發(fā)布時間:2023-09-18 17:18:39
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的歐姆定律教學反思樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
1為什么要對《閉合電路的歐姆定律》進行教材二次開發(fā)
人教版教材對這節(jié)課的安排是:直接給出全電路的概念,從功能關系出發(fā),根據(jù)能量守恒,理論推導出閉合電路歐姆定律和U內(nèi)+U外=E;再根據(jù)閉合電路歐姆定律理論分析電源的路端電壓與負載的關系.
教材的順序安排優(yōu)點是邏輯主線明了,缺點是對閉合電路特別是內(nèi)電路的建構不夠直觀.而學生的具體情況是,已經(jīng)掌握了部分電路的歐姆定律;根據(jù)初中學習的經(jīng)驗,他們認為電源兩端的電壓是恒定不變的;如何直觀認識內(nèi)電路的結構以及形成電源兩端電壓會隨著負載的變化而變化的觀點是本節(jié)課的重點之一.顯然教材僅從理論角度來推導閉合電路的歐姆定律是不夠解決學生的問題的.因此,筆者從學生的學情出發(fā),深入地研究了本節(jié)課教材的編寫意圖和本校的實際情況,進行了教材的二次開發(fā).
2怎樣實施《閉合電路的歐姆定律》的教材二次開發(fā)
2.1教學呈現(xiàn)順序的二次開發(fā)
如圖1所示的演示實驗引入,提出當開關S2、S3合上時電燈甲的亮度怎樣變化,學生的回答是甲燈亮度不變.而實驗發(fā)現(xiàn)甲燈的亮度逐漸變暗,引起學生認知的強烈沖突.課堂上通過實驗探究甲燈亮度變暗的原因,引入內(nèi)電路的概念.再呈現(xiàn)演示實驗2,直接呈現(xiàn)出電源的內(nèi)電路部分,用兩只電壓表測量出外電壓和內(nèi)電壓,當負載變化時,實驗發(fā)現(xiàn)U內(nèi)+U外為常數(shù).通過這樣兩個演示實驗,學生對內(nèi)電路有了非常直觀的認識,從本質上理解電源具有內(nèi)阻的原因,知道了如何測量內(nèi)電壓,對全電路的認識更加清晰.總體的教學順序是:首先是演示實驗一、二,然后得到U內(nèi)+U外為常數(shù),教師指出這個常數(shù)就是電源的電動勢E,最后推導出閉合電路的歐姆定律.
本節(jié)課的最后環(huán)節(jié)是重新解釋演示實驗一電燈甲的亮度變暗的原因.這樣的教學順序,始終圍繞著實驗一展開討論,在解決問題的過程中獲得新知.比較符合學生的認知規(guī)律,對于本節(jié)課出現(xiàn)的新概念如閉合電路、外電路、內(nèi)電路、路端電壓、內(nèi)電壓有了非常直觀的認識.
2.2教學內(nèi)容的二次開發(fā)
從教學內(nèi)容上看,原教材僅從理論的角度進行教學,而本節(jié)課筆者采取的方法是實驗和理論相結合的方法進行教學.內(nèi)容與原教材相比,內(nèi)容更加豐富,學生要經(jīng)歷觀察實驗,產(chǎn)生疑問,解決問題,理論推導等多個過程.因此學生對閉合電路的歐姆定律有更全面而深刻的認識.從引入的方式來看,教材直接給出閉合電路的概念,而筆者通過演示實驗設疑、答疑的過程中引入閉合電路.從思維的角度看,學生經(jīng)歷了形象思維到抽象思維,從實驗到理論的過程.
【關鍵詞】電路電動機純電阻與非純電阻
電流通過純電阻與非純電阻時的能量轉化關系,是高中物理直流電路部分的重點知識,但由于很多同學不能夠正確區(qū)分純電阻與非純電阻,導致很多問題的分析出現(xiàn)問題,本人結合教學過程中的實際情況,以電動機為例,較好的解決了純電阻與非純電阻中應用中的區(qū)別與聯(lián)系。
一、設計的幾個實驗分析:
當電流通過電動機的過程中,消耗電能,同時會產(chǎn)生其他形式的能,這個能量轉化的過程就是電流做功的過程,即電功W=IUt。而電流通過線圈時會產(chǎn)生焦耳熱,Q=I2Rt,那么,Q與W相等嗎?
解決方案:假設Q=W,將推導出I=U/R,即歐姆定律,而歐姆定律是有它的適用條件的。
分析:歐姆定律有它的適用條件,電流消耗的電能全部轉化為內(nèi)能,此時電功等于電熱。所以,歐姆定律適用的電路叫做純電阻電路;歐姆定律不適用的電路叫做非純電阻電路。
實驗1:探究電動機在不轉動的狀態(tài)下,電壓、電流和電阻的關系有何特點。
實驗2:探究電動機在轉動的狀態(tài)下,電壓、電流和電阻的關系有何特點。
通過具體的實驗讓學生清晰的辨別純電阻電路與非純電阻電路。
實驗3:進一步探究電動機在不轉動的狀態(tài)下,電壓、電流和熱功率、總功率的關系。
實驗結論:電流通過純電阻時,熱功率在總功率中所占比值很高。在誤差允許的情況下,純電阻電路產(chǎn)生的電熱近似等于消耗的電功,即W=Q.
