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一、物理電學相關公式及形象記憶法
初中物理電學相關公式和定理雖然表面看比較抽象難懂,但是因為電流是實際存在的,并且其特點和存在形式可以類比現(xiàn)實中許多形象易懂的實物和現(xiàn)象,因此結合實際對相關定理定律進行理解和記憶會收到很好的效果.
1.歐姆定律
歐姆定律解釋的是電學中電壓、電流、電阻三者之間的關系,是電學最基本的定律.
電流×電阻=電壓,即I×R=U;其他的變形式可以由此公式導出.
可以用水流演示電流,用水壓解釋電壓,以現(xiàn)實中形象的實物來解釋電學相關內(nèi)容.
2.電功公式
電功公式是講電力做工的計算方法,電流流過導線會產(chǎn)熱,有能量產(chǎn)生,能量可以做功,電功公式就是計算電力做工能力的公式.
電流×電流×電阻×時間=電功,即I2Rt=P;
將I=UR代入,就能成為電功公式的另一形式.
3.電功率公式
電功率就是形容電流做功快慢的公式.
電流×電流×電阻=電功率,即P=I2R.
電功和電功率可以用電燈發(fā)光發(fā)熱解釋,電流越大,電燈越亮,時間越長,電燈散失的熱量越多,就是電流做功的道理.
二、物理電學題目解題技巧
1.歐姆定律方程解題
熟記歐姆定律,只要是給出電路解電學未知量并且題目中沒有涉及功率內(nèi)容的題目,結合整個電路列出歐姆定律的基本方程,肯定可以得到答案,即使最初看題時沒有頭緒,在列出歐姆定律方程之后也能從方程中看出解題方法.靜態(tài)電路圖列寫一個歐姆定律方程,動態(tài)電路圖根據(jù)變化次數(shù)列出相應數(shù)目的歐姆定律方程即可.
例電路圖如圖1所示,閉合開關S,當滑動變阻器滑片在R2上某兩點之間來回滑動時,電流表的讀數(shù)變化范圍是2 A~5 A,電壓表的讀數(shù)變化范圍是5 V~8 V,問電源電壓及電阻R1的值分別是多少?
乍一看此題確實無從下手,但是可以看出這是一個動態(tài)電路題,隨著滑動變阻器阻值的不同電路相關參量產(chǎn)生了變化,因此需要列兩個歐姆定律方程,方程列出,題目便迎刃而解.
解根據(jù)題意列歐姆定律方程,首先滑動變阻器在題意中阻值最小時,電流最大為5 A,電壓表度示數(shù)最小為5 V,此時滑動變阻器電阻值為5 V÷5 A=1 Ω.
可以列出一個方程:
U÷(R1+1)=5 A(1)
同理,滑動變阻器阻值最大時為8 V÷2 A=4 Ω.
列另一個歐姆定律方程
U÷(R1+4)=2 A(2)
用簡單的解方程法解方程(1)和(2),很容易得出結果U=10 V;R1=1 Ω.
2.等效電路解含功率動態(tài)題
解含有功率內(nèi)容的動態(tài)題的一個很好的方法就是將其各種狀態(tài)獨立出來,簡化成等效電路,每種狀態(tài)單獨分析,之后綜合考慮并求解.
例如圖2所示,R2與R3的電阻比為R2∶R3=1∶4,最初所有開關處于斷開狀態(tài),同時閉合S1與S2,S3保持斷開,電流表示數(shù)為0.3 A,R2消耗功率P2;之后閉合S1、S3,S2斷開,R1消耗功率為0.4 W,R3消耗功率為P3,P2∶P3=9∶4,求電源電壓和R1阻值.
雖然此題表面看是動態(tài)且較為復雜,但是將動態(tài)電路的兩個狀態(tài)拆分成靜態(tài)簡單電路,題目便會簡單明了,之后列寫歐姆定律和功率方程,解方程即可.
當閉合S2后電路可簡化成如圖3形式,可列方程如下:
(R1+R2)×0.3=U(1)
R2×0.3×0.3=P2(2)
打開S2閉合S3后電路變成圖4,設此時電流為I3,結合等量關系R3=4R2,將R3用R2代替,后列方程
(R1+4R2)×I3=U(3)
R1×I3×I3=0.4(4)
4R2×I3×I3=49P2(5)
5個方程,5個未知數(shù),此題可解.由(2)式和(5)式可解出I3=0.1 A,其他未知數(shù)便順利得出.最終結果:U=36 V,R1=80 Ω.
一、牛頓第一定律。采用邊講、邊討論、邊實驗的教法,回顧“運動和力”的歷史。消除學生對力的作用效果的錯誤認識;培養(yǎng)學生科學研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學時應明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài),不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的含義,引入了慣性的概念,是研究整個力學的出發(fā)點,不能把它當做第二定律的特例;慣性不是狀態(tài)量,也不是過程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運動狀態(tài)和運動過程而改變。在應用牛頓第一定律解決實際問題時,應使學生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運動狀態(tài),所以......”教師還應該明確,牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當我們在一段較短的時間內(nèi)研究力學問題時,常??梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈敽玫膽T性系。
二、牛頓第二定律。在第一定律的基礎上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結論推廣為一般的表達:物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應注意公式F=Kma中,比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系,以及與運動學、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
三、萬有引力定律。教學時應注意:①要充分利用牛頓總結萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力常量的實驗,海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學史料,對學生進行科學方法的教育。②要強調(diào)萬有引力跟質(zhì)點間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式,只適用于計算質(zhì)點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
四、機械能守恒定律。這個定律一般不用實驗總結出來,因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據(jù)功能原理,在外力和非保守內(nèi)力都不做功或所做的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發(fā)生相互轉化,就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態(tài)量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態(tài)變化的復雜過程(過程量被消去),使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件(只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功)。這個定律不適用的問題,可以利用動能定理或功能原理解決。
