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1.地位和作用
《歐姆定律及其應(yīng)用》這一節(jié)在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用方法及電流與電壓、電阻的關(guān)系之后才編排的。通過這一節(jié)的學(xué)習(xí),要求學(xué)生初步掌握和運(yùn)用歐姆定律解決實(shí)際電學(xué)問題的思路和方法,了解運(yùn)用“控制變量法”研究物理問題的實(shí)驗(yàn)方法,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)內(nèi)容打下一定的基礎(chǔ)。
2.教學(xué)目標(biāo)
(1)知識(shí)目標(biāo)
理解掌握歐姆定律及其表達(dá)式,能用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算;根據(jù)歐姆定律得出串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系;通過計(jì)算,學(xué)會(huì)解答電學(xué)計(jì)算題的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。
(2)技能目標(biāo)
學(xué)習(xí)用“控制變量法”研究問題的方法,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用歐姆定律解決問題的能力。
(3)情感目標(biāo)
通過介紹歐姆的生平,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和探索精神,學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索真理的精神。通過歐姆定律的運(yùn)用,幫助學(xué)生樹立物理知識(shí)普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)以及科學(xué)知識(shí)在實(shí)際中的價(jià)值意識(shí)。
3.重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):理解歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式和變換式的意義,并且能運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的電學(xué)計(jì)算。
難點(diǎn):運(yùn)用歐姆定律探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
二、說學(xué)生
1.學(xué)生學(xué)情分析
在學(xué)習(xí)這節(jié)之前學(xué)生已經(jīng)了解了電流、電壓、電阻的概念,并且還初步學(xué)會(huì)了電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的使用,具備了學(xué)習(xí)歐姆定律基礎(chǔ)知識(shí)的基本技能。但對(duì)電流與電壓、電阻之間的聯(lián)系的認(rèn)識(shí)是膚淺的、不完整的,沒有上升到理性認(rèn)識(shí),需要具體的形象來支持。所以在本節(jié)學(xué)習(xí)中應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)法和定量、定性分析法。
2.知識(shí)基礎(chǔ)
要想學(xué)好本節(jié),需要學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)有:電流、電壓、電阻的概念,電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器使用方法,電流與電壓、電阻的關(guān)系。
三、說教法
結(jié)合學(xué)生情況和本節(jié)特點(diǎn)本人采取以下幾個(gè)教法:采用歸納總結(jié)法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、說教學(xué)過程
1.課題導(dǎo)入(采用復(fù)習(xí)設(shè)置疑問的方式,時(shí)間3分鐘)
復(fù)習(xí):電流是如何形成的?導(dǎo)體的電阻對(duì)電流有什么作用?
設(shè)疑思考:電壓、電阻和電流這三個(gè)量之間有什么樣的關(guān)系呢?通過簡(jiǎn)單的回顧、分析,使學(xué)生很快回憶起這三個(gè)量的有關(guān)概念,通過猜想使學(xué)生對(duì)這三個(gè)量的關(guān)系研究產(chǎn)生了興趣,達(dá)到引入新課的目的。
2.展開探究活動(dòng),自主總結(jié)結(jié)論(時(shí)間37分鐘)
根據(jù)上節(jié)探究數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),讓學(xué)生自主總結(jié)出兩個(gè)結(jié)論:導(dǎo)體的電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
為了進(jìn)一步得出歐姆定律的內(nèi)容,可采用以下幾點(diǎn)做法:各小組在教師指導(dǎo)下,對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理,理解數(shù)學(xué)上“成正比關(guān)系”“成反比關(guān)系”的意思,從而引入歐姆定律的內(nèi)容;讓學(xué)生思考用一個(gè)什么樣的式子可以將這兩個(gè)結(jié)論所包含的意思表示出來,從而引入歐姆定律的表達(dá)式。
3.說明事項(xiàng)
在歐姆定律中有兩處用到“這段導(dǎo)體”,其意思是電流、電壓、電阻應(yīng)就同一導(dǎo)體而言,即同一性和同時(shí)性。
向?qū)W生介紹歐姆的生平,以達(dá)成教學(xué)目標(biāo)中的情感目標(biāo)。學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索真理的精神,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
歐姆定律應(yīng)用之一:通過課本第26頁例題和第29頁習(xí)題2和習(xí)題3,讓學(xué)生自己先試做,然后教師再加以點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充,使學(xué)生理解掌握歐姆定律表達(dá)式及變形式的應(yīng)用,達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的知識(shí)目標(biāo),充分體現(xiàn)了課堂上學(xué)生的自主地位。
應(yīng)用歐姆定律解題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)問題:
(1)同一性
即公式中的U、I,必須針對(duì)同一段導(dǎo)體而言,不許張冠李戴。
(2)統(tǒng)一性
即公式中的U、I、R的單位要求統(tǒng)一(都用國(guó)際主單位)。
(3)同時(shí)性
即公式中的U、I,必須是同一時(shí)刻的數(shù)值。
(4)規(guī)范性
解題時(shí)一定要注意解題的規(guī)范性(即按照已知、求、解、答四個(gè)步驟解題)。
歐姆定律應(yīng)用之二:探究串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
(1)實(shí)驗(yàn)分析
在演示實(shí)驗(yàn)之前,要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行各種大膽的猜想,當(dāng)學(xué)生的猜想與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同時(shí),他會(huì)在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)到快樂與興奮,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
①演示實(shí)驗(yàn)
將兩個(gè)電阻串聯(lián)起來,讓學(xué)生觀察燈泡的亮度情況(變暗了),并說出原因(電路中的電流變小了,說明總電阻變大了)。
得出結(jié)論:串聯(lián)電阻的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都大。
②演示實(shí)驗(yàn)
將兩個(gè)電阻并聯(lián)起來,同樣讓學(xué)生觀察燈泡的亮度情況(變亮了),并說出原因(路中的電流變大了,說明總電阻變小了)。
得出結(jié)論:并聯(lián)電阻的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都小。
(2)定性分析
(提出問題)為什么串聯(lián)后總電阻會(huì)變大?并聯(lián)后總電阻會(huì)變???
得出結(jié)論:電阻串聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體的長(zhǎng)度變長(zhǎng)了,所以串聯(lián)電阻的個(gè)數(shù)越多總電阻就越大;電阻并聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體的橫截面積變粗了,所以并聯(lián)電阻的個(gè)數(shù)越多總電阻就越小。
(3)定量分析
利用歐姆定律公式以及前面學(xué)過的串并聯(lián)電路中電流和電壓的特點(diǎn)推導(dǎo)串并聯(lián)電路中總電阻的關(guān)系得出結(jié)論:(1)電阻串聯(lián)后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)電阻并聯(lián)后的總電阻=+…+。
4.小結(jié)(4分鐘)
(1)理解掌握歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式
(2)運(yùn)用歐姆定律解決有關(guān)電學(xué)的計(jì)算題以及探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系
5.布置作業(yè)(1分鐘)
本節(jié)作業(yè)的布置主要是針對(duì)歐姆定律表達(dá)式及其變形公式的運(yùn)用,并結(jié)合前面學(xué)習(xí)過的串并聯(lián)電路中電流、電壓的特點(diǎn)的一些常見題型加以知識(shí)的鞏固。
作業(yè):《課堂點(diǎn)睛》17頁至18頁的習(xí)題。
五、說板書設(shè)計(jì)
歐姆定律的內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。
歐姆定律的表達(dá)式:I
電阻的串聯(lián):R串=R1+R2+…+Rn
關(guān)鍵詞:歐姆定律;學(xué)習(xí)能力;培養(yǎng)
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1992-7711(2016)12-0057
《歐姆定律》作為重要的物理規(guī)律,不僅是電流、電阻、電壓等電學(xué)知識(shí)的延伸,還揭示了電流、電壓、電阻這三個(gè)重要的電學(xué)量之間的必然聯(lián)系,是電學(xué)中最基本的物理規(guī)律,是分析解決電路問題的金鑰匙。在利用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算時(shí),強(qiáng)調(diào)電流、電壓、電阻這三個(gè)物理量的同時(shí)性和同一性;加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于這些問題的理解,對(duì)于后續(xù)課程測(cè)量電阻、電功、電功率的學(xué)習(xí),起到良好的促進(jìn)作用。因此,對(duì)于電學(xué)中的第一個(gè)規(guī)律的學(xué)習(xí),教師應(yīng)該注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
一、在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生容易存在的問題分析
1. 進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)探究時(shí),往往要求學(xué)生設(shè)計(jì)電路圖,很多學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)不能一次將電路圖設(shè)計(jì)完整。
2. 從學(xué)生做題情況來看,學(xué)生不容易弄清楚控制變量法的作用。在歷年中考題中,常有這樣的題目:在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí),如將電路中的定值電阻從5歐姆換成10歐姆,將怎樣保證電壓不變?如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器?此類題目的得分率不高。
3. 在運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算時(shí),對(duì)于復(fù)雜一點(diǎn)的電路,如電路中的用電器不止一個(gè)時(shí),學(xué)生往往容易將公式寫出,數(shù)據(jù)生搬硬套,亂算一通。這樣的習(xí)慣對(duì)于后續(xù)課程――電功、電功率的計(jì)算也產(chǎn)生了不良的影響。