實驗4:進一步探究電動機在轉動的狀態(tài)下,電壓、電流和熱功率、總功率的關系。
實驗結論:電流通過非純電阻時,熱功率在總功率中所占比值較小。從能量守恒的角度去考慮,W=Q+E,即電動機消耗的電能等于產(chǎn)生的熱量及產(chǎn)生的機械能的總和。
二、大思路
含電動機的電路由于涉及電能轉化為機械能,電動機正常工作的電壓電流關系不再滿足,我們需要從能量守恒的角度去研究。
電動機正常工作時的輸入功率(即電動機消耗的總功率)一部分轉化為電熱,一部分轉化為機械能輸出。根據(jù)能量守恒:
P輸入+P熱=P輸出
1.求電動機兩端的電壓U
2.求流過電動機的電流I
3.求電動機的內(nèi)阻r
4.求電動機輸入功率P輸入,用電功率公式P=IU計算
5.求電動機內(nèi)阻消耗的電熱功率P熱,根據(jù)焦耳定律求出P熱=I2r
注意:4、5中的兩個公式不能使用純電阻電路中的其他變形。
6求出P輸入、P熱之后,不難求出P輸出
舉一反三,如果已知P輸入、P熱、P輸出中的任意兩個,則另一個可以通過解能量守恒方程求出。
三、例題分析:
例:一臺電風扇,內(nèi)阻為20Ω,接上220V電壓后,消耗功率66W,問:
(1)電風扇正常工作時通過電動機的電流是多少?
(2)電風扇正常工作時轉化為機械能的功率是多少?轉化為內(nèi)能的功率是多少?電動機的效率是多少?
(3)如果接上電源后,電風扇的風葉被卡住,不能轉動,這時通過電動機的電流,以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少?
分析(1)因為P入=IU
所以I=PUA=0.3A
(2)電風扇正常工作時轉化為內(nèi)能的功率
P內(nèi)=I2R=0.32×20W=1.8W
電風扇正常工作時轉化為機械能的功率
P機=P入-P內(nèi)=66W-1.8W=64.2W
電風扇正常工作時的效率
η=64.266×100%=97.3%
(3)電風扇風葉被卡住后電動機不轉時可視為純電阻,通過電風扇的電流
I=UR=22020A=11A
電動機消耗的電功率
P=IU=11×220W=2420W
電動機發(fā)熱功率
P內(nèi)=I2R=112×20W=2420W
《導體的電阻》是新課標物理選修3-1的第二章《恒定電流》第六節(jié)的內(nèi)容,它是電學的基本規(guī)律之一,本節(jié)內(nèi)容安排在部分電路歐姆定律知識之后,起到了承上啟下的作用,部分電路的歐姆定律是研究導體兩端電壓、流過的電流等外界條件與導體電阻的數(shù)量關系而非決定關系;電阻定律是研究導體材料、長度、橫截面積等自身條件與電阻的決定關系。學生在初中已經(jīng)定性研究了導體材料、長度、橫截面積等自身條件與電阻的決定關系,本節(jié)在此基礎上通過實驗分析進行定量描述的研究,同時突出了“電阻率”這一物理概念,這部分知識與現(xiàn)代科技、生活、生產(chǎn)等有著密切聯(lián)系。本節(jié)課以問題為主線,通過同手實驗、觀察分析,輔助以多媒體進行教學。
2.教學目標
2.1知識目標
(1)通過探究“導體電阻與其影響因素的定量關系”這個實驗,探究導體電阻與長度、橫截面積、材料的關系,體會控制變量法在科學研究中的重要作用。
(2)通過邏輯推理,探究導體電阻與長度、橫截面積的定量關系。
(3)通過運算,知道電阻率的的物理意義及電阻定律的內(nèi)容和表達式。
(4)通過“加熱日光燈絲,觀察歐姆表示數(shù)變化”這個實驗,了解電阻率與溫度的關系。
2.2能力目標
(1)經(jīng)歷實驗探究或邏輯推理探究導體電阻與其影響因素的定量關系的過程,使學生進一步掌握控制變量的科學方法。
(2)通過探究活動,培養(yǎng)學生科學思維的能力和合作交流的能力。
2.3情感目標
(1)通過對各種材料電阻率的介紹,加強學生安全用電的意識。
(2)培養(yǎng)實事求是、嚴謹認真的科學態(tài)度。
(3)讓學生在自主學習中體會成功的喜悅,激發(fā)求知欲望,增強學習興趣.
3.教學重難點
重點:電阻定律;
難點:電阻率。
4.器材準備
電壓表,電流表,直流電源,滑動變阻器,電阻絲示教板,酒精燈,電阻絲(一根),多用電表。
5.教學流程
環(huán)節(jié)一 舊知鏈接,多媒體展示問題。
(1)電阻的定義式:,電阻是反映的物理量。
(2)n個阻值同為R的電阻串聯(lián),電路的總電阻為,n個阻值同為R的電阻并聯(lián),總電阻為。
設計意圖:復習舊知,為學習新知識熱身。
環(huán)節(jié)二提出問題,引入新課。
(師)問題1、為了改變電路中的電流,應該如何操作?
