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關鍵詞: 物理 歐姆定律 復習
在物理復習的整個知識體系中,電學知識板塊兒尤為重要。一是:它占整個三式合一理化試題物理部分的40%左右,即70分中的近30分屬于物理電學試題。二是:電學知識在生產實踐中的重要作用已凸顯出來。而要學生全面掌握、領會初中階段電學知識,對于相當一部分初中生來說具有較大的難度。從教以來我聽過一些初中電學復習課:有的先把所要用到的電學公式板書在黑板上,再講典型例題,接著練習;有的則通過學生作題中所反饋的問題對知識進行補充強調,再練習;有的直接強調萬變不離其宗,讓學生多看教材,然后講例題等。復習中講例題沒錯,但選擇的例題過多,又無代表性,既延長了復習時間,又不能使學生的知識得到升華。久而久之,學生疲勞,老師厭煩。要使復習課在短時間內生動、奏效,應選擇恰當的例題,在講例題的基礎上,對知識進行歸納和升華。
復習課,一要體現“從生活走向物理,從物理走向社會”,教學方式多樣化等新課程理念;二要體現“知識與技能、過程與方法以及情感態度和價值觀”三維目標的培養;三要優化學生的認知結構,讓學生在教師的引導、幫助下,把學到的知識歸納起來,從而便于提練和記憶。所以對電學的復習要從學生喜聞樂見的小電器起步,從典型例題入手進行歸納總結。
例1:如圖-1是一個玩具汽車上的控制電路。小明對其進行測量和研究發現:電動機的線圈電阻為1Ω,保護電阻R為4Ω。當閉合S后,兩電壓表的示數分別為6V和2V,則電路中的電流為?搖 ?搖?搖?搖A,電動機的功率為?搖?搖 ?搖?搖W。(這是陜西師范大學出版社出版,經陜西省中小學教材審定委員會2008年審定通過的《物理課堂練習冊》中的一道題)
學生通常按下列方法計算電路中的電流:
R中的電流:I=U/R=2V/4Ω=0.5A,
電動機中的電流:I=U/R=4V/1Ω=4A,
由此得第一空電路中的電流就有兩個值0.5A和4A。
于是第二空的對應值為:P=UI=4V×0.5A=2W與P=UI=4V×4A=16W。這就存在兩個問題:
1.根據歐姆定律計算出兩個串聯元件中的電流不相等,與串聯電路中電流的特點相矛盾。
2.由串聯分壓原理得:U:U=R∶R=1∶4,得:
①當U=2V時,U=8V,得到U+U=2V+8V=10V≠U源;
②當UM′=4V時,U′=1V。U′+U=1V+4V=5V≠U,這與串聯電路中的電壓關系相矛盾。
對此,應找出題中所涉及的知識點,分析這些知識點間的聯系,那上面的矛盾就迎刃而解了。
首先,應對歐姆定律有深入的理解。
例2:如圖2所示電路(R≠R≠R)。引導學生分析如下:
1.對電路狀態的分析。
(1)當S、S、S都閉合時,R與R并聯,并聯后作為一個整體再與R串聯。A測R中的電流,V測R或R兩端電壓。
(2)當S、S閉合S斷開時,則由圖-2演變為圖-2(a)到(b)。
R與R串聯,R處于斷開狀態,A測整個電路中的電流。
(3)當S、S閉合S斷開時,則由圖2演變為圖-2(c)到(d)。
R與R串聯,R處于斷開狀態,V測R兩端電壓。
2.歐姆定律中涉及I、U、R三個量間的關系。
(1)歐姆定律中的I、U、R三個量是針對同一個用電器或者同一部分電路而言的,即必須滿足“同一性”。
當圖-2中的S、S、S都閉合時,A測R中的電流為I,V測R兩端電壓為U。此時能否用U與I的比值來計算R或R阻值呢?(即R=U/I)。
如果R=R時,由于R與R并聯,所以R兩端電壓U等于R兩端電壓U,即U=U=U。根據R=U/I得R=U/I,R=U/I。這樣計算出的R2的值雖然是正確的,但屬于不正確的方法得出了正確的結果,實屬偶然巧合。
若R≠R時,那么R=U/I,若再按R=U/I來計算R的電阻值就沒有上述的巧合了。因為電壓相等是并聯電路電壓的特點,R、R中的電流是不相等的。上述中錯誤地認為R、R中電流相等。這里的電壓是R兩端電壓,而電流是R中的電流,電壓與電流是兩個不同電阻(或用電器,或電路)的對應量,也就違背了“同一性”。
這就告訴我們,在應用歐姆定律解題時,一定要遵循“同一性”原則,切忌“張冠李戴”,電學中的所有公式都不能違背“同一性”原則。如:W=UIt、Q=IRt、P=UI等。
(2)歐姆定律中的I、U、R三個量必須是同一狀態、同一時刻存在的三個物理量,即必須滿足“同時性”。
在圖-2中,當S、S閉合時,R中的電流大小與S、S閉合時R中的電流大小是否相等?