針對(duì)學(xué)生的以上問題,筆者認(rèn)為原因主要出在以下幾個(gè)地方:(1)對(duì)問題的分析缺乏全面的考慮。(2)對(duì)于控制變量法的應(yīng)用不夠熟練,但電路分析有待加強(qiáng)。(3)對(duì)于各個(gè)物理量之間的因果關(guān)系沒有弄清楚。沒有理解到電阻或電壓的變化引起了電流的變化。(4)沒有理解歐姆定律的同時(shí)性和同一性。
二、結(jié)合教科版教材,如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力
筆者認(rèn)為,結(jié)合教材情況以及學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,我們可以在以下幾個(gè)地方做好細(xì)節(jié)處理,讓學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的目的。
1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):分步探究,嘗試錯(cuò)誤,完善設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成縝密的思維能力
在第一課時(shí)的教學(xué)中,教學(xué)重點(diǎn)在于如何通過實(shí)驗(yàn)探究得出電流與電壓、電阻之間的關(guān)系。教師在提出電流大小與什么因素有關(guān)的問題時(shí),學(xué)生根據(jù)以往的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),猜想出電壓、電阻會(huì)影響電流的大小。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生用控制變量法探究它們之間具體有什么關(guān)系。從而將所探究的問題分為兩個(gè)小課題來進(jìn)行,即電流與電壓的關(guān)系和電流與電阻的關(guān)系。在進(jìn)行第一個(gè)小課題:探究電流與電壓的關(guān)系時(shí),學(xué)生在設(shè)計(jì)電路圖的時(shí)候,容易根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)將電流表、電壓表接入電路,而沒有接入滑動(dòng)變阻器。
教師不必及時(shí)指出不足,可以進(jìn)行展示以后,再提問怎樣改變電路中定值電阻兩端的電壓?這時(shí)學(xué)生可能會(huì)想到要用改變電源電壓的方法,但是這樣做不夠方便。如果用滑動(dòng)變阻器來調(diào)節(jié)是最方便的。這時(shí)才設(shè)計(jì)出準(zhǔn)確的電路圖。學(xué)生根據(jù)之前所學(xué)的串聯(lián)分壓的知識(shí),很容易理解當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值發(fā)生變化的時(shí)候,電路中定值電阻兩端的電壓會(huì)發(fā)生變化,而電流也會(huì)隨之發(fā)生改變。同樣,設(shè)計(jì)好的電路圖也可以用于第二個(gè)課題的探究。這種不斷地讓學(xué)生對(duì)問題作出反應(yīng),不斷調(diào)整自己的設(shè)計(jì)方案,最后走向完善,這樣做符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
2. 重視實(shí)驗(yàn)探究的過程,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及發(fā)現(xiàn)問題后尋找解決方法的能力
對(duì)于兩個(gè)課題的實(shí)驗(yàn),必須由學(xué)生自己在教師的引導(dǎo)下完成。絕不能因?yàn)橼s教學(xué)進(jìn)度而由教師代勞,讓學(xué)生只是簡(jiǎn)單記下數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)得出規(guī)律。學(xué)生只有在實(shí)驗(yàn)過程中才會(huì)發(fā)現(xiàn)問題。如課題二:在電壓不變時(shí),探究電流與電阻的關(guān)系中,學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)沒有移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,而將定值電阻改變時(shí),電壓表的示數(shù)也會(huì)隨之發(fā)生改變。那如何保證電壓表的示數(shù)不變呢?學(xué)生才會(huì)自己去想辦法通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器來完成。那滑動(dòng)變阻器的移動(dòng)是否有規(guī)律可循?學(xué)生通過自己的實(shí)驗(yàn),才會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。有了這樣的經(jīng)驗(yàn)以后,進(jìn)行理論分析問題也就變得容易了。而具備了動(dòng)手能力及解決問題的能力后,在后續(xù)課程測(cè)電阻、測(cè)電功率的學(xué)習(xí)中,也就較為輕松了。
3. 對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出,要把握其中的因果關(guān)系,培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力
雖然在之前的學(xué)習(xí)中,學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了電壓是形成電流的原因。同時(shí)也認(rèn)識(shí)到了導(dǎo)體對(duì)電流有阻礙作用,也即是導(dǎo)體存在電阻這樣的觀念。但是放到歐姆定律的學(xué)習(xí)中,尤其是對(duì)公式R=U/I的理解上,學(xué)生容易認(rèn)為電阻與電壓成正比,電阻與電流成反比,也就是認(rèn)為電壓和電流的大小會(huì)改變電阻的大小。學(xué)生會(huì)單純從數(shù)學(xué)的角度來理解物理公式,而不能把握三者之間的因果關(guān)系。也就是電流變化引起了電阻變化還是電阻變化引起了電流變化?這也是我們之前做實(shí)驗(yàn)的過程中,讓學(xué)生分析的根本目的。教師應(yīng)該要進(jìn)行提問,由學(xué)生來思考變形公式的意義,可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。對(duì)于物理規(guī)律的理解,要引導(dǎo)學(xué)生理解規(guī)律所反映的邏輯關(guān)系。
4. 對(duì)于歐姆定律內(nèi)容的學(xué)習(xí)要注意抓住關(guān)鍵字詞,培養(yǎng)學(xué)生閱讀能力
筆者認(rèn)為,對(duì)于歐姆定律的內(nèi)涵的講解,教材上介B是不夠的,還需要做補(bǔ)充。我們可以教會(huì)學(xué)生,從規(guī)律或者基礎(chǔ)概念中抓住關(guān)鍵字詞進(jìn)行分析。從而到得歐姆定律的適用范圍以及應(yīng)用條件的同時(shí)性和同一性原則。
第1節(jié) 對(duì)歐姆定律的理解和應(yīng)用
重點(diǎn)考點(diǎn)
歐姆定律是通過“探究導(dǎo)體的電流跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.應(yīng)注意以下考點(diǎn):(1)公式()說明導(dǎo)體中的電流大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻兩個(gè)因素有關(guān),其中I、U、R必須對(duì)應(yīng)于同一電路和同一時(shí)刻.(2)變形式()說明電阻R的大小可以由()計(jì)算得出,但與U、I無關(guān).因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種性質(zhì),由自身的材料、長(zhǎng)度和橫截面積決定.由此提醒我們,物理公式中各量都有自身的物理含義,不能單獨(dú)從數(shù)學(xué)角度理解.(3)串聯(lián)電路具有分壓作用,并聯(lián)電路具有分流作用.
中考常見題型
中考一般會(huì)從兩方面考查歐姆定律的應(yīng)用,一是對(duì)歐姆定律及變形公式的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算,一般不加生活背景,以純知識(shí)性的題目出現(xiàn)在填空題或選擇題中:二是應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的串并聯(lián)的相關(guān)計(jì)算.
例1 (2014.南京)如圖1所示,電源電壓恒定,R1=20Ω,閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1,電流表示數(shù)是0.3 A;若再閉合開關(guān)S1,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化了0.2 A.則電源電壓為____V,R2的阻值為____ Ω.
思路分析:閉合s,斷開S1時(shí),電路為只有R1的簡(jiǎn)單電路,可知電源電壓U=U1=I1R1=0.3 Ax20 Ω=6 V;若再閉合S1時(shí),兩電阻并聯(lián),則U2=U=6 V,因?yàn)镽1支路兩端的電壓沒有變化,所以通過該支路的電流仍為0.3 A,電流表示數(shù)的變化量即為通過R2支路的電流,則I2=().
答案:6 30
小結(jié):本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的靈活運(yùn)用,關(guān)鍵是能判斷出閉合開關(guān)S1時(shí)電流表示數(shù)的變化即為通過R2支路的電流.每年的中招都有一個(gè)2分的這樣的純計(jì)算題目,以考查同學(xué)們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握程度.
例2(2013.鄂州)如圖2甲所示的電路,電源電壓保持不變.閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖象如圖、2乙所示.根據(jù)圖象的信息可知____.(填“α”或“b”)足電壓表V2示數(shù)變化的圖象,電源電壓為____V,電阻R1____的阻值為____ Ω.
思路分析:國(guó)先分析電路的連接情況和電表的作用:電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián),電壓表V1測(cè)的是R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)的是滑動(dòng)變阻器(左側(cè))兩端的電壓.因?yàn)镽1是定值電阻,通過它的電流與電壓成正比,所以它對(duì)應(yīng)的圖象應(yīng)是α,那么圖象b應(yīng)是電壓表V2的變化圖象,觀察圖象可知:當(dāng)電流都是0.3 A(找出任一個(gè)電流相等的點(diǎn),兩圖線對(duì)應(yīng)的電壓之和就是電源電壓)時(shí),U1=U2=3 V,根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系可知,電源電壓為6V,由于R1是定值電阻,所以在圖象α上任找一點(diǎn),代入歐姆定律可知()
答案:b 6 10
小結(jié):歐姆定律提示了電流、電壓、電阻三者之間的數(shù)量關(guān)系和比例關(guān)系,三個(gè)比例關(guān)系分別為:(1)電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,即()(2)電流一定時(shí),導(dǎo)體兩端的電壓和它的電阻成正比,即().該規(guī)律又可描述為:串聯(lián)分壓,電壓的分配和電阻成正比,即電阻大的分壓多.(3)電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體的電阻成反比,即(),該規(guī)律又可描述為:并聯(lián)分流,電流的分配和電阻成反比,即電阻大的分流小.圖象可以很直觀地呈現(xiàn)這種關(guān)系,學(xué)會(huì)從圖象中找出特殊點(diǎn)足解決歐姆定律問題的一大技巧,
第2節(jié) 動(dòng)態(tài)電路中物理量的變化
重點(diǎn)考點(diǎn)
由于滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)或開關(guān)所處狀態(tài)的不同,使電路中電流和電壓發(fā)生改變,這樣的電路稱之為動(dòng)態(tài)電路.這類題目涉及電路的分析、電表位置的確定、歐姆定律的計(jì)算、串并聯(lián)電路中電流和電壓分配的規(guī)律等眾多知識(shí),因此同學(xué)們?cè)诜治鲞^程中容易顧此失彼,下面我們通過例題梳理一下解決這類問題的一般思路,
中考常見題型
題日常聯(lián)系生活實(shí)際,以尾氣監(jiān)控、超重監(jiān)控、溫度監(jiān)控、風(fēng)速監(jiān)控、身高測(cè)量等為背景,考查該部分知識(shí)的掌握情況,存中考題中常以選擇題的方式呈現(xiàn),注意:如果題目中沒有特別說明,可認(rèn)為電源電壓和定值電阻的阻值是不變的.