根據(jù)歐姆定律可知,只要增加導體兩端的電壓或降低倒導體的電阻即可。
(師)問題2、給定一個導體,如何測量它的電阻?(學生自己設計電路)
從上述問題可以看出,導體的電阻與兩端的電壓以及通過導體的電流無關,那么導體的電阻與導體的哪些因素有關呢?
設計意圖:通過問題引導學生思考導體的電阻究竟跟什么因素有關,激發(fā)學生學習興趣
環(huán)節(jié)三 新課教學,分組實驗、探索定律。
(1)影響電阻的因素可能有哪些呢:(材料、長度、橫截面積、溫度……)
(2)解決辦法——控制變量法 引導學生設計表格。
(3)實驗探究:
A、引導學生設計實驗電路圖(教師投影打出)。
B、出示電阻定律示教板、說明板上的幾種金屬材料。
C、引導學生連接電路,并說明注意事項。
D、依次對四種金屬材料的電阻進行測量。
E、對數(shù)據(jù)進行分析:
定性觀察——R與長度、橫接面積有關。
設計意圖:通過自己設計實驗,小組合作動手做實驗,測量數(shù)據(jù),通過比較電阻與長度、橫截面積的關系,初步得出電阻與長度、橫截面積的關系,培養(yǎng)學生動手實驗能力和數(shù)據(jù)分析能力。
(4)邏輯推理探究:
分組活動:A、理論探討電阻R與長度L的關系 n個電阻串聯(lián)。
B、理論探討電阻與橫截面積的關系n個電阻并聯(lián)。
投影展示電路圖
設計意圖:通過理論探討得出分析導體的電阻與和它的長度的關系、與它的橫截面積的關系
(5)實驗:探究導體電阻與材料的關系(投影展示):
A、根據(jù)以上分析,我們可以等式的形式寫出用導體長度l、導體橫截面積S表示電阻R的關系式,比例系數(shù)用一常量表示,此等式為_____________。
B、已知上述試驗中,導體長度l=50cm,直徑d=0.50mm,橫截面積S=1/4πd2=1.96×10-7m2,根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù),分別計算上面四個導體的比例系數(shù),并填入填入表格。
C、分析上述比例系數(shù)的物理意義:
設計意圖:通過對實驗數(shù)據(jù)的分析,得出比例系數(shù)即是電阻率,并使學生清楚的知道不同物體的電阻率不同,從而得出電阻定律的表達式。
環(huán)節(jié)四 總結規(guī)律,深化理解。
由學生總結電阻定律:
(1)內(nèi)容:同種材料的導體的電阻R跟它的長度L成正比,跟它的橫截面積S成反比;導體電組與構成它的材料有關。這就是電阻定律。
(2)公式:R=ρ
教師指出:式中ρ是比例常數(shù),它與導體的材料有關,是一個反映材料導電性能的物理量,稱為材料的電阻率。
電阻率ρ:
(1)電阻率是反映材料導電性能的物理量。
(2)單位:歐·米(Ω·m)
[投影]幾種導體材料在20℃時的電阻率
學生思考:
(1)金屬與合金哪種材料的電阻率大?
(2)制造輸電電纜和線繞電阻時,怎樣選擇材料的電阻率?
設計意圖:通過對電阻率的學習,讓學生認識到電阻率在實際生活中的應用。
環(huán)節(jié)五、電阻率與溫度的關系。
演示實驗:將日光燈燈絲(額定功率為8W)與演示用歐姆表調零后連接成下圖電路,觀察用酒精燈加熱燈絲前后,歐姆表示數(shù)的變化情況。
學生總結:當溫度升高時,歐姆表的示數(shù)變大,表明金屬燈絲的電阻增大,從而可以得出:金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大。
教師:介紹電阻溫度計的主要構造、工作原理。如圖2.6-5所示。
圖2.6-5 金屬電阻溫度計
學生思考:錳銅合金和鎳銅合金的電阻率隨溫度變化極小,怎樣利用它們的這種性質?
