歐姆定律的重要性范文

時間:2023-07-27 17:00:38

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1、大概推算:根據公式P=UI計算:刺激輸出電流I=P/U=350W/12V=29.16A。實際工作電流還要看負載電阻阻值,由歐姆定律決定,如果你不裝負載,那電流只能是0。

2、歐姆定律是指在同一電路中,通過某段導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。該定律是由德國物理學家喬治·西蒙·歐姆1826年4月發表的《金屬導電定律的測定》論文提出的。隨研究電路工作的進展,人們逐漸認識到歐姆定律的重要性,歐姆本人的聲譽也大大提高。為了紀念歐姆對電磁學的貢獻,物理學界將電阻的單位命名為歐姆,以符號Ω表示。

(來源:文章屋網 )

篇2

關鍵詞:數學推理;科學探究;問題情境;科學方法;理論聯系實際

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2017)1-0019-3

人教版高中物理選修3-1第二章第七節《閉合電路的歐姆定律》是電學知識的核心內容,其中包含了許多科學思想方法,是學生學習和體會科學思想方法的好素材。作為一節典型的規律探究課,本節內容較抽象,學生在學習時,對電源內電路認識模糊,難以理解電源有內阻;對內外電路的電壓與電源電動勢的關系及路端電壓與負載關系感到疑惑,對其中蘊含的科學方法未能深刻領會。“如何有效突破這些教學難點?”“如何設計好閉合電路歐姆定律的探究過程,有效實施三維目標教學?”一直是廣大物理教師研究的重要課題,本文試圖通過對本節課的教材、教法的分析,探究形成學生認知困難的主要原因以及在本節課中如何有效實施探究教學,培養學生的核心素養。

1 教材、教法分析

人教版教材是把《閉合電路的歐姆定簟釩才旁詰繚礎⒌綞勢、歐姆定律、串并聯電路、焦耳定律和導體的電阻之后來學習的。很顯然,這種安排的意圖是在承接“從做功角度認識電動勢”的基礎上,引導學生從功能關系角度來建立閉合電路的歐姆定律,體現了循序漸進的教學原則。順應這種構想,教材對本節內容以如下方式呈現:先直接給出閉合電路的概念,然后從功能關系出發, 根據能量守恒,理論推導出閉合電路的歐姆定律和U+U=E,再根據閉合電路的歐姆定律,理論分析路端電壓與負載的關系。這種呈現方式的好處是:既充分體現了功和能的概念在物理學中的重要性,又有利于學生從理論角度理解閉合電路的歐姆定律。從教材體系來看這種呈現方式具有一定的合理性和科學性。

筆者曾多次參與“閉合電路的歐姆定律”的觀摩教學,領略了執教老師們的各種處理方法,比較有代表性的是以下兩種教法:

第一種教法是沿用原教材的思路,采用比較傳統的方式,注重理論探究,先從理論上推導得出閉合電路歐姆定律的數學表達式,再應用定律討論了路端電壓隨外電路電阻的變化規律,最后引導學生運用規律解題,把立足點放在訓練學生的解題能力上。

第二種教法注重突出實驗的地位,發揮實驗在探究教學中的作用。利用實驗創設懸念,引入課題,設計探究實驗,讓學生在實驗中總結歸納出內外電壓之間的關系,再利用教材中的圖2.7-3實驗探究路端電壓與負載的關系。

根據課后反饋發現,沿用原教材思路設計的教學,效果并沒有達到設計者想象的結果,究其原因,主要有以下幾個方面:

1.教材中的閉合電路的歐姆定律是從理論角度得出的,注重于數學推理,比較抽象,缺乏令人信服的探究實驗,學生無直接經驗感知和相應的認知過程,難以形成深刻的理解。

2.教材對閉合電路,特別是內電路的建構過于直接,無感知過程,學生對教材中為了突出閉合電路而提供的閉合電路中電勢高低變化的模型圖難以理解,加之學生對部分電路的歐姆定律印象深刻,對電源內部的電路無直觀印象,對電源也有內阻心存疑慮,難以突破初中形成的“路端電壓不隨外電路變化”的思維定勢。

3.教材是利用純電阻電路中的能量守恒關系推導得到IR+Ir=E和U+U=E,這種處理方式,會讓學生對U+U=E的普適性產生懷疑:非純電阻電路還適用嗎?

4.作為一節規律探究課,本節課包含了許多科學思想方法,教材過于注重理論推導,忽視了實驗探究,淡化了猜想、類比、比較、分析等多種科學思想方法教育,這對培養學生的探究能力和體驗研究物理問題的方法是不利的,也不利于提高課堂教學的有效性。

第二種“通過設計多個實驗來進行實驗探究”的處理方法,調動學生學習的主動性和積極性,學生能獲得更直觀的認識,有效地突破一些教學難點,但由于本節知識點多,思維量大,設計過多的實驗(特別是設計繁雜的分組實驗)勢必會分散學生的注意力,干擾學生的正常思考,擠壓學生思考和實踐應用的時間,影響了學生主體作用的發揮,效果同樣不盡如人意。

2 教學建議

2.1 尊重學生的認知規律,科學設計探究過程

從物理學史來看,歐姆定律是基于實驗而發現的,并非演繹推理的結果,教材通過功能關系分析來建立閉合電路的歐姆定律。這種處理方法帶來的負面影響是學生缺乏感性認識,沒有參與知識發現過程中的情感體驗,難以形成深刻的理解,課堂上學生學習的積極性也不高。規避這種負面影響的方法就是在教學設計時,應當尊重學生的心理特點和認知規律,科學地設計探究過程,讓學生在親身探究中理解定律,體驗方法。基于這種指導思想,筆者在教學設計時,先用兩節新電池和內阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電,產生了與學生日常生活經驗相矛盾的現象來設置“懸念”――引入新課。然后,引導學生針對“引入實驗”中的現象展開探究,讓學生在實驗探究中分析、思考、歸納,得出電源內電壓和外電壓之間的關系。接著再引導學生利用功能關系,從理論角度來推導、探究,讓實驗得出結論在理論上獲得支撐。最后,引а生利用所學規律解決引入實驗和實際生活中的問題。這種在引入實驗為基礎的“實驗和理論推導相互結合的探究過程”的設計,既避免了設計過多的實驗,又讓學生親身體驗了探究的過程,加深了對知識的理解,深刻領會到物理學科的嚴謹性和流暢性,感受到物理的探究之美和應用之美。同時,又能激發學生的學習熱情,使物理課堂教學產生無窮的樂趣,進而實現高效的物理課堂教學。

2.2 合理創設問題情境,引導學生質疑探究

作為一節規律探究課,本節課的重點是如何落實探究教學,讓學生在探究中理解閉合電路的歐姆定律,感知科學探究的過程和方法。在探究教學中,問題是探究的起點,沒有問題就不可能有探究,正是在問題的驅動下,學生才能積極思考,從而產生探究欲望。這就需要教師在深入挖掘規律形成過程的基礎上,精心創設問題情境,以問誘思,引導學生融入到探究學習的情境中去。例如:在構建“閉合電路”概念時,用兩節新電池和內阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電后,可設置如下問題情境:“為什么燈泡接到電動勢為9 V的電池時,亮度反而暗了?難道電池壞了?”“為什么電池與燈泡接通時兩端的電壓變小?減小的電壓哪兒去了?”“電池有內阻?可能嗎?”“我們來看看電池(觸摸電池),電池變熱了,什么原因導致工作的電池會變熱?”學生在問題的引領下觀察、實驗、體驗,由此認識到“電源內部也有電阻和電流”“電源內部電流的通路,稱為內電路”。這種以問題啟發學生思考,以實驗引導學生體驗來構建閉合電路的方法,既彌補了教材對內電路建構的非直觀性,也讓學生經歷了在質疑中分析、探究的過程,學生對閉合電路的認識潛移默化、水到渠成,遠比直接灌輸效果好。

在引導學生從能量角度驗證實驗探究結果時,設置如下問題情境:“剛才我們通過實驗探究了閉合電路中的電流規律,這個結論可靠嗎?”“如果我們能從理論上找到依據,是不是更可靠?如何從理論上來分析呢?”“從能量角度行嗎?”“內、外電路在時間 t 內消耗多少電能? ”“這些能量從何而來?”學生在上述問題的引導下,發現也可以從能量角度來推導得出與實驗相同的結果。

在引導學生探究路端電壓與負載的關系時,設置以下問題情境:“實驗表明,燈泡變暗是由于路端電壓變小的緣故,你們能說說路端電壓與什么有關嗎?”“它們之間具體的關系是什么?”“如何設計實驗來研究呢?”“從實驗數據中能得出什么結論?”“能從理論上分析為什么會發生這樣的變化嗎?”“如果外電阻斷開,路端電壓為多少?外電阻短路,路端電壓又為多少?”“誰能說說路端電壓隨外電阻變化的根本原因是什么?”在這一個個問題的引領下,學生從實驗探究到理論分析兩個方面找到了路端電壓與外電阻的關系,不僅體驗了科學探究過程,提高了理論分析和實驗探究的能力,也養成了樂于探索、勤于動手的好習慣。