在圖-2中,當S、S閉合S斷開時,不難看出,R與R串聯:I=I=I則I=U源/(R+R);當S、S閉合S斷開時,R與R串聯:I=I=I,則I=U/(R+R)。因為R+R≠R+R所以U源/(R+R)≠U源/(R+R),即兩次電流不相等。S、S閉合時,R中的電流大小與S、S閉合時R中的電流大小不相等,這是因為S、S閉合時與S、S閉合時電路狀態不同,R是在不同的狀態下工作,不是同一時間內電流的大小,電流不相等。
在利用公式計算的過程中,不能用第一狀態下的量值與第二狀態下的量值代入關系式計算。如:要計算R的電阻值,就不能用第一狀態下R兩端的電壓值與第二狀態下R中的電流的比值來計算R的電阻值。在計算電流、電壓時,也不能這樣處理。
因此在利用公式計算時,帶值入式的物理量必須是同一狀態下的物理量,必須滿足“同時性”。
(3)歐姆定律中的I、U、R三個量的單位必須同一到國際單位制,即I―A、U―V、R―Ω。即應滿足“統一性”。
除各物理量的主單位外,還應記住常用單位及其單位換算關系,將常用單位換算為國際單位制單位,在利用其它電學公式計算時也要統一單位。
如:電功的公式W=UIt中,各物理量的對應單位:U-V、I-A、t-S;這樣W的單位才是J。電熱的公式Q=IRt中:I―A、R―Ω、t―S;這樣Q的單位才是J。電功率的公式P=UI中:U-V、I-A,這樣P的單位才是W。
我們要確定歐姆定律的適用條件。
1.歐姆定律只對一段不含電源的導體成立,即只適用于純電阻電路。因此,歐姆定律又稱為一段不含源電路的歐姆定律。
例1中涉及到電磁轉換的知識,電動機工作時實質上也是一個發電機。電動機工作時,其閉合線圈切割磁感線會產生感應電流,所產生的感應電流對流過電動機線圈中的電流有一定影響。
實際上圖1相當于一個“RL”串聯電路,總電壓的有效值不等于各分電壓有效值的代數和,即U≠U+U。但得到的電流有效值的關系I=U/Z與直流(或部分)電路的歐姆定律相似,各元件上的分電壓與該元件的阻抗(Z)成正比。
雖然電動機工作時產生的阻抗目前初中階段無法計算出來,但無論電動機工作時產生的阻抗為多少,電路中的電流都等于電阻R中的電流,即I=U/R=2V/4Ω=0.5A。電動機兩端的實加電壓等于總電壓(電源電壓)減去電阻R兩端的電壓,即U=U-U=6V-2V=4V。則電動機的功率為:P=UI=4V×0.5A=2W。
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上述分析說明,電阻R所在的這部分電路與電動機所在的這部分電路有著本質的不同。從能量轉化的角度看:電阻R所在的這部分電路是將電能全部轉化為熱能;而電動機所在的這部分電路電能只有少部分轉化為熱能,大部分轉化為機械能。前者屬于純電阻電路,后者屬于非純電阻電路。
歐姆定律只適用于純電阻電路,即用電器工作的時候電能全部轉化為內能的電路。例如電熨斗、電暖氣、電熱毯、電飯鍋、熱得快等。而電動機、電風扇,等等,除了發熱外,還對外做功,所以這些是非純電阻電路,歐姆定律不再適用。由歐姆定律導出的公式也只適用于純電阻電路(如:W=IRt W=U/Rt Q=UIt Q=U/Rt P=IR P=U/R等。)
2.歐姆定律適用于金屬導體和通常狀態下的電解質溶液;但是對于氣態導體(如日光燈管中的汞蒸氣)和其它一些導電元器件,歐姆定律不成立。歐姆定律對某一導體是否適用,關鍵是看該導體的電阻是否為常數。當導體的電阻是不隨電壓、電流變化的常數時,其電阻叫線性電阻或歐姆電阻,歐姆定律對它成立;當導體的電阻隨電壓、電流變化時,其電阻叫非線性電阻,如:電子管、晶體管、熱敏電阻等,歐姆定律對它不成立。
3.歐姆定律只有在等溫條件下,即導體溫度保持恒定時才能成立。當導體溫度變化時,歐姆定律對該導體不成立,因為電阻是溫度的函數。
在講解歐姆定律的應用時,常舉白熾燈的例子,實際上白熾燈的鎢絲在溫度變化很大時電阻具有非線性,隨著電流的增大,鎢絲的溫度升高很多,其電阻也隨著變化。對非線性電阻,歐姆定律不成立,但是作為電阻定義的關系式R=U/I仍然成立,只不過對非線性電阻,R不再是常量。
綜上所述,例1中第一空電路中的電流有兩個值0.5A和4A,一個是在純電阻電路(電阻R)中用歐姆定律算出的電流0.5A。另一個是用歐姆定律計算在非純電阻電路(含電動機的電路)中的電流為4A,顯然不對。
通過對例1的全面、透徹的分析,我們對電學知識得到了進一步升華:(1)判斷電路的連接方式;(2)判斷電表的作用;(3)利用歐姆定律解決實際問題時必須注意“三性”;(4)復習了電功率、焦耳定律等相關電學公式;(5)歐姆定律的適用范圍。
學生能夠領悟到,復習不是為了解題,而是要掌握知識的前后聯系,優化知識結構;仔細觀察,認真分析;發散思維,以點帶面;舉一反三,融會貫通。這樣,從而體現出知識與技能、過程與方法,以及情感態度和價值觀的培養。
參考文獻:
[1]王較過.物理教學論.陜西師范大學出版社,2003.
[2]閻金鐸,田世坤.初中物理教學通論.高等教育出版社,1989.
[3]梁紹榮等.普通物理學―電磁學高等教育出版社,1988.
[4]新課程實施難點與教學對策案例分析叢書,(初中卷).中央民族大學出版社.
易錯點一:對歐姆定律變形公式的誤解
例根據歐姆定律公式I=,可變形得到R=。對此,下列說法中正確的是()
A. 導體電阻的大小跟導體兩端的電壓成正比
B. 導體電阻的大小跟導體中的電流成反比
C. 當導體兩端的電壓為零時,導體的電阻也為零
D. 導體電阻的大小跟導體兩端的電壓和通過導體的電流無關
典型錯誤一根據R=,認為導體的電阻與導體兩端的電壓成正比,因此選擇A。
典型錯誤二根據R=,認為導體的電阻與通過導體的電流成反比。因此選擇B。
錯因分析歐姆定律研究的是電流與電壓和電阻的關系,其變形式R=只是提供了計算電阻的一種方法,并不能理解為導體的電阻與導體兩端的電壓成正比,與通過導體的電流成反比。
正確答案因為導體的電阻是由導體自身因素(材料、長度、橫截面積、溫度等)來決定的,而不受外因(導體兩端電壓和通過導體的電流)影響,所以應選D。
易錯點二:對歐姆定律同一性和同時性的忽視
例有一個電鈴,它的電阻是10 Ω,在正常工作時,它兩端的電壓應該是6 V。但我們手邊現有的電源電壓是8 V,要把這個電鈴接在這個電源上,并使它正常工作,應怎么辦?