設計意圖:鞏固知識,強化訓練。
環(huán)節(jié)六:自主完善,意義構建。
讓學生自己總結這節(jié)課學習的內(nèi)容和方法,找出學習過程中,理解不透徹,容易混淆的地方進行小組合作學習
解析物理習題時,經(jīng)常要應用相應概念、定律和公式,從而決定解題的方向和思路,正確的概念是解題思路的基礎,如果概念不清,定律不熟,則必無正確思路[1]。所以,首先要加強物理基礎知識的學習,要求學生對定理、定律等爛熟于心。其次,要加強物理知識的歸納和總結,對每個章節(jié)的主要內(nèi)容進行小結,區(qū)別相似的定律,以促進學生在解題過程中的應用[2]。比如在學習電學這部分內(nèi)容時,學生對串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻規(guī)律常常會混淆,解題時經(jīng)常分辨不清。針對這個問題,筆者這樣處理:在開始教學串、并連電路規(guī)律時,讓學生在筆記本上專門留一頁面,把這頁面平均分成兩邊,一邊畫上串聯(lián)電路圖,另一邊畫上并聯(lián)電路圖,緊接著每學一個規(guī)律分別歸納在下面,對比記憶,每天開始上課時,讓學生花一兩分鐘時間先復習一遍,然后緊接著提問鞏固。長時間以后就會發(fā)現(xiàn),這樣多次重復對比,學生記憶很深刻,應用這些規(guī)律解題時就得心應手。這個方法可用在其他知識的學習、記憶上,效果很好。對于物理學中的計算公式要特別強調其適用的條件,只有弄清了每個公式的適用條件,才能做到心中有數(shù),才能正確地應用公式解決問題。比如使用歐姆定律(I=UR)解題時,學生經(jīng)常生搬硬套,應用已知條件時張冠李戴。要解決這個問題必須強調歐姆定律有三個適用條件:①每個物理量只能用國際單位,即I的單位取A,U的單位取V,R的單位取Ω;②同一性,即I、U、R必須是同一個用電器的電流、電壓、電阻值;③同時性,即必須是電路在同一種狀態(tài)時的I、U、R,同時要讓學生明白,即使是同一個用電器,如果在不同的電路狀態(tài)時,則它的I、U、R的大小也會改變,還要強調使用歐姆定律時,這三個條件必須同時滿足,缺一不可。學生掌握了這些適用條件,在使用歐姆定律解題時就能做到心中有數(shù)、思維清晰,就不會亂用已知條件。每個物理量都涉及常用單位和國際單位,要教會學生掌握每個公式中各物理量的單位[3]。例如在教學電功率的計算時,用到的公式P=Wt就要強調它的適用條件有兩條:①每個物理量統(tǒng)一采用國際單位,即W的單位是J,t的單位是s,那么P的單位就是W;②每個物理量統(tǒng)一采用常用單位,即W的單位是kwh,t的單位是h,那么P的單位就是kw。還要強調,這兩套單位各自獨立不能混用,但是kwh和J同是電能的單位,它們之間可以換算,即1kwh=3.6×106J。
二、培養(yǎng)學生認真審題的習慣,明確解題思路
解析物理習題時,一般有以下解題思路:1.審題。培養(yǎng)學生解題習慣的第一步是讓學生養(yǎng)成良好的審題習慣,良好的審題習慣是提高解題能力的前提[4]。在教學中經(jīng)常出現(xiàn),教師在訂正學生做錯的習題時,要求學生認真讀完整個題目,從而知道自己錯在哪兒。這就說明學生做題時審題不認真,經(jīng)常是掃一眼題目就答題,根本沒有弄清題目的已知條件和問題是什么,甚至連題目都沒有讀完,就自作主張地答題。所以,認真讀題是審題的關鍵。要求學生在讀題過程中手里拿著鉛筆,把重要的已知條件都畫出來。比如,力學習題里有“某個物體”、“靜止”、“勻速直線運動”等條件都一一勾畫出來;電學習題里要特別注意找出用電器之間是“串聯(lián)”還是“并聯(lián)”,初步明確題意,找出已知量和未知量。只有讀完整個題目后,才能根據(jù)題意正確判斷,它屬于什么知識范圍的問題,可應用哪些知識解決。2.確定研究對象。要研究的是哪個物體、哪段電路、哪個用電器等,找出研究對象的已知量。在解決探究類問題時,要求學生先找出“探究目的”,明確題目要解決的問題。只有確定研究的對象、確定解決問題的目標,才能做到有的放矢。3.對問題進行分析與綜合。在弄清研究對象的物理狀態(tài)和物理過程的基礎上,進一步分析已知量和未知量之間的聯(lián)系,明確問題所遵循的物理規(guī)律[5]。如對力學的研究對象———某一物體,搞清它的運動狀態(tài)(是靜止還是勻速直線運動),進行受力分析或做功情況分析;對電學的研究對象———某一電阻、用電器或某一段電路中的電流(I)、電壓(U)、電阻(R)、電功率(P)等情況如何。