時間:2023-09-21 16:55:34
導語:在歐姆定律基礎的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優秀范文,愿這些內容能夠啟發您的創作靈感,引領您探索更多的創作可能。

關鍵詞:歐姆定律 高中物理教學方法
一、教材分析
《歐姆定律》的內容,在初中階段已經學過,高中階段《物理》安排這節課的目的,主要是讓學生通過課堂演示實驗再次增加感性認識;體會物理學的基本研究方法(即通過實驗來探索物理規律);學習分析實驗數據,得出實驗結論的兩種常用方法――列表對比法和圖象法;再次領會定義物理量的一種常用方法――比值法。這就決定了《歐姆定律》教學的教學目的和教學要求。教學不全是為了讓學生知道實驗結論及定律的內容,重點在于要讓學生知道結論是如何得出的;在得出結論時用了什么樣的科學方法和手段;在實驗過程中是如何控制實驗條件和物理變量的,從而讓學生沿著科學家發現物理定律的歷史足跡體會科學家的思維方法。
《歐姆定律》的內容在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到復習初中知識的作用,另一方面為學習閉合電路歐姆定律奠定了基礎。《歐姆定律》實驗中分析實驗數據的兩種基本方法,也將在后續課程中多次應用。因此也可以說,《歐姆定律》是后續課程的知識準備階段。
通過《歐姆定律》的學習,要讓學生記住歐姆定律的內容及適用范圍;理解電阻的概念及定義方法;學會分析實驗數據的兩種基本方法;掌握歐姆定律并靈活運用。《歐姆定律》內容的重點是進行演示實驗和對實驗數據進行分析。這是教學的核心,是教學成敗的關鍵,是實現教學目標的基礎。《歐姆定律》教學的難點是電阻的定義及其物理意義。盡管用比值法定義物理量在電場一章中已經接觸過,但學生由于缺乏較多的感性認識,對此還是比較生疏。從數學上的恒定比值到理解其物理意義并進而認識其代表一個新的物理量,還是存在著不小的思維臺階和思維難度。對于電阻的定義式和歐姆定律表達式,從數學角度看只不過略有變形,但它們卻具有完全不同的物理意義。有些學生常將兩種表達式相混,對公式中哪個是常量哪個是變量分辨不清,要注意提醒和糾正。
二、關于教法和學法
《歐姆定律》教學采用以演示實驗為主的啟發式綜合教學法。教師邊演示、邊提問,讓學生邊觀察、邊思考,最大限度地調動學生積極參與教學活動。在教材難點處適當放慢節奏,給學生充分的時間進行思考和討論,教師可給予恰當的思維點撥,必要時可進行大面積課堂提問,讓學生充分發表意見。這樣既有利于化解難點,也有利于充分發揮學生的主體作用,使課堂氣氛更加活躍。
通過《歐姆定律》的學習,要使學生領會物理學的研究方法,領會怎樣提出研究課題,怎樣進行實驗設計,怎樣合理選用實驗器材,怎樣進行實際操作,怎樣對實驗數據進行分析及通過分析得出實驗結論和物理規律。同時要讓學生知道,物理規律必須經過實驗的檢驗,不能任意外推,從而養成嚴謹的科學態度和良好的思維習慣。
三、對教學過程的構想
為了達成上述教學目標,充分發揮學生的主體作用,最大限度地激發學生學習的主動性和自覺性,對一些主要教學環節,有以下構想:
1.在引入新課提出課題后,啟發學生思考:物理學的基本研究方法是什么(不一定讓學生回答)?這樣既對學生進行了方法論教育,也為過渡到演示實驗起了承上啟下作用。
2.對演示實驗所需器材及電路的設計可先啟發學生思考回答。這樣既鞏固了他們的實驗知識,也調動他們盡早投入積極參與。
3.在進行演示實驗時可請兩位學生上臺協助,同時讓其余同學注意觀察,也可調動全體學生都來參與,積極進行觀察和思考。
4.在用列表對比法對實驗數據進行分析后,提出下面的問題讓學生思考回答:為了更直觀地顯示物理規律,還可以用什么方法對實驗數據進行分析?目的是更加突出方法,使學生對分析實驗數據的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認識。到此應該達到本節課的第一次,通過提問和畫圖象使學生的學習情緒轉向高漲。
5.在得出電阻概念時,要引導學生從分析實驗數據入手來理解電壓與電流比值的物理意義。此時不要急于告訴學生結論,而應給予充分的時間,啟發學生積極思考,并給予適當的思維點撥。此處節奏應放慢,可提問請學生回答或展開討論,讓學生的主體作用得到充分發揮,使課堂氣氛掀起第二次,也使學生對電阻的概念是如何建立的有深刻的印象。
