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歐姆定律在初中物理電學(xué)知識(shí)體系中占有極其重要的地位。作為一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律,它的得出依賴于實(shí)驗(yàn)探究。初中階段對(duì)歐姆定律的探究主要是針對(duì)部分導(dǎo)體的歐姆定律。
蘇科版物理教材中歐姆定律處在一章的第三節(jié),在探究歐姆定律之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)的電學(xué)內(nèi)容有:初始家用電器和電路,電路連接的基本方式(串并聯(lián)電路的認(rèn)識(shí)),電流和與電流表的使用,電壓和電壓表的使用,電阻,變阻器。通過(guò)這些內(nèi)容的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)知道改變電流大小的兩種方法:1. 改變電路中的電源電壓;2. 改變電路中的電阻。帶著這樣的知識(shí)基礎(chǔ),進(jìn)行歐姆定律的探究學(xué)習(xí)。
教學(xué)過(guò)程中,按照教科書上實(shí)驗(yàn)電路圖,采用控制變量的方法,根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究的一般過(guò)程進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)。因此在利用教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中遇到了一些有待商榷的問(wèn)題。
問(wèn)題1:“移動(dòng)變阻器的滑片,改變滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻,可以改變電路中的電流,但為什么就可以改變加在電阻兩端電壓呢?”
問(wèn)題2:“調(diào)節(jié)變阻器,使電阻R兩端電壓改變,為什么同樣是調(diào)節(jié)變阻器,卻又是使加在R兩端的電壓不變呢?”
分析:學(xué)生對(duì)電流的認(rèn)知是通過(guò)教材中用水流做類比,從而知道電壓是形成電流的原因。從認(rèn)知的過(guò)程來(lái)看,正是因?yàn)橛辛穗妷海艜?huì)有電流的產(chǎn)生。
而在本書歐姆定律的探究實(shí)驗(yàn)中,二次實(shí)驗(yàn)都是通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器來(lái)改變電流的大小,利用歐姆定律的原理,從而改變了電阻兩端的電壓或使不同電阻兩端的電壓不變。這樣就會(huì)給學(xué)生有一個(gè)錯(cuò)誤的印象:“電阻改變電流,電流改變電壓”。使學(xué)生認(rèn)知電流、電壓的因果關(guān)系上容易出現(xiàn)倒置,認(rèn)為電壓的改變是由于電流的變化而引起的。因此在未探究出歐姆定律之前,根本不可能向?qū)W生解釋他們提出的這兩個(gè)問(wèn)題。更嚴(yán)重的是在課后的作業(yè)反饋中,有學(xué)生對(duì)于這個(gè)的實(shí)驗(yàn)做出了錯(cuò)誤的總結(jié):在電阻一定時(shí),電壓和電流成正比。所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在學(xué)生探究學(xué)習(xí)歐姆定律的思維邏輯上存在著錯(cuò)誤的引導(dǎo),必須加以改進(jìn)。
本人認(rèn)為問(wèn)題產(chǎn)生的根本原因就出在滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的引入。
雖然滑動(dòng)變阻器的聯(lián)入使實(shí)驗(yàn)操作更為方便更為簡(jiǎn)單,但產(chǎn)生的負(fù)面影響是巨大的,導(dǎo)致了學(xué)生知識(shí)認(rèn)知邏輯上的混亂,迷惑,弊大于利。本人提出的改進(jìn)建議是舍去滑動(dòng)變阻器:
電阻不變時(shí),探究電流與電壓的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,完全可以舍去滑動(dòng)變阻器,直接把電阻接入電路,通過(guò)直接改變電源電壓的方法來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
電壓不變時(shí),探究電流與電阻的關(guān)系。而舍去滑動(dòng)變阻器后,通過(guò)固定的電池?cái)?shù)目的方法很難實(shí)現(xiàn)電阻兩端的電壓不變。其原因在于電池組存在一定的內(nèi)阻,就會(huì)導(dǎo)致路端電壓隨外電路電阻的變化而變化(外電路電阻變大路端電壓也變大),而不能達(dá)到控制電壓不變的目的。同時(shí)電壓表示數(shù)的變化也會(huì)引起學(xué)生的質(zhì)疑。初中階段,由于電池的內(nèi)阻不作要求,因此最合適的方法就是采用輸出電壓恒定的學(xué)生電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
綜上分析,本人設(shè)計(jì)這樣的探究實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)器材:學(xué)生電源,電阻箱(或若干已知阻值電阻),電壓表,電流表,導(dǎo)線,開(kāi)關(guān)
實(shí)驗(yàn)步驟:按實(shí)物圖連接好電路:
實(shí)驗(yàn)一,先保持電阻R不變,通過(guò)調(diào)節(jié)學(xué)生電源的輸出電壓(電壓取值要小),研究電流跟電壓的關(guān)系。將所測(cè)數(shù)值填入表格,分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)二,保持學(xué)生電源輸出電壓不變,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,研究電流和電阻的關(guān)系。將所測(cè)數(shù)值填入表格,分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)總結(jié):將兩方面結(jié)論綜合,歸納出歐姆定律。
第一種,學(xué)生觀看視頻
這種教學(xué)法是教師將歐姆定律的探究過(guò)程在課前以邊講邊操作的方式制作成錄像,然后在上課時(shí)直接播放給學(xué)生看.教師在上課時(shí)不需要做任何講解,一直等到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、歸納得出歐姆定律以后再進(jìn)行課堂訓(xùn)練,以幫助學(xué)生理解歐姆定律的意義,學(xué)會(huì)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算.
第二種,學(xué)生瀏覽課件
這種方法是教師將教學(xué)內(nèi)容制作成幻燈片,如實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)電路圖、電路連接注意點(diǎn)、用實(shí)物連接電路、通過(guò)滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)對(duì)電壓與電阻進(jìn)行控制、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格及數(shù)據(jù)閱讀分析、歐姆定律的文字描述、公式、單位等等.在課堂上,教師邊講解邊放幻燈片,學(xué)生則合著老師的講解進(jìn)行觀察、思考、分析、歸納與記憶.在歐姆定律得出以后,同樣進(jìn)行課堂訓(xùn)練,以鞏固知識(shí),加深理解.