2.3 注重滲透科學方法教育,加深對規律本質的認識

作為一根主線,科學探究法貫穿在整個課堂教學過程中,教學中要注意尊重學生的心理特點和認知規律,強化科學探究法的顯性教育:以引入實驗為線索,引導學生經歷“觀察實驗、提出問題、猜想假設、設計實驗、分析論證”等過程,領會科學探究的方法。

“閉合回路中的電勢變化”抽象而難以理解,突破這一難點的最重要的方法就是“比法”。教材試圖以圖1的模型來形象地說明這個問題,但這種模型對學生來說還是比較抽象,難以理解。筆者用如圖2所示的“電梯加滑梯”模型和閉合電路加以類比,來說明閉合電路中的電勢高低變化情況。這樣的方法,既簡單又源于學生的生活經驗,學生容易接受,教學中應注意引導學生體會類比法的作用。

“演繹推理法”在“閉合電路歐姆定律的推導”和“路端電壓與負載的關系推導”中兩次用到,教學中要注意借助問題情境,把規律的探究以一個個問題的形式呈現出來,讓學生在問題的引領下經歷演繹、推理過程,構建對“閉合電路的歐姆定律”和“路端電壓與負載關系”的正確理解,體驗演繹推理過程中獲得成功的愉悅。

另外,本節課中,要特別注意引導學生在了解路端電壓與負載電阻的關系的基礎上,通過極限法分析和理解電路斷路時的路端電壓和短路電流的現實意義,體會極限法在物理學習中的作用和意義,有效地訓練學生突破思維定勢,培養創造性的思維能力。

2.4 注重理論聯系實際,物理與生活的聯系

研究和學習物理最重要的方法就是理論聯系實際,將理論和實際、物理與生活聯系起來,可以幫助學生更透徹地理解所學的物理知識,培養學生的創造性思維和邏輯思維能力。歐姆定律與生產、生活聯系密切,教學設計時,應注意還原知識的產生背景,注重將知識應用于實際生活。例如:新課引入可以從生活現象來提出問題,引發學生思考探究;在得出路端電壓與外電阻R的關系后,引導學生通過將R推向兩個極端情況的分析,來理解實際中“為什么電源開路時路端電壓就等于電源的電動勢”及“為什么電源不能用導線直接相連”;在學完了本節知識后,可引導學生用本節課所學知識分析解決新課引入及生產、生活中的實際問題。讓學生充分地感知從生活走進物理、從物理回到生活的過程,培養學生利用物理知識分析解決實際問題的能力,建構對知識(尤其是難點知識)的正確理解,從而真切地感受所學物理知識的實用性,充分理解物理學科對時展的深遠意義。

參考文獻:

篇3

滬科版第十四章探究電路第四節電阻的串聯和并聯。

2 教材分析

《電阻的串聯和并聯》是九年級第十四章《探究電路》第四節的內容。本章內容充分體現了課標提出的從生活走向物理,從物理走向社會,注重多元探究等基本理念。本節教學內容不僅是對前面所學的串聯電路和并聯電路的電流、電壓特點以及歐姆定律的重要應用,同時也是今后學好電功、電功率的重要基礎,更是培養學生“等效替代”思想和實驗探究與理論推導相結合思想的重要載體。

3 教學目標

3.1 知識與技能。①通過實驗和理論推導理解串聯和并聯電路的等效電阻的計算公式。②會利用串聯、并聯電路總電阻的知識,解答和計算簡單的電路問題。③通過實驗探究,認識總電阻與分電阻的“等效替代”關系。

3.2 過程與方法。①培養學生積極參與科學探究活動,主動進行交流與討論的學習方法。②能用等效替代的思想學習物理知識。③能把物理概念與生活、生產實際相結合。

3.3 情感態度價值觀。激發學生對科學的求知欲,通過經歷基本的科學探究過程,學習科學探究方法,發展初步的科學探究能力,形成實事求事、尊重自然規律、樂于參與科學實踐的科學態度和科學精神,同時認識交流和合作的重要性。

4 教學重點

通過實驗法和理論推導法并舉掌握串聯電路和并聯電路總電阻的計算方法。

5 教學難點

借助等效替代的思想分析串聯、并聯電路的電阻特點。

6 教學準備

學生電源、演示電流表、20歐定值電阻二個、5歐定值電阻二個、10歐定值電阻一個、導線、開關等。

7 教學流程

事例引入——趣味探究——小組討論——實質升華——總結反饋。

8 教學過程

8.1 事例引入。師:同學們,你們喜歡足球嗎?(停頓)現假設你們正在看一場精彩的足球比賽,突然電視機壞了,經檢查里邊一個10歐定值電阻出現了問題,而身邊現在只有20歐的電阻和5歐的電阻若干,你有辦法立即解決問題嗎?(最好設計一個多媒體動畫調動學生學習熱情)

生:(討論并結合前面電路的串聯、并聯知識回答)把電阻串聯,把電阻并聯。

師:把電阻串聯、并聯后能行嗎?電阻串聯、并聯后他們對電路的控制作用難道不會發生改變嗎?

8.2 趣味探究。

師:下面我們就用一個有趣的實驗來驗證一下大家的想法是否能夠實現。

演示實驗(實驗設計如圖1,電阻裝在一個密封的盒子里面)

圖1

分別接通A、B、C以及所對應接線柱,讓同學們觀察電流表的讀數。

師:同學們,剛才你們觀察到電流表的讀數有什么樣的特點?

生:三次實驗電流表讀數相等。

師:那里面的電阻是怎樣的呢,也相同嗎?

打開盒子讓學生觀察里面電阻的結構,并通過里面實物講解相關概念:

電阻串聯:兩個(幾個)電阻首尾相連

電阻并聯:兩個(幾個)電阻首首相連

師:我們剛才經過實驗發現兩個電阻并聯或兩個電阻串聯以后對電路的控制作用可能與單獨一個電阻對電路的控制作用是相同的,在實際生活中我們就可以用這兩個并聯或串聯后的電阻去替代那一個電阻,這時我們就可以說這一個電阻是那兩個(幾個)電阻的總電阻。

師:同學們再仔細觀察,兩個電阻串聯后總電阻如何變化;兩個電阻并聯后總電阻如何變化?

生:通過觀察討論得出初步結論:

兩個電阻并聯后總電阻小于其中任何一個分電阻;兩個電阻串聯后總電阻大于其中任何一個分電阻。

8.3 小組探討。

師:同學們,通過剛才的分析我們已經得到了電阻串聯、并聯之后總電阻大小的一個定性結論,那么電阻串聯、并聯之后總電阻的大小應如何計算呢?下面就請大家通過小組合作的方式結合前面所學的歐姆定律以及串、并聯電路的電流、電壓特點解決這一問題。

8.3.1 串聯電路的總電阻。

師:請結合歐姆定律以及串聯電路的電壓特點用下圖的字母表示出總電壓與各電阻兩端電壓的關系。

圖2

生:運用歐姆定律表示出:U1=IR1 U2=IR2 U=IR、

運用串聯電路電壓特點得出:IR=IR1+IR2

結論:電阻串聯,其總電阻等于各個分電阻之和,即:R總=R1+R2+……

8.3.2 并聯電路的總電阻。

師:請結合歐姆定律以及并聯電路的電流特點用下圖的字母表示出總電流與各支路電流的關系。

圖3

生:運用歐姆定律表示出:I=U/R,I1=U/R1,I2=U/R2

運用并聯電路電流特點得出:1/R=1/R1+1/R2

結論:電阻并聯,其總電阻的倒數等于各個分電阻倒數之和,即:1/R總=1/R1+1/R2+……

8.4 實質升華。

師:剛才我們已經通過實驗和理論推導兩種途徑得出了電阻串聯和并聯之后總電阻的變化規律。同學們,你們知道這是為什么嗎?