例3(2014.濟(jì)寧)小夢(mèng)為濟(jì)寧市2014年5月份的體育測(cè)試設(shè)計(jì)了一個(gè)電子身高測(cè)量?jī)x.圖3所示的四個(gè)電路中,Ro是定值電阻,R是滑動(dòng)變阻器,電源電壓不變,滑片會(huì)隨身高上下平移.能夠?qū)崿F(xiàn)身高越高,電壓表或電流表示數(shù)越大的電路是().
思路分析:圖A中兩個(gè)電阻R。和R串聯(lián),電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流,當(dāng)身高越高時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值越大,電路中的電流越小,電流表的示數(shù)越小,圖B中身高越高時(shí),滑動(dòng)變阻器連人電路中的阻值越大,電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律知道,R越大電壓表的示數(shù)越大,符合題意.圖B與圖C中滑動(dòng)變阻器的接法不同,圖C中身高越高,滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值越小,同理知道電壓表的示數(shù)越小.圖D是并聯(lián)電路,電流表測(cè)的是支路電流,根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響的特點(diǎn)知道,不論人的身高如何變化,電流表的示數(shù)都不會(huì)發(fā)生變化,選B.
小結(jié):分析這類問題依據(jù)的物理知識(shí)是:(1)無論串并聯(lián)電路,部分電阻增大,總電阻隨之增大,而電源電壓不變,總電流與總電阻成反比.(2)分配關(guān)系:串聯(lián)分壓(電阻大的分壓多),并聯(lián)分流(電阻大的分流少).(3)在并聯(lián)電路中,各支路上的用電器互不影響,滑動(dòng)變阻器只影響所在支路電流的變化,從而引起干路電流的變化.解決這類問題的一般思維程序是:(1)識(shí)別電路的連接方式并確定電表位置.(2)判斷部分電阻的變化.(3)判斷總電阻及總電流的變化.(4)根據(jù)串并聯(lián)電路的分壓或分流特點(diǎn)進(jìn)行局部判斷.
例4如圖4所示電路,電源電壓不變,開關(guān)S處于閉合狀態(tài).當(dāng)開關(guān)S.由閉合到斷開時(shí),電流表示數(shù)將____.電壓表示數(shù)將 ________ .(均填“變大”“不變”或“變小”)
思路分析:當(dāng)開關(guān)S.閉合時(shí),電燈L被短路,電路如圖5所示,電壓表測(cè)的是電阻R兩端的電壓(同時(shí)也是電源電壓),電流表測(cè)的是通過電阻R的電流.當(dāng)開關(guān)S1斷開時(shí),電燈L和電阻R串聯(lián),電路如圖6所示,此時(shí)電壓表測(cè)電阻R兩端的電壓,它是總電壓的一部分,所以電壓表的示數(shù)變小;電流表測(cè)的是總電流,但跟S,閉合相比,這個(gè)電路的總電阻變大,總電壓不變,故電流表的示數(shù)變小.
答案:變小 變小
小結(jié):本題引起電表示數(shù)變化的原因是開關(guān)處于不同狀態(tài),解決本題的突破口是弄清楚當(dāng)開關(guān)處于不同狀態(tài)時(shí),電路的連接情況和電表的位置.
第3節(jié) 歐姆定律的探究及電阻的測(cè)量
重點(diǎn)考點(diǎn)
電學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的考查比較常規(guī),有以下幾方面:(1)選取器材及連接電路:根據(jù)題目要求,分析或計(jì)算出電表的量程和滑動(dòng)變阻器的規(guī)格,連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開,滑動(dòng)變阻器要“一上一下”接入,且滑片要放在阻值最大的位置.電表的量程和正負(fù)接線柱要正確.(2)滑動(dòng)變阻器的作用:保護(hù)電路,改變電路中的電流或用電器兩端的電壓,實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量.(3)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論.怎樣分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論是近年來考試的側(cè)重點(diǎn),要注意結(jié)論成立的條件和物理量的順序.(4)多次測(cè)量的目的有兩個(gè),如定值電阻的阻值不變,多次測(cè)量是為了求平均值減小誤差:燈絲電阻是變化的,多次測(cè)量是為了觀察在不同電壓下,電阻隨溫度變化的規(guī)律.難點(diǎn)是單表測(cè)電阻和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的探究與設(shè)計(jì).
中考常見題型 中考常以“探究電流與電壓或電阻的關(guān)系”“測(cè)小燈泡的電阻”和“測(cè)定值電阻的阻值”這三類題型,以實(shí)驗(yàn)探究的方式考查同學(xué)們的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力,在常規(guī)的考查基礎(chǔ)上,近幾年又融人器材的選取、電路故障的處理、單表測(cè)電阻及如何分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論等探究?jī)?nèi)容的考查.
例5用“伏安法”測(cè)電阻,小華實(shí)驗(yàn)時(shí)的電路如圖7所示.
(1)正確連接電路后,閉合開關(guān)前滑片P應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的________(填“左”或“右”)端.
(2)測(cè)量時(shí),當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.4V時(shí),電流表的示數(shù)如圖7乙所示,則,_____A,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得R2=____Ω.小華在電路中使用滑動(dòng)變阻器的目的除了保護(hù)電路外,還有____.
(3)如果身邊只有一只電流表或電壓表,利用一已知阻值為Ro的定值電阻、開關(guān)、導(dǎo)線、電源等器材也可以測(cè)出未知電阻Rx請(qǐng)仿照表1中示例,設(shè)計(jì)出測(cè)量Rx阻值的其他方法.
思路分析:閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)調(diào)到最大.由于測(cè)量的是定值電阻的阻值,所以,應(yīng)該多次測(cè)量求平均值減小誤差,這正是使用滑動(dòng)變阻器的另一個(gè)目的.測(cè)電阻的原理是R=(),即用電壓表測(cè)出未知電阻兩端的電壓,用電流表測(cè)出通過未知電阻的電流,就能計(jì)算出未知電阻的阻值.當(dāng)只有電流表時(shí),我們應(yīng)設(shè)法“借到”電壓,怎樣讓未知電阻兩端的電壓和已知電阻兩端的電壓相等呢?只有組成并聯(lián)電路,示例也證實(shí)了這一點(diǎn).同樣道理,當(dāng)只有電壓表時(shí),我們可以組成串聯(lián)電路,這樣可以借助通過已知電阻的電流來計(jì)算未知電阻,
歐姆定律有效性反思電路設(shè)計(jì)滑動(dòng)變阻器教材安排是通過實(shí)驗(yàn)探究來研究電流與電壓電阻關(guān)系,從而得出歐姆定律。這樣安排比較好,但實(shí)際學(xué)生動(dòng)手參與率不高,學(xué)生的科學(xué)探究有效性不高,有點(diǎn)照本宣科,對(duì)歐姆定律不能真正實(shí)現(xiàn)探究的思想,如何改變你?
歐姆定律(初中學(xué)習(xí)的是部分電路歐姆定律)作為一個(gè)重要的物理規(guī)律,反映了電流、電壓、電阻這三個(gè)重要的電學(xué)量之間的關(guān)系,是電學(xué)中最基本的定律,是分析解決電路問題的金鑰匙。
歐姆定律這節(jié)課的特點(diǎn)是,十分重視科學(xué)方法教育,重視科學(xué)研究的過程。讓學(xué)生在認(rèn)知過程中體驗(yàn)方法、學(xué)習(xí)方法,了解得出歐姆定律的過程。了解運(yùn)用“控制變量法”研究多個(gè)變量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方法,同時(shí)也為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)打下了基礎(chǔ)。
教材安排是通過實(shí)驗(yàn)探究來研究電流與電壓電阻關(guān)系,從而得出歐姆定律。這樣安排比較好,但實(shí)際學(xué)生動(dòng)手參與率不高,學(xué)生的科學(xué)探究有效性不高,有點(diǎn)照本宣科,對(duì)歐姆定律不能真正實(shí)現(xiàn)探究的思想。究其原因有三點(diǎn):
1.本實(shí)驗(yàn)是用歐姆定律來研究歐姆定律由于學(xué)生還沒學(xué)習(xí)歐姆定律很難理解為什么調(diào)節(jié)滑片的位置就能改變或保持這段電路兩端的電壓。
2.學(xué)生很難正確區(qū)分一段電路和整個(gè)電路兩個(gè)概念及它們之間的關(guān)系,在本實(shí)驗(yàn)中研究AB這段電路中的電流與電壓和電阻的關(guān)系時(shí)不容易將這段從整個(gè)電路中分離出來,更不會(huì)分析探究它們之間的關(guān)系。
3.在一個(gè)電路圖中卻要分次研究?jī)蓚€(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律先研究電流與電壓的關(guān)系,后又更換電阻,研究電流與電阻的關(guān)系,學(xué)生很難理解,更別說自己設(shè)計(jì)這個(gè)電路來探究其中規(guī)律了。
以上是學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)和分析實(shí)驗(yàn)電路的障礙,如何來解決呢?
