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(1)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,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涵義,引入了慣性的概念,是研究整個力學的出發點,不能把它當做第二定律的特例;慣性不是狀態量,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,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研究力學問題時,常常可以把地球看成近似程度相當好的慣性系。
(2)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,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應請注意:公式F=Kma中,比例系數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、功和能等知識的聯系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
(3)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恒量的實驗,海王星、冥王星的發現等物理學史料,對學生進行科學方法的教育。②要強調萬有引力跟質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,也發現了它的局限性。
(4)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。一般是根據功能原理,在外力和非保守內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量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態變化的復雜過程(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(只有系統內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。
(5)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“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規律,也不違反科學規律。
(6)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3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、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。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。
《歐姆定律》一課,學生在初中階段已經學過,高中必修本(下冊)安排這節課的目的,主要是讓學生通過課堂演示實驗再次增加感性認識;體會物理學的基本研究方法(即通過實驗來探索物理規律);學習分析實驗數據,得出實驗結論的兩種常用方法——列表對比法和圖象法;再次領會定義物理量的一種常用方法——比值法.這就決定了本節課的教學目的和教學要求.這節課不全是為了讓學生知道實驗結論及定律的內容,重點在于要讓學生知道結論是如何得出的;在得出結論時用了什么樣的科學方法和手段;在實驗過程中是如何控制實驗條件和物理變量的,從而讓學生沿著科學家發現物理定律的歷史足跡體會科學家的思維方法.
本節課在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到復習初中知識的作用,另一方面為學習閉合電路歐姆定律奠定基礎.本節課分析實驗數據的兩種基本方法,也將在后續課程中多次應用.因此也可以說,本節課是后續課程的知識準備階段.
通過本節課的學習,要讓學生記住歐姆定律的內容及適用范圍;理解電阻的概念及定義方法;學會分析實驗數據的兩種基本方法;掌握歐姆定律并靈活運用.
本節課的重點是成功進行演示實驗和對實驗數據進行分析.這是本節課的核心,是本節課成敗的關鍵,是實現教學目標的基礎.
本節課的難點是電阻的定義及其物理意義.盡管用比值法定義物理量在高一物理和高二電場一章中已經接觸過,但學生由于缺乏較多的感性認識,對此還是比較生疏.從數學上的恒定比值到理解其物理意義并進而認識其代表一個新的物理量,還是存在著不小的思維臺階和思維難度.對于電阻的定義式和歐姆定律表達式,從數學角度看只不過略有變形,但它們卻具有完全不同的物理意義.有些學生常將兩種表達式相混,對公式中哪個是常量哪個是變量分辨不清,要注意提醒和糾正.
根據本節課有演示實驗的特點,本節課采用以演示實驗為主的啟發式綜合教學法.教師邊演示、邊提問,讓學生邊觀察、邊思考,最大限度地調動學生積極參與教學活動.在教材難點處適當放慢節奏,給學生充分的時間進行思考和討論,教師可給予恰當的思維點撥,必要時可進行大面積課堂提問,讓學生充分發表意見.這樣既有利于化解難點,也有利于充分發揮學生的主體作用,使課堂氣氛更加活躍.
通過本節課的學習,要使學生領會物理學的研究方法,領會怎樣提出研究課題,怎樣進行實驗設計,怎樣合理選用實驗器材,怎樣進行實際操作,怎樣對實驗數據進行分析及通過分析得出實驗結論和總結出物理規律.同時要讓學生知道,物理規律必須經過實驗的檢驗,不能任意外推,從而養成嚴謹的科學態度和良好的思維習慣.
為了達成上述教學目標,充分發揮學生的主體作用,最大限度地激發學生學習的主動性和自覺性,對一些主要教學環節,有以下構想:1.在引入新課提出課題后,啟發學生思考:物理學的基本研究方法是什么(不一定讓學生回答)?這樣既對學生進行了方法論教育,也為過渡到演示實驗起承上啟下作用.2.對演示實驗所需器材及電路的設計可先啟發學生思考回答.這樣使他們既鞏固了實驗知識,也調動他們盡早投入積極參與.3.在進行演示實驗時可請兩位同學上臺協助,同時讓其余同學注意觀察,也可調動全體學生都來參與,積極進行觀察和思考.4.在用列表對比法對實驗數據進行分析后,提出下面的問題讓學生思考回答:為了更直觀地顯示物理規律,還可以用什么方法對實驗數據進行分析?目的是更加突出方法教育,使學生對分析實驗數據的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認識.到此應該達到本節課的第一次,通過提問和畫圖象使學生的學習情緒轉向高漲.5.在得出電阻概念時,要引導學生從分析實驗數據入手來理解電壓與電流比值的物理意義.此時不要急于告訴學生結論,而應給予充分的時間,啟發學生積極思考,并給予適當的思維點撥.此處節奏應放慢,可提請學生回答或展開討論,讓學生的主體作用得到充分發揮,使課堂氣氛掀起第二次,也使學生對電阻的概念是如何建立的有深刻的印象.6.在得出實驗結論的基礎上,進一步總結出歐姆定律,這實際上是認識上的又一次升華.要注意闡述實驗結論的普遍性,在此基礎上可讓學生先行總結,以鍛煉學生的語言表達能力.教師重申時語氣要加重,不能輕描淡寫.要隨即強調歐姆定律是實驗定律,必有一定的適用范圍,不能任意外推.7.為檢驗教學目標是否達成,可自編若干概念題、辨析題進行反饋練習,達到鞏固之目的.然后結合課本練習題,熟悉歐姆定律的應用,但占時不宜過長,以免沖淡前面主題.