典型錯誤要把這個電鈴接在這個電源上,并使它正常工作,應給它串聯一個電阻。
因為通過電鈴的電流I== A=0.6 A,
又因為電阻跟電鈴串聯,
所以通過電阻的電流I=I=0.6 A,
因此,串聯一個電阻為R== Ω=13.3 Ω。
錯因分析造成錯解的原因是在應用歐姆定律時,沒有注意同一性和同時性。錯解中的最后一步:R=中,U、I代入的數值是總電壓和總電流,求出的電阻R應該是總電阻。
正確答案根據歐姆定律有:通過電鈴的電流I== A=0.6 A,
又因為電阻跟電鈴串聯,
所以通過串聯電路的電流I=I=0.6 A,
因此,總電阻R== Ω=13.3 Ω。
又因為R=R+R,
所以串聯一個電阻為R=R-R=(13.3-10) Ω=3.3 Ω。
易錯點三:對控制變量法的誤解
例小剛用圖1所示電路探究“一段電路中電流跟電阻的關系”。在此實驗過程中,當A、B兩點間的電阻由5 Ω更換為10 Ω后,為了探究上述問題,他應該采取的唯一操作是()
A. 記錄電流表和電壓表的示數
B. 將變阻器滑片適當向左移動
C. 將變阻器滑片適當向右移動
D. 適當增加電池的節數
典型錯誤電源電壓不變,改變電阻,記錄電流大小,從而找出電流跟電阻的關系,選A。
錯因分析沒有正確理解控制變量法。
正確答案在此實驗過程中,當A、B兩點間的電阻由5 Ω更換為10 Ω后,為了探究“一段電路中電流跟電阻的關系”,必須保持A、B兩點間的電壓不變。此時由于總電阻變大,總電流變小,因此滑動變阻器兩端的電壓變小,由串聯電路電壓關系可知A、B兩點間(一段電路)的電壓變大。要想繼續實驗,接下來應該使A、B兩點間的電壓減小到原來的值。將變阻器滑片適當向右移動,使變阻器阻值增大,使電路電流減小。由U=IR可知,A、B兩點間的電壓才會變小,當達到原來的電壓值時,停止移動滑片,記錄此時的電流值。應選C。
易錯點四:對電路連接關系不清
例1如圖2所示,電路中的電源電壓保持不變。閉合開關后,將滑動變阻器的滑片P由圖中位置向a點移動的過程中,電表、、的示數變化正確的是()
A. 的示數減小,的示數減小,的示數增大
B. 的示數增大,的示數減小,的示數增大
C. 的示數增大,的示數減小,的示數減小
D. 的示數減小,的示數增大,的示數減小
典型錯誤滑動變阻器的滑片P由圖中位置向a點移動的過程中,滑動變阻器的阻值變大,根據歐姆定律公式I=,電路中的電流減小。根據U=IR可知,滑動變阻器兩端電壓減小,因此的示數減小,燈泡兩端的電壓增大。選擇D。
錯因分析電壓表測量的是滑動變阻器兩端電壓U?;瑒幼冏杵鞯幕琍由圖中位置向a點移動的過程中,滑動變阻器的阻值R變大,但同時電流I變小,根據U=IR無法判斷滑動變阻器兩端電壓大小的變化。
正確答案由圖2可知這是一個串聯電路,電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓U,測量燈泡兩端的電壓U?;瑒幼冏杵鞯幕琍由圖中位置向a點移動的過程中,滑動變阻器的阻值變大,根據歐姆定律公式I=,電路中的電流減小,因此的示數減小。再根據串聯電路中電流處處相等,通過燈泡的電流I=I,又燈泡的電阻R不變,根據U=IR可知,電壓U減小,因此的示數減小。由串聯電路電壓的關系,可知滑動變阻器兩端電壓U=U-U,因此的示數增大。應選C。
例2如圖3所示電路中,閉合開關后,將滑動變阻器滑片P由a端向b端滑動過程中,圖3中電壓表和電流表的示數變化正確的是()
A. 電壓表示數不變,電流表示數變大
B. 電壓表示數變小,電流表示數變大
C. 電壓表示數不變,電流表示數變小
D. 電壓表示數變大,電流表示數變小
典型錯誤滑動變阻器滑片P由a端向b端滑動過程中,電阻變大。根據U=IR可知,電壓變大,因此電壓表示數變大。再根據歐姆定律公式I=,電路中的電流減小,選擇D。
錯因分析電路連接關系不清,沒有注意到滑動變阻器與R串聯后再與R并聯的關系。
正確答案滑動變阻器與R串聯后再與R并聯,不管滑動變阻器阻值如何變化,都不會改變支路電壓。支路電阻的變化引起總電阻的變化,滑片P由a端向b端滑動過程中,滑動變阻器電阻變大,總電阻變大。根據歐姆定律公式I=,電路中的總電流減小,因此電流表示數減小。應選C。
易錯點五:對伏安法測電阻原理的誤解
例小剛同學想用電流表、電壓表測量一段電阻絲R的電阻,他已連接了部分電路,如圖4(a)所示。請你接著完成下列步驟:
(1)當電壓表示數為3.6 V時,電流表的示數如圖4(b)所示,這時電路中的電流是________A,電阻絲的電阻為_______Ω。并用筆畫線代替導線,將電路補畫完整。
(2)若將上面實驗中的定值電阻R換成小燈泡,在多次測電阻的過程中,發現當電壓表的示數增大時,電壓表與電流表示數的比值將________。
典型錯誤(1)題中連接圖時,滑動變阻器接線柱連入錯誤,電壓表、電流表正負接線柱及量程選錯,串、并聯錯誤。
錯因分析不清楚滑動變阻器及電表接入電路的要求。
正確答案滑動變阻器要保證“一上一下”兩個接線柱接入電路,有時還要考慮具體是下面哪一個接線柱接入電路。對于電表,要求電流從正接線柱流入負接線柱流出,且選擇符合題意的量程,保證電流表與被測對象串聯,電壓表與被測對象并聯。(1)0.3;12;電路圖如圖5所示。
典型錯誤(2)由伏安法測電阻原理R=可知,電流與電壓成正比,因此電壓表與電流表示數的比值不變。
錯因分析當電阻不變時,電流與電壓才成正比。電阻變化時,這種正比例關系就不成立了。
正確答案當電壓增大時,燈絲溫度升高,其電阻增大。由R=可知,電壓表與電流表示數的比值就是電阻,所以電壓表與電流表示數的比值將增大。
易錯點六:不關注歐姆定律的適用范圍――純電阻電路
例有一臺標有“220 V 1.1 kW”的電動機,線圈電阻為10 Ω,求它正常工作1 min放出的熱量。
典型錯誤由歐姆定律可知,
I== A=22 A,
再由焦耳定律得:
Q=I2Rt=222×10×60 J=2.904×105 J。
錯因分析歐姆定律只適用于純電阻電路。本題是含有電動機的非純電阻電路,求電流時不能使用I=。
正確答案通過線圈的電流I== A=5 A,
中學物理邏輯性很強,許多剛剛步入高中的學生很難適應高中物理的學習,認為高中物理不易學、學不懂.面對這種狀況,教師應該時刻關注學生的心理,及時有效的幫助學生克服這種心理障礙,使他們能夠對學習物理充滿信心.物理教師還要改善自己的教學方式,設計新穎的教學方案,激發學生對物理學習的興趣,提高學生對物理學習的積極性,整體改善物理的教學質量.
一、中學物理課堂教學新型設計分析
(一)設計物理教學方法的思路
1.結合哲學方法
結合哲學方法分為:質變和量變法、否定和肯定法、內容和形式法、本質和現象法、相對和絕對法、原因和結果法、空間和時間法、統一和對立等法.
2.結合數學方法
結合數學方法:圖像法、函數法、幾何法、極限法等.
3.突出物理方法
物理有自身獨特的學習方法:觀察法、實驗法、守恒定律法、對稱法、化方法等.
4.思維方法
思維方法:判斷和推理法、綜合和分析法、分類和比較法、概括法、演繹和歸納法、具體和抽象法、類比法等.
(二)設計在物理課堂教學的作用
1.是科學教授物理的需要
通過物理科學的方法,讓學生更好理解物理知識.例如:某教師在講解電容和電場強度設計教案時,應考慮電容和電場強度的定義,而它們是根據比值進行定義的,通過比值可以將抽象的概念具體化、數字化,再聯合實驗,促進學生更好地理解物理知識.
2.促進中學生建立科學觀念
物理是科學學科,包含大量的科學觀念和概念,促進學生建立正確的科學觀念,懂得從現象到本質、從偶然到必然、從未知到已知.
例如:某物理老師講解《慣性定律》設計問題“靜止的小車啟動時,為什么小車上的木板向后倒?”“小車停止運動時,為什么小車上的木板會向前倒?”引導學生對實驗現象進行全面思考,科學利用定律解決物理問題,促進學生建立科學觀念.