在教學(xué)中筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)做了適當(dāng)?shù)母淖儭W寣W(xué)生自己分兩步實(shí)驗(yàn)來設(shè)計(jì)電路探究規(guī)律:先激疑,后激智,引出正確的電路設(shè)計(jì),再完成正確的實(shí)驗(yàn)操作。
第一步,研究電流與電壓的關(guān)系,他們的設(shè)計(jì)是:保持電阻不變,用改變電池節(jié)數(shù)來改變電池兩端的電壓。(因?yàn)閷W(xué)生很容易想到串聯(lián)電池越多電壓越大),于是我說,那你們就按你們的思路去探究,結(jié)果是能得出:電阻一定時(shí),電壓越大,電流越大,卻得不出:電阻一定時(shí),電流與電壓成正比的關(guān)系。此時(shí),他們反問:?jiǎn)栴}出在哪呢?我接著反問:你們?cè)趺粗蓝ㄖ惦娮鑳啥说碾妷菏窃诔杀稊?shù)的變化呢?學(xué)生馬上回答,因?yàn)殡姵厥浅杀兜脑黾影?,我說,那你們用電壓表測(cè)測(cè)看,一測(cè)發(fā)現(xiàn)電壓并沒隨電池節(jié)數(shù)的成倍增加而成倍增大,學(xué)生反問:那怎么辦?有學(xué)生很快想到上節(jié)課學(xué)到滑動(dòng)變阻器可以調(diào)節(jié)電壓,立即就串聯(lián)了滑動(dòng)變阻器上去,結(jié)果,水到渠成,完成了該實(shí)驗(yàn),而且不用改變電池節(jié)數(shù)?,F(xiàn)在再反問學(xué)生這兩種電路設(shè)計(jì)的區(qū)別在哪,問題在哪,優(yōu)勢(shì)在哪,這時(shí)老師點(diǎn)撥一下:因?yàn)閷?dǎo)線也有電阻,學(xué)生就會(huì)豁然開朗,會(huì)心一笑,經(jīng)過一次挫折他們重新設(shè)計(jì)出探究電流與電壓關(guān)系的電路,同時(shí)也自行將這段電路從整個(gè)電路中分離出來,研究出這段電路中電流與電壓的關(guān)系:電阻一定時(shí),電流與電壓成正比的關(guān)系。
第二步,研究電流與電阻的關(guān)系,起初他們的設(shè)計(jì)是:保持電池節(jié)數(shù)不變,再改變電阻。(因?yàn)閷W(xué)生很容易想到串聯(lián)電池節(jié)數(shù)不變,電壓也不變),很快,有些學(xué)生就想到在第一步中出現(xiàn)的問題,于是想到可以用滑動(dòng)變阻器控制電壓不變,只要在原來的電路圖上改變電阻就行了,并想到如用電阻箱來改變就更好了,因?yàn)椴粌H改變方便,能多次成倍數(shù)改變電阻,并且能知道電阻的值,這樣也更方便找到電流與電阻的更具體的關(guān)系。
這樣分兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖分別設(shè)計(jì),分別實(shí)驗(yàn),避免了照搬照抄,死記硬背的教學(xué)模式,實(shí)驗(yàn)從開始設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)障礙,再到改進(jìn)實(shí)驗(yàn),總結(jié)規(guī)律,都是學(xué)生親身實(shí)踐,學(xué)生真正理解了:
1.兩步實(shí)驗(yàn)中為何要用滑動(dòng)變阻器,如何用滑動(dòng)變阻器?
在研究電流與電壓的關(guān)系時(shí),如果不用滑動(dòng)變阻器,雖然能夠測(cè)量出R兩端的電壓和其中的電流,但該電路只能測(cè)量出一組電壓和電流的值,而從一組電流和電壓的數(shù)據(jù)是無法找出二者之間的關(guān)系的,應(yīng)該再測(cè)幾組電壓和電流,因此就需要改變R兩端的電壓,用滑動(dòng)變阻器可以成倍地改變R兩端的電壓,簡(jiǎn)單方便,當(dāng)然也可以采用改變電池節(jié)數(shù)的方法,但因?yàn)閷?dǎo)線有電阻,很難成倍地改變R兩端的電壓,比較下來,當(dāng)然是用滑動(dòng)變阻器更方便快捷。同時(shí),滑動(dòng)變阻器還可以起到保護(hù)電路的作用。
2.用控制變量法探究電流I與電阻R之間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)該如何操作?探究電流I與電壓U之間關(guān)系時(shí),應(yīng)該如何操作?
探究電流I與電阻R之間的關(guān)系時(shí),如何保持電壓U不變?即改變定值電阻的阻值的同時(shí),該電阻兩端的電壓就發(fā)生了變化,因此,要及時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器以保持電壓不變,觀察并記錄電流表的示數(shù)隨電阻的變化關(guān)系。
探究電流I與電壓U之間關(guān)系時(shí),要不斷的改變電壓,即保持定值電阻的阻值不變的同時(shí),要改變電阻兩端的電壓,因此,要及時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓成倍地變化,觀察并記錄電流表的示數(shù)隨電壓的變化關(guān)系。
總之,這樣改進(jìn)充分發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)的作用,降低了教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生遇到問題的難度,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,更深入地理解和掌握了知識(shí)。既培養(yǎng)了思維能力,又培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體、思維為核心、能力為目標(biāo)的教學(xué)理念,開闊了學(xué)生思路,有效地提高物理教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]教育部.初中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿).
關(guān)鍵詞:探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué); 閉合電路歐姆定律; 模擬實(shí)驗(yàn); 學(xué)生實(shí)驗(yàn)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-3315(2014)05-155-002
在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天,實(shí)施以創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn)的素質(zhì)教育,重要的著眼點(diǎn)是轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方式。大多數(shù)民考民預(yù)科生模仿性學(xué)習(xí)心理是構(gòu)成接受知識(shí)的主要因素。這種依賴性強(qiáng),靠模仿去接受知識(shí)的習(xí)慣,是一種較為簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)心理,民考民預(yù)科生普遍認(rèn)為物理難學(xué)。究其原因難在學(xué)生各方面能力與預(yù)科物理學(xué)習(xí)要求的差距大。預(yù)科階段,乃至大學(xué)階段,要求自主學(xué)習(xí)物理。不同于自學(xué),它是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,以學(xué)生自己的體驗(yàn)、參與和探究為主,從自身社會(huì)生活實(shí)踐中獲取物理知識(shí),并創(chuàng)造性地解決生活中的問題的一種學(xué)習(xí)方法。怎樣才能把課堂教學(xué)與探究性學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)和自主性學(xué)習(xí)相結(jié)合?在大力倡導(dǎo)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的今天,迫切需要大量?jī)?yōu)秀的、具有創(chuàng)新性的探究實(shí)驗(yàn)來豐富我們的課堂教學(xué)。為此,我們立足民考民預(yù)科生學(xué)習(xí)特點(diǎn),對(duì)探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)作一些有益的嘗試,希望能夠引領(lǐng)學(xué)生較為深入地學(xué)習(xí)物理的相關(guān)理論、方法、技能;提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的興趣;增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí);培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是,嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度;養(yǎng)成交流與合作的良好習(xí)慣;發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力。本文就《閉合電路歐姆定律》一節(jié)做探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)。
一、教材和教學(xué)對(duì)象分析
閉合電路的歐姆定律主要分為電動(dòng)勢(shì)和閉合電路的歐姆定律兩部分。電動(dòng)勢(shì)的概念是閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。其基本內(nèi)容有兩個(gè)方面:電源電動(dòng)勢(shì)由電源本身性質(zhì)決定的,它表征了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能本領(lǐng)的大小。電源電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓,在閉合電路里電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電壓之和。本節(jié)難點(diǎn)是路端電壓和外電阻之間的關(guān)系。學(xué)生通過多媒體的仿真實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù),導(dǎo)出規(guī)律,使學(xué)生有感性的認(rèn)識(shí),課后讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,在做好仿真實(shí)驗(yàn)的前提下,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證結(jié)論,減少盲目性。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo)
理解電動(dòng)勢(shì)的定義。理解閉合電路歐姆定律及其公式,并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題。理解路端電壓隨電流(或外電阻)關(guān)系的公式表達(dá)和圖象表達(dá),并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題。知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。
2.能力目標(biāo)
通過路端電壓與外電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)探究,培養(yǎng)學(xué)生利用“實(shí)驗(yàn)研究,得出結(jié)論”的科學(xué)思路和方法。研究路端電壓與電流的關(guān)系公式、圖象及圖象的物理意義,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決物理學(xué)問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過多媒體仿真探究實(shí)驗(yàn)和課后的學(xué)生探究實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生求知欲和學(xué)習(xí)興趣,享受成功的樂趣,體會(huì)物理學(xué)研究的科學(xué)性。通過分析路端電壓與電流(外電阻)的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,感受物理之美。通過學(xué)生之間的討論、交流與協(xié)作探究,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。
三、教學(xué)重點(diǎn)
閉合電路歐姆定律。路端電壓與電流(外電阻)關(guān)系的公式表示及圖象表示。
四、教學(xué)難點(diǎn)
電動(dòng)勢(shì)的概念。路端電壓與電流(外電阻)關(guān)系。
五、教學(xué)思路
《閉合電路歐姆定律》是學(xué)生感到較為難以理解的知識(shí)點(diǎn),電動(dòng)勢(shì)的物理意義的理解是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。首先讓學(xué)生課前感受生活中的一些電源,初步明確電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,讓學(xué)生自己用電壓表測(cè)量不同類型的電源兩極間的電壓,為引入電動(dòng)勢(shì)的概念作鋪墊。再讓學(xué)生在電腦上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過連接不同的開關(guān),改變外電阻阻值,內(nèi)電阻阻值,記錄電流、電壓,分析數(shù)據(jù),探究路端電壓與外電阻(電流)的關(guān)系,得出路端電壓與外電阻(電流)的關(guān)系。然后在課堂仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。避免了盲目性,引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,再進(jìn)行討論,解釋現(xiàn)象原因。講授閉合電路中的功率,進(jìn)一步從能量的轉(zhuǎn)化角度說明電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。最后,利用兩道例題來應(yīng)用閉合電路歐姆定律,并適當(dāng)?shù)匮由焱卣?,通過課外思考題,使學(xué)生對(duì)電動(dòng)勢(shì)的概念有更深刻的理解。
六、教學(xué)方法:探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)法、多媒體仿真實(shí)驗(yàn)探究,實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)分析、討論等方法
(一)電源。展示不同型號(hào)、種類電池、手搖發(fā)電機(jī),對(duì)小燈泡供電。電源不同,結(jié)構(gòu)不同,但有相同的規(guī)律。演示:1用小燈泡點(diǎn)觸干電池,點(diǎn)觸蓄電池,小燈泡發(fā)光。2將小燈泡與手機(jī)電池相接,小燈泡發(fā)光。3手搖發(fā)電機(jī),同樣能夠使小燈泡發(fā)光。學(xué)生得出結(jié)論:干電池、蓄電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能;手搖發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。
(二)電源的電動(dòng)勢(shì):模擬實(shí)驗(yàn),介紹電路圖(如圖1),介紹實(shí)驗(yàn)儀器。得出內(nèi)、外電路,內(nèi)、外電壓的概念,指出電源內(nèi)部有電阻??措姵貎?nèi)部(如圖2),電荷定向移動(dòng)形成電流,電荷電勢(shì)能減小.從能量轉(zhuǎn)化的角度初步理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。觀察仿真實(shí)驗(yàn):電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)差在數(shù)值上等于什么?利用計(jì)算機(jī)課件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)(如圖3)【模擬實(shí)驗(yàn)一】:不閉合S2、S3,只閉合S1,觀察V1的大小。問題思考:(1)閉合開關(guān)S1后,此時(shí)伏特表V1測(cè)得的電壓?(2)此時(shí)外電阻多大?學(xué)生回答:電動(dòng)勢(shì)越大,電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)越強(qiáng)。學(xué)生模擬實(shí)驗(yàn),分析得出(1)伏特表測(cè)電源電動(dòng)勢(shì);(2)外電路電阻無窮大。E在數(shù)值上等于外電路斷開時(shí)電源兩端點(diǎn)壓。
圖1 圖2圖3
新課程實(shí)施以來,湖北省宜昌市物理教師在市教科院熊春玲老師的主持下,吸取目標(biāo)評(píng)價(jià)教學(xué)、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)、探究式教學(xué)、活動(dòng)單導(dǎo)學(xué)等教學(xué)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出“目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、學(xué)法導(dǎo)引、自主評(píng)價(jià)”的物理課堂教學(xué)模式,由于這個(gè)教學(xué)模式的推行和實(shí)施,老師們的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)日趨成熟穩(wěn)定.