通過對問題的分析,找到解決問題的方法,是解題中最關鍵也是最困難的一步。4.建立有關的關系式。依據(jù)問題已知的條件和物理學的相關規(guī)律,用文字和符號表達出已知量和未知量的關系式。物理計算題的書寫格式非常重要,一定要先把物理量的單位統(tǒng)一,然后寫出公式,必要時還要進行公式運算。5.進行運算討論。解題運算公式需要代入數(shù)據(jù)和單位進行計算,有時還需要進行必要的分析討論。確定了解題公式后,還要明確公式的適用條件(也就是公式中每個物理量要采用的單位分別是什么,在什么樣的條件下才能使用這個公式)。計算得出的結果一定要帶上對應的單位,如果是計算題則還要進行問題的總結回答。當然,有些物理習題尚有一些具體思路,為了讓學生掌握這些思路,要靠教師經(jīng)常地引導和學生練習,在教學過程中,教師總是按著清晰的科學思路分析、講解問題,但在講解后還應提示學生,是否還有其他更好的解題方法?教師良好的示范性,對學生有潛移默化的熏陶作用[6]。學生練習時,總是按著科學的思路思考和表達,但還要培養(yǎng)他們反向思維的能力,當按常規(guī)思路找不到解題方法時,可以從反方向推導,找出解題方法。比如,學生剛開始學習“慣性”這一知識時,往往會認為影響物體慣性大小的因素是速度,物體速度越快,慣性就越大。為了糾正這種錯誤的認識,筆者這樣引導:提問什么樣的物體有慣性?學生回答:一切物體都有慣性。接著又問:靜止的物體有沒有慣性?學生有些遲疑,筆者又問了一遍:什么樣的物體有慣性?學生考慮了一下,大聲說:一切物體都有慣性。筆者又問:“一切物體”是否包括靜止的物體呢?學生回答:當然包括了。筆者又問:靜止的物體是否有慣性呢?學生想了想回答:“當然有了!”筆者又問:靜止的物體速度是多大?學生答:速度為零。到這時,學生明白,速度為零的物體也有慣性,影響慣性大小的因素不是速度。
三、培養(yǎng)學生進行一題多解的習慣,拓寬學生的解題思路
一、挖掘教材內(nèi)容,利用教材對學生進行愛祖國、愛科學和獻身科學事業(yè)教育
科學教材中包含了許多可以對學生進行愛祖國、愛科學和獻身科學教育內(nèi)容。例如牛頓的忘我工作,勤奮和悉心鉆研精神;安培的刻苦學習、專心致志;歐姆的堅持不懈精神;法拉第的高尚品質和致力于科學研究精神。從我國古代指南針、地動儀、火箭的發(fā)明,到現(xiàn)代的“兩彈一星”和“神舟”飛船成功收回。教師應善于挖掘利用這些輝煌的科學成就激發(fā)學生民族自豪感和為科學而學習的責任感。用知識的魅力去影響學生;提高學生學習科學知識的積極性。
二、科學課的教學應貼近學生的生活,激發(fā)學生興趣,調動學生的積極性和主動性
科學研究的是自然界最基本的運動規(guī)律,而自然界中的物理現(xiàn)象蘊藏著無窮奧秘。讓學生從身邊熟悉的現(xiàn)象中探究并認識科學規(guī)律,同時將學生認識到的科學知識和科學研究方法和社會實踐及其應用結合起來。從生活中獲取的經(jīng)驗,學生感受比較深。根據(jù)學生的這種心理特點,在科學的教學過釋中,把學到的科學規(guī)律,力求使之貼近生活,去解釋日常生活中遇到的現(xiàn)象,把科學規(guī)律同學生的生活經(jīng)驗對號入座。這樣即可以加深學生對所學規(guī)律的理解,又會使學生覺得科學知識非常有用,從而激發(fā)出對科學的濃厚興趣。
三、對學生進行情感教學
1.在中學科學教學中實施情感目標,一要面向全體學生,使每個學生的興趣,愛好、特長、個性都得到充分發(fā)展,把傳授知識與情感有機結合起來。二要激發(fā)學生學習興趣,開發(fā)智力,培養(yǎng)學生學習的自覺性,使學生感到學習又艱苦又愉快。
2.創(chuàng)設科學情境,激發(fā)學生學習興趣。教學中充分利用演示實驗,學生隨堂實驗和分組實驗,小實驗和小制作,課本的封面、插圖和漫畫,想想議議、閱讀材料、科學家的故事、教學掛圖和模型等帶趣味性的科學問題去吸引學生,培養(yǎng)學生的學習興趣,讓學生在充滿樂趣中掌握知識。
3.注重教學藝術,改進教學方法激發(fā)學生思維的積極性。
4.鼓勵性提問,注重對學生作業(yè)、測試作業(yè)適時肯定,成立科學興趣小組,使學生表現(xiàn)自己,鼓勵學生參加小制作、小發(fā)明和社會實踐活動,鼓勵學生對老師提建議,從而激發(fā)學生的上進心、自尊心。
四、建立良好的師生關系
教師在課堂上感情要真摯,教態(tài)和藹;課后要關心學生的學習和生活,尊重和信任學生,平等的對待每一位學生,對差生更要關懷備至。這樣學生才會把老師當作知心朋友,他們才會把心里話,真實的教學信息告訴教師。