6.在得出實驗結論的基礎上,進一步提出歐姆定律,這實際上是認識上的又一次升華。要注意闡述實驗結論的普遍性,在此基礎上可讓學生先行,以鍛煉學生的語言表達能力。教師重申時語氣要加重,不能輕描淡寫。要隨即強調歐姆定律是實驗定律,必有一定的適用范圍,不能任意外推。
7.為檢驗教學目標是否達成,可自編若干概念題、辨析題進行反饋練習,達到鞏固之目的。然后結合課本練習題,熟悉歐姆定律的應用,但占時不宜過長,以免沖淡前面主題。
四、授課過程中幾點注意事項
1.注意在實驗演示前對儀表的量程、分度和讀數規則進行介紹。
2.注意正確規范地進行演示操作,數據不能虛假拼湊。
3.注意演示實驗的可視度。可預先制作電路板,演示時注意位置要加高。有條件的地方可利用投影儀將電表表盤投影在墻上,使全體學生都能清晰地看見。
4.定義電阻及歐姆定律時,要注意層次清楚,避免節奏混亂。可把電阻的概念及定義在歸納實驗結論時提出,而歐姆定律在歸納完實驗結論后。這樣學生就不易將二者混淆。
5.所編反饋練習題應重點放在概念辨析和方法訓練上,不能把套公式計算作為重點。
6.注意調控課堂節奏,避免單調枯燥。
參考文獻:
一、將定值電阻改用電阻箱進行實驗
絕大部分老師在進行蘇科版歐姆定律實驗教學時常常有這樣的一個困惑,定值電阻標有10歐姆,在進行實驗時定值電阻的阻值卻不準確,給歐姆定律實驗帶來了一些不必要的麻煩。我認為定值電阻不準確的原因是:定值電阻出廠時是很精確的,但是由于學校購置后存放在實驗室的條件不好,另一方面定值電阻存放時間過長,現在實驗室中的定值電阻還是八十年代的產品。所以有些定值電阻的接線柱上面已氧化,電阻線也發生了化學變化,常見的10歐姆的電阻只有8歐姆左右。學校的實驗經費有限,不可能每年都購買新的定值電阻。另外在研究電流與電阻的關系時,要多次改變定值電阻的阻值,多次改變所連的電路,浪費了許多實驗時間。為此我嘗試用電阻箱來代替定值電阻進行實驗,效果顯著。一方面電阻箱電阻線在箱內,不易氧化。另一方面電阻箱內電阻的精確度高,一般實驗室用的J2362-1電阻箱的誤差為0.1歐姆,大大高于定值電阻的精確度。另外在進行研究電流與電阻的關系時,要多次改變定值電阻的阻值,利用電阻箱進行實驗就不必重復拆線連線,節省了許多實驗時間,大大提高了課堂效率,讓學生在課堂上有更多的時間來提高自己的知識技能。
二、電源由干電池組改為學生電源
這個探究歐姆定律的實驗在書本上用干電池組進行學生實驗,但是使用時由于干電池使用時間較長,干電池內部會發生化學變化,干電池的電阻會發生變化,對實驗的操作會產生影響。即使用了三節干電池,定值電阻兩端的電壓不一定達到3伏。另外從環保的角度分析,一學期電學內容的學習,學生至少要進行三次電學學生實驗。如果大量使用干電池作為電源進行實驗,一個中等規模的初級中學會產生一千多個廢舊電池,一方面大量浪費了學校有限的辦公經費,另一方面學校對廢舊電池處理不當,對周圍環境會產生嚴重影響。綜合上述考慮,我認為用學生電源來替代干電池,學生電源干凈污染少,還可以避免干電池內阻對實驗的影響。當然學生電源并不是沒有缺點,學生電源如果使用不當對人身安全有危險。我認為今后物理老師進行電學物理實驗時,盡可能使用學生電源,只要安全措施恰當,學生電源是進行歐姆定律和其他電學實驗最好的電源選擇。
三、導線由接線端帶叉口的導線改為兩端是鱷魚夾的導線
學生在進行歐姆定律實驗時連七根線,學生在連接電路時,經常不能捏緊螺母,造成接觸不良,實驗效果較差,為了提高學生做歐姆定律實驗的效率,我校在進行歐姆定律實驗時,用鱷魚夾來代替帶叉口的導線。可節省連接導線的時間,我做過調查,學生用鱷魚夾代替帶叉口的導線連接電路后,連接歐姆定律實驗電路圖的時間大大的提高了。另一方面連接電路的成功率由原來的50%提高到80%左右,減少了一些不必要的檢修時間。節省了實驗操作時間,增加了學生進行探究的時間。另外為了提高實驗的精確度鱷魚夾最好用銅制,導線改用較粗的銅導線,在導線與鱷魚夾連接處應用錫焊或銀焊,這樣導線與鱷魚夾不易脫落。焊接處應加一根橡膠管加以保護,這樣同學們在使用時不易折斷,盡可能提高實驗的成功率和精確度。有些老師認為實驗存在誤差可以證明實驗的真實性,其實這種觀點是不科學的,在以前實驗環境較差、實驗器材精確度不高,在這種情況下誤差較大也是正常的。但是現在無錫地區經濟基礎較好,各校都在進行現代化實驗改造或已經完成現代化實驗改造。如果此時實驗誤差較大,這與物理老師的嚴謹,對科學的一絲不茍的精神是不相符的。