1.注意在實驗演示前對儀表的量程、分度和讀數規則進行介紹.
2.注意正確規范地進行演示操作,數據不能虛假拼湊.
3.注意演示實驗的可視度.可預先制作電路板,演示時注意位置要加高.有條件的地方可利用投影儀將電表表盤投影在墻上,使全體學生都能清晰地看見.
4.定義電阻及總結歐姆定律時,要注意層次清楚,避免節奏混亂.可把電阻的概念及定義在歸納實驗結論時提出,而歐姆定律在歸納完實驗結論后總結.這樣學生就不易將二者混淆.
一、探究過程
歐姆定律是實驗定律.要正確理解歐姆定律,應了解如何通過試驗來揭示電流、電壓、電阻三個物理量之間的關系.因為是三個物理量,所以我們在研究實驗時要采用控制變量法,探究過程中分兩步.
1.保持電阻不變,研究電流跟電壓的關系
研究電流跟電壓的關系時,應保持電阻不變,那么,設計實驗電路時就要考慮以下幾個方面:①怎樣測量定值電阻兩端的電壓U和定值電阻中的電流I?②怎樣保持導體的電阻R不變?③通過什么方法改變定值電阻兩端的電壓U?設計實驗電路圖(如圖1):
按電路圖連接實物電路,利用滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓,使它成整數倍的增加,并記錄所對應的電流值,填入表一中.
表一:R=10Ω
通過上表可得:電阻一定時,電流與電壓成正比.
2.保持電壓不變,研究電流跟電阻的關系
同學們一定要明確“研究電流跟電阻的關系時,應保持電壓不變”的思想.實驗探究時應考慮:①怎樣改變導體電阻R的大小?②怎樣保持導體兩端的電壓U不變?這是這個探究實驗的難點,當電阻的大小發生變化時,可通過滑動變阻器來控制其兩端的電壓U保持不變.
不斷更換定值電阻,利用滑動變阻器保持定值電阻兩端的電壓不變,記錄對應的電流值,填入表二中.
表二:U=3V
通過上表可得:電壓一定時,電流與電阻成反比.
綜上所述:導體中的電流與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比.
同學們在具體的探究活動中可能會遇到這樣的問題:在電阻R阻值改變時,電阻R兩端的電壓也發生變化,如何移動滑動變阻器的滑片,使電阻R兩端的電壓恢復到原來的電壓值.這也是把控制變量法從理論升華到實際的一個方面.
例1小剛同學用如圖2電路探究歐姆定律的“一段電路中電流跟電阻的關系”.在此實驗過程中,當A、B兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后,為了探究上述問題,他應該采取的惟一操作是().
A.保持變阻器滑片不動
B.將變阻器滑片適當向左移動
C.將變阻器滑片適當向右移動
D.將電池個數增加
解析當A、B兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后,電路中的電流減小,滑動變阻器兩端的電壓減小,而A、B兩點間的電壓增大,所以滑動變阻器的電阻應當增大才能使A、B兩點間的電壓保持不變.這道題讓大家真正了解到應如何靈活應用控制變量法.
二、正確理解歐姆定律
在歐姆定律中,三個物理量是指同一導體或同一段電路在同一時刻的I、U、R,同時三個物理量的單位必須要用國際單位制.
對于歐姆定律I=U/R和歐姆定律的變形式R=U/I,這兩個公式是大家最容易混淆的.
特別是R=U/I只是用來計算導體電阻的,決不能認為R與U成正比,R與I成反比;對同一導體而言,即使導體上不加電壓,導體電阻仍然存在.切記導體電阻與電壓電流無關,它是導體本身的一種性質.
為了更形象深刻地理解歐姆定律,我們可以借助圖像來描述.
根據I=U/R,當R一定時,I與U成正比,相當于數學中的正比例函數的圖像.如圖3甲所示.而在U一定時,I與R成反比,相當于數學中的反比例函數的圖像.如圖3乙所示.
應用這種圖像可以來比較電阻的大小.
例如圖4所示為接入閉合電路中阻值不同的兩個電阻的電流隨電壓變化的I-U圖像,從圖中可知().
A.R1R2
B.R1R2串聯后,總電阻I-U圖線在區域Ⅱ內
C.R1R2并聯后,總電阻I-U圖線在區域Ⅲ內
D.R1R2并聯后,總電阻I-U圖線在區域Ⅰ內
解析 首先大家要對串并聯電路的總電阻非常清楚,串聯的總電阻大于任何一個分電阻,并聯的總電阻小于任何一個分電阻.從圖上可以選擇電壓一定時,比較電流的大小關系,I1I2,所以R1R2,可推出RⅠRⅡRⅢ,所以正確答案為D.
三、歐姆定律的應用
根據歐姆定律:①知道導體兩端的電壓和導體的電阻就可以求出導體中的電流;②知道通過導體的電流和導體的電阻就可以求出導體兩端的電壓;③知道通過導體的電流和導體兩端的電壓就可以求出導體的電阻值,即I=U/R,U=IR,R=U/I.