五、動量守恒定律。歷史上,牛頓第二定律是以F=dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導出來,主張從實驗直接總結。但是實驗要用到氣墊導軌和閃光照相,就目前中學的實驗條件來說,多數(shù)難以做到。即使做得到,要在課堂里準確完成實驗并總結出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出,再安排一節(jié)“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規(guī)律,也不違反科學規(guī)律。中學階段有關動量的問題,相互作用的物體的所有動量都在一條直線上,所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學生在解題時最容易發(fā)生符號的錯誤,應該使他們明確,在同一個式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態(tài)變化,表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以使問題大大地簡化。若物體不發(fā)生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實際問題時,如果質(zhì)點系內(nèi)部的相互作用力遠比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用,系統(tǒng)中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統(tǒng)不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動量守恒定律都是適用的。
六、歐姆定律。中學物理課本中歐姆定律是通過實驗得出的。公式為I=U/R或U=IR。教學時應注意:①“電流強度跟電壓成正比”是對同一導體而言;“電流強度跟電阻成反比”是對不同導體說的。②I、U、R是同一電路的三個參量。③閉合電路的歐姆定律的教學難點和關鍵是電動勢的概念,并用實驗得到電源電動勢等于內(nèi)、外電壓之和。然后用歐姆定律導出I=ε/(R+r)(也可以用能量轉化和守恒定律推導)。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式,要明確它們的物理意義。⑤教師應明確,普通物理學中的歐姆定律公式多數(shù)是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,導體就不服從歐姆定律。但不論導體服從歐姆定律與否,R=U/I這個關系式都可以作為導體電阻的一般定義式。中學物理課本不把 R=U/R列入歐姆定律公式,是為了避免學生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
關鍵詞:全電路;歐姆定律;實驗教學;感性教學
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)08-0098-02
歐姆定律是《電工基礎》中最常用的基本定律之一,技工院?,F(xiàn)在使用的《電工基礎》教材(中國勞動社會保障出版社出版,第四版)中把歐姆定律分為部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩部分。對于部分電路歐姆定律,由于中學物理課本已作詳細介紹,學生容易接受,但對于全電路歐姆定律,由于其涉及的概念較多且各物理量之間的關系復雜,再加上教材未附相應的實驗,學生缺乏感性認識。因此,學生很難理解和接受,也是其成為教師教學中重點和難點的原因。筆者針對學生在學習過程中容易產(chǎn)生的困惑和疑問,借助實驗來幫助學生理解,收到了較好的效果。
明確教學目標是教師組織
全電路歐姆定律教學的關鍵
掌握全電路歐姆定律對于學好《電工基礎》這門課程來說至關重要。因為后續(xù)章節(jié)中多處電路的分析和計算要應用到這一定律。教學是一個教師與學生雙向互動的過程,作為教師,要組織好全電路歐姆定律教學,必須先明確教學目標,做到心中有數(shù),才能更好地開展教學。
知識目標:(1)理解電動勢、內(nèi)電阻、外電阻、內(nèi)電壓、外電壓、端電壓、內(nèi)壓降等物理量的物理意義;(2)掌握全電路歐姆定律的表達形式,明確在閉合電路中電動勢等于內(nèi)、外電壓之和;(3)掌握端電壓與外電阻、端電壓與內(nèi)電阻之間的變化規(guī)律;(4)掌握全電路歐姆定律的應用。
能力目標:(1)通過實驗教學,培養(yǎng)學生的觀察和分析能力,使學生學會運用實驗探索科學規(guī)律的方法;(2)通過對端電壓與外電阻、端電壓與內(nèi)電阻之間的變化規(guī)律的討論,培養(yǎng)學生的思維能力和推理能力。
理解各物理量的物理意義是
學生掌握全電路歐姆定律的基礎
全電路歐姆定律的難點在于概念較多,且各物理量之間的關系復雜。因此,首先,應讓學生準確理解各物理量的含義。
全電路是指含有電源的閉合電路,如圖1所示。其中,R代表負載(即用電器,為簡化電路,只畫一個),r代表電源的內(nèi)電阻(存在于電源內(nèi)部),E代表電源的電動勢。整個閉合電路可分為內(nèi)、外兩部分,電源外部的叫外電路(圖1中方框以外的部分),電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路。外電路上的電阻叫外電阻,內(nèi)電路上的電阻叫內(nèi)電阻。當開關S閉合時,電路中就會有電流產(chǎn)生,I=,該式表明:在一個閉合電路中,電流強度與電源的電動勢成正比,與電路中內(nèi)電阻和外電阻之和成反比,這個規(guī)律稱為全電路歐姆定律。
要理解這個定律,要先理解以下幾個物理量的物理意義:第一個是電動勢,它是指在電源內(nèi)部,電源力將單位正電荷從電源負極移到正極所做的功。這個概念比較抽象,涉及知識面較廣,要使學生全面、深刻地理解它是有困難的??紤]到學生的接受能力和滿足后續(xù)知識的需要,需向?qū)W生講清兩個問題:一是電動勢的值可用電壓表測出——電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓;二是電動勢的物理意義是描述電源把其他形式的能轉化為電能的本領,是由電源本身的性質(zhì)決定的。第二個是電源的端電壓(簡稱端電壓),它是指電源兩端的電位差(在圖1中指A、B兩點之間的電壓,也等于負載R兩端的電壓)。需要注意的是,端電壓與電動勢是兩個不同的概念,它們在數(shù)值上不一定相等。第三個是內(nèi)壓降,它是指當電流流過電源內(nèi)部時,在內(nèi)電阻上產(chǎn)生的電壓降。全電路歐姆定律也可表示為:“在閉合電路中,電動勢等于內(nèi)、外電壓之和?!?/p>
掌握各物理量的變化規(guī)律是
掌握全電路歐姆定律的重點
全電路歐姆定律的難點在于各物理量之間的變化規(guī)律,也是學生容易產(chǎn)生疑惑的地方??梢岳醚菔緦嶒瀬眚炞C各物理量之間的變化規(guī)律,以增加學生的感性認識,提高學生的邏輯推理能力。
第一,驗證電源內(nèi)電阻的存在并計算其大小。對于電源的內(nèi)電阻,由于存在于電源的內(nèi)部,既看不見,也摸不著,學生對此存在質(zhì)疑。為此,可用圖2進行實驗,不但可以證明內(nèi)電阻的存在,還可測出內(nèi)電阻的大小。在圖2中,用1節(jié)1號干電池作電源,電阻R為已知值(可根據(jù)實際情況選定)。開關閉合前,記下電壓表的讀數(shù)U1(此值即為干電池的電動勢),開關閉合后,記下電壓表的讀數(shù)U2,發(fā)現(xiàn)U2比U1小(見表1),就是因為電源內(nèi)部存在內(nèi)電阻的緣故。
根據(jù)公式r=R可算出該電池的內(nèi)電阻。再用不同型號的干電池(如5號干電池、7號干電池)進行重復實驗,發(fā)現(xiàn)它們的電動勢雖然相等(為了后面實驗的需要,盡量選用電動勢相等的電池,并保留這些電池),但內(nèi)電阻不一定相同。
第二,端電壓U跟外電阻R的關系。
實驗電路如圖3所示,用1節(jié)1號干電池作為電源,移動滑動變阻器的滑動片,觀察電流表和電壓表的讀數(shù)變化,并將它們的讀數(shù)記錄到表2中。通過觀察發(fā)現(xiàn):當滑動片從左向右移動時(為保證實驗設備安全,滑動片不要移到最右端),電流表的讀數(shù)慢慢變大,電壓表的讀數(shù)慢慢變??;當滑動片從右向左移動時,電流表的讀數(shù)慢慢變小,電壓表的讀數(shù)慢慢變大。由此得出結論:端電壓隨外電阻上升而上升,隨外電阻下降而下降。根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)可繪成曲線(如圖4所示),即電源的端電壓特性曲線。從曲線上可以看出:電源端電壓隨著電流的大小而變化,當電路接小電阻時,電流增大,端電壓就下降;當電路接大電阻時電流減少,端電壓就上升。
思考:如果滑動片移到最右端,電壓表、電流表的讀數(shù)將為多少?