第三種,學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究
這種方法是教師上課時(shí)先通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出猜想與假設(shè),然后再引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)研究方法,幫助學(xué)生討論、設(shè)計(jì)與制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,記錄、分析、歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論,再在此基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行評(píng)估與交流等等.具體過(guò)程如下:
第一步,教師在演示電路板上用導(dǎo)線將干電池組、開(kāi)關(guān)、小燈泡連接成一簡(jiǎn)單的電路,閉合開(kāi)關(guān)小燈泡發(fā)光后,啟發(fā)學(xué)生思考討論,要想改變小燈泡的亮度可怎么做?有幾種方法?當(dāng)學(xué)生討論回答出改變電池節(jié)數(shù)和用滑動(dòng)變阻器串聯(lián)移動(dòng)滑片兩種方法時(shí),再引導(dǎo)學(xué)生明確燈泡亮度的變化是由于燈泡電壓的變化使得通過(guò)燈泡的電流發(fā)生了變化,從而啟發(fā)學(xué)生提出通過(guò)燈泡的電流與電壓有關(guān)的猜想與假設(shè).
第二步,移去變阻器,在上述簡(jiǎn)單電路中并聯(lián)接入另一只不同規(guī)格的燈泡,閉合開(kāi)關(guān),引導(dǎo)學(xué)生觀察兩燈泡亮度的不同,思考討論燈泡并聯(lián)電壓相同,兩燈泡電阻的不同使得通過(guò)燈泡的電流不同,從而引起燈泡亮度不同,在此基礎(chǔ)上啟發(fā)學(xué)生提出通過(guò)燈泡的電流與電阻有關(guān)的猜想與假設(shè).
第三步,當(dāng)學(xué)生得出電流與電壓和電阻有關(guān)的猜想后,教師引導(dǎo)學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)探究方法、規(guī)劃實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、畫出實(shí)驗(yàn)記錄表格.
第四步,分組進(jìn)行探究與實(shí)驗(yàn)、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析討論與歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論,引導(dǎo)學(xué)生在坐標(biāo)紙上將研究電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用描點(diǎn)的方法作圖,驗(yàn)證電流與電壓的正比關(guān)系.
第五步,在實(shí)驗(yàn)結(jié)論得出后,介紹歐姆定律及其公式表達(dá)形式,討論各物理量單位的使用,對(duì)各小組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估,分析誤差和錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因.
第六步,討論歐姆定律變換公式及其物理意義,利用歐姆定律及變換公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算.
以上三種教學(xué)方案中,第一種方案是老師在課前要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作錄像并作配音講解;第二種方案是老師只要從網(wǎng)上下載課件并稍作修改即可;第三種方案是老師在課前要準(zhǔn)備演示及分組實(shí)驗(yàn)器材.第一種和第二種教學(xué)方案中,學(xué)生在課堂上主要是在老師放錄像和課件時(shí)認(rèn)真地聽(tīng)講、觀察、思考和記憶,這是一種接受式學(xué)習(xí)方式.而第三種教學(xué)方案中,學(xué)生在老師的引導(dǎo)下自主發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題、進(jìn)行猜想與假設(shè),自行制訂實(shí)驗(yàn)規(guī)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖,小組合作實(shí)驗(yàn)探究,師生共同討論、歸納建構(gòu)物理知識(shí),這是一種以生為本的體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)方式.前兩種與后一種在落實(shí)課程目標(biāo)和促進(jìn)學(xué)生發(fā)展等方面有著明顯的差別.我們可以從《歐姆定律》這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分析:
教育部2011年新版義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)將歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究由原來(lái)的教師演示實(shí)驗(yàn)改成了學(xué)生必做的實(shí)驗(yàn).根據(jù)新課標(biāo),《歐姆定律》一課的教學(xué)目標(biāo)大致有以下幾個(gè)方面:
1.知識(shí)與技能目標(biāo):
(1)理解歐姆定律及其變換公式的物理意義,能初步運(yùn)用歐姆定律計(jì)算有關(guān)問(wèn)題.
(2)學(xué)會(huì)同時(shí)使用電流表和電壓表測(cè)量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流.
(3) 進(jìn)一步體會(huì)用圖像法研究物理問(wèn)題的優(yōu)越性.
2.過(guò)程與方法目標(biāo)
(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流、電壓、電阻的關(guān)系,會(huì)用滑動(dòng)變阻器改變部分電路兩端的電壓.
(2) 提高學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí),分析、探索、歸納問(wèn)題的能力,知道通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)物理規(guī)律的研究方法.
3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
介紹歐姆的故事,增進(jìn)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)、追求科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的學(xué)習(xí)熱情.重視學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學(xué)性的認(rèn)識(shí),注意學(xué)生科學(xué)世界觀的形成.
教師如果采用前兩種多媒體教學(xué)方案替代第三種學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)方案,就會(huì)改變多媒體教學(xué)輔地位,違背教學(xué)規(guī)律,弱化教學(xué)效果.
首先,不恰當(dāng)?shù)厥褂枚嗝襟w教學(xué)手段,會(huì)抑制學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,難以調(diào)動(dòng)學(xué)生主體的積極性,從而影響教學(xué)效果.
夸美紐斯說(shuō)過(guò):“興趣是創(chuàng)造一個(gè)樂(lè)觀與光明的教學(xué)環(huán)境的主要途徑之一.”興趣作為誘發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的重要因素,在物理教學(xué)中主要是靠教師引導(dǎo)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象、動(dòng)手做各種實(shí)驗(yàn)來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的.雖然第一、第二種教學(xué)方案中的光、聲、像等信息作用于學(xué)生感官,以直覺(jué)形象也能激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,但由于是人為的錄制、合成的,學(xué)生沒(méi)有身臨其境、親自動(dòng)手,就很難體會(huì)到電壓、電阻對(duì)電流的影響.即使通過(guò)多媒體教學(xué)展示了實(shí)驗(yàn)過(guò)程,一部分學(xué)生會(huì)認(rèn)為這是由老師設(shè)計(jì)制作好的,缺乏可信性.因此,當(dāng)老師向?qū)W生介紹歐姆的故事時(shí),學(xué)生就難以體會(huì)到科學(xué)家探索知識(shí)的艱苦與辛勞、成功與快樂(lè),學(xué)生的科學(xué)世界觀就難以形成.