四、數據處理時采用整數
歐姆定律在中考中的題型主要有填空題、選擇題、圖像題、問答題、實驗探究題、計算題等。填空題、選擇題、圖像題主要考查歐姆定律的基礎知識,實驗探究題主要集中在探究電流與電壓、電阻的關系及伏安法測電阻上,問答題一般在實際應用方面出題,計算題主要考查歐姆定律的計算。
重點考查:
1.探究實驗:探究電流與電壓、電阻的關系;伏安法測電阻及變形;
2.歐姆定律的意義及應用:對歐姆定律的理解及應用歐姆定律解決問題。
考查熱點:
1.實驗:探究電流與電壓、電阻的關系;伏安法測電阻及變形;
2.理解:對歐姆定律的理解;
3.應用:應用歐姆定律分析動態電路、計算及解決實際問題。
考點1: 電流與電壓、電阻的關系
例1:小華用如圖所示的電路探究電流與電阻的關系。已知電源電壓為6V,滑動變阻器R2的最大電阻為20Ω,電阻R1為l0Ω。實驗過程中,將滑動變阻器滑片移到某一位置時,讀出電阻R1兩端電壓為4V,并讀出了電流表此時的示數。緊接著小華想更換與電壓表并聯的電阻再做兩次實驗,可供選擇的電阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一個,為了保證實驗成功,小華應選擇的電阻是 Ω和 Ω。
解析:要探究電流與電阻的關系時,必須要控制電阻R1兩端的電壓一定,即R1兩端電壓U1=4V不變。要能保證實驗成功,滑動變阻器兩端電壓控制為6V-4V=2V,R2中也就是電路中的最小電流為2V/20Ω=0.1A,此時定值電阻最大為U1/I=4V/0.1A=40Ω,故只能選擇l5Ω、30Ω的電阻。
答案:15,30。
點撥: 探究電流與電阻的關系,要改變電阻大小,而必須控制其兩端電壓一定。
考點2: 歐姆定律表達式及其物理意義
例2:關于歐姆定律公式I= ■,下列說法正確的是( )。
A.導體的電阻與電壓成正比,與電流成反比
B.導體兩端的電壓越大,其電阻越大
C.據歐姆定律公式變形可得R= ■,可見導體電阻大小與通過它的電流與它兩端電壓有關
D. 根導體電阻的大小等于加在它兩端的電壓與通過它的電流的比值
解析:I、U、R三者不能隨意用正比、反比關系說明,R=U/I,它是電阻的計算式,而不是決定式,導體的電阻是導體本身的性質,與電流電壓無關,只與導體的長度、材料、橫截面積和溫度有關,但可用電壓與電流的比值求電阻。
答案:D。
點撥:理解歐姆定律中的“成反比”和“成正比”兩個關系及知道決定電阻大小的因素。
考點3:動態電路分析
例3:如下圖所示,電源電壓不變.閉合S1后,再閉合S2,電流表的示數 ,電壓表的示數 。(選填“變大”、“變小”或“不變”。)
解析:當閉合S1后,再閉合S2,此時R2被短路,電壓表接到電源兩端,因此電壓表示數變大,此時電路中的總電阻減小,電流表示數也變大。
答案:變大,變大。
點撥:分清原來開關閉合時電路狀態和兩個開關同時閉合時電路的狀態。
考點4:歐姆定律計算
例4:實驗室有甲、乙兩只燈泡,甲標有“15V 1.0A”字樣,乙標有“10V 0.5A”字樣。現把它們串聯起來,則該串聯電路兩端允許加的最高電壓為(不考慮溫度對燈泡電阻的影響)( )。
A.25V B.35V C.15V D.12.5V
解析:甲燈的電阻是R甲=■=■=15Ω。乙燈的電阻R乙=■=■=20Ω,兩燈串起來后,總電阻是15Ω+20Ω=30Ω,允許通過的最大電流是0.5A,所以最高電壓是30Ω×0.5A=15V。
答案:C。
點撥:不能把兩額定電壓的值相加作為最高電壓;串聯應取小電流。
考點5:電阻的測量
例5:現有一個電池組,一個電流表,一個開關,一個已知電阻R0,導線若干,用上述器材測定待測電阻Rx的阻值,要求:①畫出實驗電路圖;②簡要寫出實驗步驟并用字母表示測量的物理量;③根據所測物理量寫出待測阻值Rx的表達式。
解析:此題是伏安法測電阻的變形――雙安法,在兩表一器不全的情況下設計電路測電阻,因有電流表和定值電阻,故設計并聯電路,測出兩支路電流,利用電壓相等,電流比等于電阻反比列關系式解答。答案不唯一,但基本原理是設計成并聯電路。
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。
本文為全文原貌 未安裝PDF瀏覽器用戶請先下載安裝 原版全文
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.