例2一個定值電阻兩端加上6V電壓時,通過它的電流是0.4A.如果給它加上3V的電壓時,則流過它的電流是多少?為什么?
解析一
要求當電壓是3V時,電流是多少,還需知道電阻,根據前面的兩個條件可以求出電阻是15Ω,因為電阻是不變的,所以I=U/R=3V/15Ω
=0.2A.
解析二
根據歐姆定律,R一定時,I與U成正比,即得I=0.2A.
例3如圖5所示,開關閉合后,當滑動變阻器滑片P向右滑動過程中().
A.電流表示數變小,電壓表示數變大
B.電流表示數變小,電壓表示數變小
C.電流表示數變大,電壓表示數變大
D.電流表示數變大,電壓表示數變小
解析當滑動變阻器滑片P向右滑動時,電路的總電阻變大.電壓一定時,電阻變大,電流變小,所以電流表示數變小;通過定值電阻的電流減小,所以定值電阻分擔的電壓減小,電壓表的示數變大.故選A.
例4如圖6所示是“伏安法測電阻”的實驗電路圖.
(1)在圖6中的圓圈內填入電流表、電壓表的符號;
(2)某同學規范操作,正確測量,測得3組實驗數據分別是:U1=2.4V,I1=0.20A;U2=4.5V,I2=0.38A;U3=6.0V,I3=0.50A.請你在虛線框內為他設計一個表格,并把這些數據正確填寫在你設計的表格內.
(3)根據表格中數據,請你算出待測電阻Rx≈_______Ω.
(4)分析表格中的數據,你能得出的一個結論是:_______________________________.
解析(1)填入電流表和電壓表,如圖7所示.
(2)實驗數據表格設計如下表:
(3)根據公式R=U/I分別求得三次實驗測得的電阻為12Ω、11.8Ω、12Ω,求平均值從而算出待測電阻Rx≈11.9Ω.
(1)對于萬有引力定律的表達式F=Gm1m2/r2,有同學認為當r0時,F∞。雖然萬有引力定律適用于一切物體,但公式F=Gm1m2/r2計算萬有引力時,卻有一定的適用條件:
嚴格地說,萬有引力定律的公式只適用于計算質點間的相互作用。質點本身就是一個理想化的模型,當兩個物體間的距離比物體本身大得多時,可以認為是質點。認為當r0時,F∞的錯誤原因就在于實際情況中根本不可能出現r=0的情況,也就是說,在r0時,有質量的物體也就不能再看成質點了。
對于萬有引力定律的適用還可以有下面兩種情況:一是當兩物體距離很近時,如果質量都是分布均勻的球體,此時r應是兩球體球心間的距離,二者間距離最小也是在它們接觸時,r為兩球半徑之和,而不是0。二是若為一均勻球體與球外一質點的萬有引力也可用此公式,式中r是球心到質點的距離,此距離最小是球的半徑,也不是0。
(2)對于庫侖定律公式:F=KQ1Q1/r2僅適用于真空中(空氣中近似成立)的兩個點電荷間的相互作用,在理解庫侖定律時,常有同學認為:r0時,得出庫侖力F∞。
從數學的角度分析,這是正確的結論,但從物理學的角度分析,這一結論是錯誤的,錯誤的原因和對萬有引力錯誤認識是類似的,原因在于當r0時,兩電荷已經失去了點電荷成立的條件,何況實際電荷都有一定的大小,根本不會出現r=0的情況,也就是說,在r0時電荷已經不能再看成點電荷了,違背了庫侖定律的適用條件(真空、點電荷),不能再運用庫侖定律計算兩電荷間的相互作用了。
(3)對于閉合電路歐姆定律,根據歐姆定律及串、并聯電路的性質來分析電路中某一電阻變化而引起的整個電路中各部分電學量的變化情況,在分析這一動態電路的基本方法中,可以用極限方法。極限法:因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題,可將變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論。
先用兩個例題來分析:
例1 如右圖所示電路中,已知電源電動勢E=3V,內電阻r=1Ω,R1=2Ω,滑動變阻器R的阻值可連續增大,求:當R多大時,R1將消耗的功率最大,且為多少?