我們都有這樣的體會(huì):電腦電視上歌舞銀屏再精彩,也還抵不住到劇院看現(xiàn)場(chǎng)演出,哪怕是一般的演出也會(huì)讓人感到很興奮.這是什么原因?這就是人們普遍具有的一種強(qiáng)烈的“參與”意識(shí).卡拉OK的流行不就是人們這種參與意識(shí)的外在體現(xiàn)嗎?因此用錄像投影來(lái)代替做實(shí)驗(yàn),往往會(huì)抑制學(xué)生具有的人類天性――“參與”意識(shí),甚至?xí)寣W(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的形成產(chǎn)生懷疑,學(xué)習(xí)興趣就此會(huì)大打折扣,主體的積極性很難被調(diào)動(dòng)起來(lái),從而影響教學(xué)效果.
其次,不恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用多媒體教學(xué)手段取代相關(guān)的實(shí)驗(yàn),會(huì)違背學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律.
物理學(xué)家牛頓認(rèn)為:“科學(xué)研究離不開(kāi)實(shí)驗(yàn),應(yīng)在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用歸納的方法總結(jié)規(guī)律,進(jìn)而建立起理論.”這也是哲學(xué)中由實(shí)踐到理論、由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)過(guò)渡的普遍規(guī)律.現(xiàn)行中學(xué)物理教材也正是遵循這一規(guī)律而編寫的.然而在教學(xué)中,如果違背學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,不恰當(dāng)?shù)赜枚嗝襟w教學(xué)手段去取代實(shí)驗(yàn),必然會(huì)導(dǎo)致事與愿違的結(jié)果.實(shí)踐證明:實(shí)驗(yàn)是學(xué)生認(rèn)識(shí)過(guò)程的起點(diǎn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生將感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的高度,同時(shí)還可以使學(xué)生在反復(fù)的實(shí)踐中加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解.第一、第二種教學(xué)方案雖然通過(guò)多媒體教學(xué)方式也能反映實(shí)驗(yàn)過(guò)程,但這個(gè)過(guò)程不是學(xué)生自己動(dòng)手做的,缺乏實(shí)踐體驗(yàn),因此就沒(méi)有感性認(rèn)識(shí),電流與電壓、電阻之間關(guān)系的結(jié)論就不能由學(xué)生自主建構(gòu).
再次,以多媒體教學(xué)手段取代物理實(shí)驗(yàn),會(huì)影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和各種能力的發(fā)展,不利于學(xué)生學(xué)習(xí)情感、態(tài)度、價(jià)值觀的培養(yǎng).
關(guān)鍵詞: 新課標(biāo) 《歐姆定律》 探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)
《初中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)探究納入了物理教學(xué)的內(nèi)容,旨在將學(xué)生學(xué)習(xí)的重心從過(guò)去的過(guò)于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過(guò)程轉(zhuǎn)化。
所謂“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式”,是指學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,運(yùn)用已有的知識(shí)和技能,充當(dāng)新知識(shí)的探索者和發(fā)現(xiàn)者的角色的學(xué)習(xí)模式。
筆者多年從事初三物理教學(xué),結(jié)合新課改要求,在《歐姆定律》探究教學(xué)中進(jìn)行了嘗試,現(xiàn)談?wù)勛约旱膶?shí)踐和體會(huì)。
一、在探究過(guò)程中,著重應(yīng)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(gè)量與這些因素之間的關(guān)系,往往先控制住其他幾個(gè)因素不變,集中研究其中一個(gè)因素變化所產(chǎn)生的影響,然后通過(guò)比較歸納出與這些量之間的關(guān)系。
歐姆定律揭示了電流、電壓、電阻三個(gè)物理量之間的關(guān)系,由于電流大小與電壓、電阻都有關(guān)系,因此探究步驟中的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡量引導(dǎo)學(xué)生分為兩步設(shè)計(jì)。
1.保持電阻不變,研究電流跟電壓的關(guān)系。
要讓學(xué)生明確“研究電流跟電壓的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持電阻不變”,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路時(shí)應(yīng)考慮:①怎樣測(cè)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(dǎo)體的電阻R不變呢?③通過(guò)什么方法改變定值電阻兩端的電壓U呢?
設(shè)計(jì)并連接電路利用滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端的電壓,使它成整數(shù)倍地增加,并記錄所對(duì)應(yīng)的電流值,
2.保持電壓不變,研究電流跟電阻的關(guān)系。
要讓學(xué)生明確“研究電流跟電阻的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持電壓不變”,實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)考慮:①怎樣改變導(dǎo)體電阻R的大小?②怎樣保持導(dǎo)體兩端的電壓U不變呢?讓學(xué)生討論交流,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到:當(dāng)定值電阻的大小發(fā)生變化時(shí),可通過(guò)滑動(dòng)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(dòng)變阻器保持定值電阻兩端的電壓不變,記錄對(duì)應(yīng)的電流值,在具體的探究教學(xué)中可能會(huì)遇到這樣的問(wèn)題:在電阻R阻值改變時(shí),電阻R兩端的電壓也發(fā)生變化,如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電阻R兩端的電壓恢復(fù)到原來(lái)的電壓值。這也是把控制變量法從理論升華到實(shí)際的一個(gè)方面。
二、在探究過(guò)程中,讓學(xué)生親身體驗(yàn),增強(qiáng)課堂教學(xué)效果
學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體,教師對(duì)思維活動(dòng)過(guò)程的展開(kāi),不能代替學(xué)生自己的思維活動(dòng)。因此,在設(shè)計(jì)本節(jié)探究活動(dòng)時(shí)筆者以學(xué)生為中心,進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。激發(fā)學(xué)生的求知欲和參與意識(shí),使不同層次學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、個(gè)性品質(zhì)在參與中都得到發(fā)展。設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)程序如下:
(1)提出問(wèn)題:電流與電壓,電流與電阻的關(guān)系?