說課是把執教者的教學設想,教學思想及其理論依據說出來,供同行商榷和交流。今天“說課”的內容是“歐姆定律”一節。下面介紹說這節課的過程。
一、教材分析
“歐姆定律”一課,學生在初中階段已經學過,高中選修教材安排這節課的目的,主要是讓學生通過課堂演示實驗再次增加感性認識;體會物理學的基礎研究方法(即通過實驗來探索物理規律);學習分析實驗數據,得出實驗結論的兩種常用方法——列表對比法和圖像法;再次領會定義物理量的一種常用方法——比值法。這就決定了本節課的教學目的和教學要求。這節課不全是為了讓學生知道實驗結論及定律的內容,重點在于要讓學生知道結論是如何得出的;在得出結論時用了什么樣的科學方法和手段;在實驗過程中是如何控制實驗條件和物理變量的,從而讓學生沿著科學家發現物理定律的歷史足跡體會科學家的思維方法。
本節課在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到復習初中知識的作用,另一方面為學習閉合電路歐姆定律奠定基礎。本節課分析實驗數據的兩種基本方法,也將在后續課程中多次應用。因此也可以說,本節課是后續課程的知識準備階段。
通過本節課的學習,要讓學生記住歐姆定律的內容及適用范圍;理解電阻的概念及定義方法;學會分析實驗數據的兩種基本方法;掌握歐姆定律并靈活運用。本節課的重點是成功進行演示實驗和對實驗數據進行分析,這是本節課的核心,是本節課成敗的關鍵,是實現教學目標的基礎。
本節課的難點是電阻的定義及其物理意義。盡管用比值法定義物理量在高一物理和高二電場一章中已經接觸過,但學生由于缺乏較多的感性認識,對此還是比較生疏。從教學上的恒定比值到理解其物理意義并進而認識其代表一個新的物理量,還是存在著不小的思維臺階和思維難度。對于電阻的定義式和歐姆定律表達式,從教學角度看只不過略有變形,但它們卻具有完全不同的物理意義。
二、關于教法和學法
根據本節課有演示實驗的特點,本節課采用以演示實驗為主的啟發式教學法。教師邊演示、邊提問,讓學生邊觀察、邊思考,最大限度地調動學生積極參與教學活動。在教材難點處適當放慢節奏,給學生充分的時間進行思考和討論,教師可給予恰當的思維點撥,必要時可進行課堂提問,讓學生充分發表意見。這樣既有利于化解難點,又有利于發揮學生的主體作用,使課堂氣氛更加活躍。
通過本節課的學習,要使學生領會物理學的研究方法,領會怎樣提出研究課題,怎樣進行實驗設計,怎樣合理選用實驗器材,怎樣進行實驗操作,怎樣對實驗數據進行分析及通過分析得出實驗結論和總結出物理規律。同時要讓學生知道,物理規律必須通過實驗的檢驗,從而養成嚴謹的科學態度和良好的思維習慣。
三、對教學過程的構想
為了達成上述教學目標,充分發揮學生的主體作用,最大限度地激發學生學習的主動性和自覺性,對一些主要教學環節,有以下構想:
1. 在引入新課提出課題前,啟發學生思考:物理學的基本研究方法是什么?這樣既對學生進行了方法論教育,也為過渡到演示實驗起承上啟下作用。
2. 對演示實驗所需器材及電路的設計可先啟發學生思考回答,這樣使學生既鞏固實驗知識,又調動學生積極參與。
3. 在進行演示實驗時可請兩位學生上臺協助,同時讓其余學生注意觀察,也可調動全體學生都來參與,積極進行觀察和思考。
4. 用列表對比法對實驗數據進行分析后,提出問題讓學生思考回答:為了更直觀地顯示物理規律,還可以用什么方法對實驗數據進行分析?目的是更加突出方法教育,使學生對分析實驗數據的兩種最常用的基本方法有更深刻的認識。到此應該達到本節課的第一次,通過提問和畫圖像使學生的學習情緒轉向高漲。