為了把課程改革引向深入,探索更為科學(xué)有效的教學(xué)方法,筆者所在的長(zhǎng)陽縣,廣大物理教師在實(shí)施市教科院教學(xué)模式的過程中,在縣研訓(xùn)中心劉開雙老師的帶領(lǐng)下,結(jié)合我縣的實(shí)際,經(jīng)過創(chuàng)新發(fā)展,總結(jié)探索出“三環(huán)六步導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式.并堅(jiān)持在課堂教學(xué)中推行教學(xué)模式.經(jīng)教學(xué)實(shí)踐證明,該模式簡(jiǎn)潔易行,能有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),有利于提高教學(xué)效率.
2教學(xué)模式的解讀
“三環(huán)六步導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式的基本構(gòu)想是,一節(jié)課由不同類型和形式的學(xué)習(xí)活動(dòng)單元及過程組成,讓學(xué)生在目標(biāo)和學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)下,自主合作學(xué)習(xí),探究、體驗(yàn)、領(lǐng)悟?qū)W習(xí)內(nèi)容,展示、交流學(xué)習(xí)結(jié)果,教師通過講授、指導(dǎo)、評(píng)價(jià)等方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí).
2.1“三環(huán)六步”教學(xué)模式的框架
[TP1CW36.TIF,BP#]
該模式體現(xiàn)創(chuàng)設(shè)情境、目標(biāo)(或問題)引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、學(xué)生自學(xué)、活動(dòng)探究、交流討論、自主評(píng)價(jià)、師生互動(dòng)、應(yīng)用反饋等多種學(xué)習(xí)方式綜合運(yùn)用的一種教學(xué)模式(圖1).
2.2“三環(huán)”的涵義
“三環(huán)”是指 “目標(biāo)導(dǎo)引、活動(dòng)探究、評(píng)價(jià)應(yīng)用 ” 三個(gè)環(huán)節(jié).教學(xué)過程運(yùn)用三個(gè)環(huán)節(jié)交替遞進(jìn),有效解決教學(xué)過程中目標(biāo)不明、方法不清、評(píng)價(jià)滯后的問題.這三個(gè)環(huán)節(jié)的構(gòu)想在筆者所在區(qū)域得以廣泛實(shí)踐.
2.2.1目標(biāo)導(dǎo)引
我們到超市購(gòu)物,如果沒有明確的目標(biāo),就會(huì)漫無目的地閑逛,如果有目標(biāo),購(gòu)物效率會(huì)大大提高.學(xué)習(xí)活動(dòng)也是如此,若是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)是模糊的,學(xué)習(xí)效果就會(huì)打折扣.所以學(xué)習(xí)目標(biāo)不單是教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)要素,不僅是教師要明白,也應(yīng)該讓學(xué)生明白,讓學(xué)習(xí)活動(dòng)有的放矢.一個(gè)好的學(xué)習(xí)目標(biāo)的要[LL]素應(yīng)該是:學(xué)習(xí)內(nèi)容+學(xué)習(xí)方法+預(yù)期達(dá)到的學(xué)習(xí)水平和要求.這樣的學(xué)習(xí)目標(biāo)不僅讓學(xué)生明確了學(xué)什么,而且讓學(xué)生明確怎么學(xué),知道可以通過哪種學(xué)習(xí)方式達(dá)到目標(biāo),就能引導(dǎo)學(xué)生自主開展學(xué)習(xí)活動(dòng),也能引導(dǎo)學(xué)生自主開展評(píng)價(jià)活動(dòng).
2.2.2活動(dòng)探究
活動(dòng)探究是在學(xué)習(xí)目標(biāo)的導(dǎo)引下進(jìn)行的一系列學(xué)習(xí)活動(dòng)和方法的總稱.通過問題引導(dǎo)、學(xué)法指導(dǎo),一步i引導(dǎo)學(xué)生按具體的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行自主學(xué)習(xí),進(jìn)而達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo),提高學(xué)習(xí)效率,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí).對(duì)于每一個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng),教學(xué)內(nèi)容、方式是具體的,需要到達(dá)的水平和要求是明確的,這樣學(xué)生就可以在目標(biāo)和學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)下,自主合作學(xué)習(xí),探究、體驗(yàn)、領(lǐng)悟?qū)W習(xí)內(nèi)容.
2.2.3評(píng)價(jià)應(yīng)用
在教學(xué)過程中,每個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)結(jié)束時(shí),都安排相應(yīng)的學(xué)生自主評(píng)價(jià),及時(shí)檢查評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果.在一節(jié)新課結(jié)束后,也要安排課堂小結(jié)、當(dāng)堂演練、拓展延伸,對(duì)學(xué)生進(jìn)行形成性評(píng)價(jià),檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)應(yīng)用情況.通過及時(shí)評(píng)價(jià)、形成性評(píng)價(jià)使自主評(píng)價(jià)緊隨教學(xué)活動(dòng)的展開而展開,貫穿于教學(xué)活動(dòng)的始終,通過評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展.
2.3“六步”的涵義
“六步”是指對(duì)于某一課時(shí)或某個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)采取的六個(gè)基本步驟,即“情景問題探究評(píng)價(jià)應(yīng)用反饋”.“六i”是基于“以學(xué)定教”提出的一種范式,對(duì)于某個(gè)教學(xué)內(nèi)容,并非要面面俱到,可以是全部,也可以側(cè)重其中的部分步驟.
2.3.1情境
新課程強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè).情境創(chuàng)設(shè)的途徑很多,如利用實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè),聯(lián)系社會(huì)生活現(xiàn)象和素材創(chuàng)設(shè),利用新舊知識(shí)的聯(lián)系創(chuàng)設(shè),通過實(shí)踐體驗(yàn)創(chuàng)設(shè),利用現(xiàn)代信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)等.情境創(chuàng)設(shè)的作用是巨大的,能引發(fā)認(rèn)知沖突,激發(fā)興趣,喚起主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望,矯正前概念的偏差,做好思維鋪墊,活躍課堂氛圍.情境可以在引入課題時(shí)創(chuàng)設(shè),也可以在每個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)單元過程中進(jìn)行創(chuàng)設(shè).
2.3.2問題
探究始于問題,沒有問題就沒有探究.針對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)而設(shè)計(jì)的一個(gè)個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)單元,是圍繞問題展開的,為解決這些問題,根據(jù)問題的特征而預(yù)設(shè)了多樣化的學(xué)習(xí)方法,讓學(xué)生在解決問題的過程中學(xué)習(xí).對(duì)有的問題,可采取自主學(xué)習(xí)解決;有的問題,可采取小組合作學(xué)習(xí)解決;有的問題,可采用實(shí)驗(yàn)法;還有的問題,需要進(jìn)一步猜想與假設(shè),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究;
對(duì)教學(xué)過程中生成的問題,還要突破預(yù)設(shè)的束縛,靈活加以處理.總之,問題的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵,問題設(shè)計(jì)得合理,解決問題的方法科學(xué),就會(huì)有效驅(qū)動(dòng)學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程,取得良好的學(xué)習(xí)效果.
