2.不断优化教学过程,把新课程的目标落实到课堂教学中
2.1 从实际出发,优化教学目标。制定教学目标,应以新课程理念、现代教育思想为指导,全面领会新课改的要求,依据教学大纲、教材内容,结合本校教学实际和学生实际综合考虑,既要确定长远的教学目标,又要确定每节课的具体目标;既要确定基础素质的群体培养目标,又要确定较高素质的个体培养目标;既要有知识教学目标,又要有方法指导和能力培养目标。使学生学到的不仅是物理知识本身,而且更重要的是学习物理学科的方法,研究物理的能力,探索自然的志向,献身科学的精神。
例如:关于初中物理教材第二册中"欧姆定律"的教学,我们依据大纲和编者意图,补充和调整了教参上拟定的教学目标。调整后的目标是:(1)知道"分离变量法"是探索物理规律的一种基本方法;知道列表对比法是分析实验数据、归纳实验结论的基本方法之一;(2)理解欧姆定律的内容、公式及其变换式的物理意义,会用欧姆定律分析、解决简单电路的有关问题;(3)培养学生实验操作能力、分析思考能力和总结概括能力。因为在教学过程中,指导学生亲自参与整个实验研究过程和数据分析过程,不仅能理解实验结论和定律的内容,而且知道结论和定律是如何得出的,在得出结论时用了什么样的方法和手段,在实验过程中是如何控制实验条件和物理变量的。归纳得出欧姆定律后,再引导学生反复讨论记录表格中的实验数据,把每一组U/I的值与导体的电阻值相比较,自然使学生明白了变形公式R=U/I的物理意义。应用欧姆定律解简单电路的有关问题,不是本节内容的重点,只要引导学生讨论一、二个例题即可。可见,这样的教学才能揭示物理学的研究方法和学法,才能让学生沿着科学家发现物理规律的历史足迹体会科学家的思维方法。
2.2 科学使用教材。教材是教学之本,是连接教与学、知识与方法、能力与发展的纽带。现有初中物理教材较老教材有了较大的进步,虽然增大了实验容量,但大部分是教师演示实验,学生分组实验较少。学生学到的知识不能适应高速发展的当今社会。这就要求教师不断学习现代教育教学理论,充分运用自己的聪明才智,调动自己的知识积累,站在科学方法论的高度,研究教材、把握教材、使用教材,优化教学内容。
3.引进竞争机制,培养创新精神
培养创新精神是培养创新能力的源泉。我国伟大的教育家陶行知先生说:"发明千千万,起点是一问……人力胜天工,只在每事问。"可见,学生的创新能力来自于不断发问和质疑的精神。
如:笔者在讲授《分子动理论》一章时,故意设计了这样一道题:"已知阿伏加德罗常数为N,铜的摩尔质量为M,密度为。一个铜原子的体积为,一个铜原子的质量为。"有同学在黑板上板演过程如下:
铜的摩尔体积为V=M/
一个铜原子的体积为v0=M/N
一个铜原子的质量为m0=v0=M/N。
篇10
物理是一门以实验为基础的学科,物理实验也一直是高
考考查的重要内容,由于电学实验具备开放性、设计性、探究
性、灵活性和思想性等多个维度的考查功能,所以电学实验
是高考实验考查的“宠儿”,然而不少学生最害怕的、失分最
多的就是电学实验,怎样更好地复习电学实验,让学生不再
惧怕甚至拿高分是一个值得思考与研究的问题。
2 电学实验复习的策略的几点思考
2.1 依纲扣本,研究真题,提高复习的针对性
笔者认为要更好地复习电学实验,首先必须研读高考考
试说明,并紧扣教材内容,以准确把握复习范围,研究近几年
江苏省和其他新课标地区的高考真题,挖掘其中考查的内涵
以及信息,并进行横向、纵向的对比、分析、总结,这样在复习
中才能做到重点、难点了然于胸,才能避免无原则地拓展、延
伸,尤其是对教辅资料的内容进行合理取舍,从而达到有的
放矢地进行复习的目标。
比如,研读江苏省2012年高考考纲,其中“电阻的串联
与并联”考点是工级要求,那么在具体实验题中,所使用的
电压表、电流表改装问题不宜深挖;涉及电表最小分度是“2”