教師引導學生進一步觀察串聯、并聯后的電阻的長度和橫截面積的變化情況并結合前面所學影響電阻大小的因素的相關知識得出結論。

生:電阻串聯相當與增加了導體長度,所以阻值會增加;電阻并聯相當于增加了電阻的橫截面積,所以阻值會減小。

8.5 總結反饋。①請同學們設計出兩種方案解決課題引入時提出的問題。②小組討論本堂課的收獲,及時解決新生成的問題。

附板書設計:

§14.4電阻的串聯和并聯

①串聯電路的總電阻等于各個分電阻之和,R總=R1+R2+……

②并聯電路的總電阻的倒數等于各個分電阻倒數之和,1/R總=1/R1+1/R2+……

③實質 串聯:增加導體長度

并聯:增加導體橫截面積

篇4

關鍵詞:人教版;高中物理;素質教育;結合

中圖分類號:G633.7 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)34-0041-02

中學時代基礎教育的根本目標是提升全民族的基本素質,培養一批懷抱理想、充滿文化、具備道德、時刻有嚴明紀律性的良好公民,同時灌輸相應的基礎知識,為培養我國現代化建設所需要的各類人才奠定基礎。新時代背景下的高中物理教學目標,不再僅僅以分數為目的,開始重視學生的全面發展。素質教育中最關鍵的是以提高全民族素質為目的,以全面發展為根本任務。以下就物理教學中結合素質教育的途徑展開探討。

一、時代背景下素質教育與高中物理結合的基本教育內容

1.物理教學中對學生的思想素質教育。辯證唯物主義的思想要求在物理教學中用唯物主義的觀點客觀地地闡述物理知識,讓學生在潛移默化中接受物理知識并領會辯證唯物主義。愛國主義思想,即要求教師在授課過程中介紹科學家們為了祖國的發展獻身研究事業的事跡,講述我國目前的發展現狀以及存在的問題,表示出對青少年的殷切期望。從而也能培養學生的民族使命感,鼓勵學生為家鄉的富饒安定和祖國的繁榮富強而不斷學習。

2.物理教學中對學生的科學素質教育。在高中物理教學中結合科學的素質教育,不但要讓學生掌握物理知識,了解它們在生活中的實際應用,并提高相應的技能和技巧,還要注重培養學生對物理知識的探索能力,培養學生對科學的進取精神,讓學生從小養成實事求是的科學素質,為今后的研究做鋪墊。

3.物理教學中對學生的身心素質教育。身心教育是基礎素質教育的重要內容,其中最主要的就是幫助學生發展非智力因素。非智力因素的處理能夠直接影響到學生的發展。在高中物理教學中,發展學生的非智力因素主要是培養學生實事求是的態度以及克服困難的意志等。

4.物理教學中對學生的勞動素質教育。在物理教學中對學生進行勞動素質教育,主要是用來揭示物理學和生活實踐之間的關系。在高中物理教學中勞動素質教育主要體現在物理實踐教學中,教師要著重培養學生的實際動手能力及運用所學的知識解決實際物理問題的習慣和技巧。

二、素質教育與高中物理結合的基本原則

從物理教學的特點出發,結合素質教育的要求,總結出如下五條基本原則:

1.互動原則。教學活動和課堂教學的設計要注意“教”、“學”雙方的互動,真正體現教、學并存的關系。

2.發展原則。發展原則即是指高中物理教學要以促進學生的全面發展為目標。從廣度上講,就是人們常說的“全面發展”,這是我們實施素質教育的目標;從深度上講,指教學要著眼于學生的最近發展,要讓學生以前期學習為基礎逐步掌握新的知識。

3.結構原則。結構原則指在教學中要通過對知識結構的教學,為學生構建良好、有序的物理認知結構。幫助學生梳理知識結構,從而整體、有序地對知識進行系列性的了解。

4.內化原則。在物理教學中,教師必須創造條件,引導學生將物理知識結構內化為物理認知結構。

5.反饋原則。反饋原則即是將大腦里的主觀的物理轉化為外部實際存在的東西,比如應用所學的知識解決生活中的實際問題、解釋有關的物理現象等,之后從外界對學生的學習成果作出評價,學生再根據反饋,改正今后的學習行為。

三、以《歐姆定律》教學為例闡述素質教育與高中物理的結合

1.高二學生學科知識現狀和能力分析。高二學生在之前的學習階段中已經學習并掌握了電路方面的部分基本知識,學習了電壓、電流的基本含義,理論上而言已經完全具備了學習歐姆定律的能力。目前存在的問題就是現有教材中應用型的事例比較少,在實際的應用問題上,學生無法改變傳統的學習方法、思維和認知經驗,導致在學習方法上形成了無法突破的障礙。因此,在課堂教學中,老師要注重圖像教學法,利用ppt或者現場試驗的方法能夠讓學生想到或者看到,這樣就更易于學生理解這方面的知識。

2.學生生活環境與心理素質分析。電和電路是我們生活中很常見的事物,盡管不陌生,但是學生對電和電路的原理也不是很了解。教師可以利用學生對未知事物的探索心理培養學生的學習興趣,依靠這一興趣,學生才能自愿并大膽地嘗試新事物并深入了解新事物,以此為課堂操作和教學打基礎。

3.課程設計。《歐姆定律》是高中物理第二冊第十四章第一節的內容,教學對象是高二理科生。歐姆定律是下一章恒定電流的基礎內容,它的重要性不需要多加證明,高二物理中的歐姆定律是對初中內容的補充和延伸,在理解的基礎上加以實際的應用。本章按照如下的方案展開:首先從初中課本學過的基本電路知識引入歐姆定律,接下來解釋影響導體的電阻的因素,然后介紹半導體和超導體,在半導體和超導體的介紹中提高學生的學習興趣,培養學生對科學的向往,再然后引入電功和電功,最后介紹在閉合電路中的歐姆定律。具體幾點要求如下:①課程目的:全面提升學生的科學素養,讓學生掌握并利用圖象法分析問題,進行研究。②課程結構:注重全班同學的共同參與,調動課堂氛圍,因材施教,有利地利用學生現有的知識和理解力。③課程內容:體現這門課程的公共基礎性和參與性,聯系生活展望未來,了解時代需求。④課程實施:積極調動學生的積極性,營造良好的學習氛圍,鼓勵學生自己思考、主動參與、團隊合作,共同討論并得出結論,最后由老師作總結并指出存在的問題。這樣既能讓學生學到知識,也能培養學生的學習能力,還能培養學生的團隊意識,實現“人性化課堂”。

四、結束語

隨著教育部門對素質教育要求的提高,對高素質人才培養的重視,高中物理教學工作面臨著新的要求。面對這種情況,學校要加強對物理教學工作的重視,積極樹立科學的素質教育理念,不斷提升教學團隊的教學素質,從而不斷提高物理教學的質量,實現人才培養的終極目標。

參考文獻:

[1]董曉莉.物理教學中激發學生的學習興趣[J].中學生數理化(教與學),2011,(04).

[2]王大可.談高中物理實驗教學中的素質教育[J].科教新報(教育科研),2011,(18).

[3]歐偉.淺談如何在初中物理教學中提高學生的觀察能力[J].新課程學習(學術教育),2010,(09).

篇5

在學習了歐姆定律之后,利用歐姆定律解決問題就成了順理成章的事,本節課從電壓的高低、電阻的大小對用電安全的影響入手,讓學生學會運用已學的電學知識,解決有關的問題,既增強自我保護意識,又提高在幫助他人時講安全、講規則、講科學的意識。

教學目標

知識與技能

會用歐姆定律理解安全用電的道理。

情感、態度與價值觀

使學生具有安全用電的意識和社會責任感。能自覺地執行和宣傳安全用電。

通過了解避雷針的發明過程,培養學生熱愛科學的精神。

重點與難點

理解影響電流的因素,電壓和電阻對安全用電的影響;防雷的重要性。

板書設計

第六節歐姆定律與安全用電

一、歐姆定律

1.當R一定時,U越大,I越大

2.當U一定時,R越小,I越大

二、安全用電

1.高壓危險

2.不能用濕手觸摸電器

三、雷電與防雷

教學過程

師:前面我們已經學習了有關電流、電壓、電阻等物理知識,現在同學們想想,為什么高壓線要架在高大的鋼架上?為什么電吹風不允許在浴室使用?下雨天為什么不可以站在大樹下呢?可能有同學有答案,我們先不研究答案是什么,帶著這些問題去學習這節課,之后大家便能解答了。

首先回答我的問題,歐姆定律的內容是什么?

生: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。

師:很好,那么公式怎樣表達呢?

生:I=U/R。

師:沒錯(板書:歐姆定律I=U/R),我們已經知道,電流的大小跟電壓、電阻有關,具體是怎樣決定呢?我們現在分析一下:既然電流由電壓、電阻決定,我們可以采用控制變量法,電阻不變,當電壓變小的時候,電流會怎樣變化?

生:變小。

師:那電壓增大呢?

生:跟著變大。

師:也就是說,當電阻不變時,電壓越大,電流就越大,二者成正比關系。平常見到的變壓器上標有“高壓危險,禁止攀登”的字樣,就是因為變壓器的電壓很高。如果人體不慎接觸到高壓,通過人體的電流就很大,超過人體能承受的限度,會造成生命危險,所以不要去攀爬變壓器、高壓線支架等,以免造成危險,因為對人體安全的電壓是不高于36V的電壓,凡高于36V的電壓對人都有生命危險,因此必須小心用電。

剛才是用固定電阻來研究電壓對電流的決定關系,再看看當電壓固定時,電阻對電流又有什么決定關系,電阻變大時,電流會怎樣?

生:會變小。

師:那么電阻變小呢?

生:電流會變大。

師:那應該怎樣總結它們之間的關系呢?