2.3.3探究
新課程提倡探究式教學(xué).廣義地講,學(xué)生或通過自己的活動(dòng),或在老師的引導(dǎo)下,通過各種方式的主動(dòng)學(xué)習(xí),從未知到已知的過程,都是探究過程.所以,如上所述,針對(duì)具體問題而采取的自學(xué)指導(dǎo)、合作探究、理論推理、實(shí)驗(yàn)探究,以及精講點(diǎn)撥、師生對(duì)話、演示操作、小組討論、體驗(yàn)、展示等學(xué)習(xí)活動(dòng),都是為了讓學(xué)生建構(gòu)形成自己理解的知識(shí)和方法而采取的探究活動(dòng),這是教學(xué)過程的重頭戲.
2.3.4評(píng)價(jià)
新課倡導(dǎo)“立足過程,促進(jìn)發(fā)展”的學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià),促進(jìn)學(xué)生全面富有個(gè)性的發(fā)展,促進(jìn)教師反思和改進(jìn)教學(xué).這里的評(píng)價(jià)可以是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的及時(shí)評(píng)價(jià),對(duì)自學(xué)效果的檢查,也可以是對(duì)整堂課的學(xué)習(xí)情況的檢測(cè),還包括老師對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)進(jìn)行的口頭點(diǎn)評(píng)、學(xué)生互評(píng)和學(xué)生對(duì)課堂收獲的自我總結(jié).通過評(píng)價(jià)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自我,發(fā)展自我.同時(shí),通過學(xué)生之間開展自主評(píng)價(jià)活動(dòng),從而使學(xué)生學(xué)會(huì)評(píng)價(jià).
2.3.5應(yīng)用
在學(xué)習(xí)過程中,應(yīng)用指在一定情境下展示和表達(dá)學(xué)生所理解的知識(shí),這個(gè)步驟貫穿于課堂提問、課堂練習(xí)、課外實(shí)踐和測(cè)驗(yàn)考試之中,所以在上述“三環(huán)”的基礎(chǔ)上,還應(yīng)注重當(dāng)堂演練、拓展延伸等環(huán)節(jié),既加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解,也可初步檢驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成情況.
2.3.6反饋
反饋指教師利用課堂觀察、自主評(píng)價(jià)、當(dāng)堂演練、拓展訓(xùn)練和形成評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié),與學(xué)習(xí)目標(biāo)中的水平和要求對(duì)照,提供反饋信息,發(fā)現(xiàn)學(xué)生理解概念和規(guī)律 上的差異,采取措施,修正教學(xué)素材或過程,修正偏差,進(jìn)而進(jìn)行釋疑解難、變式訓(xùn)練,使盡可能多的學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo).
綜上所述,“三環(huán)六步學(xué)導(dǎo)”教學(xué)模式以學(xué)習(xí)活動(dòng)為中心,通過學(xué)生的自主、探究、合作學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)“以學(xué)定教、以教導(dǎo)學(xué)”的目的,不僅學(xué)會(huì)知識(shí)、技能和方法,而且學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),充分體現(xiàn)了“雙主”――教師的主導(dǎo)性和學(xué)生的主體性,使主導(dǎo)性和主體性和諧統(tǒng)一,發(fā)揮最大效益.能將課堂真正還給學(xué)生,使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)評(píng)價(jià),從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和評(píng)價(jià)能力.
3“三環(huán)六步導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式課例
本文以人教版第十七章第二節(jié)《歐姆定律》為例,依據(jù)“三環(huán)六步導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式,具體地介紹.
3.1目標(biāo)導(dǎo)引
(1)通過看書、討論,理解歐姆定律的內(nèi)容、公式、單位及適用的條件.
(2)通過閱讀例題、老師講授、同步練習(xí),學(xué)會(huì)運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算及一般方法.
3.2活動(dòng)探究
情景上節(jié)課,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流跟電壓和電阻的關(guān)系,請(qǐng)同學(xué)們回顧一下并表述出來.
活動(dòng)1:閱讀課本78頁,然后回答下面的問題.
活動(dòng)2:討論電流、電壓、電阻之間的因果關(guān)系.
活動(dòng)3:閱讀課本78、79頁的例題1和例題2,思考用公式進(jìn)行計(jì)算的一般步驟和規(guī)范要求.
[BP(]活動(dòng)4:例題講析
例3在如圖所示的電路中,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 R′,使燈泡正常發(fā)光,用電流表測(cè)得通過它的電流值是0.6 A.已知該燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是20 Ω,求燈泡兩端的電壓.[BP)]
活動(dòng)4:例題講析,點(diǎn)撥電阻與電壓、電流無關(guān),歐姆定律的[HJ1.45mm]另一個(gè)適用條件是同一時(shí)刻(同一狀態(tài)).
例1加在某一電阻器兩端的電壓為5 V時(shí),通過它的電流是0.5 A,則該電阻器的電阻應(yīng)是多大?如果兩端的電壓增加[JP3]到20 V,此時(shí)這個(gè)電阻器的電阻值是多大?通過它的電流是多大?
3.3評(píng)價(jià)應(yīng)用
3.3.1自主評(píng)價(jià)
評(píng)價(jià)1:請(qǐng)你口頭表達(dá)歐姆定律的內(nèi)容.
評(píng)價(jià)2:請(qǐng)你說出歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式.
評(píng)價(jià)3:公式中各物理量的單位是什么?(提示區(qū)分物理量的符號(hào)和單位符號(hào))
評(píng)價(jià)4:歐姆定律的適用條件是什么?
評(píng)價(jià)5:下列關(guān)于歐姆定律說法中正確的是
A.導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比
B.導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比
C.電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體中的電流成反比
D.電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與電流、電壓無關(guān)
評(píng)價(jià)6:歸納用歐姆定律公式進(jìn)行計(jì)算的一般步驟.
3.3.2當(dāng)堂演練
(1)關(guān)于電流跟電壓和電阻的關(guān)系,下列說法正確的是
A.導(dǎo)體的電阻越大,通過導(dǎo)體的電流越小
B.導(dǎo)體的電阻越大,通過導(dǎo)體的電流越大
C.導(dǎo)體兩端的電壓越大,導(dǎo)體的電阻越大,通過導(dǎo)體的電流也越大
D.在導(dǎo)體兩端的電壓一定的情況下,導(dǎo)體的電阻越小,通過導(dǎo)體的電流越大
(2)一條鎳鉻合金線的兩端加上4 V電壓時(shí),通過的電流是0.2 A,則它的電阻是[CD#3]Ω.若合金線的兩端電壓增至16 V時(shí),它的電阻是[CD#3]Ω,這時(shí)若要用電流表測(cè)量它的電流,應(yīng)選用量程為[CD#3]A的電流表.
(3)關(guān)于歐姆定律,下列敘述中不正確的是
A.在相同電壓下,導(dǎo)體的電流和電阻成反比
B.對(duì)同一個(gè)導(dǎo)體,導(dǎo)體中的電流和電壓成正比
C.因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的性質(zhì),所以電流只與導(dǎo)體兩端的電壓成正比
D.導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān),也與導(dǎo)體的電阻有關(guān)
[TP1CW37.TIF,Y#]
(4)在探究電阻兩端的電壓跟通過電阻的電流的關(guān)系時(shí),小東選用了甲、乙兩個(gè)定值電阻R甲、R乙分別做實(shí)驗(yàn),他根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了如圖2所示的圖像,請(qǐng)根據(jù)圖像比較電阻R甲與R乙的大小,R甲[CD#3]R乙.(選填“大于”、“等于”或“小于”)
3.3.3拓展延伸
我國(guó)刑法規(guī)定,從2011年5月1日起,駕駛員醉酒后駕車要負(fù)刑事責(zé)任.目前大多數(shù)國(guó)家都采用呼氣式酒精測(cè)試儀,對(duì)駕駛員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè).