第三,端電壓與內(nèi)電阻r的關系。
根據(jù)公式U=E-Ir分析可知:當電流I 不變時,內(nèi)阻下降,端電壓就上升;內(nèi)阻上升,端電壓就下降。實驗電路同圖3,只需將電路中的電源用前面已測過內(nèi)阻值的不同型號的電池代替即可,觀察電流表、電壓表的讀數(shù),上述結論即可得到驗證。
應用規(guī)律,解決實際問題
首先向?qū)W生提出問題:你是否注意到,電燈在深夜要比晚上七八點鐘亮一些?這個現(xiàn)象的原因何在?在回答這個問題之前,可先通過實驗驗證這一現(xiàn)象的存在,如圖5所示。圖中5個燈泡完全相同,先將開關全合上,使燈泡發(fā)光,再逐個斷開開關,發(fā)現(xiàn)燈泡逐漸變亮,原因分析:隨著開關的斷開,外電阻增大,導致干路電流減小,使得內(nèi)壓降下降,從而端電壓增大,即燈泡兩端的實際電壓增大,故燈泡變亮了。上述問題也得到了解決。
在教學過程中,如果盡可能地增加一些實驗,通過生活中的實驗記錄其數(shù)據(jù)并指導學生得出規(guī)律,提高感性認識,不但可以提高學生的學習興趣,也會提高教學效果。
參考文獻:
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張君甜
【摘 要】隨著高中新課程改革的深入發(fā)展,教育教學大環(huán)境也隨之悄然發(fā)生著。人們的教育理念發(fā)生了很大的變化,不僅改變了“老師教學生學,教師為主導”的片面教學觀,還開始注重應用更好的引導方式來引導學生,倡導學習方式的多元化。哲學家狄德羅說過:“有了真正的方法,還是不夠的;還要懂得運用它。至于如何去運用,這要我們不斷從學習和反思中獲取方法,做高效型教師,打造高效課堂。為此,根據(jù)我校實施“271”課程改革的大環(huán)境結合自己的教學實踐和經(jīng)驗,推出了這種高中物理“合作討論探究式小組學習法”,旨在轉變教學過程中教師的教學行為和學生的學習方式。
關鍵詞 高效課堂;高中物理的“有效教學”;物理教學;小組合作討論探究式學習
在高中物理教學的課堂上,教師教得辛苦,學生學得痛苦。高耗低效,缺乏策略,成為教與學的阻礙。因此,教師應當充分利用好每一堂,特別是在新授內(nèi)容的公式和規(guī)律的推導,教師要不斷的有層次的向?qū)W生提出引導問題,有目的的引導學生去一層一層破解物理實質(zhì),讓學生通過與小組成員合作討論對新授進行的發(fā)散探究,學生因為自己積極參與了問題討論,對問題的認識自然也就更深一個層次了這也就達到了深化知識目標目的。一堂好的物理課必然是一堂高效率的課堂教學,如何抓住課堂,開展高中物理的“有效教學”探索實踐活動,這正是本文所要研究的內(nèi)容。下面我們就于《閉合電路的歐姆定律》課題為例題探討“271”討論探究式學習高中物理的主要過程。
第一,教師課前要向?qū)W生詳細解讀教學目標:教學目標要明了,目標性強,教學前一定要讓學生明確知道我們這節(jié)課的目標,學習起來才不會盲目,不會被動,也便于學生對學習的自我評價。
《閉合電路的歐姆定律》教學目標(部分展示):(1)經(jīng)歷閉合電路歐姆定律的理論推導過程,體驗能量轉化和守恒定律在電路中的具體應用,從而理解電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和。(2)熟練掌握閉合電路歐姆定律的兩種表達式及其適用條件。
第二,預習自學、自主探究:這個環(huán)節(jié)最具挑戰(zhàn)性的,必須保證學生有足夠的興趣,全身心地投入進去,所以預習案和探究案要精心設計,按照學生學習的最初狀態(tài),讓興趣和創(chuàng)造的欲望引領學生自主學習。學生以預習案和探究案為學習“路線圖”,預習自學,解決了傳統(tǒng)課堂學生被動學習、盲目學習的問題。
《閉合電路歐姆定律》預習案(部分展示):分為①知識點預習②知識點應用預練
①知識點預習(部分展示):
閉合電路是由哪幾部分組成的_______,電動勢E、外電壓U外與內(nèi)電壓U內(nèi)三者之間的關系________。電動勢等于電源_______時兩極間的電壓。用電壓表接在電源兩極間測得的電壓U外_______E。
第三,提出質(zhì)疑,探究案二次探究:在自主學習的基礎之上,學生通過完成探究案上的訓練題目,檢驗自學效果,提出質(zhì)疑。質(zhì)疑的過程,實際上是一個積極思維的過程,是發(fā)現(xiàn)問題,提出問題的過程,質(zhì)疑是創(chuàng)新的開始,也是創(chuàng)新的動力,創(chuàng)新來自質(zhì)疑。該過程教師當適時的發(fā)揮引導作用,引領學生朝著目標研究、比較、創(chuàng)新。學生在探究案的引領下進行二次探究,對教材和知識的把握也提升到一個新的層次,很好地解決了傳統(tǒng)課堂學生缺乏獨立思考、深入探究的問題。
通過你的自主學習,你還有哪些疑惑?①疑惑點:________ ②疑惑內(nèi)容:________
《閉合電路歐姆定律》探究案(部分展示):
探究:閉合電路的能量轉化
某閉合電路,外電路有一電阻R,電源是一節(jié)電池,電動勢為E,內(nèi)電阻r,當電鍵閉合后,電路電流為I。①整個電路中在t時間內(nèi)電能轉化為什么能?各是多少?
(外電路中電流做功產(chǎn)生的熱為:E外=I2Rt;內(nèi)電路中電流做功產(chǎn)生的熱為:E內(nèi)=I2rt)
②電路中電能是什么能轉化來的?在電源內(nèi)部是如何實現(xiàn)的?(是有化學能轉化而來的,依靠非靜電力做功實現(xiàn)的。電池化學反應層非靜電力做的功:W=Eq=EIt)
根據(jù)能量守恒定律可以得到怎樣的一個等式:
(1)W=E外+E內(nèi)(2)EIt=I2Rt+I2rt
(3)E=IR+Ir=U內(nèi)+U外 或者(4)I=E/(R+r)
第四,①分組合作,討論解疑:這個環(huán)節(jié)是高效課堂的重要組成部分,是課堂走向自主的基礎。運用分組合作學習,在小組中學生能主動操作、觀察、思考、討論,學生參與教學活動的機會增多;分組合作學習有助于學生提高口頭表達能力。在學習小組中學生相互啟發(fā)、相互幫助、共同解決問題。這樣更能能培養(yǎng)學生之間團結、協(xié)調(diào)的合作意識,提高學生的人際交往能力。②展示點評、拓展提升:這個過程可以讓學生充分發(fā)揮初生牛犢不怕虎的精神,在黑板上展示疑難,展示困惑,展示方法,提高學生的思維水平和表達能力。
分小組討論,展示點評:
(1)(2)兩式反映了閉合電路中的什么規(guī)律?(能量守恒)
(3)式反映了閉合電路中的什么規(guī)律?(因消耗其他形式的能量而產(chǎn)生的電勢升高E,通過外電路R和內(nèi)電路r而降落。外電路電勢降低,內(nèi)電路電勢升中有降)
(4)式反應了閉合電路中的什么規(guī)律?(電流與那些因素有關,這就是閉合電路的歐姆定律)
①內(nèi)容:閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比,這個結論叫做閉合電路的歐姆定律。②公式:I=E/(R+r)③適用條件:外電路是純電阻的電路。④根據(jù)歐姆定律,外電路兩端的電勢降落為U外=IR,習慣上成為路端電壓,內(nèi)電路的電勢降落為U內(nèi)=Ir,代入E=IR+Ir得E=U內(nèi)+U外該式表明,電動勢等于內(nèi)外電路電勢降落之和。
通過這樣一次自主探究一次小組合作探究過程,學生通過功能關系的分析建立閉合電路歐姆定律學生應該感到熟悉并且容易理解,已經(jīng)可能夠嫻熟地從做功的角度認識并理解電動勢的概念了。
第五,清理過關,當堂檢測:學生經(jīng)過激烈的討論,思維比較活躍,這時需要靜心總結歸納,反思學習目標的達成情況,清理過關。最后一項是當堂內(nèi)容檢測,當堂檢測可以分段講授、講練結合也可口筆結合、當堂訓練等形式,讓學生體驗學習成就感。檢測環(huán)節(jié),教師也可以對例題進行開拓變形,將題目的已知條件作些變更,使一題變?yōu)槎囝},可使學生的思維得到充分發(fā)揮,也能較好地發(fā)揮例題的潛在功能,有助于培養(yǎng)學生思維的獨創(chuàng)性和流暢性。
一、教學目標
1、知識與技能
(1)能說出歐姆定律的內(nèi)容、公式及其涉及的單位;
(2)理解歐姆定律,能進行歐姆定律公式的變形,理解應用公式時要注意“同體性”和“同時性”,會在新的問題情境中,應用歐姆定律進行解釋、推斷和計算。
2、過程與方法
(1)經(jīng)歷探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系的實驗研究過程,從而能較熟練地運用圖像處理實驗數(shù)據(jù),了解電流與電壓、電阻間的正比、反比關系。
(2)初步學會在實驗探究的基礎上交流討論,互相合作。
(3)學習用數(shù)學公式來表達物理規(guī)律的方法,體會這樣做的優(yōu)勢。
3、情感態(tài)度與價值觀:
結合歐姆當年研究電流、電壓和電阻三者關系的簡史,培養(yǎng)學生刻苦鉆研、大膽探索的科學精神,同時讓學生在自我實現(xiàn)中增強成功體會。
二、教學重點:
歐姆定律所揭示的物理意義及其數(shù)學表達式;
三、教學難點:
歐姆定律的實驗設計及學生對實驗數(shù)據(jù)的分析、歸納以及結論的得出。
四、教學器材:
調(diào)光燈、小燈泡、電池組、滑動變阻器、電流表、電壓表、阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的電阻各一個、導線數(shù)根等。
五、教學過程
(一)設置物理情境進行討論,提出問題。
如圖的電路,你有哪些方法可以改變小燈泡的亮度?小組內(nèi)討論,然后進行交流。
學生的方法:①改變電源的電壓,②改變定值電阻的阻值③串聯(lián)一個滑動變阻器等。
實驗驗證,學生觀察燈的亮度的變化
師:燈時亮時暗說明什么?