二、學生的個體差異
為了了解學生對物理的學習情況,筆者對某所學校學生的力學和電學進行了調查.發放調查問卷143張,共收回137張,回收率是95.80%.數據顯示,力學中關于自行車下坡行駛時不可以用前閘剎車,77.20%的學生很清楚;15.20%的學生知道一些;6.70%的學生不太清楚;2.20%的學生完全沒聽過.電學中關于燈泡燈絲在開燈瞬間最容易被燒斷,66.30%的學生很清楚;22.80%的學生知道一些;9.80%的學生不太清楚;1.10%的學生完全沒聽過.
生活中物理學處處可見,但是調查顯示有些學生對生活中的物理現象缺乏了解,個體之間存在差異.因此教師應將生活實際、學生的個體差異等因素和物理教學聯合起來,提高分析解決物理問題的能力.
三、新的教學方法
(一)注重物理生活化
結合生活實際教學,以此吸引學生思考問題,讓學生感受到物理是兼備實用性、趣味性的科學學科.
例如:某教師講解《重力勢能》這節課結合生活實際提出“質量不同的物體從同一高度下落,可以觀察到什么現象?”“質量相同的物體從不同高度下落,又可以觀察到什么現象?”讓學生清楚觀察到質量、高度與重力勢能之間的關系.
(二)物理教學方式要靈活
教學過程中,教師要根據學生的學習情況靈活教學.例如:某教師講解《歐姆定律》,首先分析歐姆定律的概念和應用條件,如果學生接受情況較好,那么教師可以繼續根據歐姆定律解決實際問題;如果學生接受情況不好,教師可以做些實驗便于學生理解,還可以繪制伏安特性曲線.靈活教學,幫助學生深刻理解物理定義.
(三)既要針對學生者整體又要尊重個體差異教學
物理課堂是輔助學生學習的教育手段,教師要根據學生整體學習情況進行教學,綜合考慮學生知識基礎、接受知識能力、學習能力;也要尊重個體差異,降低一些學習要求,爭取讓所有學生都能在課堂上有所收獲.
(四)建立場景
[關鍵詞]物理教學 電磁學 電磁場 電路
物理教材中所闡述的內容主要是經典物理學的基礎知識,這些理論是建立在牛頓時空觀的基礎上,以力學、電磁學為重點。本文就電磁學部分的教學談談自己的觀點。
一、電磁學的知識體系
電磁運動是物質的一種基本運動形式。電磁學的研究范圍是電磁現象的規律及其應用,其具體內容包括靜電現象、電流現象、磁現象、電磁輻射和電磁場等。為了便于研究,把電現象和磁現象分開處理,實際上,這兩種現象總是緊密聯系而不可分割的。透徹分析電磁學的基本概念、原理和規律以及它們的相互聯系,才能使孤立的、分散的教學變成系統化、結構化的教學。對此,應從以下三個方面來認真分析教材。
1.電磁學的兩種研究方式
整個電磁學的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進行。只有明確它們各自的特征及相互聯系,才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質,培養學生的思維能力。
場是物質的相互作用的特殊方式。電磁學部分完全可用場的概念統一起來,靜電場、恒定電場、靜磁場、恒定磁場、電磁場等,組成一個關于場的體系。
“路”是“場”的一種特殊情況。物理教材以“路”為線的框架可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等。
“場”和“路”之間存在著內在的聯系。麥克斯韋方程是電磁場的普遍規律,是以“場”為基礎的,“場”是電磁運動的實質,因此可以說“場”是實質,“路”是方法。
2.認識物理規律
規律體現在一系列物理基本概念、定律、原理以及它們的相互聯系中。
物理定律是在對物理現象做了反復觀察和多次實驗,掌握了充分可靠的事實之后,進行分析和比較,找出它們相互之間存在的關系,并把這些關系用定律的形式表達出來。物理定律的形成,也是在物理概念的基礎上進行的。
“恒定電流”一章中重要的物理規律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律。歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來的,對金屬導電、電解液導電適用,但對氣體導電是不適用的。歐姆定律的運用有對應關系,電阻是電路的物理性質,適用于溫度不變時的金屬導體。
“磁場”這一章闡明了磁與電現象的統一性,用研究電場的方法進行類比,可以較好地解決磁場和磁感應強度的概念。
“電磁感應”這一章,重要的物理規律是法拉第電磁感應定律和楞次定律。在這部分知識中,能的轉化和守恒定律是將各知識點串起來的主線。本章以電流、磁場為基礎,它揭示了電與磁相互聯系和轉化的重要方面,是進一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎。電磁感應的重點和核心是感應電動勢。運用楞次定律不僅可判斷感應電流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的。
“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎上結合電磁感應的理論和實踐,進一步提出電磁振蕩形成統一的電磁場,對場的認識又上升了一步。麥克斯韋的電磁場理論總結了電磁場的規律,同時也把波動理論從機械波推進到電磁波而對物質的波動性的認識提高了一步。
3.通過電磁場所表現的物質屬性,使學生建立“世界是物質的”的觀點
電現象和磁現象總是緊密聯系而不可分割的。大量實驗證明,在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用,運動電荷的周圍除了電場外還存在著磁場。磁體的周圍也存在著磁場,磁場也是一種客觀存在的物質。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用。科學實驗證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在,電磁場是物質的一種形態。
運動的電荷(電流)產生磁場,磁場對其它運動的電荷(電流)有磁場力的作用,所有磁現象都可以歸結為運動電荷(電流)之間是通過磁場而發生作用的。麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現象,得出結論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。按照這個理論,變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的,形成一個不可分割的統一場,這就是電磁場。電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波。轉貼于
從場的觀點來闡述路。電荷的定向運動形成電流,產生電流的條件有兩個:一是存在可自由移動的電荷;二是存在電場。導體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢處指向低電勢處。導體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例,即導體中形成電流時,它的本身要形成電場又要提供自由電荷,當導體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止。