五、采用探究教學模式
教師的首要任務在于營造生動活潑的教學氣氛,使學生形成探求創(chuàng)新的心理愿望和性格特征。教師在備課時首先要考慮為學生創(chuàng)設與教材內(nèi)容有關的情境,要精心設計物理概念和規(guī)律的形成過程和應用過程,形成”參與—體驗—內(nèi)化—外延”的科學探究物理課堂教學模式。下面以歐姆定律教學為例。
1.創(chuàng)設情景,提出問題,科學猜想
以調光臺燈切入,問:調光臺燈是調節(jié)了電路里的什么科學量使燈的亮暗發(fā)生變化的?再通過演示實驗觀察電流的變化與燈亮暗變化的關系,問:“電流的變化與哪些因素有關?”鼓勵學生大膽猜想,電流與電阻、電壓有關系。這樣就確定研究方向。
2.引導討論,設計方案
啟發(fā)和引導學生設計研究解決問題的方案,先應用控制變量法設計總體方案:控制電阻不變,研究電流與電壓的關系;控制電壓不變,研究電流與電阻的關系。如何研究?再進行局部設計:由學生小組討論、設計電路,讓學生交流自己的設計,并評價他人的設計,以器材的作用和選擇加以討論。
3.學生操作,實施方案
讓學生相對獨立地進行實驗操作、采集數(shù)據(jù)。教師在學生的操作技能、儀器使用上給予幫助。
4.分析討論,得出結論
從實驗得到的兩組數(shù)據(jù)引導學生用計算和圖像分別分析電流與電壓、電流與電阻的關系;再進行綜合,得到結論。
5.反思應用遷移
一、初中物理教學改革的必要性
(一)提高學習效率的實際要求
在初中生的學習生活中,初中物理教學內(nèi)容量大且難度高。即便按照相關的規(guī)定進行授課與講解,對于知識的掌握程度和學習效率很難把控?,F(xiàn)在很多初中學校的班級人數(shù)普遍較多,同時存在課時偏少的情況,老師在日常教學任務中很難控制教學質量。
(二)實踐動手能力的要求
初中物理學習能力有很大一部分是通過實驗學習的,在實踐的檢驗下對理論知識進行鞏固。實際情況卻大相徑庭,初中生的實驗環(huán)節(jié)安排過少、實驗觀念的不先進、實驗進程的不流暢及實驗室條件、設備的不足,都給初中生培養(yǎng)物理實踐能力帶來一定的阻力。
(三)提高探索能力的要求
物理本身是一個非常有意思的科學學科,但是在初中教育中,對于學生物理科學的掌握,基本圍繞在如何考取更高的分數(shù)上,忽略學生自我探索的能力。傳統(tǒng)的教育理念讓學生死記硬背公式等理論知識,這樣的教學方法對物理學習不僅沒有好處,還大大降低學生對物理學習的興趣。
(四)自主學習能力的要求
傳統(tǒng)陳舊的教育方法就是,老師在上面講,學生在下面聽。這對學生來說極容易產(chǎn)生厭學的情緒,甚至很多學生因此討厭物理這項學科。學生在被動接受知識的同時,并沒有進行嚴謹?shù)乃伎?,也沒有打下實踐基礎,因此傳統(tǒng)的教育理念不利于學生自主學習能力的提高。
二、關于初中教學改革的措施
(一)建立科學探究小組
初中物理會遇到各種各樣的定律和概念,針對這些科學性強的概念。在教學時,要讓學生不斷地加深對概念的理解。建立科學探討小組是教學改革中非常重要的一種方法。物理學習非常重要的一部分就是進行科學探究。科學探究可以幫助學生探究知識、對技能的獲得起到很大的幫助作用。
比如在掌握教材中歐姆定律這一課程時,先組織學生合理分組,回顧電流形成原因及電阻的相關概念。
某一導體,在其兩端,電壓從1伏增加到2伏,那通過導體自身的電流會增加嗎?是否可以得出一些推理結論,導體兩端的電壓有2伏,每個1伏都形成了電流,兩股電流交合在一起,電流就變大。
如果導體兩端的電壓保持不變,把導體的電阻由6歐減小到3歐,通過它的電流又會怎樣呢?是否可以這樣推測:電阻減小了,對電流的阻礙作用小了,電流就大了。如何進行實驗的檢測,可以根據(jù)“控制變量法”。用控制變量法,探究小組把實驗涉及的相關器材、準備電路、實驗步驟、實驗表格提前做好充分的準備,回顧完成實驗的整個過程,由推理得出歐姆定律。
在物理學習中,除了歐姆定律以外,還有很多其他定律,通過同樣的分組探究式學習都得以驗證出來。在這種充滿探究氛圍的學習環(huán)境中得到相關知識,提高學生學習的高效性。
(二)多開展生活中物理實踐的探討
對于物理學習,很多學生比較側重于概念學習,忽略科學在現(xiàn)實生活中的使用。在學習生活中多結合生活實踐,對物理進行學習非常高效,在教學改革過程中很有必要。舉一個生活中會涉及的初中物理知識,一個舊的充電池,它具備供電的功能,但是由于長時間的磨損,正負極很難分辨。如果把電池放置在電器中進行使用,那么是否可行?有人會說不行,正負極的混淆可能會導致小型電器短路燒壞的故障。也會有人說可以,因為電池里還有電能,就會有可行的方法。針對這種方法,學生需要自己想解決的辦法,先對電池進行測試,通過小燈泡電路板可以完成這種測試,這樣便可以分辨電池的正負極兩端。