生:當電壓不變時,電阻越小,電流反而越大。

師:原來干燥的木棒,不容易導電,可是當用水把它淋濕后,木棒就容易導電了,是因為濕了的木棒電阻變小了,使得通過的電流變大。同樣道理,對于人體來說,潮濕的皮膚比干燥的時候電阻要小,此時若有電壓存在電流會很大,很危險。如果用濕手插拔插銷、開關電燈等,極易使水流入插銷和開關內,使人體和電源相連,造成危險,所以不要用濕手觸摸電器。那同學們現在能回答:為什么在浴室不能使用電吹風了嗎?

生甲:因為在浴室中人體是濕的不安全。

生乙:浴室中水分多,電吹風易進水漏電。

師:方向對了。通常在浴室中使用電吹風是為了使浴后的頭發快干,洗完澡后皮膚的電阻變小,若發生觸電事故,極其危險,另外,由于室內水氣較大,易被電吹風吸入筒內使機件短路而發生危險。故此,不應在浴室內使用電吹風。

通過用控制變量法:我們清楚地認識到電壓、電阻對電流的決定作用,那么平時就要注意用電安全了,那為什么下雨天不可以站在大樹下呢?跟洗澡有關系嗎?

生:沒有。

師:那跟什么有關呢?

生:雷電。

師:哦,原來是跟雷電有關系,那雷電是怎樣產生的呢?可能不是每個同學都知道,現在跟大家介紹一下,有關雷電的知識。云層能積聚大量正電荷,而地球是導體,本身積聚負電荷,從而使得云層與云層之間,云層與地面之間形成很高的電勢差,幾百萬伏到幾億伏,因而產生的電流就十分強大,達到幾萬安至十幾萬安,形成高熱和強光,會造成巨大破壞,能使人立即死亡。如果通過樹木、建筑物,巨大的熱量和空氣的振動都會使它們受到嚴重的破壞。所以,為了避免這種破壞,科學家們努力尋求方法,發明了避雷針。(投影課本彩圖)在一些高大的建筑物的頂端,裝上針狀的金屬物,用導線把它與大地連接,就形成避雷針了,當發生雷電的時候,避雷針把雷電引到大地,使建筑物避免雷擊。每一年我國都會因為雷電而遭受損失,雷電的危害很大,大家閱讀有關的資料就知道了。另外,避雷針的發明過程大家可以通過資料來了解一下。

活動:學生閱讀印發的資料。

附:富蘭克林的風箏實驗與避雷針的發明

萊頓瓶放電時能夠擊死小鳥、老鼠等小動物,雷電時可以擊死人、畜等。所以,有人推測放電電火花與天空中的閃電可能具有相同的性質。富蘭克林對此作了深入的研究。在1749年11月7日的筆記中,他記下了放電與閃電的一致:“1.發光;2.光的顏色;3.彎曲的方向;4.快速運動;5.被金屬傳導;6.在爆發時發出霹靂聲或噪聲;7.在水中或冰里存在;8.劈裂所通過的物體;9.殺死動物;10.熔化金屬;11.使易燃物著火;12.含硫磺氣味。”摩擦產生的電與雷電竟然有這么多的特性是相同的!他開始醞釀一個大膽的實驗,即制作一根長20英尺~30英尺頂端削尖的鐵竿,把云中的電引下來。他認為,這項實驗如能成功,那么采用相同的方法,就“可以給人類用于保護房屋、教堂、船舶等等免除閃電的轟擊。”但是,這個想法沒有得到英國皇家學會的支持。后來,富蘭克林想,鐵竿的高度總是有限的,怎樣才能把鐵竿伸入到云層中去呢?他想起了兒童時代玩過的風箏,于是,他用杉木搭成一個十字架,蒙上一塊絲綢手帕,做成了一個風箏。它能夠經受風吹雨打而不撕裂,他還在風箏上加了一根1英尺長的尖細的金屬絲。在系風箏的粗麻線靠近手的一端,加上了一條絲帶(非導體),接頭處系上一把鑰匙。1752年6月的一個雷雨天,他和兒子一起把這個負有特殊使命的風箏放了出去。麻線被雨淋濕后,纖維挺立起來。當他用手指節靠近鑰匙時,打出了電火花,手感到發麻。而后,他又用這把鑰匙為萊頓瓶充了電。發現雷電與摩擦電具有相同的性質。這項實驗破除了雷電是“上帝之火”的神話。一系列的實驗表明,大多數云層帶的是負電,所以雷擊時“絕大多數是大地的電穿進云層,而不是云層的電落向大地”。到處都在重復雷電實驗,彼得堡科學院院士利赫曼(1711~1753)在得知富蘭克林的實驗后也決。已投入征服雷電的研究,他不放過每一次暴風雨,1753年7月26日,他在彼得堡科學院會議上聽見一聲巨雷后連忙趕回家去,因未檢查接地設備是否有效,而獻出了生命。他的犧牲提醒電學家:人們不能再這樣死去。

風箏實驗的直接結果是避雷針的出現。早在1749年和1750年,富蘭克林就提出過避雷針的設想,認為尖導體既能釋放或吸收物體上的電,也能釋放或吸收云層中的電。他建議將上端尖銳的防銹鐵桿裝在房屋高處直通地里,或裝在船的桅桿頂再拋入水中,“在云層將要產生電擊的千鈞一發之際,靜悄悄地把電從云中吸走,因而使我們免受最突然、最駭人的悲劇。”

在風箏實驗的那年夏天,他在鐵棒與建筑物之間用絕緣體隔開,并稱這種裝置為“避雷針”,試用良好。捷克牧師狄維斯(P.DiviSCh)在1745年首先設計出避雷針。費城一些高大建筑物因裝上這種避雷針而安然無恙,在歐洲特別是法國也開始流行。

篇6

一、新課引入要風趣、有疑問

興趣是學習最直接動力.心理學研討標明,當人碰到效果而沒有現成的方法時,思想才會出現。可見,思源于疑,“疑”是激起學生學習興趣的一把鑰匙,因此我以為新知識點的引入,一節課的開頭要“帶著興味,帶著疑問”。例如,在講“牛頓第一定律”時,先朗誦18世紀英國詩人蒲柏的一首詩:“自然與自然規律被黑夜遮蓋,上帝說,讓牛頓來吧,一切遂臻黑暗。”讓學生了解牛頓在迷信界的重要位置,看到牛頓運動定律的重要性。又如,在講“閉合電路歐姆定律”時,我先設計了一個實驗,一節干電池和一個小燈泡相串聯以及三節干電池和三個小燈泡串聯(四節干電池電壓相反).然后提問:“閉合電鍵,哪組小燈泡亮一些?”大家眾口一詞,前面一組亮一些。可當我閉合電鍵時,狀況相反,立刻激起了同窗們的興味和疑問。這樣,學生帶著劇烈的求知欲去學習,使“要我學”的外壓力變成了“我要學”的內動力,有利于培養學生的探求欲望和開拓性思想。

二、進程設計要讓學生動起來

我曾看過教育家的一次演講,她提出教員一定要“目中有人”,強調以學生為主體的重要性。要提高一節課的效率,一定要打破“教員滔滔解說,學生默默傾聽”的傳統教學形式;一定要讓學生動起來,突出學生的主體性。

讓學生動起來,可以在課堂教學中提一些富有思考性的東西,激起學生思想的浪花,引導學生開動腦筋探求效果。例如,在學習“牛頓第一定律”時,我提出這些效果讓學生討論:“物體運動一定要靠力維持嗎?”“物體受力時有沒有慣性?”“高速的火車碰到阻礙物時能否立刻停上去?”“物體速度越大,慣性是否越大?”等學生分組討論,得出結論,教員最后點評,學生對牛頓第一定律的理解更透徹,印象更深刻。

讓學生動起來,可以借助于實驗,吸引學生的注意力,激起他們的學習興趣。例如在學習電磁感應時,我給每組學生一套器材:帶鐵心的線圈、副線圈、電源、電鍵、磁鐵、滑動變阻器、導線、靈敏電流計。要求大家找出使副線圈發生感應電流的方法。學生們熱情高漲,積極舉手,就連往常不愛動腦的同學也興趣大增,摩拳擦掌。整個教學進程中,同學動腦動手,課堂上不思考的、不留意聽講的狀況就會消逝,同學們在相對愉悅的氣氛下獲取知識,促進能力的培養。

三、意猶未盡的課堂開頭

篇7

【關鍵詞】物理思維方法;培養;科學態度;素養;課程改革

In the teaching process of the value physics"physics

thinking method" of development

Wang Lie-fang

【Abstract】For the sake of exaltation the student's thinking ability and control exactitude of study method and thinking method, overall exaltation student of physics character and science character, in the physics the teaching should value"physics thinking method" of development, physics the thinking method have idealize, type ratio, analysis and comprehensive, abstract with generalize an etc..The good thinking method come from the attitude of science, be good at an observation and the respect fact set up a dialectical only owner righteousness a global view.