生:電路中的電流有大有小。
師:電路中電流的大小由哪些因素決定?
(二)大膽猜想,激活思維
鼓勵學生大膽猜測:你猜電流的大小究竟由哪些因素決定呢?
學生分組討論,教師適當提示。學生聯(lián)系已學內(nèi)容以及剛才的實驗現(xiàn)象,猜想:電流與電壓的大小有關,因為電壓是形成電流的原因;電流與導體的電阻有關,因為電阻對電流有阻礙作用——教師針對學生的回答,給予肯定:最后,根據(jù)猜想師生共同得出結論:電路中的電流與電壓、電阻兩者有關:
過渡:到底有怎樣的關系呢?
“創(chuàng)設情景——提出問題——猜想”這兩步引起學生極大的興趣,學生注意力高度集中,急切盼望問題的解決,產(chǎn)生主動探索的動機,
(三)設計實驗
1、課件出示思考題
(1)根據(jù)研究電阻大小影響因素的方法,這個問題應采用什么方法研究?
(2)選擇使用哪些器材?
(3)該實驗應分幾步,具體步驟怎樣?
2、學生激烈討論,明確本問題的研究方法:必須設法控制其中一個量不變,才能研究另外兩個物理量之間的變化關系,即控制變量法。
學生討論,提出本實驗必須分兩步來完成:第一步,保持R不變(確定應該用定值電阻而不用燈泡),研究I與U的關系;第二步,保持U不變,研究I與R的關系。對于第一步,改變U(用電壓表測),觀察I(用電流表測量),且電壓的調(diào)節(jié)可通過:改變電池節(jié)數(shù)來實現(xiàn)(阻值為R的電阻直接接在電源兩端),或者通過電阻與滑動變阻器串聯(lián),移動變阻器滑片來實現(xiàn)。
師生共同討論:通過改變滑動變阻器的滑片改變電阻兩端的電壓比通過改變電池節(jié)數(shù)方案要好。
(四)分組合作,深入探究
在此環(huán)節(jié)中,學生以小組為單位,像科學家那樣興趣盎然地開始按擬定的方案實驗,邊做邊想邊記。教師巡視,注意他們的設計是否合理,儀器使用是否得當,數(shù)據(jù)記錄是否正確,作個別輔導。
學生在教師的指導下,自覺、主動地和教師、教材、同學、教具相互作用,進行信息交流,自我調(diào)節(jié),形成了一種和諧親密、積極參與的教學氣氛和一個思維活躍、鼓勵創(chuàng)新的環(huán)境。學生的思維在開放、發(fā)散中漲落,在求異、探索中又趨于有序,這培養(yǎng)了學生的獨立操作能力,發(fā)展了學生的思維能力、創(chuàng)造能力:
(五)綜合分析,歸納總結
例2、家庭中使用的是交流電,當人體通過交流電的電流達到50mA時,就會導致人體呼吸麻痹、心室顫動。假定某人身體的電阻為2kΩ,算一算,當通過50mA電流時的電壓是多大?
初次應用歐姆定律進行計算的計算題,規(guī)范解題的要求。
(七)課堂教學小結與延展:
(1)讓學生回顧本課的探究過程:發(fā)現(xiàn)問題——進行猜想——探索研究——得出結論——指導實踐,指明這是研究物理的基本思路;物理教學中應注意滲透科學研究方法,同時也進行學法指導和辯證唯物主義教育。
關鍵詞:初中物理;電流表電壓表;實驗觀察
對于剛剛升入九年級的學生來說,九年級電學知識在近幾年的中考中占有近40%的比例,只是2012年相應比例少點,八年級物理明顯的不同點是:八年級物理各章相對獨立些,特別是滬科版上冊是聲學、光學、物質(zhì)的形態(tài)及其變化、物質(zhì)的質(zhì)量與密度,下冊是力學知識:力與機械、運動與力、壓強與浮力。所以某部分沒學好,其他章節(jié)還能迎頭趕上。我個人認為這是怕學生在學習的過程中枯燥乏味。而到九年級,開篇就是電學,大部分時間都在接觸電學,電學的學習就像爬山一樣,一開始如果就很累的話,那么越學到后面越吃力,到后來就根本爬不動,不可收拾,有的同學要補課還不知從何補起。所以,可以說,學好了電學就是學好了九年級物理。
一、注重學習效率,上課時專心聽講,是學好電學的主要途徑。
課堂中的例題分析,考后試卷錯題的講解,只有真正聽懂、理解了、消化了,課后是不需要死記硬背的。對于教師而言,學生實驗自己做了,結論自己得出了,規(guī)律也會找了,但后面緊跟著的是大量的練習,來鞏固對理論的理解。所以必須要有多種形式的教學手段來吸引學生上課認真聽講。有時連續(xù)幾節(jié)課都是講、練習題,必然會有些枯燥,這時教師除了運用多媒體手段教學,還可以進行學生編題比賽、學生糾錯等多種教學手段,有時教師還可以故意設下陷進,讓學生去犯錯,然后讓他們自己去“鉆”出來,學生必定有一種釋然的感覺。種種方式或手段目的都是為了調(diào)動同學們的積極性,讓枯燥的習題課上得生動有趣。
另一方面,由于學生學得好壞有差異,學生的成績也就有差別,所以整堂課的例題選擇要顧及到絕大多數(shù)學生。
二、電學的學習,要注重學習方法的轉變。
第一,重視電學實驗的探究,不再是依賴老師的演示實驗,而是同學們依靠自己與同伴的協(xié)作,連接電路圖、測出實驗數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)實驗規(guī)律、得出實驗結論。實驗探究的學習方法,電學中有幾個重要的定律,貫穿在整個電學中。同學們在認真完成課內(nèi)規(guī)定實驗的基礎上,還可以自己設計實驗,來判斷自己設計的實驗方案在實踐中是否可行,因為大量的物理規(guī)律是在實驗的基礎上總結出來的。例如,設計樓道口開關電路、醫(yī)院為病號設計電路,或設計在缺少電流表或缺少電壓表的條件下測量未知電阻的實驗。這些都需要學生自己獨立思考、探索,不斷提高自己的觀察、判斷、發(fā)散思維等能力,使自己對電學知識的理解更深刻,分析、解決問題更全面。
第二,電學要重視畫圖和識圖的思維方法,剛學電學探究電路和探究歐姆定律離不開圖形,復雜電路設計,都是主要依靠“圖形語言”來表述的。畫圖能夠變抽象思維為形象思維,更精確地掌握物理過程。有了圖就能作狀態(tài)分析和動態(tài)分析,明確歐姆定律應用于某一電阻還是整個電路;特別是班班通電子白板的應用,另外還必須根據(jù)現(xiàn)成的圖形學會識圖,要學會在復雜的圖形中看出基本圖形。例如,在計算有關電路的習題時,已給出的電路圖往往很難分析出來是串聯(lián)或是并聯(lián),如果能熟練地將所給出的電路圖畫成等效電路圖,就會很容易地看出電路的連接特點,使有關問題迎刃而解。
三、學習電學要善于總結與歸類。