二、以知識體系貫穿始終,使理論學習與技能訓練相融合
1.場的客觀存在及其物質性是電學教學中一個極為重要的問題。電場部分是學好電磁學的基礎和關鍵。電場強度、電勢、磁感應強度是反映電、磁場是物質的實質性概念。電場線、磁感應線是形象地描述場分布的一種手段。
2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用。在教學中要使學生認識場和受場作用這兩類問題的聯系與區別,比如,場不是力,電勢不是能等。場中不同位置場的強弱不同,可用受場力者受場力的大?。ǚ较颍└涮卣魑锢砹康谋戎祦砻枋鰣龅膹娙醭潭?。在電場中用電場力做功,說明場具有能量。通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能,離開了電場就談不上電荷的電勢能了。
關鍵詞 概念和規律;生成過程;高中物理;課堂教學效率
高中物理難學,這是很多高中學生的共識。其原因主要有以下幾點:(1)高中物理概念多,而且抽象。例如:高一物理中的加速度概念,很多學生從學加速度開始就對高中物理產生恐懼。(2)高中物理規律多,而且相似性很強。例如:動能定理和動量定理、機械能守恒定律和動量守恒定律。(3)高中物理前后知識的關聯性很強,例如:力電結合問題。(4)高中物理數學知識應用廣泛。例如:用圖象法處理物理問題、極值問題的討論、三角函數和幾何知識的應用等等。要解決這些問題,關鍵在于提高課堂教學效率。物理教學具有三大特色:以觀察和實驗為基礎;以形成物理概念和掌握知識結構為中心;以物理教學緊密聯系實際為原則。這就要求教師在教學中要充分發揮實驗的作用,重視物理概念和規律的生成過程,讓學生從根本上理解物理概念和規律,自主構建知識、掌握方法,并最終建立起高中物理的知識體系,使學生在物理學習過程中越學越清晰,而不是越學越糊涂。
一、教師要認識到物理概念和規律在物理學科中的重要地位
整個高中物理是以基本概念和基本規律為主干而構成的一個完整的體系,是由基本概念、基本規律和基本方法及其相互聯系構成了學科的基本結構。其中,基本概念是基石,基本規律是中心,基本方法是紐帶。要使學生掌握學科的基本結構,就必須使學生學好基本概念和規律。所謂物理知識的應用,主要是指運用物理概念和物理規律解釋物理現象、解決物理問題。在高中物理教學中,學生的智力和能力,也主要是在觀察、實驗、探索和分析物理現象,理解、掌握和運用物理概念和物理規律的過程中,不斷發展起來的。所以,我們應當重視概念和規律的生成過程,提高高中物理課堂教學效率。
二、教師要結合學生認知特點設計適合學生概念和規律生成過程的教學
一個好的物理教學設計,在實施的過程中,學生始終圍繞一個問題進行探討,并最終獲得知識和方法,而不是簡單的順從教材或老師。學生學習一個新的概念和規律的過程,就經歷一個或長或短的探究過程,這樣建構起來的知識和方法,學生才能自如應用并降低遺忘的程度。
1.巧妙導入是提高課堂教學效率的第一步
導入是教師在進入新課時,運用建立問題情境的方式,引起學生注意,激發學習興趣,明確學習目標,形成學習動機的教學行為。
(1)用各種直觀教學手段展示豐富的物理現象,并引導學生追究現象的原因。物理是一門以實驗為基礎的科學,用演示實驗來提出問題,引入新課,能體現物理學科特點的同時,又能較好的激發學生的探究意識。
例如,就《帶電粒子在勻強電場中的運動》一課,我們可以從演示示波器的作用引入:首先展示一個示波器,介紹它的作用:示波器能展示交變電流隨時間的變化關系,是研究交變電流的重要儀器。接著,展示示波管并介紹熒光屏發光的原因:它是利用高速電子流打在熒光屏上使熒光屏發光的。示波器內有一個陰極,并在黑板上畫圖,然后解說:陰極通電受熱后會發出電子,但電子的速度很小,無法打在前端的熒光屏上(在遠處畫一個熒光屏),如何才能讓電子的速度增大呢?這個問題的提出,引發學生去思考:要讓電子加速,應當加一個電場,其中最簡單的辦法就是加勻強電場。如何才能讓電子在熒光屏上畫出圖像呢?在接下來的教學中,學生始終圍繞這個目的展開研究和討論??梢?,一個好的引入能激發學生的探究意識,充分發揮學生學習的主動性。
(2)在學生形成概念,掌握規律的過程中,引導學生正確進行科學抽象,由感性認識上升到理性認識階段,這是形成概念,掌握規律的關鍵。觀察同一個物理現象,不同的學生會得出不同的結論。因為在每一個物理現象中,存在著多種因素的影響。如果把握不住抽象思維的正確方向,就會得出錯誤的結論。例如,在“馬拉車”的問題上,盡管學生把牛頓第三定律背得滾瓜爛熟,思想上總還認為“馬對車有拉力,車對馬沒拉力”或者“馬對車的拉力大于車對馬的拉力”。學生“最有力的證據”是:反正是馬拉著車向前走,而不是車拉著馬向后退。學生主要是固執地盯住了馬拉車向前走這一直觀的表面現象,而沒有對車、馬的啟動過程以及車、馬與路面之間的作用力做深入細致地分析。
(3)提出新的問題與舊的處理方法的矛盾。在進行動能定理應用的教學中,我們會專門對變力做功進行研究,雖然不是新課教學,但巧妙的引入也能提高習題課的教學效率。其引入可以從公式W=FScosα的適用條件入手:W=FScosα只適用于恒力做功,對于變力做功,我們應該如何計算呢?然后舉出一個具體問題:已知一個小球的質量m=200g,從粗糙曲面上高H=0.8m處由靜止釋放,小球滑到曲面底端的速度為3m/s,忽略空氣阻力,試求下滑過程中小球克服摩擦阻力所做的功?
2.在新課講授過程中,教師要吃透教材并大膽整合教材,引導學生認識物理概念的引出和物理規律的生成過程,理解其物理意義,進而激發學生主動去建構物理概念,發現、推導物理規律
例如:對《閉合電路歐姆定路律》的教學,教材中中沒有對電動勢進行定義,僅提到電源沒有接入電路時兩極間的電壓等于電動勢。我們在教學過程中針對基礎較好的學生可以嘗試從認識電源出發,給出電動勢的定義,然后再認識閉合電路,逐步推導閉合電路歐姆定律的表達式,具體操作如下:
首先帶領學生回憶:在初中利用歐姆定律進行電路計算時,題目上的電路圖通常沒有畫出電源,若補上電源,則構成閉合電路。研究閉合電路要從電源開始。電源的正、負極分別聚集大量的正、負電荷,而這些電荷的聚集不是電場力而是非靜電力作用的結果,非靜電力做功的過程,就是將其它形式的能轉化為電能的過程。(例如干電池,是化學反應的結果,將化學能轉化為電能)。我們將非靜電力做功與電荷量的比值定義為電源的電動勢E。若電源沒有內阻,則電源內部從負極到正極,電勢升高E,電源外部從正極到負極,電勢降低U=E。但電源有內阻,因此電流通過內阻電勢降低U內=Ir,則電源外部從正極到負極電勢降低U=E-U內。電源沒有接入電路時,I=0,U內=0,則U=E(即電源沒有接入電路時兩極間的電壓等于電動勢),若外電路為純電阻電路,則IR=E-Ir,整理得I=■。
經歷這樣一個概念的引出和規律的推導過程,學生對電動勢的定義,教材中電動勢大小的描述,閉合電路歐姆定律的成立條件以及電源的作用(包括將其它形式的能轉化為電能)從本質上有了深刻的理解,從物理學的內涵出發掌握物理規律。
在自主建構和發現、推導的過程中,學生對概念和規律有了深刻理解,便會靈活應用概念和規律解決物理問題,并大大降低遺忘程度,同時也更大程度的激發了學生學習物理的興趣。