【Key words】Physics thinking method;Development;Science attitude;Cultivated manners;Course reform

在課程標準改革和物理教育教學實踐中,我越來越認識到:用心地不斷探索物理教學方法的重要性。對如何在課堂教學中讓學生受到物理方法的訓練、培養學生的科學態度和科學素養、方面作了我做了一些探索,初步形成了“激疑、誘思、精講、多用”以能力培養和提高學生素質為目標的課堂教學方法。下面就結合我的物理教學實踐,談一些認識和體會。

1.在概念、規律的教學中,重視對學生進行思維方法的培養

物理概念是反映物理現象和過程的本質屬性的思維方式,是物理事實的抽象。正確概念的形成,靠的是正確的思維方法,也就是辯證思維的方法。物理概念教學,首先是要引導學生認識要領引入概念的必要性,然后是創設思維情境及有關感性材料進行分析、抽象、概括從而正確地形成概念。然而,概念有時也是發展著的,需要不斷深化,因此,概念的深化發展也可以促進學生的思維方法、思維品質得到提高。

物理規律是指客觀事物內部固有的、本質的聯系和發展的必然趨勢,是事物現象中相對統一,相對靜止,相對穩定的方面。規律表現為若干概念之間的內在聯系,它反映了有關物理量之間在特定條件下的相互制約關系。物理規律的發現,往往體現了物理的思維方法和研究方法。

總之,在物理要領與規律的教學中,我們重視對學生思維方法的培養,這對學生整體思維素質的提高起著積極的作用。常見的思維方法有理想化方法、類比方法、分析方法和綜合方法、抽象和概括、演繹方法、數學方法等等。在初中物理教學中,著重應培養如下幾種思維方法。

1.1理想化的思維方法

人們為了科學研究,通常需要建立一種理想化的模型,拋開具體事物中的無關因素和次要因素,抓住影響事物的主要因素,從而使物理問題得到簡化。理想化的方法是科學家們常用的一種思維方法。教學中我們應充分利用好教材,向學生滲透這種思維方法,從而使學生逐步認識科學家們為簡化實際問題所采用的這種思維方法。

例如,在《牛頓第一運動定律》一節的教學中,為了引導學生認識“物體在不受外力作用時將怎樣運動”這個問題。在教學中,我首先提出:在地球上完全不受力的物體是沒有的,那么我們又如何來研究呢?接著通過講解使學生認識:水平軌道上運動著的物體,雖然在堅直方向上受到重力和支持力的作用,但這一對平衡力對于水平方向運動的物體來說不會產生影響,是無關因素。因此,我們把物體不受外力的情況一般簡化成物體在運動方向上不受外力的情況來研究,就把本來不存在的事物變成了客觀存在的事物。在此基礎上,我通過教材中的實驗引導學生得出:“運動的小車在不同的水平軌道上運動,受到的摩擦力越小,速度就減小得越慢,運動的距離就越長”的結論。然后引導學生作出推想:如果有磨擦,運動的小車在水平軌道上將怎樣運動?學生在教師的指導下能較自然地得出結論,其中滲透著理想化的思維方法,教師切不可草草了事。又如,在九年級的電學部分,通常情況下我們為什么都不考慮電流表、電壓表對接入電路的影響?即把電流表的電阻視為零,可近似看作一根導線,把電壓表的電阻視為無窮大,可看作開路。實際上,把初中涉及的電流表、電壓表視為理想化電表。再加力學部分中的“動滑輪可省一半力”問題,也涉及理想化的問題。為此,教師在教學中應注意挖掘教材,盡可能使學生多接受理想化思維方法的訓練。

1.2類比思維方法

許多物理規律的建立,都采用了類比也是一種常用的思維方法。因此,在物理教學中,我們也應重視對學生進行類比思維方法的訓練,使學生逐步領會這一思維方法。

例如,在功率、電功率的教學中,為了反映做功快慢的情況,我們均可采用類比方法,仿照速度的概念建立,能較容易地引導學生形成功率、電功率的概念。又如在慣性的教學中,為了幫助學生認識慣性是物體的固有屬性這一知識,我也采用了類比方法進行教學:一個正常健康人具有勞動能力(假定成立),正常健康人在參加勞動時具有勞動能力,在休息時也具有勞動能力。物體的慣性正如正常健康人的勞動能力,物體無論是否處于靜止或勻速直線運動狀態,都具有保持靜止或勻速直線運動狀態的性質,也就是一切物體任何時候都具有慣性。運用類比方法能幫助學生深刻理解慣性概念,起到較好的效果。

1.3分析與綜合的思維方法

任何事物和現象,都是由許多要素,許多屬性組成的統一體。分析就是以事物的整體與部分為客觀基礎,為了從總體上把握事物的性質以及運動規律,就必須了解其各個組成部份和要素的性質、特點和相互聯系。客觀事物的整體與部分的這種關系,使得運用分析解決物理問題不僅成為可能,而且成為現實。綜合是把事物各個部分、側面和綜合的基礎,分析以綜合為前提。分析與綜合所關心和強調的面不同,但都是重要的思維方法。掌握分析與綜合的方法,訓練分析與綜合的思維方法,提高分析與綜合的能力,是中學物理科學方法教育的最主要內容。因此,教師應充分重視對學生進行分析與綜合思維方法的訓練。

例如,《歐姆定律》的教學中、為了探索電流、電壓、電阻這三個相互關聯的物理量之間的關系,就采取了先分析后綜合的思維方法。先保持其中一個物理量不變,研究其與兩個物理量之間的變化關系;再保持另外一個物理量不變,研究剩余的兩個物理量之間的變化關系。通過實驗在得出:“保持電阻不變時,電流跟電壓成正比;保持電壓不變時,電流跟電阻成反比”結論的基礎上,再綜合得出了歐姆定律。在教學中,教師因充分認識到引導學生領會探索電流、電壓、電阻三者變化關系的思維方法,這比學生知道歐姆定律的結論更為重要。

又如,在《電阻》一節的教學中,我也采用了分析與綜合的思維進行教學。由于導體可以用不同的材料制成長度不同或橫截面積不同的導體。教師首先提出問題;導體的電阻是否跟材料、長度、橫截面積都有關呢?接著引導學生思考如何探索上述問題,通過討論學生較容易想到采用如同探究《歐姆定律》類似的控制變量的方法進行探索。再通過實驗在分別得出結論的基礎上,再綜合得出導體的電阻跟材料、長度、橫截面積的關系。采取上述方法進行教學,以便學生有更多機會接受分析與與綜合思維的訓練。

1.4抽象與概括的思維方法

抽象是在人腦中把事物的本質屬性抽出來的過程。概括是在人腦中把抽象出來的事物的本質屬性加以綜合,推廣到同類事物的過程。抽象與概括也是形成概念與規律的常用思維方法。例如,慣性概念的形成,為了使學生在感性認識的基礎上進行分析,我們首先精選了如下兩個典型事例:(1)玻璃杯盛半杯水,上面蓋一塊塑料板,板上放一只雞蛋。當用小棒猛擊塑料板,塑料板離杯飛出,雞蛋卻穩穩地落入杯中。

先引導學生認識靜止的物體(雞蛋)具有保持靜止的性質,我們把這種性質叫做慣性。

(2)兩塊長方體木塊A、B一起沿著水平面向右作勻速直線運動,當木塊B突然停止時,能觀察到木塊A仍能繼續向前運動致使出現滑離木塊B。

引導學生認識以的物體(木塊A)具有保持原來運動狀態的性質,我們把這種性質也叫做慣性。

在抽象出靜止或勻速直線運動的物體都具有保持原來狀態的性質(慣性)的基礎上,于是就把這些共特征概括起來得出:物體保持靜止或勻速直線運動狀態的性質叫做慣性。在教學中教師引導學生概括知識時,應在學生已有知識經驗的基礎上,上升到科學的概括,才能使學生正確理解和掌握教材的基本概念、基本理論。由于一切概念、規律、公式都是抽象和概括的結果,因此,在教學中教師應重視對學生進行抽象與概括這一思維方法的訓練。

2.在實驗教學中,重視對學生進行科學態度和科學素養的培養

物理教學大綱中,把“加強演示和學生實驗”提在“重視物理概念和規律教學”之前,充分體現了實驗在物理教學中的作用。通過加強實驗教學,來培養學生的科學態度和科學素養,這也是物理教學的重要目的之一。

2.1養成善于觀察的習慣,增強學生良好的觀察素養

法拉弟曾經說過:“沒有觀察,就沒有科學”。觀察是有意知覺的高級形式,認識的開端起源于觀察。可見,觀察是何等重要。

①培養學生觀察的興趣。觀察也是受到興趣的調節和制約,興趣的品質直接影響觀察能力。教師應根據教材要求和特點,精心設計實驗,制作一些新穎、趣味性強的實驗教具,并巧妙地進行演示,有效地刺激學生的感官,增強學生的有意注意,從而激發學生觀察的興趣。同時,教師應注意豐富學生的基礎知識,擴大學生的知識面,盡可能地創造條件,多給學生觀察的機會,堅持課內、課外相結合,引導學生觀察自然、生活和生產實際,進一步激發學生觀察的興趣。