在學習完歐姆定律后,有大量的習題,很多題目都有重復性,但很多同學就是不停地犯錯。因為不善于總結、思考,所以成績一直不理想??偨Y中不難發(fā)現(xiàn),在整個電學知識體系中,歐姆定律是精髓,電流、電壓、電阻、電功、電熱以及電功率的計算,都要在對歐姆定律深刻的理解基礎上才能解答得熟練而準確。所以,對一階段的學習及時做一下總結,既是承上做一個復習又是啟下的一個預習。
對于歸類而言,其實把問題分一下類,就不難發(fā)現(xiàn)后面計算題的電路圖與剛開始電路分析的電路圖相差無幾,只是多了條件,多了要求。而計算的熟練與否是來自于前面扎實的電路分析。比如開關類型的題目可以歸為一類,剛開始學習時,主要是分析開關斷開或閉合時,有哪些用電器工作并屬于什么連接方式,或者要求用電器串聯(lián)或并聯(lián),開關應如何動作,在分析電路時,短路現(xiàn)象的分析是難點;在學習了歐姆定律后,就出現(xiàn)了大量的計算題。有了前面會分析電路的基礎,結合公式I=U/R以及兩個變形公式,解題時注意短路現(xiàn)象和歐姆定律針對的是同一部分電路,經(jīng)過一定量的練習,那么考試時計算題基本是得分題。故障分析的可以歸為一類。只要做個有心人,把后面與前面所學的知識點互相聯(lián)系起來,則整個電學就會逐漸在頭腦中構成一個完整的知識網(wǎng),任何題目隱藏的就是這張網(wǎng)中的一個或多個知識點的結合。
關鍵詞 初中物理;歐姆定律;實驗室;可變穩(wěn)壓輸出電源
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2013)10-0029-02
1 冤屈
聽初中物理青年教師“以導促學”匯報課“歐姆定律”,評課時,很多老教師對該教師的“電壓的調(diào)節(jié)與改變問題”的處理,提出了中肯且詳細的點評。筆者既對老教師的無私點撥感到欣慰,同時更為這位青年教師“叫屈”。屈之一,老教師們受以往教學經(jīng)驗的啟發(fā),以所謂教材、器材、試題為依據(jù),面面俱到地來看待新教師的創(chuàng)新教學設計,這是因為沒有看到探究教學的發(fā)展之需要;屈之二,讓青年教師的創(chuàng)新教育來承擔教材編寫本身的缺陷、學校實驗室實驗器材配置不足以及某次中考試題的偏頗等,似乎更為冤屈。
就初中物理探究歐姆定律的實驗設計,一是保持電阻不變,改變電壓,觀察電流與電壓的關系;二是保持電壓不變,改變電阻,觀測電流與電阻的關系。這本來應該是一個極其自然的、也是學生立馬就能想到的實驗設計過程。由于一般學校的實驗室沒有“可變穩(wěn)壓輸出電源”儀器,所以,目前使用的大多數(shù)版本的初中物理教材給定的實驗設計為圖1的設計。這樣的設計一直以來似乎被認為是經(jīng)典,而從來就沒有受到過質(zhì)疑。有經(jīng)驗的教師,往往采用提前做伏筆,或當堂給學生以點撥的方式來完成。
為使實驗在有限的時間內(nèi)完成,一般需要解決兩個問題:一是如何調(diào)節(jié)滑動變阻器,才能增大(或者減小)電壓表讀數(shù);二是改變電阻時是先大后小還是先小后大。這樣就出現(xiàn)滑稽的現(xiàn)象?;辉谟冢哼@一與本次探究無關的問題卻成為本節(jié)課的重點與難點?;谟冢河锰骄克玫降慕Y論來設計探究結論,顛倒了“過程與結論”的邏輯發(fā)展關系。
2 緣由
一個青年教師的“冤屈”,也許不那么受人關注,然而,當這樣的“冤屈”已經(jīng)阻礙教學改革的時候,就不能不引起人們的關注了?;仡櫬鋵嵦骄拷逃倪^程,可以發(fā)現(xiàn),它是一個漸變的過程,從課標要求的提出,到教師的主動實施;從將探究視為方法,到視探究為教學目標。當今的教師普遍認同一個“以學生發(fā)展為本”的理念,于是,各種各樣的教學方式層出不窮。遺憾的是,教師始終發(fā)現(xiàn)有“三座大山”正在阻擋探究的自然發(fā)展。
第一座“大山”是教材。在一綱多本的初中物理教材體系中,某一版本的教材應該也僅僅只能是教師進行教學設計的依據(jù)之一。很多老教師喜歡以教材為本并視教材所述為金科玉律,這顯然是一種片面的認識,而且就是這樣的片面認識,在廣大教師中卻依然很流行,甚至成為一種評價課堂的唯一準則。
如果教材編寫者能將圖1變化為圖2,并告訴學生,虛線框就是一個可以改變電壓的電源,并讓學生在實驗中體會改變電壓大小的方法(這本身也是“做中學”的一種方式),這樣就避免了教師在這個問題上的糾結。至于其原理,可以作為歐姆定律應用的一個問題來討論(根據(jù)筆者對新課程標準的理解,這樣的動態(tài)分析似乎有違探究教育本意,建議以后試題不出現(xiàn))。
第二座“大山”是器材。由于歷史的原因,學校的實驗室與教室的地理位置配備問題,實驗儀器的陳舊與不配套問題,已經(jīng)嚴重地制約了探究教學的落實與發(fā)展。就筆者所在學校而言,自筆者1980年參加工作,30多年來,可以說沒有什么本質(zhì)上的變化。如果要說變化,那就是價錢更高了,而質(zhì)量更低了!教師為了尋找一個探究實驗的器材,所做出的努力真的是難以想象,更不用說向?qū)W生開放探究實驗室的可能。就本文提及的“可變穩(wěn)壓輸出電源”,按照圖3,也就是個由電池盒與電位器的組合問題,應該不是難事,可以自制,也可以批量生產(chǎn),遺憾的是一直沒有被相關部門所重視。
第三座“大山”是考試。“初中物理是被考難的”,這是目前的共識。就圖1的設計,某地的中考試題竟然讓學生回答:換用電阻時,阻值是該從大到小還是從小到大?雖然說中考試題屬于終結性評價,學生回答該問題不存在任何可以挑剔的地方,遺憾的是,這樣的試題一出現(xiàn),來年就被無情地收錄進了各種隨堂教輔資料中,甚至被各地的教研員編進了相關的試卷之中。那些視考試分數(shù)為自己榮譽的教師,只能步步小心地向?qū)W生進行介紹,從而徹底摧毀了探究教學的自然發(fā)展規(guī)律,因而也導致在歐姆定律的教學中要做出一個“艱難的決定”。不合時宜的試題安排,已經(jīng)真的成為探究教學發(fā)展的絆腳石。教材的編寫是為了照顧學校已有實驗條件,試題卻在別人不得已的基礎上再次興浪,實為不該。
3 體會
探究能力的發(fā)展需要有個前提,這個前提就是人腦思維的自然性體現(xiàn),或者稱它為“最臨近發(fā)現(xiàn)區(qū)”的構建。這里為思維發(fā)展的自然性提供探究實驗及配套的器材,成為探究能否自然發(fā)展的“架梯”。
探究教學,在國內(nèi)應該還是個新名詞,其必須經(jīng)過一個相當長的摸索過程,才能被教師爐火純青地所運用。教師要真正以探究教育的觀點來設計教學活動,要有勇氣有能力去挑戰(zhàn)所面對的“三座大山”。