5. 在得出電阻概念時,要引導學生從分析實驗數據入手來理解電壓與電流比值的物理意義。此時不要急于告訴學生結論,而應給予充分的時間,啟發學生積極思考,并給予適當的思維點撥。此處節奏應放慢,可提請學生展開討論,讓學生的主體作用得到充分發揮,使課堂氣氛掀起第二次,也使學生對電阻的概念是如何建立的有深刻印象。
6. 在得出實驗結論的基礎上,進一步總結歐姆定律,這實際是認識上的又一次升華。要注意闡述實驗結論的普遍性,在此基礎上可讓學生先行總結,以鍛煉學生的語言表達能力。
7. 為檢驗教學目標是否達成,可自編若干概念題進行反饋練習,達到鞏固之目的。然后結合教材練習題,熟悉歐姆定律的應用,時間不宜過長,以免沖淡主題。
四、授課過程中注意事項
1.注意在實驗演示前對儀表的量程、分度和讀數規則進行介紹。
2.注意正確規范地進行演示操作。
3.注意湊示實驗的可視度。
4. 定義電阻及總結歐姆定律時,要注意層次清楚,避免節奏混亂。
5.所編反饋練習題應重點放在概念辨析和方法訓練上,不能把套公式計算作為重點。
關鍵詞: 新課標 《歐姆定律》 探究性實驗教學
《初中物理新課程標準》將科學探究納入了物理教學的內容,旨在將學生學習的重心從過去的過于強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化。
所謂“實驗探究教學模式”,是指學生在教師的引導下,運用已有的知識和技能,充當新知識的探索者和發現者的角色的學習模式。
筆者多年從事初三物理教學,結合新課改要求,在《歐姆定律》探究教學中進行了嘗試,現談談自己的實踐和體會。
一、在探究過程中,著重應用控制變量法
控制變量法是指決定某一物理量的因素有很多。為了弄清這個量與這些因素之間的關系,往往先控制住其他幾個因素不變,集中研究其中一個因素變化所產生的影響,然后通過比較歸納出與這些量之間的關系。
歐姆定律揭示了電流、電壓、電阻三個物理量之間的關系,由于電流大小與電壓、電阻都有關系,因此探究步驟中的設計實驗應盡量引導學生分為兩步設計。
1.保持電阻不變,研究電流跟電壓的關系。
要讓學生明確“研究電流跟電壓的關系時,應保持電阻不變”,設計實驗電路時應考慮:①怎樣測量定值電阻兩端的電壓U和定值電阻中的電流I呢?②怎樣保持導體的電阻R不變呢?③通過什么方法改變定值電阻兩端的電壓U呢?
設計并連接電路利用滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓,使它成整數倍地增加,并記錄所對應的電流值,
2.保持電壓不變,研究電流跟電阻的關系。
要讓學生明確“研究電流跟電阻的關系時,應保持電壓不變”,實驗探究時應考慮:①怎樣改變導體電阻R的大小?②怎樣保持導體兩端的電壓U不變呢?讓學生討論交流,使學生認識到:當定值電阻的大小發生變化時,可通過滑動變阻器控制其兩端的電壓U保持不變。
更換定值電阻,利用滑動變阻器保持定值電阻兩端的電壓不變,記錄對應的電流值,在具體的探究教學中可能會遇到這樣的問題:在電阻R阻值改變時,電阻R兩端的電壓也發生變化,如何移動滑動變阻器的滑片,使電阻R兩端的電壓恢復到原來的電壓值。這也是把控制變量法從理論升華到實際的一個方面。
二、在探究過程中,讓學生親身體驗,增強課堂教學效果
學生是教學活動的主體,教師對思維活動過程的展開,不能代替學生自己的思維活動。因此,在設計本節探究活動時筆者以學生為中心,進行分組實驗。激發學生的求知欲和參與意識,使不同層次學生的認知結構、個性品質在參與中都得到發展。設計學生活動程序如下:
(1)提出問題:電流與電壓,電流與電阻的關系?