(2)作出假設(shè):①不成比例。②成正比。③成反比。
(3)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①設(shè)計(jì)電路圖。②設(shè)計(jì)步驟。③進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(4)分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。
這樣做有以下好處:第一,可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。對(duì)于初中學(xué)生來(lái)說(shuō),他們已不再局限于看老師演示實(shí)驗(yàn),都喜歡自己動(dòng)手操作,通過(guò)自己的實(shí)踐解決問(wèn)題。第二,可以清楚地發(fā)現(xiàn)并指出學(xué)生的操作中的錯(cuò)誤,物理實(shí)驗(yàn)中一些儀器的使用,要求學(xué)生掌握,培養(yǎng)學(xué)生正確而良好的操作技能。但是,在實(shí)踐過(guò)程中,筆者認(rèn)為學(xué)生的練習(xí)機(jī)會(huì)實(shí)在太少,有些儀器的使用方法盡管學(xué)生課上聽(tīng)懂了,但真正操作起來(lái)并不如想象的那樣簡(jiǎn)單順手。就像本節(jié)中的電流表、電壓表的使用,學(xué)生往往會(huì)把電表的串并連搞錯(cuò),把正負(fù)接線柱接錯(cuò)等,滑動(dòng)變阻器的使用也不夠到位。第三,可以鞏固學(xué)生對(duì)相應(yīng)知識(shí)的掌握情況。對(duì)于人的記憶方式來(lái)說(shuō),自己動(dòng)手操作過(guò)的情景記憶起來(lái)要比單純的聆聽(tīng)接受記憶要牢固得多。
三、在探究過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生反思應(yīng)用遷移
這一方法要求把已知遷移到未知、把此一類知識(shí)遷移到另一類知識(shí)中,使學(xué)生受到相互滲透、影響和轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)的教育。例如,啟發(fā)學(xué)生把已有的知識(shí)遷移到歐姆定律的探究中,把歐姆定律的知識(shí)遷移到其他知識(shí)的學(xué)習(xí)中。這樣就使學(xué)生不僅提高了知識(shí)學(xué)習(xí)的效率,而且逐漸樹(shù)立普遍聯(lián)系、轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)。
例如:在總結(jié)歐姆定律的公式(I=U/R)時(shí),可以壓強(qiáng)的公式為母本,壓強(qiáng)的公式是P=F/S,它的理解可以是:當(dāng)受力面積一定時(shí),壓強(qiáng)與壓力成正比;當(dāng)壓力一定時(shí),壓強(qiáng)與受力面積成反比。而歐姆定律是:通過(guò)導(dǎo)體的電流,與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與導(dǎo)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(duì)于知識(shí)和思維不是很完善的初中學(xué)生來(lái)說(shuō),可以很容易地掌握知識(shí),得出結(jié)論。
當(dāng)然在歐姆定律的探究教學(xué)中還有很多地方可以運(yùn)用知識(shí)遷移,例如:在運(yùn)用探究的基本過(guò)程解決電流、電壓、電阻三者關(guān)系時(shí),可以反思以往用探究的方法解決過(guò)的問(wèn)題,如液體壓強(qiáng)、深度、液體密度三者的關(guān)系,用以往的經(jīng)驗(yàn)為本次探究的順利完成做鋪墊。
四、在探究過(guò)程中,利用教材對(duì)學(xué)生進(jìn)行德育教育
德育是五育之首,新課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注人的發(fā)展,把德育放在十分重要的地位。作為基礎(chǔ)學(xué)科的物理理所當(dāng)然承擔(dān)著重要的德育任務(wù)。
在《歐姆定律》探究教學(xué)中,筆者首先做了大量的準(zhǔn)備工作,這樣學(xué)生不僅學(xué)得很愉快,而且在心里會(huì)產(chǎn)生一種對(duì)教師的敬佩之情,并從老師身上體會(huì)到一種責(zé)任感,這對(duì)以后的學(xué)習(xí)工作都有巨大的幫助作用。其次,在教學(xué)過(guò)程中,利用分組實(shí)驗(yàn)的合作性學(xué)習(xí)潛移默化地對(duì)學(xué)生進(jìn)行德育教育,培養(yǎng)他們團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。最后,利用歐姆的事跡和成果激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,樹(shù)立崇高理想,榜樣的力量是無(wú)窮的,它對(duì)學(xué)生具有強(qiáng)大的感染力和說(shuō)服力。
教育部頒布的《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》首先提出科學(xué)探究,其次才是科學(xué)內(nèi)容,它把科學(xué)探究作為很重要很有價(jià)值的學(xué)習(xí)方法和教學(xué)方法提出來(lái),說(shuō)明越來(lái)越多的教育者注意到探究教學(xué)在教改中的重要地位。《歐姆定律》一課的探究教學(xué)不僅要求教師有較高自身的修養(yǎng)素質(zhì),還要做好在探究教學(xué)中與學(xué)生一起雙向地、互動(dòng)地建構(gòu)學(xué)科知識(shí)、促進(jìn)能力發(fā)展。因此,在初中物理新課標(biāo)下如何更好地開(kāi)展探究教學(xué),值得我們探討。
參考文獻(xiàn):
表2填0.15安和15歐。根據(jù):在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
2.進(jìn)行新課
(1)歐姆定律
由實(shí)驗(yàn)我們已知道了在電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。把以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合起來(lái)得出結(jié)論,即歐姆定律。
板書:〈第二節(jié)歐姆定律
1.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。〉
歐姆定律是德國(guó)物理學(xué)家歐姆在19世紀(jì)初期(1827年)經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出的一條關(guān)于電路的重要定律。
歐姆定律的公式:如果用U表示加在導(dǎo)體兩端的電壓,R表示這段導(dǎo)體的電阻,I表示這段導(dǎo)體中的電流,那么,歐姆定律可以寫成如下公式:
I=U/R。
公式中I、U、R的單位分別是安、伏和歐。