比如圖4的實驗,教材用以說明的是物體具有慣性,而教師如果僅僅將該實驗看成是為了提高學生的學習興趣,那么就失去了一次探究教學的資源。這就需要教師突破教材安排,具有根據(jù)實際需要增加探究資源的能力。因為這個實驗可以提供一個更值得探究的問題:慣性大小與什么因素有關?如果將該實驗改為:給學生兩個高度、形狀、體積相等而質(zhì)量有明顯區(qū)別的物體,分別做同樣的實驗,哪個更容易成功呢?為什么?經(jīng)過這樣探究學習的學生,對于理解“慣性大小只與質(zhì)量有關”不是更有幫助嗎?同時,這樣的探究還需要有突破實驗室配置的要求,畢竟“兩個高度、形狀、體積相等而質(zhì)量有明顯區(qū)別的物體”是很容易找到的吧。
作為探究教學發(fā)展趨勢中所出現(xiàn)的“以導促學”教學方式(或者是其他教學方式),是凝聚著廣大教師在探究教學道路上的走向反映,也就是說欣喜地看到了探究教學正在發(fā)展。這樣的發(fā)展甚至只能用剛剛起步來定義。
【關鍵詞】課堂教學優(yōu)勢;課堂教學資源;課堂教學管理;課堂教學評價;創(chuàng)新教學
“創(chuàng)新是不斷進步的靈魂”。在新技術革命的嚴峻挑戰(zhàn)面前,教育要創(chuàng)新機制,教師要創(chuàng)新教學。而如何將創(chuàng)新精神貫徹落實到日常教學實踐中去,增強素質(zhì)教育的可操作性,發(fā)揮課堂教學的資源優(yōu)勢,提高教育教學質(zhì)量,結合《電工基礎》教學,我認為可以從以下兩個方面入手。
1.從整體上全面把握教材,教會學生輕松學習
《電工基礎》是職業(yè)中等專業(yè)學校許多專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課?!峨姽せA》的主要內(nèi)容是分析直流電路、磁與電磁、正弦交流電路、三相正弦交流電路、非正弦周期電路等。由于電路和現(xiàn)象種類繁多,結構各異,解題方法也各不相同,教師應該結合專業(yè)要求、企業(yè)需要和學生實際整合教學內(nèi)容,教會學生輕松學習。我總結了四個方面的知識包。
1.1 掌握電路的兩個定律及三個元件的電壓電流關系。
電路的兩個定律是指歐姆定律和基爾霍夫定律,三個定律是指電阻元件、電容元件和電感元件。兩個定律和三個元件的電壓電流關系是分析計算各種電路的基本依據(jù),所以要熟練掌握歐姆定律、基爾霍夫定律以及電阻、電容、電感這三個元件的電壓電流定律。掌握歐姆定律,不僅要掌握部分電路的,還要掌握全電路的。掌握基爾霍夫定律,不僅要掌握電壓定律,還要掌握電流定律。在正弦交流電路中,要注意掌握電阻、電感、電容這三個元件的電壓電流相量之間、有效值之間、相位之間的關系。
1.2 掌握磁與電磁的兩手定則及三個定律。
磁與電磁的兩手定則,是指左手定則和右手定則,三個定律是指磁路歐姆定律、楞次定律和電磁感應定律。兩手定則及三個定律是學習電磁學的基礎,也是學習交流電路的基本條件,所以必須掌握運用左手定則、右手定則、磁路的歐姆定律、楞次定律和電磁感應定律。明確左手定則是判斷通電導體在磁場中受力方向的依據(jù),右手定則是判斷導體產(chǎn)生感應電流方向的依據(jù),磁路歐姆定律是定性分析磁路的依據(jù),楞次定律是判斷線圈產(chǎn)生感應電流方向的依據(jù),電磁感應定律是確定感應電動勢大小的依據(jù)。
1.3 掌握分析線性電阻電路的三大類方法。
由線性電阻、獨立電源組成的電路叫線性電阻電路。分析線性電阻電路有三大類方法:等效變換法、網(wǎng)絡方程法、網(wǎng)絡定理法,這三大類方法同樣適用于正弦交流電路、三相正弦交流電路、非正弦周期電路。所以,掌握分析線性電阻電路的三大類方法是至關重要的。
等效變換法就是利用等效網(wǎng)絡的互換,將電路簡化來分析計算。要重點掌握電流源和電壓源的定義、串聯(lián)和并聯(lián)的概念以及等效條件。在解題時要正確畫出等效電路圖,可先把電路中尚未進行等效變換的部分按照原樣畫出,再找出等效網(wǎng)絡所接的端紐,然后在端紐間換上等效網(wǎng)絡,進行分析計算。
網(wǎng)絡方程法就是選擇一些未知量為未知數(shù),列出方程組進行求解,它包括節(jié)點法、網(wǎng)孔法和支路法。要重點掌握它們分別以什么為未知數(shù),需要列幾個方程,怎樣列方程,列出的方程有何規(guī)律可循。
網(wǎng)絡定理法就是應用疊加定理和戴維寧定理來解題。用疊加定理分析線性電阻電路時,首先要畫出每一獨立電源單獨作用下的電路圖,然后求出每一獨立電源單獨作用下的結果,最后疊加。用戴維寧定理解題時,首先將電路分為待求支路和有源二端網(wǎng)絡兩部分,然后求出有源二端網(wǎng)絡的開路電壓和等效電阻,畫出等效電路,最后根據(jù)等效電路求解。
1.4 掌握各種類型電路的定義,選用正確的解題方法。
《電工基礎》分析的電路有直流電路、正弦交流電路、三相正弦交流電路、非正弦周期電路。
直流電路是電流和電壓的大小和方向都不隨時間變化的電路,它分為簡單直流電路和復雜直流電路兩種。簡單直流電路用歐姆定律和電阻串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)的知識來進行分析計算。復雜直流電路用基爾霍夫定律和等效變換法、網(wǎng)絡方程法和網(wǎng)絡定理法來計算。正弦交流電路是電流和電壓的大小和方向都隨時間接正弦規(guī)律變化的電路。分析和計算正弦交流電路,主要是確定電阻、電容、電感電路中電壓與電流之間的數(shù)值關系、相位關系及功率。三相正弦交流電路是由三相電源供電的正弦交流電路。要掌握線電壓和相電壓的關系,線電流和相電流的關系,特別是負載作星形聯(lián)結和三角形聯(lián)結時電壓和電流的關系。非正弦周期電路是電流和電壓的大小和方向隨時間不按正弦規(guī)律做周期性變化的電路。分析非正弦周期電路,要應用正弦交流電路的基本定律,把非正弦周期電路轉化為正弦交流電路和線性電阻電路來分析計算。
2.從層次上進行教學創(chuàng)新,努力提高教學效果
《電工基礎》是一門實踐性較強的專業(yè)技術基礎課程,它的目的和任務是使學生獲得電工技術方面的基本理論,基本知識和基本功技能,為學習后續(xù)課程以及今后的工作打下必要的基礎。如何使學生獲得這些理論、知識和技能,培養(yǎng)他的分析能力、運算能力和創(chuàng)新能力,我認為應從以下四個層次進行教學創(chuàng)新。