解析 由P=I2R知,對于R1消耗的功率
P1=I2R1當I最大時,P1最大,要使I最大則由I=E/(r+R1+R)可知應使R=0,當R=0時R1將消耗的功率最大:Pm= R1E2/(r+ R1)2 =2W
例2 分析閉合電路路端電壓與電流關系:U=E-Ir ;I=E/(r+R)。(E、r不變)
用極限法來分析是很容易理解的。
如果從數學角度來分析,U與I成一元一次函數關系,很容易得出U與I的圖線:
分析其根源:初中電學抽象難懂,面對縱橫交錯的電路圖,學生們往往感到無從下手,錯綜繁雜的電學概念、定律及計算公式常常使學生不知所措,然而電學綜合題歷來又是中考物理的壓軸熱點,并且綜合性強、障礙設置多。通過師生共同分析根源,我覺得在學習電學的過程中注重以下策略,可以有效提高學習效率:
一、人人“三會” 電路-------會連接、會畫、會分析
《課程標準》指出:“實驗是物理課程改革的重要環節”要求學生能動腦動手地“學”科學,改變過去以書本為主、實驗為輔的教與學的方式,把實驗地位空前提升。要解決學好抽象的電學這個問題,以實驗課堂為主陣地,通過用電器工作過程中的具體情境學習抽象的電學。
利用課外活動時間讓學生走進實驗室操作,并且利用多媒體、實物講解操作過程:什么是串聯?什么是并聯?什么是首尾相連?什么是兩端分別連在一起?還有如何判斷電路是串聯還是并聯?講解連接電路時要注意的事項。對于特別害羞的女同學,她們不敢動手,要善于開導,訓練她們的膽量,提高她們的動手實踐能力,讓她們通過實驗體會接線柱接反了的現象,比你講解多次效果明顯。這樣,人人會連接、分析電路,就能做好電路圖和實物圖之間的互相轉化。
二、培養探究意識,做好探究性教學實驗
在實施素質教育的過程中,物理教學主要是以探究性學習為主,注意對整個物理概念和結論的過程的探究,通過提出疑問、設計方案、動手操作、思考解決、得出結論等具體步驟,讓學生自主地參與教學的整個過程。電學學習更是如此。
為此,要精心設計實驗,激發學生探究的主體性,做好探究性實驗,充分發揮探究式邊學邊實驗的教育功能,實現教與學的雙贏。而不是簡單的把書中的演示實驗做一遍,然后直接把結論告訴學生。
如“探究電阻上電流跟兩端電壓關系”時,可以創設這樣的情境:先把一個2.5V的小燈泡接在一節干電池上,看看小燈泡的發光情況,再把電源換成兩節干電池上,看看此時小燈泡的發光情況。
三、理解歐姆定律并突破定律
歐姆定律一章,是在學習了電流、電壓、電阻三個重要物理量的基礎上來學習這三個物理量之間的關系。它是貫穿整個電學的重要規律,奠定了整個電學的基礎,是學習下一章電功率的前提,因此,本章內容處于重要地位,起著承上啟下的作用。因此,歐姆定律是學好電學的關鍵。
歐姆定律最難理解的知識點是:
當導體兩端電壓一定時,導體的電流與導體中的電流成反比?
當導體電阻一定時,導體兩端電壓與導體中的電流成正比?
學生初學歐姆定律時最難理解知識點,所以在實驗時應注意探究的方法、結合圖像得出電流與電壓、電阻的關系。首先鞏固練習電路分析,然后理解串并聯電路的特點,利用變化的量表示不變量或抓住其中相等的量列出關系式(電源電壓一般不變、串聯電流相等、并聯電壓相等……),若能熟能生巧,在做計算題時,這些隱含的條件便會在學生看到題的同時馬上就跳出來,再結合歐姆定律,你就能輕易地解出此題。
定律中的電流、電壓和電阻都必須是同一個導體或同一段電路上對應的物理量。不同的導體之間的電流、電壓和電阻間不存在U=IR關系。因此在運用歐姆定律公式時,必須將同一個導體或同一段電路的電流、電壓和電阻三者一一對應,再帶入計算。對于歐姆定律及導出公式,前者既有物理意義又有數學意義,后面兩個只有數學意義,所以就不成比例關系變形公式并非歐姆定律的內容,切勿混淆。把上述問題弄明白了,電學難題就迎刃而解了。
四、加強學生說題訓練,升華學生思維
新課程倡導自主、合作、探究的學習方式,讓課堂激揚,充滿生命活力,讓學生成為學習的主人。但相當多學生來自農村,許多學生生性膽怯,不善言談,我們要用激勵方式,讓他們敢于開口,表達自己的想法。因此我以"說題"(把題目的已知條件和所求的內容用自己組織的物理語言敘述出來,)為突破口,消除知識點在審題過程中的錯誤,是做題更高一層的升華,以此來提高學生學習物理的能力。
利用“說題”來強化所學知識內容,通過“說題”為學生學習而設計活動,為學生發展而開展活動,提高課堂效率,就能使我們的課堂變得生機勃勃、充滿智慧的歡樂與發展創造的快意。
五、加強變式訓練,總結中考重要考點
對于初中物理知識中最大的一塊知識“電學”, 題型雜亂,變幻莫測,學生如果抓不住解題規律,就題做題,進步不會很大。為了讓學生更好的解決這部分的問題,深入理解基本內容,培養分析問題和解決問題的能力,針對電學的一些考點,我進行了以下幾種變式處理練習,簡化學習難度:
(一)經典中考試題,變換已知量的數據進行未知量的求解;把已知量和未知量求解交換進行的;達到舉一反三的目的,觸類旁通。