公式的物理意義:當(dāng)導(dǎo)體的電阻R一定時(shí),導(dǎo)體兩端的電壓增加幾倍,通過(guò)這段導(dǎo)體的電流就增加幾倍。這反映導(dǎo)體的電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比例關(guān)系(I∝U)。當(dāng)電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻增加到原來(lái)的幾倍,則導(dǎo)體中的電流就減小為原來(lái)的幾分之一。反映了電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比例的關(guān)系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表達(dá)了歐姆定律的內(nèi)容。
板書:<2.公式:I=U/R
I-電流(安)U-電壓(伏)R-電阻(歐)>
有關(guān)歐姆定律的幾點(diǎn)說(shuō)明:
①歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個(gè)量是對(duì)同一段導(dǎo)體而言的。
②對(duì)于一段電路,只要知道I、U和R三個(gè)物理量中的兩個(gè),就可以應(yīng)用歐姆定律求出另一個(gè)。
③使用公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),各物理量要用所要求的單位。
(2)應(yīng)用歐姆定律計(jì)算有關(guān)電流、電壓和電阻的簡(jiǎn)單問(wèn)題。
例題1:課本中的例題1。(使用投影片)
學(xué)生讀題,根據(jù)題意教師板演,畫好電路圖(如課本中的圖8-2)。說(shuō)明某導(dǎo)體兩端所加電壓的圖示法。在圖上標(biāo)明已知量的符號(hào)、數(shù)值和未知量的符號(hào)。
解題過(guò)程要求寫好已知、求、解和答。解題過(guò)程寫出根據(jù)公式,然后代入數(shù)值,要有單位,最后得出結(jié)果。
板書:〈例題1:
已知:R=807歐,U=220伏。
求:I。
解:根據(jù)歐姆定律
I=U/R=220伏/807歐=0.27安。
答:通過(guò)這盞電燈的電流約為0.27安。〉
例題2:課本中例題2。(使用投影片)
板書:〈例題2〉
要求學(xué)生在筆記本上按例題1的要求解答。由一位同學(xué)到黑板上進(jìn)行板演。
學(xué)生板演完畢,組織全體學(xué)生討論、分析正誤。教師小結(jié)。
①電路圖及解題過(guò)程是否符合規(guī)范要求。
②答題敘述要完整。本題答:要使小燈泡正常發(fā)光,在它兩端應(yīng)加2.8伏的電壓。
③解釋U=IR的意義:導(dǎo)體兩端的電壓在數(shù)值上等于通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻的乘積。不能認(rèn)為"電壓跟電流成正比,跟電阻成反比。"因?yàn)檫@樣表述顛倒了因果關(guān)系也不符合物理事實(shí)。
例題3:課本中的例題3。(使用投影片)
板書:〈例題3〉
解題方法同例題2。學(xué)生板演完畢,組織學(xué)生討論、分析正誤。教師小結(jié)。
①解釋R=U/I的物理意義:對(duì)同一段導(dǎo)體來(lái)說(shuō),由于導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,所以i的比值是一定的。對(duì)于不同的導(dǎo)體,其比值一般不同。U和I的比值反映了導(dǎo)體電阻的大小。導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小決定于材料、長(zhǎng)度和橫截面積,還跟溫度有關(guān)。不能認(rèn)為R=U/I表示導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比。由于電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),所以某導(dǎo)體兩端的電壓是零時(shí),導(dǎo)體中的電流也等于零,而這個(gè)導(dǎo)體的電阻值是不變的。
②通過(guò)例題3的解答,介紹用伏安法測(cè)電阻的原理和方法。
板書:(書寫于例題3解后)
〈用電壓表和電流表測(cè)電阻的方法叫做伏安法。〉
3.小結(jié)
(1)簡(jiǎn)述歐姆定律的內(nèi)容、公式及公式中各物理量的單位。
什么叫伏安法測(cè)電阻?原理是什么?
(2)討論:通過(guò)課本中本節(jié)的"想想議議",使學(xué)生知道:
①電流表的電阻很小(有的只有零點(diǎn)幾歐),因此實(shí)驗(yàn)中絕對(duì)不允許直接把電流表按到電源的兩極上。否則,通過(guò)電流表的電流過(guò)大,有燒毀電流表的危險(xiǎn)。
②電壓表的電阻很大(約幾千歐),把電壓表直接連在電源的兩極上測(cè)電壓時(shí),由于通過(guò)電壓表的電流很小,一般不會(huì)燒毀電壓表。
4.布置作業(yè)
課本本節(jié)后的練習(xí)1、4。
(四)說(shuō)明:通過(guò)例題,要領(lǐng)會(huì)培養(yǎng)學(xué)生在審題基礎(chǔ)上畫好電路圖,按規(guī)范化要求解題。
第四節(jié)電阻的串聯(lián)
(一)教學(xué)目的
1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)和推導(dǎo)使學(xué)生理解串聯(lián)電路的等效電阻和計(jì)算公式。
2.復(fù)習(xí)鞏固串聯(lián)電路電流和電壓的特點(diǎn)。
3.會(huì)利用串聯(lián)電路特點(diǎn)的知識(shí),解答和計(jì)算簡(jiǎn)單的電路問(wèn)題。
(二)教具
學(xué)生實(shí)驗(yàn):每組配備干電池三節(jié),電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)各一只,定值電阻(2歐、4歐、5歐各一只)三個(gè),導(dǎo)線若干。
(三)教學(xué)過(guò)程
1.引入新課
(1)閱讀本節(jié)課文前的問(wèn)號(hào)中提出的問(wèn)題,由此引出本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
板書:〈第四節(jié)電阻的串聯(lián)〉
(2)問(wèn):什么叫串聯(lián)電路?畫出兩個(gè)定值電阻串聯(lián)的電路圖。(同學(xué)回答略,板演電路圖參見(jiàn)課本圖8-7)
(3)問(wèn):串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)是什么?舉例說(shuō)明。
學(xué)生回答,教師小結(jié),在板演電路圖上標(biāo)出I1、I2和I。
板書:〈1.串聯(lián)電路中各處的電流相等。I1=I2=I。〉
(4)問(wèn):串聯(lián)電路的總電壓(U)與分電壓(U1、U2)的關(guān)系是什么?舉例說(shuō)明。
學(xué)生回答,教師小結(jié),在板演電路圖上標(biāo)出U1、U2和U。
板書:〈2.串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓之和。U=U1+U2。〉
(5)幾個(gè)已知阻值的電阻串聯(lián)后,總電阻和各電阻之間有什么關(guān)系?這是本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。
2.進(jìn)行新課
(1)實(shí)驗(yàn):測(cè)R1和R2(R3)串聯(lián)的總電阻。
問(wèn):實(shí)驗(yàn)的方法和原理是什么?