【關(guān)鍵詞】初中物理;教學(xué)方式;研究
物理作為初中生必學(xué)的自然學(xué)科,有著其自身獨(dú)特的科學(xué)性,物理課程給學(xué)生提供了了解自然規(guī)律的平臺(tái),并且通過物理課程的學(xué)習(xí)還可以增加學(xué)生的見解,幫助他們熟悉自然界中某些事物發(fā)展的本質(zhì),并理解一些現(xiàn)象的科學(xué)內(nèi)涵(例如雷電的形成、電流的形成、人體的靜電現(xiàn)象等)。正是因?yàn)槲锢韲?yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)性,使學(xué)生們接觸它的時(shí)候也帶來了一些困難,比如對(duì)有些現(xiàn)象的解釋太抽象,并且在傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式中,都是以老師授課為主,老師占據(jù)了課堂的主體,只一味的向同學(xué)們簡(jiǎn)單的傳授課本上的知識(shí),忽略了課堂的靈活性,導(dǎo)致初中物理的教學(xué)方式存在較大漏洞。因此,借著新課改和素質(zhì)教育的平臺(tái),老師應(yīng)該在物理教學(xué)的課堂中嘗試新的教學(xué)方法。
1.結(jié)合案例分析物理教學(xué)中存在的一些問題
1.1案例一——力學(xué)
力學(xué)是初中物理課程中最基本的章節(jié),它是帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)物理世界的開篇之章,因此力學(xué)知識(shí)授課的好壞直接影響到學(xué)生對(duì)這門課程的認(rèn)識(shí),也會(huì)奠定學(xué)生們對(duì)物理印象基礎(chǔ)。在我國(guó)幾乎所有課程的教學(xué)模式都是以老師講課為主,學(xué)生聽課為輔,物理老師在講授力學(xué)這一章時(shí)也是這樣,缺乏和學(xué)生的交流,由于學(xué)生在課堂上發(fā)揮不了主體作用,并且物理是一門相當(dāng)乏味的自然科學(xué)學(xué)科,因此,許多學(xué)生在接收物理知識(shí)時(shí)都存有被動(dòng)心理,有的也只是為了完成學(xué)業(yè)的需要,并沒有真正的去好好掌握。
1.2案例二——?dú)W姆定律
初中物理課程中,必不可少的一章就是《歐姆定律》,它作為初中物理課程中最基礎(chǔ)的知識(shí)章節(jié),影響著許許多多初學(xué)者對(duì)物理課程的印象以及日后對(duì)學(xué)習(xí)物理的興趣培養(yǎng),因此,作為一名初中物理老師,在講授該章節(jié)時(shí)需要注意的問題有很多,而不是一股腦的把所有知識(shí)概念都講完。
在傳統(tǒng)的授課方式中,物理老師在講授這一節(jié)時(shí)一般都是先把需要解釋的概念給學(xué)生講解一下,然后把這一章節(jié)涉及到的公式(主要是I=U/R)在例題中給同學(xué)們講解。這種授課方式如果不是天生對(duì)物理充滿興趣的人在聽起來時(shí)都會(huì)覺得很無聊。這就直接導(dǎo)致了許多學(xué)生在學(xué)習(xí)這一章時(shí)上課不認(rèn)真聽講,老師留的作業(yè)題也是抄別人的,使教學(xué)的效果很不理想,教學(xué)任務(wù)也幾乎不能按時(shí)完成。
1.3案例三——物理實(shí)驗(yàn)課
物理實(shí)驗(yàn)課是帶領(lǐng)學(xué)生走入物理世界最直接、最有效的方法,然而由于教學(xué)資金的缺乏,許多初中學(xué)校根本就沒有開設(shè)這一門課程,或者是開設(shè)了這一門課程,卻因?yàn)槿狈?shí)驗(yàn)道具和器材,而從未真正上過。這種教學(xué)漏洞的出現(xiàn),損失了教育學(xué)生學(xué)習(xí)物理的最好機(jī)會(huì),由于物理知識(shí)大多數(shù)都十分抽象,初中生基本上無法從理論課上真正搞懂那些知識(shí),而又沒有最直觀的教學(xué)實(shí)驗(yàn)來演示,錯(cuò)失了引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的最佳機(jī)會(huì)。
2.解決上述問題的有效措施
2.1消除力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)障礙
由于力學(xué)知識(shí)是物理課程最基本的入門知識(shí),因此學(xué)好它對(duì)學(xué)好物理課程會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。初中是一個(gè)人學(xué)生生涯中最容易對(duì)事物充滿好奇的時(shí)間段,教師要充分的利用學(xué)生的好奇心把他們引入物理的世界。最有效的方法就是讓學(xué)生成為課堂的主體,允許學(xué)生在課堂上發(fā)問,增加師生之間的交流,建立良好的師生關(guān)系,營(yíng)造良好的課堂氛圍。例如教師在講解牛頓第一定律時(shí)可以在上課時(shí)帶一個(gè)蘋果,讓學(xué)生們?cè)谡n堂上真實(shí)的體驗(yàn)萬有引力;在講授自由落體的知識(shí)時(shí),可以讓同學(xué)們?cè)谡n堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),用自己的筆、紙片等來感受自由落體的妙處;在講力是相互的這一章節(jié)時(shí),老師可以讓同學(xué)們自己報(bào)名來前臺(tái)互相感受一下;在講摩擦力時(shí)借助實(shí)驗(yàn)道具在課堂上給同學(xué)們演示等。
2.2學(xué)習(xí)歐姆定律的有效途徑
其實(shí)要想有效的學(xué)習(xí)歐姆定律,在老師授完理論課的基礎(chǔ)上最有效的方式就是開設(shè)這一章節(jié)的實(shí)驗(yàn)課。歐姆定律這一章的主要內(nèi)容包括:歐姆定律并不適用于所有物體、導(dǎo)體的電阻不是一成不變的、串并聯(lián)電路歐姆定律的推廣式不同。
這些有關(guān)電路的問題在實(shí)際的課堂講解上是十分抽象的,教師只有親自帶領(lǐng)學(xué)生,讓學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)課中自己動(dòng)手,體驗(yàn)歐姆定律的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn),才能使他們把這些知識(shí)真正掌握,否則即使他們掌握了理論要點(diǎn),也無法真正的與實(shí)際相結(jié)合。
2.3充分借助多媒體資源
其實(shí)以上方法適用于所有物理章節(jié)的學(xué)習(xí),實(shí)驗(yàn)課是物理教學(xué)中的重點(diǎn)課程不能忽視。隨著科技的發(fā)達(dá),多媒體教學(xué)方式也逐漸引入了物理教學(xué)的課堂,多媒體教學(xué)方式的實(shí)施,給學(xué)生們帶來了一種學(xué)習(xí)知識(shí)的新鮮感,PPT上鮮活的文字、圖片以及教學(xué)視頻等內(nèi)容增加了物理教學(xué)的趣味性,也增加了學(xué)生們對(duì)物理課程的興趣。因此在初中物理的教學(xué)中要充分借助多媒體資源使抽象的物理知識(shí)在多媒體中得以具象化。
此外,改變教學(xué)最根本的方式是增加教師授課的趣味性,一個(gè)幽默的物理教師和一個(gè)死板的物理教師教學(xué)的效果是完全不一樣的,因此,要改變教學(xué)方式還需要教師從自身尋找問題,好的教學(xué)效果需要學(xué)生和老師共同完成。
作為一名初中物理老師,不僅要把知識(shí)完整的傳授給學(xué)生,還要讓他們能夠接受并且消化成為自己的東西。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的提高和教學(xué)方式的改進(jìn),多媒體教學(xué)的方式逐漸走進(jìn)了千千萬萬的大中小學(xué)校,因此,物理老師可以充分借助多媒體的力量來使枯燥的物理知識(shí)多彩化。此外物理課程中還應(yīng)該多安排一些實(shí)驗(yàn)課程,讓同學(xué)們通過自己的親身體驗(yàn)來感受物理世界的多姿多彩,培養(yǎng)他們不斷探索科學(xué)的精神,培養(yǎng)他們對(duì)物理課程的興趣。
【參考文獻(xiàn)】
[1]張紅巖.《新課程理念下的初中物理教學(xué)案例與分析》.教學(xué)實(shí)踐,2012
[2]代衛(wèi)建.《初中物理教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究技能的培養(yǎng)》.新課程·中學(xué),2010年9月8日
一、兩表的變化
例1 如圖1中電源電壓保持不變,R2為定值電阻。開關(guān)S閉合后,以下說法正確的是( )。
A. 滑片P向右移動(dòng),表A示數(shù)變小,表V示數(shù)變小
B. 滑片P向右移動(dòng),表A示數(shù)變大,表V示數(shù)變大
C. 滑片P向左移動(dòng),表A示數(shù)變小,表V示數(shù)變大
D. 滑片P向左移動(dòng),表A示數(shù)變大,表V示數(shù)變小
解析:滑片P向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器R1的阻值變大,電路中的總電阻變大,電源電壓不變,根據(jù)公式I=■可知,電路中的電流變小,R2的阻值不變,由U2=I2R2可知這時(shí)R2兩端的電壓變小。則電流表、電壓表的示數(shù)均變小。同理,若滑片P向左移動(dòng),電流表、電壓表的示數(shù)均變大。故正確選項(xiàng)為A。
答案:A
點(diǎn)撥:本題考查了同學(xué)們對(duì)電路電阻發(fā)生變化時(shí),相應(yīng)電表示數(shù)變化對(duì)應(yīng)關(guān)系的掌握程度,并能熟練運(yùn)用歐姆定律解決問題。這一考點(diǎn)是中考考查頻率最高的考點(diǎn)之一。電路中電表的示數(shù)變化問題主要有兩種類型:一類是由于開關(guān)的斷開或閉合,引起電路中各物理量的變化;另一類是由于變阻器滑片的移動(dòng),引起電路中各物理量的變化。這類問題的解題思路應(yīng)先認(rèn)清電路的連接形式,然后分清電流表和電壓表在測(cè)誰的電流和電壓,再根據(jù)電路總電阻的變化,運(yùn)用歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn),來分析電流表和電壓表示數(shù)的變化。
二、開關(guān)與電路變化
例2 如圖2 所示電路,電源電壓恒定不變,R1、R2為兩個(gè)定值電阻,其阻值不隨溫度變化。當(dāng)閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2、S3時(shí),電流表的示數(shù)為3A;當(dāng)閉合開關(guān)S1和S2,斷開開關(guān)S3時(shí),電流表的示數(shù)為5A;當(dāng)閉合開關(guān)S3,斷開S1、S2時(shí),電路的總電阻為R3,則R1與R3之比為( ?搖)。