(二)同類的題型歸類,找出題目中存在的異同
滑動變阻器在電學實驗中的作用:
相同點:保護電路;
不同點:探究電流與電阻:保持電阻兩端電壓不變:
探究電流與電壓關系實驗中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,多次測量,從而找出規律。
伏安法測電阻中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,實現多次測量,從而減小實驗誤差。
伏安法測小燈泡電功率中的作用:改變小燈泡兩端電壓,使之分別小于、等于、大于燈泡的額定電壓,以便測出不同電壓時的實際功率。
滑動變阻器在測電阻實驗中還可做定值電阻用
(三)固定的套路,變換求解
電學綜合題有何規律可循呢?分析歷屆中考物理的電學計算題,我們也稱之為電學綜合題,此題看似簡單,其實暗藏玄機?細分析做此題也有固定的套路:
1.由實物圖轉化為電路圖,建立物理模型
2.做出每種情況的等效電路,注意同一性、同時性
3.抓住物理量那些變化,那些未變,用變化量表示不變量;利用電路特點,根據各狀態之間的聯系建立等式關系
4.解未知量
在進行變式練習時,認真鉆研教材,精選例題;精講例題,以點代面,突出重點;一題多變,等幾個方面進行。應注意練習的層次,層層推進,使學生在解題時達到異中求同、同中存異、多題同解,溝通相關知識的聯系,培養其聯想思維、縱向思維能力化題型,通過解題的比較,體會解題思想,善于用概念、規律去揭示問題的本質特征,培養知識遷移運用的能力。
實踐證明,通過師生共同努力,在教學過程中吸引學生主動參與學習,注重以上“策略”,初中生完全可以學好物理電學。
參考文獻:
1、《初中物理教學中的問題與對策》東北師范大學出版社
物理是一門以實驗為基礎的學科,物理實驗也一直是高
考考查的重要內容,由于電學實驗具備開放性、設計性、探究
性、靈活性和思想性等多個維度的考查功能,所以電學實驗
是高考實驗考查的“寵兒”,然而不少學生最害怕的、失分最
多的就是電學實驗,怎樣更好地復習電學實驗,讓學生不再
懼怕甚至拿高分是一個值得思考與研究的問題。
2 電學實驗復習的策略的幾點思考
2.1 依綱扣本,研究真題,提高復習的針對性
筆者認為要更好地復習電學實驗,首先必須研讀高考考
試說明,并緊扣教材內容,以準確把握復習范圍,研究近幾年
江蘇省和其他新課標地區的高考真題,挖掘其中考查的內涵
以及信息,并進行橫向、縱向的對比、分析、總結,這樣在復習
中才能做到重點、難點了然于胸,才能避免無原則地拓展、延
伸,尤其是對教輔資料的內容進行合理取舍,從而達到有的
放矢地進行復習的目標。
比如,研讀江蘇省2012年高考考綱,其中“電阻的串聯
與并聯”考點是工級要求,那么在具體實驗題中,所使用的
電壓表、電流表改裝問題不宜深挖;涉及電表最小分度是“2”
或“5”的讀數問題較為復雜,通過研讀高考試題,不難發現高
考對此讀數要求不高,所以教學時宜粗不宜細。
2.2 掌握電學實驗的基礎知識和基本技能,保證雙基落實
實驗題的基礎知識和基本技能主要是指能明確實驗目
的,能理解實驗原理和實驗方法,能控制實驗條件,會使用儀
器,會觀察、分析實驗現象,會記錄處理實驗數據,并得出實
驗結論,近幾年的高考電學實驗題,有很多考查學生的基礎
知識、基本技能,不少試題源于教材,是教材實驗的組合與改
裝,如2010年江蘇高考題中測定電源電動勢和內阻實驗,所
以在高三復習時應確保雙基落實。
2.2.1 基本儀器的原理及使用
正確選用實驗儀器是進行實驗的前提,要想正確選用儀
器,就要對實驗儀器原理及使用非常了解,電學實驗的基本
儀器主要包括:電壓表、電流表、歐姆表等測量儀器以及滑動
變阻器、電阻箱等控制儀器,使用時要注意滑動變阻器的分
壓式與限流式接法的合理選用,要正確選擇電流表內接法、
外接法,這是實驗順利進行并得出準確的實驗結論的前提。
2.2.2
電學實驗的原理與方法
2012年江蘇高考大綱要求考查的電學實驗有:決定導體
電阻的因素、描繪小燈泡的伏安特性曲線、測定電源的電動
勢和內阻、練習使用多用表等四個,其實驗原理主要是:部分
電路歐姆定律、電阻定律、閉合電路歐姆定律等,這些規律的
理解和掌握是圓滿完成實驗的保證,同時也為今后實驗的變
式、延伸提供了可能。
2.2.3 實驗數據的分析與處理
實驗操作過程是為了得出實驗數據,對數據進行分析處
理得出結論才是實驗最終的目的,這要求學生熟練運用列表
法、公式法、圖象法等方法,在處理中能發現并剔除問題數
據,從而最終得出實驗結論。
2.3
抓住電學實驗的核心,構建知識網絡
要立足基礎,重視教材,引導學生注重知識點之間的聯
系,抓住各個知識點的共性與核心,從實驗原理的角度上說,
電學實驗的核心是:歐姆定律,這在考綱上的四個電學實驗
中都能有所體現,因此電學實驗復習時要抓住歐姆定律這個
“綱”對這些實驗進行歸納總結,使看似零散的知識點形成知
識網絡,例如,如圖1所示電路圖,可能進行的實驗有哪些?