答:用伏安法測(cè)電阻。只要用電壓表測(cè)出R1和R2串聯(lián)電阻兩端的總電壓放用電流表測(cè)出通過(guò)串聯(lián)電阻的電流,就可以根據(jù)歐姆定律逄出R1和R2串聯(lián)后的總電阻。
要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)兩個(gè)定值電阻(R1=2歐、R2=4歐)串聯(lián)總電阻的實(shí)驗(yàn)電路。如課本圖8-5所示。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
①按伏安法測(cè)電阻的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
②測(cè)出R1(2歐)和R2(4歐)串聯(lián)后的總電阻R。
③將R1和R3串聯(lián),測(cè)出串聯(lián)后的總電阻R′。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填在課文中的結(jié)論處。
討論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出:R=R1+R2,R′=R1+R3。實(shí)驗(yàn)表明:串聯(lián)電路的總電阻,等于各串聯(lián)電阻之和。
(2)理論推導(dǎo)串聯(lián)電路總電阻計(jì)算公式。
上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論也可以利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn),從理論上推導(dǎo)得出。
結(jié)合R1、R2的串聯(lián)電路圖(課本圖8-6)講解。
板書:〈設(shè):串聯(lián)電阻的阻值為R1、R2,串聯(lián)后的總電阻為R。
由于U=U1+U2,
因此IR=I1R1+I2R2,
因?yàn)榇?lián)電路中各處電流相等,I=I1=I2
所以R=R1+R2。〉
請(qǐng)學(xué)生敘述R=R1+R2的物理意義。
解答本節(jié)課文前問(wèn)號(hào)中提出的問(wèn)題。
指出:把幾個(gè)導(dǎo)體串聯(lián)起來(lái),相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度,所以總電阻比任何一個(gè)導(dǎo)體的電阻都大,總電阻也叫串聯(lián)電路的等效電阻。
板書:〈3.串聯(lián)電路的總電阻,等于各串聯(lián)電阻之和。R=R1+R2。〉
口頭練習(xí):
①把20歐的電阻R1和15歐的電阻R2串聯(lián)起來(lái),串聯(lián)后的總電阻R是多大?(答:35歐)
②兩只電阻串聯(lián)后的總電阻是1千歐,已知其中一只電阻阻值是700歐,另一只電阻是多少歐?(答:300歐。)
(3)練習(xí)
例題1:
出示課本中的例題1投影幻燈片(或小黑板)。學(xué)生讀題并根據(jù)題意畫出電路圖(如課本圖8-7)。標(biāo)出已知量的符號(hào)和數(shù)值以及未知量的符號(hào)。請(qǐng)一名學(xué)生板演,教師講評(píng)。
討論解題思路,鼓勵(lì)學(xué)生積極回答。
小結(jié):注意審題,弄清已知和所求。明確電路特點(diǎn),利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)求解。本題R1、R2串聯(lián),所以I=I1=I2。因U1、U2不知,故不能求出I1或I2。但串聯(lián)電路的總電壓知道,總電阻R可由R1+R2求出,根據(jù)歐姆定律I=U/R可求出電流I。
板書:〈例題1:
已知:U=6伏,R1=5歐,R2=15歐。
求:I。
解:R1和R2串聯(lián),
R=R1+R2=5歐+15歐=20歐。
電路中電流:I=U/R=6伏/20歐≈0.3安。
答:這個(gè)串聯(lián)電路中的電流是0.3安。〉
例題2:
出示課本中例題2的投影片,學(xué)生讀題,畫電路圖(要求同例題1)。
討論解題思路,鼓勵(lì)學(xué)生積極參與。
①問(wèn):此題中要使小燈泡正常發(fā)光,串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)電阻的意義是什么?
答:小燈泡正常發(fā)光的電壓是2.5伏,如果將其直接連到6伏的電源上,小燈泡中電流過(guò)大,燈絲將被燒毀。給小燈泡串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)電阻R2,由于串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路電壓之和,即U=U1+U2。串聯(lián)的電阻R2可分去一部分電壓。R2阻值只要選取合適,就可使小燈泡兩端的電壓為2.5伏,正常發(fā)光。
②串聯(lián)的電阻R2,其阻值如何計(jì)算?
教師引導(dǎo),學(xué)生敘述,分步板書(參見(jiàn)課本例題2的解)。
本題另解:
板書:〈R1和R2串聯(lián),由于:I1=I2,
所以根據(jù)歐姆定律得:U1/R1=U2/R2,
整理為U1/U2=R1/R2。〉
3.小結(jié)
串聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的特點(diǎn)。
4.布置作業(yè)
本節(jié)后的練習(xí):1、2、3。
(四)說(shuō)明
1.本節(jié)測(cè)串聯(lián)電路總電阻的實(shí)驗(yàn),由于學(xué)生已學(xué)習(xí)了伏安法測(cè)電阻的知識(shí),一般掌握較好,故實(shí)驗(yàn)前有關(guān)要求的敘述可從簡(jiǎn)。但在實(shí)驗(yàn)中教師要加強(qiáng)巡回指導(dǎo)。
2.從實(shí)驗(yàn)測(cè)出串聯(lián)電阻的總電阻和運(yùn)用歐姆定律推導(dǎo)出的結(jié)果一致。在此應(yīng)強(qiáng)調(diào)實(shí)踐和理論的統(tǒng)一。在推導(dǎo)串聯(lián)電阻總電阻公式時(shí),應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。
3.解答簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路計(jì)算問(wèn)題時(shí)要著重在解題思路及良好的解題習(xí)慣的培養(yǎng)上下功夫。
第五節(jié)電阻的并聯(lián)
(一)教學(xué)目的