或“5”的读数问题较为复杂,通过研读高考试题,不难发现高
考对此读数要求不高,所以教学时宜粗不宜细。
2.2 掌握电学实验的基础知识和基本技能,保证双基落实
实验题的基础知识和基本技能主要是指能明确实验目
的,能理解实验原理和实验方法,能控制实验条件,会使用仪
器,会观察、分析实验现象,会记录处理实验数据,并得出实
验结论,近几年的高考电学实验题,有很多考查学生的基础
知识、基本技能,不少试题源于教材,是教材实验的组合与改
装,如2010年江苏高考题中测定电源电动势和内阻实验,所
以在高三复习时应确保双基落实。
2.2.1 基本仪器的原理及使用
正确选用实验仪器是进行实验的前提,要想正确选用仪
器,就要对实验仪器原理及使用非常了解,电学实验的基本
仪器主要包括:电压表、电流表、欧姆表等测量仪器以及滑动
变阻器、电阻箱等控制仪器,使用时要注意滑动变阻器的分
压式与限流式接法的合理选用,要正确选择电流表内接法、
外接法,这是实验顺利进行并得出准确的实验结论的前提。
2.2.2
电学实验的原理与方法
2012年江苏高考大纲要求考查的电学实验有:决定导体
电阻的因素、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定电源的电动
势和内阻、练习使用多用表等四个,其实验原理主要是:部分
电路欧姆定律、电阻定律、闭合电路欧姆定律等,这些规律的
理解和掌握是圆满完成实验的保证,同时也为今后实验的变
式、延伸提供了可能。
2.2.3 实验数据的分析与处理
实验操作过程是为了得出实验数据,对数据进行分析处
理得出结论才是实验最终的目的,这要求学生熟练运用列表
法、公式法、图象法等方法,在处理中能发现并剔除问题数
据,从而最终得出实验结论。
2.3
抓住电学实验的核心,构建知识网络
要立足基础,重视教材,引导学生注重知识点之间的联
系,抓住各个知识点的共性与核心,从实验原理的角度上说,
电学实验的核心是:欧姆定律,这在考纲上的四个电学实验
中都能有所体现,因此电学实验复习时要抓住欧姆定律这个
“纲”对这些实验进行归纳总结,使看似零散的知识点形成知
识网络,例如,如图1所示电路图,可能进行的实验有哪些?
①测定定值电阻的阻值
②测电池的电动势和内阻
③测定电阻材料的电阻率
通过欧姆定律这个核心,建立起
较为牢固的知识网络体系,再根据学
生的实情组织教学复习,总之虽然电
学实验形式多样、丰富多彩,但只要提纲挈领,抓住了那个
纲,就可以纲举目张。
2.4 重视典型例题的讲解、引导,促进学生知识迁移、能力
提升
2.4.1 电学实验例题讲解,思路要“看”得见
电学实验教学中笔者发现,一些电学实验题难度稍大,
学生便感觉无从下手,教师的解题过程只是一个认识的过
程,解题的结果是认知的成果,而元认知是对认知过程的认
知,因此在教学中,教师应该通过出声思维,让学生“看见”教
师思维的过程,“看见”教师在读到题目时头脑中激活哪些相
关的信息,会出现哪些可能的方案,怎样做出评价和选择,
“看见”教师有时也会进入死胡同但有能力自己走出来,“看
见”教师有时也会犯错误,但在元认知监控下能够意识到错
误并改正之,当然还可以在教学过程中通过学生对实验的分
析(有正确或有错误)暴露学生自己的思维过程,给教师反馈
信息。
2.4.2 引导学生解决问题,方向要清晰
第一找出实验有用的资料,明确实验目的;第二分析仪
器在实验中的特点(如电表的阻值)、作用(如定值电阻的用
途)及优缺点;第三实验中存在的数据进行分析、处理;第四
对实验进行评价,评价实验的优缺点、存在的问题、改进的措
施等等,如此一来才能在解答试题时稳操胜券。
2.4.3 知识迁移、能力提升,技巧要掌握
例如,当电表内阻已知时,电表功能可以互换,当电流表