①測定定值電阻的阻值
②測電池的電動勢和內阻
③測定電阻材料的電阻率
通過歐姆定律這個核心,建立起
較為牢固的知識網絡體系,再根據學
生的實情組織教學復習,總之雖然電
學實驗形式多樣、豐富多彩,但只要提綱挈領,抓住了那個
綱,就可以綱舉目張。
2.4 重視典型例題的講解、引導,促進學生知識遷移、能力
提升
2.4.1 電學實驗例題講解,思路要“看”得見
電學實驗教學中筆者發現,一些電學實驗題難度稍大,
學生便感覺無從下手,教師的解題過程只是一個認識的過
程,解題的結果是認知的成果,而元認知是對認知過程的認
知,因此在教學中,教師應該通過出聲思維,讓學生“看見”教
師思維的過程,“看見”教師在讀到題目時頭腦中激活哪些相
關的信息,會出現哪些可能的方案,怎樣做出評價和選擇,
“看見”教師有時也會進入死胡同但有能力自己走出來,“看
見”教師有時也會犯錯誤,但在元認知監控下能夠意識到錯
誤并改正之,當然還可以在教學過程中通過學生對實驗的分
析(有正確或有錯誤)暴露學生自己的思維過程,給教師反饋
信息。
2.4.2 引導學生解決問題,方向要清晰
第一找出實驗有用的資料,明確實驗目的;第二分析儀
器在實驗中的特點(如電表的阻值)、作用(如定值電阻的用
途)及優缺點;第三實驗中存在的數據進行分析、處理;第四
對實驗進行評價,評價實驗的優缺點、存在的問題、改進的措
施等等,如此一來才能在解答試題時穩操勝券。
2.4.3 知識遷移、能力提升,技巧要掌握
例如,當電表內阻已知時,電表功能可以互換,當電流表
實則在教學中常常是學生的弱點,在各種考試中通過對電阻的測量的考察也可以反映出學生對電學基本知識掌握的情況,另外命題者還在不斷的推陳出新,用不同的形式對學生進行考察。下面我們就對初中測量電阻的幾種常用方法進行一個簡單的總結,希望對同學們能有所幫助。
一、初中最基本的測電阻的方法
(1)伏安法測電阻
伏安法測電阻就是用一個電壓表和一個電流表來測待測電阻,因為電壓表也叫伏特表物理論文,電流表也叫安培表,因此,用電壓表和電流表測電阻的方法就叫伏安法測電阻。它的具體方法是:用電流表測量出通過待測電阻Rx的電流I,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓U,則可以根據歐姆定律的變形公式R=U/I求出待測電阻的阻值RX。最簡單的伏安法測電阻電路設計如圖1所示,
用圖1的方法雖然簡單,也能測出電阻,但是由于只能測一次,因此實驗誤差較大,為了使測量更準確,實驗時我們可以把圖1進行改進,在電路中加入滑動變阻器,增加滑動變阻器的目的是用滑動變阻器來調節待測電阻兩端的電壓,這樣我們就可以進行多次測量求出平均值以減小實驗誤差,改進后的電路設計如圖2所示。伏安法測電阻所遵循的測量原理是歐姆定律,在試驗中,滑動變阻器每改變一次位置,就要記一次對應的電壓表和電流表的示數,計算一次待測電阻Rx的值。多次測量取平均值,一般測三次。
(2)伏阻法測電阻
伏阻法測電阻是指用電壓表和已知電阻R0測未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和串聯電路中的電流關系,如圖3就是伏歐法測電阻的電路圖,在圖3中,先把電壓表并聯接在已知電阻R0的兩端,記下此時電壓表的示數U1;然后再把電壓表并聯接在未知電阻Rx的兩端,記下此時電壓表的示數U2。根據串聯電路中電流處處相等以及歐姆定律的知識有:
I1=I2
即:U1/R0=U2/RX
所以:
另外,如果將單刀雙擲開關引入試題,伏阻法測電阻的電路還有圖4、圖5的接法,和圖3比較,圖4、圖5的電路設計操作簡單物理論文,比如,我們可以采用如圖5的電路圖。當開關擲向1時,電壓表測量的是R0兩端的電壓U0;當開關擲向2時,電壓表測量的是RX兩端的電壓Ux。故有:。同學們可以試一試按圖4計算出Rx的值。
(3)安阻法測電阻
安阻法測電阻是指用電流表和已知電阻R0測未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和并聯電路中的電壓關系,如圖6是安阻法測電阻的電路圖,在圖6中,我們先把電流表跟已知電阻R0串聯,測出通過R0的電流I1;然后再把電流表跟未知電阻Rx串聯,測出通過Rx的電流I2。然后根據并聯電路中各支路兩端的電壓相等以及歐姆定律的知識有:
U0=UX
即:I1R0=I2RX
所以:
顯然,如果按圖6的方法試驗,我們就需要采用兩次接線,可能有的同學怕多次拆連麻煩的話,那我們還可以將單刀雙擲開關引入電路圖,這時我們可以采用如圖7的電路設計。當開關擲向1時,電壓表測量的是R0兩端的電流I0;當開關擲向2時,電壓表測量的是RX兩端的電流Ix。通過計算就有:。
以上三種測電阻的方法是最簡單的測電阻方法,也是必須掌握的方法,大家會嗎,除此以外,還有常用的易于學生理解的測電阻的常用方法嗎?當然還有:
二、特殊方法測電阻
(1)用電壓表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值
或者
用電壓表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值,我們也可以采取以下方法:
1.如圖8所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電壓表測量出Rx兩端的電壓Ux,當滑動變阻器的滑片滑至a端時,用電壓表測量出電源的電壓U,根據串聯電路的電流關系以及分壓原理我們可以得到:。
2.如圖9所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電壓表測量出電源的電壓U,當滑動變阻器的滑片滑至a端時物理論文,用電壓表測量出Rx兩端的電壓Ux,根據串聯電路的電流關系以及分壓原理我們可以得到:
(2)用電流表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值
如圖10所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電流表測量出Rx和R滑串聯時的電流I1,當滑動變阻器的滑片滑至a端時,用電流表測量出Rx單獨接入電路時的電流I2,因為電源電壓不變,可以得到:,故有:。
(3)用等效法測量電阻
如圖11所示電路就是用等效法測量電阻的一種實驗電路。其中Rx是待測電阻,R是電阻箱(其最大電阻值大于Rx)。其實驗步驟簡單操作如下:
作業設計注重分層是針對“一刀切”作業設計模式提出的優化對策,旨在依據學生個體差異和學習能力差異設計出優質的物理作業.例如,在講“歐姆定律”時,教師需針對學生層次設計出三個層次的作業:第一層次主要在于了解歐姆定律的基本概念、涉及的變量、公式內容以及簡單應用,針對班級學困生所設計;第二層次則在歐姆定律的基礎知識上進行變換與延伸,適當提高作業設計的難度與靈活度,針對班級中等生所設;第三層次在以上兩層基礎上對學生提出更高要求,設計一些實踐性強、拓展能力強的題目,針對優等生所設.這樣的分層設計作業法,能讓每個層次的學生都有所得、有所學.