②引導學生有目的、有計劃地進行觀察。觀察本身就是有目的、有計劃的知覺過程。針對初中學生來說,活動常常不明確目的性,容易受外界干擾。教師在實驗前,應使學生弄清觀察對象,明確觀察的順序,在觀察的過程中,教師對學生進行恰如其分的指導,會對學生的觀察效果有明顯的影響。這樣,使絕大多數學生能觀察到應該觀察的現象,達到觀察的目的。

③教會學生觀察的方法,不斷提高觀察能力。對復雜的物理現象和過程,沒有全面、深刻、敏銳、準確的觀察力是不行的。在實驗教學中,常用的觀測法有:全面觀察、重點觀察、對比觀察、動態觀察等幾種。教會學生掌握正確的觀察方法,引導學生觀察思考,學會從平常事物和現象中找出相關的聯系,從偶然事物和現象中找出規律,逐步增強學生的觀察素養。

2.2樹立辯證觀點,培養學生的科學方法和科學態度

樹立辯證唯物主義觀點。物理實驗中同樣也包含著豐富的唯物辯證法思想,這種思想對學生科學世界觀的形成極為有利。

例如,地球對物體的重力、物體的慣性、物體間的摩擦、聲音、光的反射、機械能與內能的轉化、電流的熱效應、電磁波等等自然界中許多客觀存在的物理現象有利于我們的生產和生活的同時,又是有害的。因此我們在合理利用的同時又要有效的防止其造成的危害。

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關鍵詞: 高中物理教學 形象思維 抽象思維 培養 比較能力 概括能力 分析綜合能力 歸納和演繹的能力 相輔相成 實驗 提高 教學質量

思維一般概括為形象思維和抽象思維兩類。思維能力在物理教學研究中起著十分重要的作用,著名的物理學家伽利略總結出慣性定律,就是物理事實和思維能力相結合的典范。偉大的物理學家麥克斯韋,他把法拉第的“變化的磁場可以產生電場”的理論倒過來,提出“變化的電場也可以產生磁場”的假說,總結出完整的電磁學理論,揭示了電磁場的統一性,預見了電磁波的存在和傳播,這又是科學思維的一次巨大飛躍。一個科學家之所以有所發明和創造,這和他的思維的重大突破分不開,沒有科學思維的重大突破,就沒有科學的現在和未來。可見物理學是人類形象思維與抽象思維完美結合的智慧結晶。所以對學生思維能力的培養,對培養高質量的人才具有十分重大的意義。如何在中學物理教學中培養學生的思維能力呢?現結合教學實際談以下幾點看法。

一、 形象思維能力的培養

所謂形象思維能力就是在觀察實驗中獲得的一定感性知識的基礎上,使學生建立清晰的物理圖像,形成概念。在物理教學中培養學生的思維能力具有重要的作用。一切事物都具有許多特征,都是綜合性的刺激物。綜合刺激物的各種現象有強有弱,強的掩蓋弱的,如重的物體的下落速度與輕的物體的下落速度的觀察等。如果不注意反映事物本質現象的內在因素,就會形成錯誤的概念。所以在物理教學中,教師一定要引導學生注意觀察,使學生形成一個比較完整、比較清晰的物理圖像。現在結合教學實際提出培養學生形象思維能力的一些策略:

1.曾強物理教學中的直觀性。

由于形象思維以知覺、表現為思維的重要材料,借助于鮮明、生動的語言作為物質外殼,并在認識中帶有強烈的情緒色彩,因此就要在教學中,根據物理學的特點,從所研究的物理概念、定律的需要出發,運用演示實驗、板書、板畫、模型、幻燈、電影等直觀教學手段和方法,并輔之以生動的語言與手勢,使學生獲得生動具體的感性認識,使學生從直觀上了解與認識客體的全部形態,將對物理現象的觀察與教師的講解等客體作用于認識主體的動作上升為知覺與表象,并產生形象結構。

2.讓學生多做實驗

物理學是一門以實驗為基礎的科學。在物理教學中培養學生的形象思維能力,讓學生觀察物理現象是必須的和有益的,但更重要的是讓學生自己親自動手,在實驗中去觀察物理現象,去體會物理規律的奧妙。

3.讓學生學會創造

培養學生的形象思維能力,還要為他們創設解決實際問題的情景,即將他們置身于研究,創造和發明的情境之中,讓他們學會先從整體上把握問題的物理實質。而后再去具體研究方法。在這里,模型的方法是一個重要方法。因為科學認識對象往往是一些認識主體難以直接把握的復雜系統,如果不首先通過模型使現象簡化,理想化,我們就無法理解現象,也就無法著手解決問題。而物理模型作為科學認識活動的中介物,它的建構不僅需要抽象思維,更依賴于形象思維。因此,要讓學生從課內走向第二課堂,研究一些與生產生活有關的實際問題。

這些事實說明,形象思維并不亞于抽象思維,甚至可以說更重要。因此在中學物理教學中,應該重視對學生進行形象思維能力的培養。

二、 抽象思維能力的培養

所謂抽象思維,一般情況下指比較、概括分析、綜合、歸納、演繹等思維方式。所以在教學中對學生抽象思維能力的培養應從比較、概括、分析、綜合、歸納、演繹等方面著手。

1. 培養學生的比較能力

引導學生進行比較,確定不同事物之間的差異或共同性,找出事物中的同中之異,異中之同。有些事物表面上差異很大,但本質上是有共性的,如小蟲的爬行、飛機的飛行、奔馳的車輛,表面上差異很大,但本質是一個物體相對于另一個物體的位置的改變。另一些事物表面上很相似,但本質上是不同的,例如:物理學中常用比值的方法定義物理量:電容是從某個側面揭示和確定某一種物質的屬性。在定義的思維方式上它們是相同的,但在物理概念的本質上卻根本不同。有相當一部分學生在比較思維中不善于通過比較來認識事物的本質,有的完全不理解兩種事物的可比性,?如:在識別發電機與電動機原理圖時,不能識別它們的差異,發電機原理圖沒有電源,電動機原理圖有電源;又如在教學電流時用水流作比較,有相當多的學生找不到它們的可比性。在實際應用中不能區分相鄰、相近的物理概念、物理量。如功率和機械效率等。因此,在教學中要特意安排這方面的練習,使學生在比較中獲取新知,達到提高這方面能力的目的。

2.培養學生的概括能力

所謂概括就是在紛繁的事物現象中總結出它們的本質特征和規律性。如研究電場的性質時,通過實驗觀察到大量的靜電現象,如電荷的分離和中和、電荷間的相互作用、電荷在移動時做功和能量變化等等。人們通過抽象概括提出電場強度和電勢兩個物理量,抓住了靜電場的本質屬性體現了電場的基本規律。學生的概括能力可以從以下環節來培養:

在實驗中培養學生的概括能力

下面以產生電磁感應現象的條件試驗為例進行說明。

A.提出問題:電流能夠產生磁場,磁場能否產生電流呢?在閉合回路中有沒有電流,我們怎樣才能知道呢?

B.介紹實驗裝置:副線圈與靈敏電流計組成閉合回路,原線圈(帶有鐵芯)與滑動變阻器、電鍵、電源組成一閉合電路,還有蹄形磁鐵與條形磁鐵。

C.演示實驗:①用閉合回路的一部分導體,在蹄形磁鐵的兩磁極間運動,觀察與回路相連的靈敏電流計的指針是否偏轉,并提出問題:指針偏轉了意味著什么?②用條形磁鐵插入與拔出副線圈,觀察靈敏電流計的指針是否偏轉,若偏轉了又意謂著什么?③閉合電鍵,用原線圈插入與拔出副線圈,再觀察靈敏電流計的指針是否偏轉,并提出和前面一樣的問題。④把原線圈放入副線圈中不動,觀察閉合與打開電鍵的瞬間靈敏電流計指針的偏轉情況。⑤電路閉合原線圈不動,改變滑動變阻器觸頭的位置,再觀察靈敏電流計的指針的偏轉情況。

D.在觀察演示實驗的基礎上,記錄觀察結果并分析之。就可抽象概括出發生電磁感應現象的條件:不論用什么方法,只要穿過閉合回路的磁通量發生變化,閉合回路中就有感應電流產生。

在解物理習題的過程中培養學生的抽象概括能力

物理學科的特點是概念及規律性比較強,概念及規律往往需要通過解答習題的方式來鞏固和熟練,在解答習題的過程中,需要對研究對象及物理過程進行抽象與概括。

比如下面一道簡單的運動學問題:汽車在緊急剎車時,加速度的大小是6m/s2,如果必須在2s內停下來,汽車允許行駛的最大速度是多少?讀完題以后,首先要把研究對象汽車抽象為質點,然后需要對運動過程進行抽象與概括,最后得出:這是一道關于質點做勻減速直線運動,已知加速度、末速度及時間,求初速度的問題。在此基礎上即可進行分析求解。