2.1 進行教學方法創(chuàng)新,以思維訓練為主線,引導學生在主體活動中發(fā)展創(chuàng)新個性。
教師是創(chuàng)新教育的操作者,必須樹立教學就是引導學生學會學習、提高自主探索學習能力的教學觀念,注重開發(fā)學生的智力因素與非智力因素,促進學生素質(zhì)的持續(xù)協(xié)調(diào)全面發(fā)展。在《電工基礎》教學實踐中,我體會到教師在作教學設計時,對教學內(nèi)容安排既要源于教材,又要不囿于教材,強化教學內(nèi)容的可研究性,注重充實教學內(nèi)容的信息量,增強教學內(nèi)容與實際生活的聯(lián)系,豐富學生的直觀感受。要改變現(xiàn)有教材中對知識點的陳述性排列結構為小課題探索研究性矩陣結構,強化知識點的建立過程教學,將平鋪直敘、權威定論式描述方法改變?yōu)檎撟C求解、層層剝筍、曲徑通幽、引人入勝的問題研討方法。把教學的著重點放在啟發(fā)、引導學生尋找發(fā)現(xiàn)問題并加以探究解決問題的思路、方法上來,變學生被動接受教材權威論斷性知識點的繼承性學習為學生主動探索、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象、總結規(guī)律的開拓性學習。
如我在設計“電磁感應現(xiàn)象”定性研究磁場產(chǎn)生電流的教案時,積極引導學生進行發(fā)散思維,充分發(fā)揮空間想象力并通過猜想提出自己的觀點,創(chuàng)新設計導體運動、磁場不動的實驗和磁場運動、導體不動的實驗,獨自進行驗證并評價觀點。把操作研究和理論研究結合起來,自主探索發(fā)現(xiàn)變化的磁場產(chǎn)生感應電流的規(guī)律,讓學生分享創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)的成功樂趣,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。
在“感應電流的方向”這一節(jié)課的教學設計中,我沒有直接給學生介紹陳述性的知識答案,而是努力創(chuàng)設“望梅止渴”的情境教學,把“梅子”(知識點)打扮得引人注目一些,激發(fā)學生的學習心理需求,吸引學生主動進入教學環(huán)境,啟發(fā)引導學生在列舉磁鐵插入線圈或拔出線圈時會遇到幾種情況,分析比較各種情況下產(chǎn)生的感應電流方向的異同,從而加深對所學理論的理解。
2.2 進行教學手段創(chuàng)新,將多媒體計算機引進課堂,提高學生的學習興趣和創(chuàng)新認識。
教學手段是多種多樣的,原有的教學手段諸如掛圖、幻燈片、錄像帶等曾經(jīng)在課堂教學中發(fā)揮了重大的作用?,F(xiàn)在隨著計算機的普及,我把多媒體技術引進課堂,更便于創(chuàng)設情景,促進學生的認識活動。由于它能夠?qū)崿F(xiàn)文字、圖像、聲音、動畫的結合,使原來抽象、乏味的知識變得形象、生動起來,從而引導學生運用創(chuàng)造性思維和想象力去理解事物的本來面貌,培養(yǎng)其創(chuàng)新認識,特別在認知微觀世界方面,它能發(fā)揮非常巨大的作用,激發(fā)學生的求知欲望和學習興趣。
比如在“電動勢,閉合電路歐姆定律”這一節(jié)教學中,電動勢的形成是學生最難接受的知識點。僅僅依靠教師的口頭敘述和傳統(tǒng)掛圖,學生普遍感到難以理解。非靜電力移動正電荷這一難點,通過一個程序控制正電荷在電源兩極間移動的速度和數(shù)目,運用電路動畫的手段,逼真地模仿出電源兩極建立電場的全過程。正電荷運動的立體動畫,形象生動地展現(xiàn)在學生面前,加深了學生對微觀世界的創(chuàng)新認識和真實理解。
通過多媒體教學,化解了教學難點。既節(jié)省了板書和畫圖時間,又使得抽象的概念具體化,微觀的物質(zhì)宏觀化,靜態(tài)的效果動態(tài)化,平面的圖形立體化,從而激發(fā)了學生的學習興趣,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新認識,提高了課堂的教學質(zhì)量。
2.3 進行教學管理創(chuàng)新,滿足學生個性化的學習需求,引導學生在自主活動中激活創(chuàng)新思維。
在《電工基礎》教學中,我充分調(diào)動學生在學習中的主體作用。不僅在教學過程中穿插企業(yè)對職專生的要求和當前就業(yè)形勢的分析,讓學生重分認識到隨著就業(yè)形勢的嚴峻,社會對職業(yè)的挑戰(zhàn)將更加復雜多變,職專生要有關注自身未來前途命運發(fā)展的危機感,從而增強進取意識和開拓精神;教育學生要胸懷愛國之志,增強勤奮學習,努力成才的緊迫感。并且列舉本校優(yōu)秀畢業(yè)生的自主成才的具體事例,從而激勵學生增強創(chuàng)業(yè)成才的自信心。
我在課堂上保證學生有 10分鐘左右的自主探索學習時間,做到啟發(fā)引導學生在活動中自主學習,在師生、生生互動交流中相互學習,與課本中的教學內(nèi)容建立直接的聯(lián)系,從思維辨別中感悟?qū)W習。以思維訓練為目的,采用分組合作學習,讓學生能夠通過多種學習方式激活自己的創(chuàng)新思維。積極鼓勵學生大膽暴露自己的思維過程,及時對學生的創(chuàng)新觀點及合理想法進行評價。允許學生采取逆向?qū)W習法,從質(zhì)疑中學習,從體驗中學習,從論辯中學習。
通過上述方式組織課堂教學,平時言談上唯唯諾諾、精神上恍恍惚惚、思想上閉門造車的學生少了,教師與學生間的相互信任增加了,課堂氣氛活躍了,教學效率提高了。
2.4 進行教學評價創(chuàng)新,重視學習過程評價與非智力因素的評價,走出單一以分數(shù)評價的誤區(qū),用發(fā)展的眼光多角度評價學生。
更新傳統(tǒng)的以掌握知識量的多少及考試成績作為唯一的學生學習質(zhì)量好差的絕對靜態(tài)評價標準,代之以學生的學習態(tài)度、進取精神、課堂協(xié)作、學習行為表現(xiàn)、自主探索能力、成績上升幅度等發(fā)展過程的多角度、多層次的相對動態(tài)評價標準。力求全面地、客觀地、科學地評價學生的學習。