物理不僅僅是一門自然學科,而且是一門科學。在整個物理教學過程中,初中物理教學是啟蒙階段,也是培養學生學習物理興趣的關鍵時期。
就現階段的初中生的生理和心理特點而言,他們富余好奇心善于探究,但缺乏抽象思維和學習持久力。所以經常覺得物理難,難在公式記不住,計算題不會算等等很現實的問題。作為教師,如何才能讓學生熟練地掌握物理公式、并靈活用公式去解決相應的實際問題,教師應在建立概念得出公式、理解應用、鞏固公式的過程中注意教學的方式方法。
一、創設情境感知概念
“從生活走向物理,從物理走向社會”是物理課程的基本理念。教師的教學過程應該貼近學生的生活,讓學生從身邊熟悉的生活現象中去探究并認識物理規律,同時還應將學生學習的物理知識與學生的生活相結合,讓學生體會物理在生活中的實際應用。
如在電功率定義公式導入中,利用將功率不同甚至差別很大的的用電器(比如用1000W的電吹風和一個100W的白熾燈),分別接入家庭電路線路板中,讓學生身臨其境的觀察兩次電能表的轉速(或電能表指示燈閃爍的快慢)明顯不同,引發學生的思考,從而為理解電功率的意義奠定了基礎。
二、實驗探究推導公式
實驗探究是學生尋得真知的必經之路。新課程倡導和凸顯探究學習,使學生的思維在探究中發展,學習的興趣在探究中提升。更有利于利用實驗結果推導和得出物理公式。
如在講解《歐姆定律》公式前,先引導學生探究電流與電壓電阻的關系,再根據所得的數據推導電流與電壓電阻的關系。由此順理成章推導出歐姆定律的公式:電流=電壓÷電阻。在實驗中學生體會其公式適用的條件、公式的特點、單位的統一性等等注意事項。
三、、圖像數據推理公式
物理學是數學化程度最高的一門學科,從物理概念的引入、規律的定性描述等都離不開數學的圖像處理能力,數據分析和計算應用能力。
如在建立物質的密度概念時,根據探究實驗“探究同種物質的質量和體積的關系”,收集數據后,分析比較數據發現物質的質量與體積成正比。或者根據實驗數據繪制圖像,分析圖像知道m與V成正比,寫出一般式m=Kv,代入一組(m,V)數據,即可算出k的值,得出結論,這種物質的質量與體積成正比。對不同的物質,這個比值一般不同,這個比值就是物質的密度,從而得出密度的計算公式。
四、類推類比總結公式
運用多種教學方法,如對比、類比的教學方法,加強思考公式之間的聯系與區別。
比如對于熱效率的學習,因為同為效率問題,可以先復習機械效率,由有經驗的同類公式引導學習新的背景下的效率問題。
六、課堂練習應用公式
課堂練習是檢驗教師的“教”和學生的“學”的有效手段,也是課堂反饋應用公式問題的一種有效方法。在利用公式解決實際問題時,教師要防止學生亂套公式,做到解一題,明一理。盡量設計一些能靈活運用公式的練習題,鼓勵學生一題多解、一題多問、一題多思、一題多變,使學生既能靈活、全面的接受信息,又能排除多余信息的干擾,從而有效的提高學生的公式應用能力。
七、知識框架聯系公式
美國認知教學心理學家奧蘇貝爾認為,影響課堂教學中意義學習的重要因素是學生的認知結構。在物理知識結構中,基本概念和公式就是一個個節點,各個概念往往是相對獨立的、零散的、分離的,未能完成完整的概念體系,因此整理組建知識網絡、畫知識樹等逐章總結,板塊歸納顯得尤為重要。
引導學生每學習完一章知識,進行一次總結歸納,每進行一個知識板塊,讓學生用自己的結構圖對知識點進行系統歸納,這樣連點成線,把零碎的知識點網絡化,有助于記憶和聯系公式。有利于學生系統的掌握物理概念、公式脈絡,實現物理公式的對比聯系與有效遷移。
八、精選考題運用公式
重視近年中考題、模擬題及月考、期中期末考試的導向引領作用,提高學生的公式應用能力。
日常教學中,及時收集近年陜西和各省的中考試題,了解熱點新聞中的物理現象,引導學生分析新背景、熱點中的物理知識。重視月考和期中期末考試的試卷分析,提高學生靈活應用公式的答題技巧、處理實際問題的能力。
九、競賽活動鞏固公式
適時進行公式的撲克牌游戲、聽寫、默寫、舉行書寫公式大賽等活動有利于學生梳理物理公式與意義,記憶并鞏固其單位。定期開展各種書寫公式的活動,進行書寫公式競賽,提高學生的學習熱情,調動學生的學習積極性,提高公式的正確書寫率、規范書寫率。
十、實踐活動升華公式
一、電磁學教材的整體結構
電磁運動是物質的一種基本運動形式.電磁學的研究范圍是電磁現象的規律及其應用.其具體內容包括靜電現象、電流現象、磁現象,電磁輻射和電磁場等.為了便于研究,把電現象和磁現象分開處理,實際上,這兩種現象總是緊密聯系而不可分割的.透徹分析電磁學的基本概念、原理和規律以及它們的相互聯系,才能使孤立的、分散的教學變成系統化、結構化的教學.對此,應從以下三個方面來認真分析教材.
1.電磁學的兩種研究方式
整個電磁學的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進行,這兩種方式均在高中教材里體現出來.只有明確它們各自的特征及相互聯系,才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質,培養學生的思維能力.
場的方法是研究電磁學的一般方法.場是物質,是物質的相互作用的特殊方式.中學物理的電磁學部分完全可用場的概念統帥起來,靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩電磁嘗迅變電磁場等,組成一個關于場的系統,該系統包括中學物理電學部分的各章內容.
“路”是“場”的一種特殊情況.中學教材以“路”為線的大骨架可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等.
“場”和“路”之間存在著內在的聯系.麥克斯韋方程是電磁場的普遍規律,是以“場”為基礎的.“場”是電磁運動的實質,因此可以說“場”是實質,“路”是方法.
2.物理知識規律物
理知識的規律體現為一系列物理基本概念、定律和原理的規律,以及它們的相互聯系.
物理定律是在對物理現象做了反復觀察和多次實驗,掌握了充分可靠的事實之后,進行分析和比較找出它們相互之間存在著的關系,并把這些關系用定律的形式表達出來.物理定律的形成,也是在物理概念的基礎上進行的.但是,物理定律并不是絕對準確的,在實驗基礎上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性,因此其適用范圍有一定的局限性.
第二冊第一章“電潮重要的物理規律是庫侖定律.庫侖定律的實驗是在空氣中做的,其結果跟在真空中相差很?。溥m用范圍只適用于點電荷,即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況.
“恒定電流”一章中重要的物理規律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律.歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來的,對金屬導電、電解液導電適用,但對氣體導電是不適用的.歐姆定律的運用有對應關系.電阻是電路的物理性質,適用于溫度不變時的金屬導體.
“磁場”這一章闡明了磁與電現象的統一性,用研究電場的方法進行類比,可以較好地解決磁場和磁感應強度的概念.