總之,課堂教學過程中,教師在每堂課都要進行各種概括,應該有意識地先讓學生概括,才能真正提高學生的抽象概括能力。

3.培養學生的分析綜合能力

所謂分析綜合就是從整體到部分,從部分到整體的邏輯思維,在學習和研究物理問題中常用的思維方式。例如,在力學中研究物體的運動狀態和所受的外力關系時,往往采用“隔離法”。綜合就是把研究對象的各個部分、各個方面和各種因素聯系起來的一種思維方法。在教學中用綜合法把各種主要由分析得到的結論聯系起來進行研究,指出它們之間的聯系,形成一個概念和邏輯的系統。在認識過程中分析和綜合是交替進行的。例如:在學習直流電規律的過程中,先學習電流、電壓、電阻以及串并聯電路的特征等,在此基礎上再學習部分電路的歐姆定律,這是在分析基礎上的第一次綜合,這是學生對直流電規律的認識仍局限于部分電路。接著學習電動勢的概念,分析電流通過內外電路電壓降落的情況及能量變化情況,得到全電路的歐姆定律,這是第二次綜合。在學習閉合電路歐姆定律之后,我們對電路部分和整體及其各種因素的相互制約關系才獲得較完整的認識。

自然界中的物理現象是錯綜復雜而又互相聯系的。在講解某一物理知識時,往往涉及若干物理過程進行分析,然后綜合起來考慮。例如,在講牛頓第二定律時,先研究加速度和力的關系:a∝F,再研究加速度和質量的關系:a∝ ,最后

綜合分析,得到加速度跟力和質量的關系:a∝ ,即建立

了牛頓第二定律。這樣“分”與“綜”密切結合,既培養了學生深入細致地了解事物內部矛盾的能力,又形成整體性的認識,所以“綜”與“分”都是必不可少的。

在物理形成概念、掌握規律以及應用物理基礎知識解決實際問題的過程中,往往離不開分析和綜合。我們一定要有意識地培養學生分析和綜合的能力。

4.培養學生歸納和演繹的能力

歸納法就是從個別事物中歸納出一般規律的思維方法,在物理教學中我們常常先引導學生觀察個別事物,然后把它們概括起來得出一般規律。例如通過實驗證明,共點力的合成遵循平行四邊形定則,進而推出平行四邊形定則是矢量合成的普遍法則,對任何矢量的合成都適用。象位移、速度、加速度、電場強度等都是矢量,在合成時完全遵循平行四邊形定則。再如:牛頓運動的三個定律、法拉第電磁感應定律等,都和歸納法的運用分不開。

演繹法和歸納法相反,是一種從一般到個別的思維方法。它們是互相聯系的,沒有歸納,演繹就缺乏根據。沒有演繹,歸納的結果就不能擴大和加深。在教學中正確運用歸納和演繹對培養學生思維是很重要的。教學中只有把歸納、演繹和實踐相互聯系起來,才能取得可靠的知識。例如:酒精、水、水銀等大多數液體是熱脹冷縮的,但不能斷定任何情況下都如此。4℃到0℃之間的水就恰好是冷張熱縮。這就是說,由歸納得出的結論是否正確,還要經過實驗的檢驗。再如,力是物體和物體之間的相互作用,物體沒有受到外力作用時,保持靜止或勻速直線運動狀態。如果物體速度的大小或方向發生變化,那一定是受到外力作用的結果,而速度大小或方向發生變化,就是說物體產生了加速度。由此得到一個新的結論,力是使物體產生加速度的原因。這就采用了演繹推理的方法。在物理教學中,教師應盡量做啟發式的推導,讓學生用已知推出未知,用一個原有的概念推出一個新的概念。

以上思維能力的培養并不是孤立的,而是相輔相成的,把形象思維與抽象思維結合起來,教學效果就會很好。形象思維能力的發展對抽象思維能力的發展有推動作用,反過來,抽象思維能力的提高,又可促使形象思維能力向更高的階段發展。在學習知識的過程中,往往要同時應用形象思維和抽象思維。例如理想實驗作為科學抽象,充分體現了抽象思維和形象思維的有機結合,是兩者相互作用的結果。在理想實驗這一科學抽象的過程中,不僅要運用概念、判斷、推理、假說等邏輯形式,提出理想實驗的過程;而且要運用聯想、畫面等形象的思維形式,去設想、構思客觀對象的假想過程,通過形象思維揭示自然的本質形象。可見,理想實驗是抽象思維和形象思維高度結合的產生物,理想實驗的教學,既培養了學生的形象思維,又培養了學生的抽象思維。此外,在知識的應用過程中,抽象思維和形象思維需要同時應用的例子比比皆是,這里就不再贅述。

總之,在教學中將兩種思維相巧妙地結合,使教學過程變得生動有趣,教學內容變得易學好記,有效地提高了教學質量。學生們也漸漸養成了善于觀察、尊重事實、獨立思考的習慣,形成了一絲不茍、不怕困難的科學精神。

參考文獻:

[1]溫寒江,連瑞慶《構建中小學創新教育體系》[M].北京:北京科學技術出版社.2002.

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借助電腦制作教學課件,實現教學內容的圖文并茂,同時將抽象的知識具體化,促進學生學習成效的提升.例如電流和電壓都是抽象的事物,肉眼是無法看見的,進行課件制作的過程中,可將電流以水流來替代,讓學生通過觀察對電流有一個全面的認知和了解.例如講授串聯知識的時候,以水流代替電流從上至下的下落,撞擊的水流代表電壓,持續兩次,在高度與流量上均具有均等性,這樣就使得學生將U=U1+U2以及I=I1=I2的知識快速地掌握.在講述并聯知識的時候,同樣使用此方法,將水流從中間分開,由此得出I=I1+I2,兩者在留下的高度上具有相同性,因此,U=U1=U2.幫助學生更好地掌握基礎的物理電學知識,提升學習的信心.

二、引導學生做好實驗

實驗是化抽象為具體、化枯燥為生動有趣的關鍵,初中物理電學教學過程中,老師必須充分地發揮實驗的能動性,使學生的學習興趣和實踐能力得以激發和提升,同時了解科學的嚴謹性,進而對物理實驗產生熱愛.例如講解摩擦起電知識的時候,老師引導學生做相關的實驗,進而得出同電相斥、異電相吸的結論,并且以所學的物理知識來進行自然界雷電現象模擬實驗,同時加以解釋,使學生對電學知識充滿熱愛和好奇,進而不斷地求知.

三、對物理電學公式能夠靈活地應用轉換

為了促進對物理電學公式的了解,可以對其規律進行總結,并將其與相關的數學知識進行對比,借此來發揮求同的學習優勢.例如在學習物理電學I=UR定義的時候,我們可以聯想到數學中的a=cb,a與c呈正比關系,而a與b則呈反比,前面的I與R以及I與U也是同理關系,這樣就使得學生對公式能夠靈活地掌握和應用,為后期的題型解析打下堅實的基礎.

四、重視畫圖和識圖

圖形是初中物理電學知識學習的基礎,同時也是解題的關鍵,應該引起廣大物理授課工作者的重視.在進行題目設計的過程中,許多已知的條件主要隱藏于圖形中,需要通過學生的觀察去發現和間接性求得,由此可見,加強對物理電學圖形的識別具有重要的意義,同時這也是畫電路圖的基礎.因此在引領學生進行識圖學習的時候,必須保證具有足夠的耐心,給學生打下堅實的基本功,促進后期的學習.并且為了讓學生更好地根據已知情況學會畫圖,在提問中注意涉及知識的全面性,例如考查學生的物理串聯知識的時候,在具備L1和L2兩個燈泡、一個開關以及電源的情況下,是否存在以下情況:一是閉合開關,一個燈泡發亮,另一個卻不亮;二是開關斷開的情況下,兩個燈泡均發亮.讓學生通過畫圖來證明自己的設想,提升創新思維能力,同時達到加強記憶的目的.

五、選擇適當的教學方法

老師是知識的傳授者,教學過程中,老師自身教學方法的有效性也決定教學成效的好壞以及對學生注意力的影響,由此可見,適當的教學方法是保證物理電學教學取得成功地關鍵.基于物理電學知識的特性,必須加強學習方法的引導,使學生的思路逐漸趨于明朗.例如讓學生進行局部短路判定時,學生對電阻的相關知識不甚了解的情況下,引入形象的比喻,進而加深學生的了解,將燈泡比作前門,而將電阻導線比作后門,借此來加深學生的了解,使學生的思維阻力有效的減少.同時關于隱藏性條件的獲取,老師可以加強學生的畫圖和識圖練習,促進學生對隱藏性已知條件的挖掘.例如我引導學生分析以下題型的時候,設定的題目為電阻一定,但是電壓卻發生變化(由6V到5V)的情況下,電流也隨之發生了0.2A的轉變,求得變化過程中,功率的變化情況.于是我引領學生進行畫圖,如圖1所示:學生在經過自行繪制圖形之后,很快地求得了變化的功率為0.2W,可見正確的學習方法對物理電學知識的學習至關重要.