我在《電工基礎》課教學中,以課堂教學在多大程度上給學生提供了個發(fā)展和思維能力發(fā)展為評估依據(jù),發(fā)揮評價的正確導向作用。在做學科成績評價時,將課堂上學生主動參與協(xié)作學習時的行為表現(xiàn)、自主探索的學習習慣、是否積極完成作業(yè)等作出定性評價,按照 20-30 %的比例納入考試總成績,作為平時學生學習行為表現(xiàn)成績分數(shù),以解除一部分學習基礎較差的學生在心理上的后顧之憂,改變原來的“辛勤耕耘者未必有好收獲”為“辛勤耕耘者一定有好回報”。讓理論基礎較差、學習態(tài)度端正的學生獲得一定的發(fā)展?jié)摿Ψ只蚪處煹男睦砥诖l(fā)展分,從而保護一部分學生的學習上進心,通過優(yōu)化學生的非智力因素促進學生智力因素的發(fā)展。
“教學有法,教無定法”,時代呼喚創(chuàng)新人才,教育擔負著培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重任,在《電工基礎》課教學中我努力給學生營造一個平等、民主、活潑的學習氛圍,用自己的語言教會學生輕松學習,取得了較好的教學效果。
參考文獻
一、生活經(jīng)驗給初中物理教學帶來的負面影響。
1、錯誤生活經(jīng)驗的存在,造成學生在新知識的認知過程中產(chǎn)生負遷移。
錯誤生活經(jīng)驗是在日常生活和生產(chǎn)實踐活動中,通過個體與外界相互作用而形成的一種非科學的經(jīng)驗。這些經(jīng)驗在形成的過程中沒經(jīng)過科學的思維加工,只是根據(jù)事物表面現(xiàn)象作出的主觀判斷和總結,結論一般是錯誤的或片面的。正是由于這些經(jīng)驗有這樣的缺陷,造成它對新知識的不良影響。
如:拔河是我們都很熟悉的一項體育運動,從這項運動中人們體會到的結論是繩子拉向哪一邊,哪一邊的力就大.由于有了這個錯誤的經(jīng)驗,我們在學力平衡的知識時,就出現(xiàn)了麻煩.例如,當起重機吊著一重物靜止、勻速上升、勻速下降時,起重機對重物的三次拉力的大小比較.老師在講解分析時,學生都能聽懂,但做作業(yè)時又經(jīng)常出錯.又如,在分析推放在水平地面上的物體而沒有推動的原因時,學生經(jīng)常會想當然地認為是推力小于摩擦力的緣故.這些都反映出平時經(jīng)驗的根深蒂固.其實,拔河時,兩邊的人所用的拉力是一對相互作用的力,是一樣大的,勝負的關鍵在于摩擦力的大?。偃?,一個大力士腳穿溜冰鞋站在冰面上與站在地面上小學生進行拔河比賽,勝利屬于誰呢?
2、先學的科學知識對后繼科學知識的理解和認知產(chǎn)生負遷移。
現(xiàn)代的遷移理論認為:學習的過程是新知識和原有認知結構相互作用的矛盾運動過程。已有認知結構和內(nèi)容能夠?qū)π轮R的學習產(chǎn)生消極影響,這也是錯誤經(jīng)驗消極作用的另一種表現(xiàn)。
如:由歐姆定律得出的導出公式R=U/I,對于這個公式有學生便得出結論:電路中電阻的阻值大小與它兩端的電壓成正比,與通過它的電流成反比。產(chǎn)生這種錯誤的原因是由于將先前所學的數(shù)學知識僵化地用到現(xiàn)在所學的物理量度公式的分析中,從而失去了物理量度公式的物理內(nèi)涵。事實上,電阻的大小是電阻本身的一種屬性,只與其材料等因素有關??梢杂秒娮鑳啥说碾妷汉屯ㄟ^它的電流的比求出它的電阻值大小,但它并不是電阻的定義式(定義式為R=ρL/S).在同一電路中當電阻兩端電壓增大幾倍時,通過它的電流也增大幾倍,顯然電阻值并不與電壓成正比,也不與電流成反比。類似的公式還有ρ=m/V,v=S/t等,都是有其物理內(nèi)涵的。
3、生活經(jīng)驗妨礙創(chuàng)造思維的發(fā)展。
學生過多的依賴于過去積累的經(jīng)驗,而忽視對題目殊關系的分析研究。對問題的解答滿足于已有的正確結論,而不善于從不同角度去尋求最佳解法,更不能有所創(chuàng)新。
如:如圖所示電源電壓U=3V , R1=15Ω。先閉合S1,再閉合S2,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)增大了0.1A .求電阻R2=?此時,學生會根據(jù)已有知識分步求解,當閉合S1時,只有R1接入電路,根據(jù)歐姆定律I1=U/R1求出流過R1的電流為0.2A。 當再閉合S2時,R1和R2并聯(lián)接入電路,電流表測干路電流為0.3 A , 此時流過R1電流仍不變,仍為0.2A 。(由歐姆定律可知)那么此時流過R2的電流為0.1A ,根據(jù)歐姆定律求出R2的電阻為30Ω。
實際上學生只要認真分析一下,運用發(fā)散思維就會發(fā)現(xiàn)電流表增大的值0.1A就是流過R2的電流,運用歐姆定律一步得出R2的電阻為30Ω。這就是學生不會用創(chuàng)新思維解決問題的例子。
二、消除生活經(jīng)驗負面影響的措施:
1、誘發(fā)產(chǎn)生正向遷移,遏止形成負向遷移。
為了促進正向遷移的產(chǎn)生,應啟迪學生對問題要全面地、多角度地去分析,不要只看到問題的表面或只看問題的片面,就下結論。遷移是一種復雜的心理過程,它受學生本身的主觀條件制約,這就要創(chuàng)造條件,因人施教,誘導實現(xiàn)正向遷移。對問題要多假設、多提問,讓學生充分參與教學活動,細致分析問題,使學生形成科學嚴謹?shù)姆治鰡栴}方法,可避免負向遷移的產(chǎn)生和干擾。
2、深刻領會教材編寫者的意圖,講透概念、規(guī)律的屬性,以防止相互混淆。
為克服先學的科學知識對后繼科學知識的理解和認知產(chǎn)生負遷移,必須切實抓好基礎知識的教學。對于概念要講清它的內(nèi)涵,讓學生掌握本質(zhì)屬性;對于定理、定律,要剖析數(shù)量關系,賦予它們物理內(nèi)涵,揭示它們的精髓,為學生的創(chuàng)造思維提供堅實的基礎。
3、建構合理的知識結構,增強知識信息地可提取性。
培根說過:"當你處世行事時,正確運用知識就意味著力量。"注重合理地知識結構地建構,是克服生活經(jīng)驗消極影響地前提,生活經(jīng)驗的負效應往往是由于無知和偏見造成的。大腦中有豐富的知識儲備,用時才可提取,這是不言而喻的,但大腦里信息量越多,到需要時不一定提取就越快,只有廣博而理解透徹的知識信息,組織得有條不紊、有系統(tǒng)的知識信息才具有隨時可提取的性質(zhì),才容易在需要時迅速檢索提取輸出,并發(fā)揮出舉一反三、觸類旁通的作用。
4、培養(yǎng)學生正確的解題習慣和掌握正確的解題方法。