(2)作出假設:①不成比例。②成正比。③成反比。
(3)設計并進行實驗:①設計電路圖。②設計步驟。③進行實驗。
(4)分析數據得出結論。
這樣做有以下好處:第一,可以充分調動學生的積極性。對于初中學生來說,他們已不再局限于看老師演示實驗,都喜歡自己動手操作,通過自己的實踐解決問題。第二,可以清楚地發現并指出學生的操作中的錯誤,物理實驗中一些儀器的使用,要求學生掌握,培養學生正確而良好的操作技能。但是,在實踐過程中,筆者認為學生的練習機會實在太少,有些儀器的使用方法盡管學生課上聽懂了,但真正操作起來并不如想象的那樣簡單順手。就像本節中的電流表、電壓表的使用,學生往往會把電表的串并連搞錯,把正負接線柱接錯等,滑動變阻器的使用也不夠到位。第三,可以鞏固學生對相應知識的掌握情況。對于人的記憶方式來說,自己動手操作過的情景記憶起來要比單純的聆聽接受記憶要牢固得多。
三、在探究過程中,引導學生反思應用遷移
這一方法要求把已知遷移到未知、把此一類知識遷移到另一類知識中,使學生受到相互滲透、影響和轉化的觀點的教育。例如,啟發學生把已有的知識遷移到歐姆定律的探究中,把歐姆定律的知識遷移到其他知識的學習中。這樣就使學生不僅提高了知識學習的效率,而且逐漸樹立普遍聯系、轉化的觀點。
例如:在總結歐姆定律的公式(I=U/R)時,可以壓強的公式為母本,壓強的公式是P=F/S,它的理解可以是:當受力面積一定時,壓強與壓力成正比;當壓力一定時,壓強與受力面積成反比。而歐姆定律是:通過導體的電流,與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比。兩者是可以相互遷移的,所以很順利地得出歐姆定律的公式I=U/R。這對于知識和思維不是很完善的初中學生來說,可以很容易地掌握知識,得出結論。
當然在歐姆定律的探究教學中還有很多地方可以運用知識遷移,例如:在運用探究的基本過程解決電流、電壓、電阻三者關系時,可以反思以往用探究的方法解決過的問題,如液體壓強、深度、液體密度三者的關系,用以往的經驗為本次探究的順利完成做鋪墊。
四、在探究過程中,利用教材對學生進行德育教育
德育是五育之首,新課程標準關注人的發展,把德育放在十分重要的地位。作為基礎學科的物理理所當然承擔著重要的德育任務。
在《歐姆定律》探究教學中,筆者首先做了大量的準備工作,這樣學生不僅學得很愉快,而且在心里會產生一種對教師的敬佩之情,并從老師身上體會到一種責任感,這對以后的學習工作都有巨大的幫助作用。其次,在教學過程中,利用分組實驗的合作性學習潛移默化地對學生進行德育教育,培養他們團結協作的精神。最后,利用歐姆的事跡和成果激發學生的學習熱情,樹立崇高理想,榜樣的力量是無窮的,它對學生具有強大的感染力和說服力。
教育部頒布的《物理課程標準》首先提出科學探究,其次才是科學內容,它把科學探究作為很重要很有價值的學習方法和教學方法提出來,說明越來越多的教育者注意到探究教學在教改中的重要地位。《歐姆定律》一課的探究教學不僅要求教師有較高自身的修養素質,還要做好在探究教學中與學生一起雙向地、互動地建構學科知識、促進能力發展。因此,在初中物理新課標下如何更好地開展探究教學,值得我們探討。
參考文獻:
關鍵詞:導學案;環節;教學
【課前預習】
此部分由兩個環節組成。
第一個環節:預設讓學生在課前完成,即學生在不需教師指導和同學互助的前提下借助課本獨立完成,以達到大體了解本節知識的目的。所以,設置的問題必須全部來自課本,但不是照抄照搬,而是對課本重點知識進行提煉,空格不宜過長,一般以填入2~4個關鍵字為主。問題設置不宜有難度,只要學生認真讀完課本就可以知道答案,換言之,學生可以在課本上按照上下文的意思找到答案。如:“歐姆定律”可設計:歐姆定律內容是導體中的電流跟導體兩端的電壓U成____,跟導體的電阻成____;公式I=________。
第二個環節:需設置1~2個涉及關鍵性知識的思考題(可適當穿插在基礎知識之間),思考題要具有普遍的代表性和趣味性,最好是與生活或社會熱點有關聯的問題。如:在“歐姆定律”一節設計:公式R=U/I與I=U/R的物理意義相同嗎?