辦法總比問題多,解決問題的辦法是多種多樣的,只要根據(jù)日常學習到的知識,將其運用在日常生活實踐中,做到活學活用,才是初中物理教學的重要目標。
(三)一邊學一邊實驗的教學
邊學邊實驗的教學方式指的是,在教師的指導下,對于書本內(nèi)容一邊學習一邊實驗的教學組織形式。多角度地對課本內(nèi)容進行可行性的實驗性探討,對于提高學生動手能力非常有幫助。
學做結合,對于物理知識的理解更深刻,比如:在課本中對凸透鏡成鏡的規(guī)律的學習中,如學生進行探索,會耗費很長時間。老師需要帶領學生合理制訂實驗計劃和設計步驟,確保在學習過程中順利完成實驗。又如:幫助學生理解小孔成像的原理,讓學生在紙上戳個洞,然后在課桌上觀察日光燈成的像。邊學邊實驗的方法,是在思考中動腦,在動腦中鍛煉了動手能力,對于學生綜合能力的提高能起到很好的幫助作用。
(四)增強創(chuàng)新意識
關鍵詞:初中物理 新課改
1.挖掘教材內(nèi)容,對學生進行熱愛祖國、熱愛科學事業(yè)的教育
物理教材中包含了許多可以對學生進行愛祖國、愛科學和獻身科學的教育內(nèi)容。如牛頓的忘我工作,勤奮和悉心鉆研精神;安培的刻苦學習、專心致志;歐姆的堅持不懈精神。法拉第的高尚品質和致力于科學研究精神。從我國古代指南針、地動儀、火箭的發(fā)明,到現(xiàn)代的“兩彈一星”和“神舟號”成功收回。教師應善于挖掘利用這些輝煌的科學成就激發(fā)學生民族自豪感和為科學而學習的責任感。用知識的魅力去影響學生,提高學生學習科學知識的積極性。
2.教學應貼近學生的生活,激發(fā)學生的學習興趣
物理學研究的是自然界最基本的運動規(guī)律,而自然界中的物理現(xiàn)象蘊藏著無窮奧秘。讓學生從身邊熟悉的生活、現(xiàn)象中探究并認識物理規(guī)律,同時將學生認識到的物理知識和科學研究方法、社會實踐及其應用結合起來。從生活中獲取的經(jīng)驗,學生感受比較深。根據(jù)學生的這種心理特點,在物理的教學過程中,把學到的物理規(guī)律,力求使之貼近生活,去解釋日常生活中遇到的現(xiàn)象,把物理規(guī)律同學生的生活經(jīng)驗對號入座。這樣既可以加深學生對所學規(guī)律的理解,又會使學生覺得物理知識非常有用,從而激發(fā)出對物理的濃厚興趣。例如:能的轉化和守恒定律是物理學中最重要的規(guī)律之一,但比較抽象,在教學中可多舉一些學生熟悉的例子進行解釋,如冬天用熱水泡腳,能的轉移;雙手相互摩擦做功,雙手覺得暖和,能的轉化;太陽能熱水器將太陽能轉化為熱能,煤燃燒將化學能轉化為熱能。
3.對學生進行情感教學
(1) 在中學物理教學中實施情感目標,一要面向全體學生,使每個學生的興趣、愛好、特長、個性都得到和諧充分發(fā)展,把傳授知識與情感有機結合起來。二要激發(fā)學生學習興趣,開發(fā)智力、培養(yǎng)學生學習的自覺性,使學生感到學習既艱苦又愉快。注重教學藝術、改進教學方法、激發(fā)學生思維的積極性。
(2) 設置情境,激發(fā)學生的學習興趣。教學中充分利用演示實驗,學生隨堂實驗和分組實驗,小實驗和小制作,課本的封面、插圖和漫畫、閱讀材料、科學家的故事、教學掛圖和模型等帶趣味性的物理問題去吸引學生,培養(yǎng)學生的學習興趣,讓學生在充滿樂趣中掌握知識。
(3) 鼓勵性提問,注重對學生作業(yè)、測試作業(yè)適時肯定,成立物理興趣小組,使學生表現(xiàn)自己,鼓勵學生參加小制作、小發(fā)明和社會實踐活動,鼓勵學生對老師提建議,從而激發(fā)學生的上進心,自尊心。
4.建立良好的師生關系
教師在課堂上要感情真摯,教態(tài)和藹;課后要關心學生的學習和生活,尊重和信任學生,平等的對待每一位學生,對差生更要關懷備至。這樣學生才會把老師當作知心朋友,他們才會把心里話,真實的教學信息告訴教師。教師的首要任務在于營造生動活潑的教學氣氛,使學生形成探求創(chuàng)新的心理愿望和性格特征。教師在備課時首先要考慮為學生創(chuàng)設探索情境,通過創(chuàng)設與教材內(nèi)容有關的情境,精心設計物理概念和規(guī)律的形成過程和應用過程,形成“參與一體驗一內(nèi)化一外延”的“科學探究”物理課堂教學模式。下面以“歐姆定律”的教學為例進行說明。