1.使學(xué)生知道幾個(gè)電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個(gè)電阻的阻值都小。
2.復(fù)習(xí)鞏固并聯(lián)電路電流、電壓的特點(diǎn)。
3.會(huì)利用并聯(lián)電路的特點(diǎn),解答和計(jì)算簡(jiǎn)單的電路問(wèn)題。
(二)教具
每組配備干電池二節(jié),電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)各一只,定值電阻2只(5歐和10歐各一只),導(dǎo)線若干條。
(三)教學(xué)過(guò)程
1.復(fù)習(xí)
問(wèn):請(qǐng)你說(shuō)出串聯(lián)電路電流、電壓和電阻的特點(diǎn)。(答略)
問(wèn):請(qǐng)解答課本本章習(xí)題中的第1題。
答:從課本第七章第一節(jié)末所列的數(shù)據(jù)表可以知道,在長(zhǎng)短、粗細(xì)相等條件下,鎳鉻合金線的電阻比銅導(dǎo)線的電阻大;根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,通過(guò)銅導(dǎo)線和鎳鉻合金中的電流一樣大;根據(jù)歐姆定律得U=IR,可得出鎳鉻合金導(dǎo)線兩端的電壓大于銅導(dǎo)線兩端的電壓。
問(wèn):請(qǐng)解本章習(xí)題中的第6題。(請(qǐng)一名學(xué)生板演,其他學(xué)生自做,然后教師講評(píng)。在講評(píng)中要引導(dǎo)學(xué)生在審題的基礎(chǔ)上畫好電路圖,按規(guī)范化要求求解。)
2.引入新課
(1)請(qǐng)學(xué)生閱讀本節(jié)課文前問(wèn)號(hào)中所提出的問(wèn)題,由此提出本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
板書:〈第五節(jié)電阻的并聯(lián)〉
(2)問(wèn):并聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)是什么?舉例說(shuō)明。
學(xué)生回答,教師小結(jié)。
板書:〈1.并聯(lián)電路的總電流等于各支路中電流之和。即:I=I1+I2。〉
(4)問(wèn):并聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)是什么?舉例說(shuō)明。
學(xué)生回答,教師小結(jié)。
板書:〈2.并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。〉
(5)幾個(gè)已知阻值的電阻并聯(lián)后的總電阻跟各個(gè)電阻之間有什么關(guān)系呢?這就是本節(jié)將學(xué)習(xí)的知識(shí)。
3.進(jìn)行新課
(1)實(shí)驗(yàn):
明確如何測(cè)R1=5歐和R2=10歐并聯(lián)后的總電阻,然后用伏安法測(cè)出R1、R2并聯(lián)后的總電阻R,并將這個(gè)阻值與R1、R2進(jìn)行比較。
學(xué)生實(shí)驗(yàn),教師指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)完畢,整理好儀器。
報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果,討論實(shí)驗(yàn)結(jié)論:實(shí)驗(yàn)表明,幾個(gè)電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個(gè)電阻都小。
板書:〈3.幾個(gè)電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個(gè)電阻都小。〉
問(wèn):10歐和1歐的兩個(gè)電阻并聯(lián)的電阻小于多少歐?(答:小于1歐。)
(2)推導(dǎo)并聯(lián)電路總電阻跟各并聯(lián)電阻的定量關(guān)系。(以下內(nèi)容教師邊講邊板書)
板書:〈設(shè):支路電阻分別是R1、R2;R1、R2并聯(lián)的總電阻是R。
根據(jù)歐姆定律:I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,
由于:I=I1+I2,
因此:U/R=U1/R1+U2/R2。
又因?yàn)椴⒙?lián)電路各支路兩端的電壓相等,即:U=U1=U2,
可得:1/R=1/R1+1/R2。
表明:并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù),等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。〉
練習(xí):計(jì)算本節(jié)實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)電阻(R1=5歐,R2=10歐)并聯(lián)后的總電阻。
學(xué)生演練,一名學(xué)生板演,教師講評(píng),指出理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。
幾個(gè)電阻并聯(lián)起來(lái),總電阻比任何一個(gè)電阻都小,這是因?yàn)榘褜?dǎo)體并聯(lián)起來(lái),相當(dāng)于增加了導(dǎo)體橫截面積。
(3)練習(xí)
例題1:請(qǐng)學(xué)生回答本節(jié)課文前問(wèn)號(hào)中提出的問(wèn)題。(回答略)
簡(jiǎn)介:當(dāng)n個(gè)相同阻值的電阻并聯(lián)時(shí)總電阻的計(jì)算式:R=R''''/n。例題1中:R′=10千歐,n=2,所以:R=10千歐/2=5千歐。
例題2.在圖8-1所示電路中,電源的電壓是36伏,燈泡L1的電阻是20歐,L2的電阻是60歐,求兩個(gè)燈泡同時(shí)工作時(shí),電路的總電阻和干路里的電流。(出示投影幻燈片或小黑板)
學(xué)生讀題,討論此題解法,教師板書:
認(rèn)請(qǐng)此題中燈泡L1和L2是并聯(lián)的。(解答電路問(wèn)題,首先要認(rèn)清電路的連接情況)。在電路圖中標(biāo)明已知量的符號(hào)和數(shù)值以及未知量的符號(hào)。解題要寫出已知、求、解和答。
(過(guò)程略)
問(wèn):串聯(lián)電路有分壓作用,且U1/U2=R1/R2。在并聯(lián)電路,全國(guó)公務(wù)員共同天地中,干路中電流在分流點(diǎn)分成兩部分,電流的分配跟電阻的關(guān)系是什么?此題中,L1、L2中電流之比是多少?