2.作業植入生活實踐體驗
物理是一門以實驗為基礎的學科,也是一門闡釋與解決現實生活現象的學科,因而初中教材中所提及的眾多物理現象,在現實生活中都可以找到原型.例如,在初中物理教材中,關于“物態變化”的內容,汽化、液化、熔化、凝固、升華、凝華等物態現象比比皆是;“透鏡及其應用”的內容與生活中常見的放大鏡、照相機、眼鏡等物件聯系緊密,闡釋了透鏡在生活中的具體應用.教師如果在物理作業設計中植入這些生活實踐經驗,相信學生一定會有所感、有所體驗、有所行動,從而高效完成作業任務.
3.適當增加探究性作業比重
為了迎合社會人才的需求標準,初中物理教師應在作業設計中適當增加探究性作業的比重,從而有效地培養初中學生的探究能力和創新能力.比如,在物理課程作業的完成過程中,有些物理題目可能存在“一題多解”的問題,并沒有固定統一的一個答案,遇到此種題目時,教師一定要善于引導學生從多角度去看待這樣的物理題目,幫助學生從不同的角度去思考問題、找尋答案.長此以往,既豐富了物理題目的種類類別,又培養了學生的探究能力和創新能力.
4.作業形式的多樣化設計
對于初中物理學科來說,教師在作業設計方面發揮的空間還是足夠大的.只要教師有創新作業形式的想法,那么一定會設計出形式多樣的物理作業.教師可以布置學生在家里、實驗室驗證一些簡單的物理現象,給予學生充分的發揮空間.例如,在講“噪音污染”時,教師可以帶領學生走出課堂、走出校園,引導學生親自去一些建筑工地、繁華商區的觀察真正的噪聲污染.與此類似的物理作業形式還有很多,相信這樣有趣靈活的作業形式,對學生學習效率的提升有促進作用.
(朱召友,2015-04-30上午)
對兩節課的點評
各位領導、老師:大家上午好!
首先,請允許我代表大家感謝市教研室領導——時老師,鄒平教研室領導——杜老師,以及美麗的禮參中學的領導,給我們大家提供了一次絕佳的學習與交流的機會,使我們受益頗多!
昨天下午,我懷著學習與鑒賞的心態觀摩了四節好課。現只對其中的第1節和第3節課發表一下個人不成熟的看法。
由于兩節課的執教者都是市級優質課的獲得者,所以他們的教學設計和基本素質都很高,學生的表現也很好。本人只是一名普通的鄉鎮中學物理老師,由于水平有限,不敢過多地進行評判,點評只從個人角度出發,不當之處,敬請各位專家、同行和授課者批評!