【分組討論】
此即課堂學習的第二階段。在第一階段的基礎上設置基礎問題,目的是使學生在解決問題的過程中增長知識和技能。本部分內容學生獨立完成有一定的難度,最好通過小組討論的方式解決,所設置的問題應該有一定的難度和深度。緊扣本節的重點和難點,針對學生學習過程中可能產生的問題并作為下一階段的知識儲備而設問。如:“歐姆定律”的問題設計:在探究導體中的電流與導體兩端的電壓的關系時,若將導體換成晶體二極管,此時導體中的電流還與導體兩端的電壓成正比嗎?
【課堂導學】
此即課堂學習的第三階段。學生在前兩個階段的基礎上,已經基本了解了本節內容,但還需要進一步鞏固和提升。本階段主要以例題講解為主,所選例題要求具有代表性,一般以2~4道為宜,這些例題基本覆蓋本節重、難點內容。如:“在“電勢差”教學中設計3道題:①電勢差的說法正誤判斷;②點電荷在電場中移動問題;③電勢的高低判斷。
解析側重基本方法,不要求新奇的解法,以鞏固本節知識為主要目的。通過對例題的學習,明確告訴學生的是什么,解題最重要的方法一定要詳細總結出來。
【課堂展示】
緊跟每道重點探究例題后,根據本節重難點設置習題,要求學生在學會例題解法的基礎上就能完成。難度保持和例題相當,與課堂導學內容相近。這里就不再舉例說明了。
【課后拓展】
針對本節內容,拓展一些常見的考查方式、預測可能會出現的考查方式。可以以高考題為例但內容不能超前,沒有合適的高考題,可以原創或改編一些較新的題目,拒絕現成題和舊題。試題選擇題型4道,填空或探究題型2道。如:“歐姆定律”設計為:①歐姆定律適用性;②圖像中最大電阻的判斷;③同一導體中的電流、電壓比例關系;④不同導體中的電流、電壓比例關系;⑤計算溫度對用電器電壓的影響;⑥計算金屬導體的電流和電阻。
本節課在這些方面能較好地體現我的教學理念:
一、實驗教學,激發興趣
物理學家愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師。”興趣是學生學好物理知識的內在的、直接的動力。對初中學生來說,實驗具有特別強烈的吸引力。很少有學生在教師做實驗的時候精神不集中。實驗調動學生各個感官的作用,并且使思維處于最積極的狀態。本節《運用歐姆定律測量電阻》給了學生一個動手動腦、直接體驗的機會,所有學生都為能進實驗室親自操作而興奮不已。
二、注重細節,打好基礎
俗話說:“細節決定成敗。”《運用歐姆定律測量電阻》從實驗原理到電路圖的設計,從實驗器材的準備到器材的連接,從連接過程中的開關斷開,到電流表電壓表的量程的選擇,從實驗表格的設計,到實驗數據的處理,每一處細節都要留意,精心操作,才能出色地完成整個實驗。大多數學生能夠細心操作,這為物理實驗學習打好扎實的基礎,比課堂上紙上談兵“做實驗”效果好得多。
三、積極引導,鼓勵創新
在按照教材上的設計,完成“伏安法測電阻”這一“規定動作”后,我沒有鳴金收兵,而是繼續發問引導:如果實驗時電流表壞了,而我們手頭上沒有其他安培表,那實驗還能最終完成嗎?如果壞的是電壓表呢?我積極引導,鼓勵學生認真思考,開闊思路,勇于創新。終于,有一些學生陸陸續續地拿出了解決方案,其中有些方案頗有創意。
在收獲成果的同時,我也清楚地看到了存在的問題:
1.準備不足,適得其反
學生聽說要去實驗室做實驗,都很興奮。盡管我課前布置了預習作業,但是仍然有少部分學生準備不足,到實驗室里不熟悉操作流程,手忙腳亂。好不容易電路連接完成,一試就出故障,此時更是急得滿頭大汗,平時所學的簡單電路故障排除方法也用不起來了……由此可見,同樣是實驗教學,學生有備而來,則能激發興趣;如果準備不足,操作失誤或遲遲得不出實驗結論,還能激發興趣嗎?不但不能,甚至導致部分學生對物理實驗產生恐懼感。
2.思路保守,創新不夠