“電磁感應”這一章,重要的物理規律是法拉第電磁感應定律和楞次定律.在這部分知識中,能的轉化和守恒定律是將各知識點串起來的主線.本章以電流、磁場為基礎,它揭示了電與磁相互聯系和轉化的重要方面,是進一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎.電磁感應的重點和核心是感應電動勢.運用楞次定律不僅可判斷感應電流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.
“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎上結合電磁感應的理論和實踐,進一步提出電磁振蕩形成統一的電磁場,對場的認識又上升了一步.麥克斯韋的電磁場理論總結了電磁場的規律,同時也把波動理論從機械波推進到電磁波而對物質的波動性的認識提高了一步.
3.通過電磁場在各方面表現的物質屬性,使學生建立“世界是物質的”的觀點
電現象和磁現象總是緊密聯系而不可分割的.大量實驗證明在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著.電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用.運動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種唱—磁場.磁體的周圍也存在著磁場.磁場也是一種客觀存在的物質.磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用.現在,科學實驗和廣泛的生產實踐完全肯定了場的觀點,并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在,電磁場是物質的一種形態.
運動的電荷(電流)產生磁場,磁場對其它運動的電荷(電流)有磁場力的作用.所有磁現象都可以歸結為運動電荷(電流)之間是通過磁場而發生作用的.麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現象,得出結論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產生磁場.按照這個理論,變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的,形成一個不可分割的統一場,這就是電磁場.電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波.
從場的觀點來闡述路.電荷的定向運動形成電流.產生電流的條件有兩個:一是存在可自由移動的電荷;二是存在電場.導體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢處指向低電勢處.導體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例,即導體中形成電流時,它的本身要形成電場又要提供自由電荷.當導體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止.
二、以“學科體系的系統性”貫穿始終,使知識學習與智能訓練融合于一體
1.場的客觀存在及其物質性是電學教學中一個極為重要的問題.第一章“電潮是學好電磁學的基礎和關鍵.電場強度、電勢、磁嘗磁感應強度是反映電、磁場是物質的實質性概念.電場線,磁感線是形象地描述場分布的一種手段.要進行比較,找出兩種力線的共性和區別以加強對場的理解.
2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用.在教學中要使學生認識場和受場作用這兩類問題的聯系與區別,比如,場不是力,電勢不是能等.場中不同位置場的強弱不同,可用受場力者受場力的大小(方向)跟其特征物理量的比值來描述場的強弱程度.在電場中用電場力做功,說明場具有能量.通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能,離開了電場就談不上電荷的電勢能了.
3.認真做好演示實驗和學生實驗,使“潮抽象的概念形象化,通過演示實驗是非常重要的措施.把各種實驗做好,不僅使學生易于接受知識和掌握知識,也是基本技能的培養和訓練.安排學生自己動手做實驗,加強對實驗現象的分析,引導學生從實驗觀察和現象分析中來發展思維能力.從物理學的特點與對中學物理教學提出的要求來看,應著力培養學生的獨立實驗能力和自學能力,使知識的傳授和能力的培養統一在使學生真正掌握科學知識體系上.
【關鍵詞】“五讓”教學模式;物理科;探索和實踐
一、書本讓學生讀,教師作指導
書本讓學生讀,關鍵是教師把教材章節綱要問題提出后,要求學生參照提綱,自我閱讀課本,在誦讀的同時,對某些段詞句進行細讀、重讀,并要求把讀書和動腦、動筆結合起來,把問題弄清楚,做到能表達,能從中發現和提出問題。在學生閱讀課文時,教師作巡回指導,結合學生的實際多作啟發引導。如講“比熱容”這一節時,板書指導學生自學閱讀的參考提綱: 1.燒開一壺水比燒成溫水需要的時間是怎樣?即需要的熱量是怎樣?2.質量相等的水和煤油,在溫度升度數相同時,吸收的熱量是怎樣?質量相等的不同物質呢?3.怎樣來表示各種物質的這種性質上的不同呢?4.什么叫做比熱容?5.比熱的單位是怎樣?6.比熱是物質的什么?不同物質的比熱容是否相同?7.如水的比熱是 ,其物理意義是 。這些提綱是從教材和學生的實際出發,圍繞教學目的要求提出的較具體的問題。它引起了學生自主學習的興趣,激發了學生的自主學習積極性,把學生的注意力,求知欲集中起來,沿著教師的預設目標前行,又鼓勵學生通過閱讀,提出新的問題和見解。物理課堂教學,擠出適當時間讓學生閱讀,有利于學生個性發展,有利于新課程“彈性”教學目標的實現。
二、見解讓學生講,教師作啟發
讓學生講,就是大膽敢于讓學生發表成熟正確的見解,也可以讓學生發表不成熟的見解,還可讓學生發表錯誤的見解。在學生講的過程中,再適當插入問題,引導學生將知識延伸、拓展,以豐富內存,加深理解,培養學生思維深刻性和廣闊性。如當學生提出“力是物體對物體的作用”時,教師即板書,并提出“力是物體對物體的作用”這里有多少個物體?又如當學生講到“一個物體受力的作用,―定有另―個物體施加這種作用,前者是受力物體,后者是施力物體”時,就按著提出是否可以把它們的關系倒過來說?倒過來說,又有什么不同嗎?是否可以說某―物體既是受力物體同時也是施力物體?這樣接二連三地提出問題,一方面可以創造良好的課堂氣氛,促使學生智力的發展,另一方面也使問題逐步深化。知識面逐步擴大,使學生能理解、掌握和運用所學的知識。為了使這個過程發揮更大的效益,那是必須充分備課,深思熟慮,靈活善變,善于啟發,不僅要引導學生解決問題,而且還要引導學生不斷發現問題。讓學生講,我們的教學才更有針對性。
三、“三點”讓學生“議”,教師作引導
教材中的重點、難點和疑點,組織學生分組討論、交流、發揮學生主體作用,讓學生在動手、動腦、動口的過程中自主建構知識結構。學生在“議”的過程中主動學習、合作學習,這樣學生不僅是學習的主體,而且是教學資源,通過“議”促進每個學生的發展。
古語有云:學起于思,思源于疑。人的思維活動常常是由提出問題開始的。如在講“歐姆定律”這一節時,同學們在討論后的交流中,有的同學說:“從公式I=中可知,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。同時從I=R=中可知,導體的電阻跟電壓成正比,跟電流成反比。”大多數同學都認為前者是正確的,后者是錯誤的,導體的電阻的大小是決定于它的長度、橫截面積、村料和溫度,是導體的一種性質。同時從上一節“電流跟電壓、電阻的關系”中,明確了通過定值電阻R中的電流是隨著加在R兩端的電壓增大而增大,減小而減小,并且成正比,而R=的比值不變。所以,導體的電阻跟導體兩端的電壓和通過的電流無關。通過討論、交流,使學生正確理解歐姆定律,認識到公式中的I、U、R是同一電路上的電流、電壓和電阻,在物理學里,用導體兩端的電壓跟通過導體的電流I的比值,來表示導體的電阻。
四、規律讓學生找,教師作點撥