先說一下這兩節課的內容,第1節宋老師執教的是一節新授課,引導學生學習了功的概念和計算等內容;第3節徐老師執教的是一節復習課,引導學生梳理了歐姆定律一章的重點知識。
下面,我從教師素質、教學理念、教學目標、教學設計與實施四個方面分別評一個這兩節課。
第1節 功
一、教師素質
宋老師的教學基本功扎實,語言規范,普通話好,教態自然,有較強的課堂駕馭能力。板書簡潔,能熟練運用多媒體技術輔助教學。能將物理教學與生活實際相聯系并且效果良好。
二、教學理念
綜觀整節課,可以看出宋老師在授課過程中基本能夠面向全體學生,以學生為主體,體現了"從生活走向物理,從物理走向社會"的課標基本理念。如教學伊始,宋老師引導學生利用身邊的物品,如書本、文具盒等感受做功,使學生在體驗中思考、交流,領會什么是力學中的功。這些器材易得,效果良好。
宋老師授課過程中,突出了學生的主體地位,盡可能地發揮學生了的聰明才智。教學中主要使用了"問題引導學生活動問題引導學生活動"這樣的模式組織教學,使學生的思維不停步,逐步將學習引向深入,實現了高效教學。為大家提供了一個概念課的高效教學樣板。
三、教學目標
課程標準是確定教學目標的依據,根據學生特點和本地教學實際將教學目標細化是教學設計的第一步。
課程標準中對"功"這一知識的要求:
3.1.3結合實例,認識功的概念。
3.2.2知道機械功。用生活中的實例說明機械功的含義。
針對本節教學內容,宋老師制定的教學目標是:
1.知道力學中做功的含義。能說出做功包含的兩個必要因素,并能判斷出力是否對物體做功。
2.明確計算功的大小的表達式,以及表達式中每個物理量的物理意義和單位。
3.能應用公式W=Fs進行簡單的計算。
目標的制定基本上是科學的,雖然沒有點明"結合實例,認識功的概念。"但在教學中確實是結合實例進行的。
對教學重點、難點的確立也非常合理。
四、教學設計與實施
本節課的教學中,宋教師以故事引入,激趣引新,然后利用問題引導學生自主合作,探究交流。設計了前后連貫的五個活動:感受功、描述功、分析功、計算功、深化功,利用學案和問題引導學生逐步走進功的世界。這些活動突出體現了概念的形成過程,學生的活動比較充分,符合概念課的設計理念。最后盤點收獲,進行總結。
整節課的教學結構合理,教學思路清晰,各環節的設計符合以學生為主體教師為主導的教學理念。每個教學環節的設計均以實現本節課的某個小的教學目標為基礎,基本實現了教學目標。
疑惑1:引課的故事是否合理?這個故事越聽越像個故事,不論是將30斤大米運回家,還是將一大桶水提回家,從物理學角度來分析,"大米"和"大桶水"的位置改變都是因為受到了力的作用,這個改變物置的力肯定做了功。所以說,"從力學的角度來看,基本上沒有做功"這一說法是不嚴謹的,甚至可以說是錯誤的。
疑惑2:物理符號和語言是否范?物理量應該是斜體,而單位應該是正體,課件中忽而正體忽而斜體。教學中的語言"W2做的功多?"應該是"力F做的功".
疑惑3:焦耳簡介是否過簡,展示文字介紹后沒等我讀完一行,教師即可始問:你從焦耳身上學到了什么?
第2節 歐姆定律復習
一、教師素質
徐老師的教學基本功扎實,語言規范,普通話好,教態自然,具有較強的親合力,擅于使用肢體語言,有較強的課堂駕馭能力,特別是對學生活動的組織和引導能力。徐老師特別注重對學生的鼓勵和尊重,注重啟發引導,注重利用學生已有知識開展教學。能熟練運用實驗和多媒體技術輔助教學。
二、教學理念
徐老師這節課,以學生為中心,突出了學生的主體地位,能夠做到有效引導,對于學生活動敢放擅收,培養了學生的學習興趣和能力,展現了較好的課堂調控能力。
本節課,以電學中的兩大實驗為中心進行展開,體現了物理課以實驗為基礎的特點,注重了培養學生的思維能力和合作交流意識。
三、教學目標
課程標準中對"歐姆定律"這一知識的要求:
3.4.2通過實驗,探究電流與電壓、電阻的關系。理解歐姆定律。
針對本節教學內容,徐老師制定的教學目標是:
1.知道電流和電壓、電流和電阻的關系。
2.理解歐姆定律。
3.會利用伏安法測小燈泡的電阻。
目標的制定基本上是科學的,雖然沒有說明"通過實驗,探究電流與電壓、電阻的關系。"但本節課是復習課,徐老師在教學中對兩大實驗的細致分析已體現了這一要求。
通過本節課的復習,雖然不能實現"理解歐姆定律"這一目標,但本節課已解決了一部分,后面跟上的習題課就會繼續解決這一問題。
四、教學設計與實施
本節課,徐老師以實驗引入新課,激發了學生的學習興趣,集中了學生的注意力。然后利用精心設計的問題引導學生復習了歐姆定律(問題1)、探究電流、電壓和電阻的關系(問題2)、伏安法測電阻(問題3)。
從目前教學來看,很多學生對電學實驗復習的認識是淺層次的,不經教師引導,很難深入達標。
目前中考對電學實驗的考查要求,不僅讓學生知道實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗電路圖、實驗步驟和實驗結論,還要求學生能明確實驗目的,能理解實驗原理和方法,會觀察、分析實驗現象,會記錄、處理實驗數據,并得出結論,對結論進行分析和評價;能運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題,包括簡單的設計性試驗;能發現問題、提出問題,制定解決方案,并對方案進行評價。
徐老師這節課,通過精心設計的問題,一步一步,一步二步,引導學生深入思考兩大實驗,加深對實驗的理解,使學生能夠達到課標和中考對這兩大實驗的考查要求。
現在初中的復習課很難上,一是因為時間短,內容多;二是沒有一個好的模式供借鑒。徐老師利用這節課,為大家提供了一節復習課的樣板課,純干貨!這樣的知識復習課,后面再加上一節習題課,效果肯定棒!
疑惑1:歐姆定律的內容和公式復習時,是否應該對適用條件"同一導體或同一段電路"進行強調?這可是學生在解題過程中容易出錯的關鍵部位!
疑惑2:對畫電路圖的規范性是否應該加強?比如用直尺畫。對學生畫錯的電流與電阻關系的圖象的處理能否更加深入?U=IR.