答:(略)
板書:〈在并聯(lián)電路中,電流的分配跟電阻成反比,即:I1/I2=R2/R1。〉
4.小結(jié)
并聯(lián)電跟中電流、電壓、電阻的特點(diǎn)。
幾個(gè)電阻并聯(lián)起來(lái),總電阻比任何一個(gè)電阻都小。
5.布置作業(yè)
課本本節(jié)末練習(xí)1、2;本章末習(xí)題9、10。
參看課本本章的"學(xué)到了什么?,根據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖寫出方框內(nèi)的知識(shí)內(nèi)容。
(四)說(shuō)明
張君甜
【摘 要】隨著高中新課程改革的深入發(fā)展,教育教學(xué)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(xué)生學(xué),教師為主導(dǎo)”的片面教學(xué)觀,還開(kāi)始注重應(yīng)用更好的引導(dǎo)方式來(lái)引導(dǎo)學(xué)生,倡導(dǎo)學(xué)習(xí)方式的多元化。哲學(xué)家狄德羅說(shuō)過(guò):“有了真正的方法,還是不夠的;還要懂得運(yùn)用它。至于如何去運(yùn)用,這要我們不斷從學(xué)習(xí)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(shí)施“271”課程改革的大環(huán)境結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn),推出了這種高中物理“合作討論探究式小組學(xué)習(xí)法”,旨在轉(zhuǎn)變教學(xué)過(guò)程中教師的教學(xué)行為和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。
關(guān)鍵詞 高效課堂;高中物理的“有效教學(xué)”;物理教學(xué);小組合作討論探究式學(xué)習(xí)
在高中物理教學(xué)的課堂上,教師教得辛苦,學(xué)生學(xué)得痛苦。高耗低效,缺乏策略,成為教與學(xué)的阻礙。因此,教師應(yīng)當(dāng)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(dǎo),教師要不斷的有層次的向?qū)W生提出引導(dǎo)問(wèn)題,有目的的引導(dǎo)學(xué)生去一層一層破解物理實(shí)質(zhì),讓學(xué)生通過(guò)與小組成員合作討論對(duì)新授進(jìn)行的發(fā)散探究,學(xué)生因?yàn)樽约悍e極參與了問(wèn)題討論,對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)自然也就更深一個(gè)層次了這也就達(dá)到了深化知識(shí)目標(biāo)目的。一堂好的物理課必然是一堂高效率的課堂教學(xué),如何抓住課堂,開(kāi)展高中物理的“有效教學(xué)”探索實(shí)踐活動(dòng),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(xué)習(xí)高中物理的主要過(guò)程。
第一,教師課前要向?qū)W生詳細(xì)解讀教學(xué)目標(biāo):教學(xué)目標(biāo)要明了,目標(biāo)性強(qiáng),教學(xué)前一定要讓學(xué)生明確知道我們這節(jié)課的目標(biāo),學(xué)習(xí)起來(lái)才不會(huì)盲目,不會(huì)被動(dòng),也便于學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的自我評(píng)價(jià)。
《閉合電路的歐姆定律》教學(xué)目標(biāo)(部分展示):(1)經(jīng)歷閉合電路歐姆定律的理論推導(dǎo)過(guò)程,體驗(yàn)?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用,從而理解電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。(2)熟練掌握閉合電路歐姆定律的兩種表達(dá)式及其適用條件。
第二,預(yù)習(xí)自學(xué)、自主探究:這個(gè)環(huán)節(jié)最具挑戰(zhàn)性的,必須保證學(xué)生有足夠的興趣,全身心地投入進(jìn)去,所以預(yù)習(xí)案和探究案要精心設(shè)計(jì),按照學(xué)生學(xué)習(xí)的最初狀態(tài),讓興趣和創(chuàng)造的欲望引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。學(xué)生以預(yù)習(xí)案和探究案為學(xué)習(xí)“路線圖”,預(yù)習(xí)自學(xué),解決了傳統(tǒng)課堂學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)、盲目學(xué)習(xí)的問(wèn)題。
《閉合電路歐姆定律》預(yù)習(xí)案(部分展示):分為①知識(shí)點(diǎn)預(yù)習(xí)②知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用預(yù)練
①知識(shí)點(diǎn)預(yù)習(xí)(部分展示):
閉合電路是由哪幾部分組成的_______,電動(dòng)勢(shì)E、外電壓U外與內(nèi)電壓U內(nèi)三者之間的關(guān)系________。電動(dòng)勢(shì)等于電源_______時(shí)兩極間的電壓。用電壓表接在電源兩極間測(cè)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(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上,學(xué)生通過(guò)完成探究案上的訓(xùn)練題目,檢驗(yàn)自學(xué)效果,提出質(zhì)疑。質(zhì)疑的過(guò)程,實(shí)際上是一個(gè)積極思維的過(guò)程,是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出問(wèn)題的過(guò)程,質(zhì)疑是創(chuàng)新的開(kāi)始,也是創(chuàng)新的動(dòng)力,創(chuàng)新來(lái)自質(zhì)疑。該過(guò)程教師當(dāng)適時(shí)的發(fā)揮引導(dǎo)作用,引領(lǐng)學(xué)生朝著目標(biāo)研究、比較、創(chuàng)新。學(xué)生在探究案的引領(lǐng)下進(jìn)行二次探究,對(duì)教材和知識(shí)的把握也提升到一個(gè)新的層次,很好地解決了傳統(tǒng)課堂學(xué)生缺乏獨(dú)立思考、深入探究的問(wèn)題。
通過(guò)你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑?①疑惑點(diǎn):________ 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(zhuǎn)化
某閉合電路,外電路有一電阻R,電源是一節(jié)電池,電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻r,當(dāng)電鍵閉合后,電路電流為I。①整個(gè)電路中在t時(shí)間內(nèi)電能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化來(lái)的?在電源內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)的?(是有化學(xué)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的,依靠非靜電力做功實(shí)現(xiàn)的。電池化學(xué)反應(yīng)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(gè)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(gè)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(chǔ)。運(yùn)用分組合作學(xué)習(xí),在小組中學(xué)生能主動(dòng)操作、觀察、思考、討論,學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的機(jī)會(huì)增多;分組合作學(xué)習(xí)有助于學(xué)生提高口頭表達(dá)能力。在學(xué)習(xí)小組中學(xué)生相互啟發(fā)、相互幫助、共同解決問(wèn)題。這樣更能能培養(yǎng)學(xué)生之間團(tuán)結(jié)、協(xié)調(diào)的合作意識(shí),提高學(xué)生的人際交往能力。②展示點(diǎn)評(píng)、拓展提升:這個(gè)過(guò)程可以讓學(xué)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(xué)生的思維水平和表達(dá)能力。
分小組討論,展示點(diǎn)評(píng):
(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(shì)升高E,通過(guò)外電路R和內(nèi)電路r而降落。外電路電勢(shì)降低,內(nèi)電路電勢(shì)升中有降)
(4)式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律?(電流與那些因素有關(guān),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(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比,這個(gè)結(jié)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(shì)降落為U外=IR,習(xí)慣上成為路端電壓,內(nèi)電路的電勢(shì)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(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和。
通過(guò)這樣一次自主探究一次小組合作探究過(guò)程,學(xué)生通過(guò)功能關(guān)系的分析建立閉合電路歐姆定律學(xué)生應(yīng)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(rèn)識(shí)并理解電動(dòng)勢(shì)的概念了。
第五,清理過(guò)關(guān),當(dāng)堂檢測(cè):學(xué)生經(jīng)過(guò)激烈的討論,思維比較活躍,這時(shí)需要靜心總結(jié)歸納,反思學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成情況,清理過(guò)關(guān)。最后一項(xiàng)是當(dāng)堂內(nèi)容檢測(cè),當(dāng)堂檢測(cè)可以分段講授、講練結(jié)合也可口筆結(jié)合、當(dāng)堂訓(xùn)練等形式,讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)成就感。檢測(cè)環(huán)節(jié),教師也可以對(duì)例題進(jìn)行開(kāi)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(xué)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(xué)生思維的獨(dú)創(chuàng)性和流暢性。