凡是教材中學生可以通過觀察、分析、概括,找出規律的內容,就創設問題情境,讓學生動腦,動手去找,決不包辦代替。如學習“滑動變阻器的原理的使用”一節,對學生來說是比較難懂的,難就難在滑動變阻器有四個插線柱,把它插入電路中時,選用插線柱的方法不是唯―的;滑電移動時,插入電路中的電阻線的長度變化不易弄清楚。為了解決這些難點,我便巧設方案:(1)在黑板上畫出三個滑動變阻的實物圖,結構示意圖、符號和展示實物,讓學生增強感性認識。
(2)針對學生學習中的難點和容易混淆不清的地方,提問要由表及里,由淺入深。如問:滑動變阻器的主要構造有哪幾部分?它的四個插線柱有哪幾種插法?哪幾種插法是正確的?哪幾種插法是不可取的?為什么?每―種插法使用于哪―部分電阻線?滑動移動時是怎樣改變了電路中的電流的?在此基礎上,師生同堂討論、分析、比較。教師適當點撥,引導學生自主進行概括,找出的規律:①滑動變阻器的四種接法歸納成兩種(―上一下);②下面的接線柱,接“左” (A)時,電流通過滑電P以左的電阻線,接“右”(B)時,電流通過滑電P以右的電阻線。
五、總結讓學生寫,教師作參與者
章節的總結都要讓學生自己去寫。讓學生通過寫總結,掌握學習方法,反思自己的學習成果,體驗成功的喜悅,自主完善知識結構。如在完成學習初三物理第七章《電阻》這一章時讓學生去總結這一章知識的結構圖。
關鍵詞:物理 電工 電磁學 學習
一、認識中學電磁學整體結構
電磁學包括靜電現象、電流現象、磁現象,中學物理的重要組成部分,電磁學的研究范圍是電磁現象的規律及其應用,其具體內容包括電磁輻射和電磁場等。電現象和磁現象,這兩種現象總是緊密聯系而不可分割的,在學習時應透徹分析電磁學的基本概念、原理和規律以及它們的相互聯系,不能孤立地、分散地學習。對此,應從以下三個方面來認真分析。
1. 電磁學的兩種研究方式。
整個電磁學的研究是以“場”和“路”兩個途徑進行的,這兩種方式均在高中教材里體現出來。只有明確它們各自的特征及相互聯系,才能有計劃、有目的地增強思維能力。
場的方法是研究電磁學的一般方法。場是物質,是物質的相互作用的特殊方式。中學物理的電磁學部分完全可用場的概念統帥起來:靜電場、恒定電場、恒定磁場、靜磁場、迅變電磁場等,組成一個關于場的系統,該系統包括中學物理電學部分的內容。
“路”是“場”的一種特殊情況。中學物理以“路”為線的大骨架可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等。
“場”和“路”之間存在著內在的聯系。麥克斯韋方程是電磁場的普遍規律,是以“場”為基礎的?!皥觥笔请姶胚\動的實質,因此可以說“場”是實質,“路”是方法。
2. 物理知識規律。
物理知識的規律體現為一系列物理基本概念、定律和原理的規律,以及它們的相互聯系。
物理定律是在對物理現象做了反復觀察和多次實驗,掌握了充分可靠的事實之后,進行分析和比較,找出它們相互之間存在著的關系,并把這些關系用定律的形式表達出來。物理定律的形成也是在物理概念的基礎上進行的。但是,物理定律并不是絕對準確的,在實驗基礎上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性,因此其適用范圍有一定的局限性。
庫侖定律是重要的物理規律。庫侖定律的實驗是在空氣中做的,其結果跟在真空中相差很小。其適用范圍只適用于點電荷,即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況。歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來的,對金屬導電、電解液導電適用,但對氣體導電是不適用的。歐姆定律的運用有對應關系。電阻是電路的物理性質,適用于溫度不變時的金屬導體。
“磁場”這一章闡明了磁與電現象的統一性,用研究電場的方法進行類比,可以較好地解決磁場和磁感應強度的概念。
“電磁感應”這一章,重要的物理規律是法拉第電磁感應定律和楞次定律。在這部分知識中,能的轉化和守恒定律是將各知識點串起來的主線。本章以電流、磁場為基礎,它揭示了電與磁相互聯系和轉化的重要方面,是進一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎。電磁感應的重點和核心是感應電動勢。運用楞次定律不僅可判斷感應電流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的。
“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎上結合電磁感應的理論和實踐,進一步提出電磁振蕩形成統一的電磁場,對場的認識又上升了一步。麥克斯韋的電磁場理論總結了電磁場的規律,同時也把波動理論從機械波推進到電磁波,而對物質的波動性的認識提高了一步。
3. 通過電磁場在各方面表現的物質屬性,在學習中建立“世界是物質的”的觀點。
電現象和磁現象總是緊密聯系而不可分割的。大量實驗證明在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用。運動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種場――磁場。磁體的周圍也存在著磁場。磁場也是一種客觀存在的物質。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用。現在,科學實驗和廣泛的生產實踐完全肯定了場的觀點,并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在,電磁場是物質的一種形態。
運動的電荷(電流)產生磁場,磁場對其它運動的電荷(電流)有磁場力的作用。所有磁現象都可以歸結為運動電荷(電流)之間是通過磁場而發生作用的。麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現象,得出結論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。按照這個理論,變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的,形成一個不可分割的統一場,這就是電磁場。電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波。
從場的觀點來闡述路。電荷的定向運動形成電流。產生電流的條件有兩個:一是存在可自由移動的電荷;二是存在電場。導體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢處指向低電勢處。導體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例,即導體中形成電流時,它的本身要形成電場又要提供自由電荷。當導體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止。
二、以“學科體系的系統性”貫穿始終,使知識學習與實驗融合于一體
1. 場的客觀存在及其物質性是電磁學學習中一個極為重要的問題。
場是學好電磁學的基礎和關鍵。電場強度、電勢、磁感應強度是反映電、磁場是物質的實質性概念。電場線、磁感線是形象地描述場分布的一種手段,要進行比較,找出兩種力線的共性和區別以加強對場的理解。
2. 電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用。
認識場和受場作用這兩類問題的聯系與區別,比如場不是力、電勢不是能等。場中不同位置場的強弱不同,可用受場力者受場力的大?。ǚ较颍└涮卣魑锢砹康谋戎祦砻枋鰣龅膹娙醭潭取T陔妶鲋杏秒妶隽ψ龉?,說明場具有能量。通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能,離開了電場就談不上電荷的電勢能了。
3. 認真做好演示實驗,使場抽象的概念形象化。
演示實驗是非常重要的措施。把各種實驗做好,不僅易于接受知識和掌握知識,也是基本技能的培養和訓練。自己動手做實驗,加強對實驗現象的分析,從實驗觀察和現象分析中來發展思維能力。從物理學的特點與對中學物理教學提出的要求來看,應著力培養獨立實驗能力和自學能力,使知識的傳授和能力的培養統一在使自己真正掌握科學知識體系上。
4. 培養綜合運用所學物理知識去分析和解決問題的能力。