完成教材里“伏安法測電阻”這一“規定動作”后,我引導學生拓展思路,思考如何只用電流表或只用電壓表來測出未知電阻的大小。部分學生思路保守,認為只有測出未知電阻兩端的電壓和通過電阻的電流才能根據歐姆定律的變形公式算出電阻的大小。而這兩個數據,只能通過電壓表和電流表分別測出,缺一不可。由此可見,我在以后的教學中要多引導學生拓展思路,否則學生缺乏創新意識。
3.沒有嚴謹的科學態度
物理實驗探究,需要務實求真,來不得半點虛假。在實驗操作過程中,個別學生感覺自己的實驗數據不夠“理想”,就硬生生地編造了“理想化”的數據,這樣處理過的結果“完美”了。我對這樣的學生進行了嚴肅的批評教育,并要求其重做實驗,重新測量。第二節物理課上,我又鄭重其事告誡所有學生,應該向居里夫人等物理學家學習,學習他們嚴謹的科學態度。
例1.某同學在探究“電流跟電壓、電阻的關系”時,根據收集到的數據畫出了如圖所示的一個圖像.下列結論與圖像相符的是()
A.電阻一定時,電流隨著電壓的增大而增大
B.電阻一定時,電壓隨著電流的增大而增大
C.電壓一定時,電流隨著電阻的增大而減小
D.電壓一定時,電阻隨著電流的增大而減小
分析:(1)圖像的橫坐標表示電阻,縱坐標表示電流,因此得到的是電流和電壓的關系;(2)圖像是個反比例函數圖像,因此說明電流與電阻成反比,即電流隨電阻的增大而減小;(3)在探究電流與電阻的關系時,應控制電壓不變.
綜上,由圖像可得出的結論是:電壓一定時,電流隨電阻的增大而減小.
答案:C
例2.在如圖所示的電路中,電阻R1的阻值為10歐.閉合電鍵S,電流表Al的示數為0.3安,電流表A的示數為0.5安,試求:
(1)通過電阻R2的電流是多少?
(2)電阻R2的阻值是多少?
分析:(1)分析電路圖可知,兩電阻并聯,電流表A1測流過R1的電流,電流表A2測總電流.則由并聯電路的特點可求得流過R2的電流.
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A.
(2)對于R1,由歐姆定律可求得電路兩端的電壓.對于R2,由歐姆定律可求得R2的阻值.由歐姆定律得:U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V,因兩電阻并聯,故U2=U1,則R2=U2/I2=3V/0.2A=15Ω.
答案:(1)通過R2的電流是0.2A;
(2)電阻R2的阻值為15Ω.
例3.如圖所示為伏安法測量小燈泡電阻的電路圖.
(1)在電路圖甲中的“”內填上電表符號;
(2)閉合開關S,電流表示數如圖乙所示.向A端移動滑片P,小燈泡的亮度會變_____;
分析:(1)根據電壓表與燈泡并聯,電流表與燈泡串聯的連接方式,可以判斷空圈內填什么電表.
(2)滑動變阻器接左半段,滑片向A端移動,左半段變短,電阻變小,總電阻變小,電路電流變大,燈泡變亮.
答案:(1)
(2)亮
【小試牛刀】
在探究“電流與電壓、電阻的關系”的過程中,兩小組同學提出了以下猜想:
小組1猜想:電流可能跟電壓成正比;小組2猜想:電流可能跟電阻成反比.
( 1)小組1的做法是:按圖1所示連接電路,此時開關應處于_____狀態(填“斷開”或“閉合”).保持定值電阻R=10Ω不變,閉合開關S后,調節滑動變阻器R′,得到多組數據.在分析數據的基礎上得出正確結論.
(2)小組2也連接了如圖1所示的電路圖.
正確的實驗步驟為:
①將5Ω電阻接入電路,閉合開關,調節滑動變阻器,使電壓表示數為1.5 V,記錄電流表示數;
②將5Ω電阻換成10Ω電阻,閉合開關后發現電壓表示數大于1.5 V,應將滑動變阻器的滑片向______(填“左”或“右”)移動,當觀察到電壓表示數變為_________ V時,記錄電流表示數;
③將10Ω電阻換成15Ω電阻,閉合開關后發現:當滑動變阻器的滑片移動到最右端時,電流表和電壓表的示數如圖2所示.出現上述情況的原因可能是()
A.滑動變阻器最大阻值太大
B.滑動變阻器最大阻值太小
C.滑動變阻器斷路
D.定阻電阻短路