六、善于總結與歸類電學知識

隨著學生知識量的拓展,尤其是學習完歐姆定律之后,題目的類型以及內容也會隨之增加.教學過程中經常發現,學生經常犯的是同樣或者是類似的錯誤,而導致該現象反復發生的原因就是教學的過程中老師未對相關的知識點進行串聯、歸納匯總.學生學習的知識具有零散性,而保證學生對物理電學知識熟悉掌握和靈活應用的關鍵就是加強電功率、電阻、電壓和電流等相關知識的應用和計算,這就要求老師必須對學生的知識進行定期的總結,并形成知識結構體系.同時鼓勵學生加強預習,使知識能夠很好地銜接在一起,并且針對不同的問題進行分門別類,使學生能夠對知識更好地掌握.例如將開關類的題目進行匯總分析,所涉及的內容由前至后主要包括開關的閉合、斷開、連接(并聯和串聯)等.做電路分析的時候,加強對短路的分析和學習,為歐姆定律的學習打下堅實的基礎.

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關鍵詞: 高中物理教學 導入策略 教學方法

“興趣是最好老師”。學生喜歡聽你的課你就成功了一半。教學永遠是一門遺憾的藝術,教師就應該在這個遺憾的藝術中不斷地完善自己、發展自己。改變以往單一的教學導入方式:簡單地回顧舊知識,接著引入新課;根據每一節具體的教學內容和教學任務,設計出靈活多變、新穎獨特的導入方式,是新課程理念下對高中物理教師提出的新要求。完美的“導入策略”能激疑尋趣,讓學生在輕松活潑的氛圍中學習物理,感受物理之美,體味學習物理的快樂。無疑,這樣極大地提高了教學效率,增強了學習效果。

1.溫故求新,自然過渡

這是高中物理教學常用的方法之一。教師通過對已有知識的回顧,包括得出知識所應用科學思想和科學方法,用簡單扼要和富有啟發性的語言提出與之關聯的問題,激發學生思考,以便引入新知識。該種導入方式,不僅僅要“溫故”,更重要的是用恰如其分的過渡銜接語言,水到渠成地導入新課。

“力的分解”一節我是這樣引入的:先回顧“力的合成”,重點強調“效果”,即若一個力的作用效果與幾個力的作用效果相同,那么這個力就叫那幾個力的合力,原來的幾個力就叫該力的分力。力是矢量,力的合成遵循矢量的合成法則――平行四邊形法則。求幾個力合力的過程或求合力的方法,叫做力的合成。提出問題:根據逆向思維,如果幾個力依據“效果”,按平行四邊形法則合成;同樣“依據”效果,就可以對一個力進行分解,并遵循同樣的法則。銜接語言不僅給出了新的教學知識,也點明了力的分解依據的原理和法則。為導入“閉合電路的歐姆定律”,先復習初中部分電路的歐姆定律: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。自然過渡:對于全電路,我們可以猜想,回路的電流應該與電源的電動勢和回路的內外電阻有關,二者之間的定量關系是怎樣的呢?應用類比,閉合回路中的電流應與電源的電動勢成正比,與內外電路的總電阻成反比。但怎樣嚴格證明呢?我們又知道能的轉化和守恒,不僅是解決力學的一個“法寶”,而且是處理電磁學問題的常用方法,可以嘗試用能的轉化和守恒給出電動勢、電阻、電流的定量關系。這樣復習把初中和高中的知識緊密地銜接起來,過渡的語言具有啟發性(應用類比的方法),而且闡明了該節教學的主線:能的轉化和守恒思想。

2.典型事例,聯系生活

物理學源于生活和生產實踐,在生活和生產實踐中又有著廣泛的應用。把物理知識融于生活和生產中,就可以把理論和實踐聯系起來,是學有所用,避免單一的抽象理論,增加學生學習的興趣和動力。磁懸浮列車是當代的前沿科技之一,磁懸浮列車是怎樣減少車輪與軌道的摩擦力?如果地面沒有摩擦力,機車前進的動力又是怎么得到的?這樣自然就可以導入“磁場對通電導線的作用力”一節的教學。

生活經驗告訴我們,自行車和汽車在急轉彎時,容易發生側翻,在潮濕路滑的地面表現得更加明顯;在火車轉彎的地方外側的軌道總比內側的軌道稍高一點。汽車過拱形橋和凹形橋時,為了減小汽車對橋的壓力,汽車的速度是快一點還是慢一點?……學了“生活中的圓周運動”你就能找到滿意的答案。該種導入方式,拉近了物理和生活的距離,使物理“看得見,摸得到”,增加了教學的吸引力,提高了學生學習的興趣。

3.巧編故事,引人入勝

牛頓通過蘋果落地的現象,聯想到萬有引力定律的故事,一直是物理學史中的一個美談。除了故事本身以外,我更強調:量變到質變,機遇總是青睞有準備的頭腦,牛頓的數學天賦對取得物理成就的重要性。在多數學生已經陶醉的氛圍中,“萬有引力定律”的引入已經是水到渠成、順勢而發。“兩個鐵球同時落地”是近代實驗物理之父伽利略為亞里士多德的落體理論在比薩斜塔上所做的實驗。千百年來,它不僅僅是敢于向權威挑戰的一個典型事例,更主要的是它拉開了近代實驗物理的序幕,驗證了“實踐是檢驗真理的唯一標準”這一論斷。隨著鐵球的落地,“伽利略對自由落體運動的研究”一節的教學已徐徐拉開了帷幕。“故事”不僅是導入的方式,而且是讓學生從故事中感受物理學家的崇高品質、揣摩他們巧妙的科研方法。

4.演示實驗,架橋鋪路

演示實驗雖不能定量反應物理量之間的關系,深刻地揭示物理規律;但演示實驗形象直觀、生動有趣、富有吸引力,可以降低理解的難度,容易使學生定性地理解問題,進而把握物理問題的本質。例如運動電荷在磁場中的受力屬微觀問題。為了降低教學難度,從理解的層次上把握運動的電荷在磁場中的受力,在講述“磁場對運動電荷的作用力”規律之前,我用陰極射線管演示了磁場對運動電荷的作用,通過改變帶電粒子的初速度大小、磁場的方向和磁場的強弱、陰極射線管兩級的正負極性,來改變粒子的運動軌跡,以此定性地反應帶電粒子在磁場中的運動規律。

高中物理目前還沒有實驗來定量的證明法拉第電磁感應定律。該節教學之前,我首先讓學生猜想回路的感應電動勢的大小可能跟那些因素有關?學生討論回答可能跟磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率相關之后,我通過具體的實驗演示,定性地給出回路中的感應電動勢跟磁通量的變化率相關,這就為“法拉第電磁感應定律”的教學做了較好的鋪墊。

5.大膽猜想,促進聯想

在“火箭和反沖運動”的教學中,我做了如下處理:在一個寒冷結冰的湖面上,假設冰面絕對光滑,某人要想從湖心走到對岸,試問該人應采取何種措施?學生們便展開了熱烈的討論,有的說可以跑到對岸,有的說可以走到對岸,有的說可以爬到對岸,有的說可以滾到對岸……最后我做了小結,湖面絕對光滑,就意味著沒有摩擦力,所以上述常規想法統統失效。因此,人要想朝北岸走,必須把隨身攜帶的物品朝南岸拋擲。一“南”一“北”,“火箭和反沖運動”的教學便就此展開。

6.通過類比,穿針引線

庫侖通過扭秤實驗得出了庫侖定律,這一方面體現庫侖實驗思維之巧妙:等分電荷思想,放大化的實驗思維,另一方面又給我們帶來了遺憾,即限于現在絕大多數學校的試驗條件,不能再現庫侖實驗的輝煌。經典力學的大廈,經伽利略、惠更斯、笛卡爾、開普勒、牛頓等人的共同努力已于十七世紀構建完畢;另外,十八世紀物理學家已經懂得用方法論來指導自己的物理研究,“類比法”已成為物理研究中的常用方法。所以,包括庫侖、卡文迪許在內的許多物理學家都堅信:兩個電荷之間作用力的規律和條件應與萬有引力定律有著驚人的相似。于是,“點電荷”便可由“質點”類比而出,距離平方反比關系便應運而生,“庫侖定律”的教學的導入和對庫侖定律的理解更是有感而發、有章可循。

7.設置陷阱,追根溯源

許多學生認為機車受到的牽引力是機車發動機和機車之間的作用力,而且是內力;機車和地面的摩擦力是阻力。由于高中物理沒有對牽引力做專題說明,這種觀點在學生的頭腦中已是根深蒂固。在教學中我設置陷阱,先承認該觀點正確,然后做了這樣一個實驗:把一個電動玩具汽車置于路面上,接通電源,汽車在桌面上正常行駛,同學生預期完全相同;接著用一根繩把小汽車懸掛起來,再接通電源,雖然電動機正常工作,但小汽車卻紋絲不動。望著學生驚愕的表情,我先糾正了學生的錯誤:機車的牽引力實際上機車和地面之間的“摩擦力”,而且是外力;系統運動狀態改變是依靠外力而不是內力。接著引入“動量守恒定律(一)”中的“系統、內力和外力”。一切都顯得那么自然,并徹底顛覆了學生傳統的錯誤認識。