A. 5∶2?搖 B. 2∶5
C. 5∶3 D. 3∶5
解析:當(dāng)閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2、S3時(shí),只有電阻R1接在電源的兩端,電流為3A,則R1=■;閉合開關(guān)S1和S2,斷開開關(guān)S3時(shí),R1與R3并聯(lián),故通過R2的電流I2=I-I1=5A-3A=2A,R2=■=■。當(dāng)閉合開關(guān)S3,斷開S1、S2時(shí),R1與R2串聯(lián),R3=R1+R2=■+■=■。所以R1 ∶ R3=■ ∶ ■=2 ∶ 5。
答案:B
點(diǎn)撥:開關(guān)在電路中的作用,除使整個(gè)電路接通或斷開外,還可以改變電路結(jié)構(gòu)和使部分電路形成短路。本題的三個(gè)開關(guān)處在不同狀態(tài)時(shí),形成了三個(gè)不同的電路:①只有R1接在電路中;②R1與R2并聯(lián)接在電路中;③R1與R2串聯(lián)接在電路中。只有根據(jù)題意,認(rèn)清電路結(jié)構(gòu),才能運(yùn)用串、并聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律解題。
三、實(shí)驗(yàn)探究
例3 要測(cè)出一個(gè)未知電阻Rx的阻值?,F(xiàn)有量程適當(dāng)?shù)碾妷罕?、電流表各一只,已知阻值為R0的電阻一只,以及電源、若干開關(guān)和導(dǎo)線。請(qǐng)根據(jù)以下要求設(shè)計(jì)兩種測(cè)量Rx阻值的方法。要求:
(1)電流表、電壓表、已知阻值的電阻R0三個(gè)器材,每次只能選用兩個(gè);
(2)測(cè)量器材在一種方法中可以使用兩次(即可以測(cè)出電路中兩個(gè)不同部分的值);
(3)將實(shí)驗(yàn)電路圖、測(cè)量的物理量及RX的表達(dá)式分別填入下表。
解析:要測(cè)出Rx的阻值,由公式Rx=■知,必須設(shè)法直接或間接測(cè)出Ux、Ix。
方法一:電路如圖3所示,閉合開關(guān)S,測(cè)出Rx兩端電壓Ux和通過Ix的電流Ix,則Rx=■。
方法二:電路如圖4所示,閉合開關(guān)S,用電壓表分別測(cè)出RX兩端電壓Ux和R0兩端電壓U0,則Rx=■R0。
點(diǎn)撥:這是一道測(cè)未知電阻的電路設(shè)計(jì)題,此題解法較多,要求同學(xué)們根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的特點(diǎn),進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。這類考題考查的知識(shí)面大,層次也深,不但實(shí)驗(yàn)的基本項(xiàng)目要考查,而且還要考慮器材的規(guī)格和性能以及在實(shí)驗(yàn)中起的主要作用,有實(shí)驗(yàn)電路圖或?qū)嵨飯D的連接、電路故障的判斷等,實(shí)驗(yàn)中往往同時(shí)使用電學(xué)的三大儀器——電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器。因此是近幾年各地中考的熱點(diǎn),考查的重中之重,出題形式也靈活多樣。
四、綜合應(yīng)用
例4 小雯設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量物體重力的“托盤秤”,如圖5所示是原理示意圖,其中的托盤用來放置被測(cè)物體,OBA是可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿,R1是壓力傳感器(其電阻值會(huì)隨所受壓力大小而變化,變化關(guān)系如下表),R0為定值電阻,為顯示重力大小的儀表(實(shí)質(zhì)是一個(gè)量程為0~3 V的電壓表)。已知OB ∶ OA=1 ∶ 2,R0=100 Ω,電源電壓恒為3 V(忽略托盤、杠桿及壓桿的重力)。
(1)托盤上沒放物體時(shí),壓力傳感器R1的電阻值是?搖?搖 ?搖?搖Ω。
(2)當(dāng)托盤上放被測(cè)物體時(shí),電壓表的示數(shù)如圖6所示,則此時(shí)壓力傳感器R1上的電壓是多少?
(3)第(2)題中被測(cè)物體的重力是多少?
解析:(1)由表中壓力與電阻的關(guān)系可知,當(dāng)托盤上沒放物體,即壓力為0時(shí),R1的電阻值是300 Ω。
(2)由圖可知,R0和R1串聯(lián),電壓表顯示加在R0兩端的電壓U0,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系知,加在R1兩端的電壓為:U1=U-U0=3 V-2 V=1 V。
(3)根據(jù)串聯(lián)電路的電流規(guī)律及歐姆定律,I1=I0=U0/R0=2 V/100 Ω=0?郾02 A,R1=U1/I1=1V/0?郾02 A=50 Ω
查表得:F=250 N
由杠桿平衡條件可知GlOB=FlOA
G=■=■=500 N
人教版新教材《物理》選修3-1第二章第六節(jié)中電阻定律的編排確實(shí)是無違初衷。為了讓學(xué)生能容易理解和掌握電阻定律,教材編置了兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn):1. 探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系;2. 探究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系。兩個(gè)探究以第一個(gè)為主要,它得出的數(shù)據(jù)正確并準(zhǔn)確時(shí),定律的架構(gòu)就已經(jīng)在學(xué)生的頭腦中搭建并確立起來;再通過探究實(shí)驗(yàn)2的測(cè)量比較得出表達(dá)式中的比例常數(shù),從而導(dǎo)出電阻定律及表達(dá)式。
由于配課實(shí)驗(yàn)欠缺科學(xué)性,誤導(dǎo)了任課教師,致使新課材使用以來,該節(jié)課時(shí)上課的效果欠佳。究其原因應(yīng)為:探究實(shí)驗(yàn)1的定位欠缺科學(xué)依據(jù),也就是說單純用電壓表不可能直測(cè)導(dǎo)體電阻;用比較的方法也不可能比出電阻與其影響因素的定量關(guān)系。因此,課堂上想用配課實(shí)驗(yàn)提供的裝置,按照實(shí)驗(yàn)的定位完成電阻與影響其因素的定量關(guān)系是不可能的;只能用直測(cè)電壓比較量值來引導(dǎo)學(xué)生從定性方面認(rèn)識(shí)和掌握導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度及截面的比例關(guān)系。或者,從另一角度來看,能按示圖裝置多個(gè)電阻線串聯(lián)的大規(guī)模裝置,設(shè)定按歐姆定律定量解釋――整個(gè)串聯(lián)外電路的電流強(qiáng)度相等,由于電源的不穩(wěn)定性等系統(tǒng)原因,也不可能得到電阻與影響其因素的定量關(guān)系。再者,按《教師用書》中提供的方案,讓學(xué)生參與,達(dá)到探究的目標(biāo),由于儀表內(nèi)阻的因素及其他人為的原因,也不能實(shí)現(xiàn)定量分析(以下是相關(guān)實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)測(cè)數(shù)值)。
實(shí)驗(yàn)(1),按下圖,以電阻定律演示器(T2359),演示電表(T0401)1臺(tái),低壓電源(T1201或1201-1)1臺(tái),滑動(dòng)變阻器(T2354-1.50Ω,1A)一個(gè),連接電路(說明: A、B、C為同規(guī)格的鎳鉻絲,D為同規(guī)格的鐵絲),完成演示實(shí)驗(yàn)。
1. 導(dǎo)體的電阻和長(zhǎng)度的關(guān)系。
(1)測(cè)量取值:電源是直流2伏檔,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使A~D的兩端接近2伏,改變鎳鉻絲的長(zhǎng)度,取值。
(2)列表
(3)作圖
從圖像出現(xiàn)的偏差可以看出:測(cè)量過程中,電壓出現(xiàn)波動(dòng)不可預(yù)知,也不可能調(diào)整使其始終保持一定量值不變,所以出現(xiàn)測(cè)量值的誤差。
2. 導(dǎo)體的電阻與截面的關(guān)系。
用連接片把其中兩條鎳鉻絲并接起來,保持原來的串聯(lián)電路。此時(shí),長(zhǎng)度同樣1m,截面面積是原來的兩倍。再進(jìn)行測(cè)量,結(jié)果由于儀表內(nèi)阻標(biāo)準(zhǔn)的問題,加上表頭的最小量值為1伏,表針滿度偏轉(zhuǎn),得不到測(cè)量數(shù)據(jù)。
結(jié)論:只能理論解釋。
幾年來,由于教材是新課程配備的教本,其權(quán)威效應(yīng)可想而知;每到課期,任課教師都要求按照教材提供規(guī)格準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)裝置,并期望以定量方式來完成電阻定律的授課過程,結(jié)果總是事與愿違。
本人認(rèn)為,該節(jié)課時(shí)的配課實(shí)驗(yàn)的定位存在一定的問題,可以不予以采用??梢粤磉x用《高中物理實(shí)驗(yàn)大全》推介的間接測(cè)量法――“伏安法測(cè)電阻”來完成引導(dǎo)教學(xué)過程。其效果眾所周知,并且此演示實(shí)驗(yàn)真正實(shí)現(xiàn)定量確立定律的不同物理量之間的關(guān)系,既簡(jiǎn)潔又明了,也不乏學(xué)生參與探究的環(huán)節(jié)。
實(shí)驗(yàn)(2),器材:電阻定律演示器(T2359),演示電表(J0401)2臺(tái),低壓電源(J120或J1201-1)1臺(tái),滑動(dòng)變阻器(J2354-4,50Ω,3A)1個(gè),單刀開關(guān)等。
方法:
1. 導(dǎo)體電阻跟長(zhǎng)度的關(guān)系(鎳鉻絲),始終保持電壓為2伏不變,改變長(zhǎng)度,測(cè)得:
明確立論:證明R與L成正比。
作圖(如下圖)
2. 跟截面面積的關(guān)系。
用連接片把鎳鉻絲并聯(lián)起來接入電路,長(zhǎng)為1m,截面面積為原來的兩倍,保持電壓2伏不變。
測(cè)得:
比較并明確立論:R與S成反比。
3. 金屬導(dǎo)體的電阻跟材料的關(guān)系。
方法同上(注意:銅線的良導(dǎo)性能),A用0~5A,電壓要求小于0.45V。測(cè)出量值,列表如下:
明確立論:長(zhǎng)度及截面面積均相同的金屬導(dǎo)體,因材料不同,其電阻也不相同。