(1) 創(chuàng)設情景,提出問題,科學猜想。以調光臺燈切入,問:調光臺燈是調節(jié)了電路里的什么物理量使燈的亮暗發(fā)生變化的?再通過演示實驗觀察電流的變化與燈亮暗變化的關系,問:“電流的變化與哪些因素有關?”鼓勵學生大膽猜想電流與電阻、電壓有關系。這樣就確定了研究方向。
(2) 引導討論,設計方案。啟發(fā)和引導學生設計研究解決問題的方案,先應用控制變量法設計總體方案:控制電阻不變,研究電流與電壓的關系;控制電壓不變,研究電流與電阻的關系。如何研究?再進行局部設計:由學生小組討論、設計電路,讓學生交流自己的設計,并評價他人的設計,以器材的作用和選擇加以討論。
(3) 學生操作,實施方案。讓學生相對獨立地進行實驗操作、采集數(shù)據(jù)。教師在學生的操作技能、儀器使用上給予幫助。
一、教學情境的創(chuàng)新
以前傳統(tǒng)的課堂教學方法是教師教,學生學,在實驗過程中,是教師告訴學生應該做什么學生就做什么,傳統(tǒng)教學方式以教師為主體,學生圍繞著教師的指揮棒轉,而隨著新課改的推行,在新的教學方法中,要求以學生為主體,教師對學生進行引導,讓學生自主的進行學習,那么教師就要在教學情境中下功夫.比如,在實驗“用打點計時器測速度”.在確定學生已經(jīng)對物移、速度的知識有基本了解時,可以讓學生自由討論,用什么樣的方法什么樣的工具可以進行實驗,學生在討論的過程中,能自己理清實驗的思路、目的,之后再實驗時,可以達到事半功倍的效果.同樣,在進行“探究感應電流的產(chǎn)生條件”時,可以讓學生先論討用什么樣的方法可以使電流計指針發(fā)生偏轉,學生先提出自己的假想,說清楚為什么會有這樣的假想,再通過實驗驗證自己的假想,學生先有適當?shù)那榫白鲣亯|,通過自己對知識的了解再動手進行驗證,學生會覺得更有主動性.
二、實驗思路的創(chuàng)新
過去傳統(tǒng)的教學方法里,教師總是害怕學生出錯,總是嚴格要求學生照著課本的實驗方式進行照著做,而不去讓學生理清思路,學生做完一遍實驗也是走過場,對實驗并不了解,而依照新課改的精神,教師要求學生做實驗,不僅要求學生做完一遍實驗,還要讓學生了解做實驗的目的是什么,怎樣整理實驗得到的數(shù)據(jù),對實驗的結果怎樣分析.
比如,學生在學習完歐姆定律后,教師引導學生做“測定電源電動勢和內(nèi)阻”實驗,學生根據(jù)不同的角度、不同的構思,做出幾種不同方法的實驗.
(1)使用伏安法,該放法是利用滑動變組器R接入電阻,通過電流表與電壓表顯示的數(shù)值,根據(jù)歐姆定律推算出Er的值,依照平均值減少誤差.
(2)電壓表與電阻箱法,這種方法是通過閉合開關S,改變電阻箱的R,再通過幾次實驗測出數(shù)組U與R、E與r,最后求出平均值來減少誤差.
(3)電流變與電阻箱法,這種方法是閉合開關S,改變電阻箱的R,再通過幾次實驗測出數(shù)組I與R、再打開閉合開關S,不改變電阻箱的R測出幾組電流值,再能過歐姆定律得到每組電壓值,畫出U與I的圖線,測出E與r,最后求出平均值來減少誤差.
(4)電壓半偏法,這是使電內(nèi)阻較大的電壓表來使測量精確,然后打開S電壓表即為E,合上開關,R的阻值改變.如果電壓表的示數(shù)變成閉合S前的一半時,R+r.
在實驗中,發(fā)現(xiàn)學生經(jīng)過大想象和設計,遠遠超過課本的預設,這無法用課本原先的方法進行總結,于是就引導學生將實驗的數(shù)據(jù)進行總結,然后根據(jù)每組得出的不同結果進行總結,為什么這樣的實驗會有問題,數(shù)值的精確程度是否能達到實驗的目的?如果不精確,那么是什么原因不精確?學生對數(shù)據(jù)進行分析、對比,加上教師適當?shù)囊龑?,自己就能找出答?學生通過自己思考、動手得出答案,才是學生真正透徹的了解知識,而不是僅僅把學習停留在概念上,這樣才能達到教學的目的,同時,學生通過敢于大膽的想像,能夠親自驗證,客觀進行分析比較,集體分析、交流、討論,學生走過這個過程,也就明白實踐的目的是什么、在自己有一個構思與假想的前提下應該怎樣做實驗,然后又怎樣總結、分析數(shù)據(jù).學生犯錯,并不是一個不可原諒的錯誤,反而應驗科學中的老話:“失敗乃成敗之母”.
三、交流過程的創(chuàng)新
在實驗過程以后,讓學生進行討論,不僅是要能讓學生意識到實驗及實驗過程的重要性,還要讓學生對實驗的結果進行大膽的假設,將知識點進行深入理解,再將自己的假設進行驗證.比如,在做“測量物質的密度”實驗中,學生由于已經(jīng)對基礎知識有一定理解,對實驗工具也比較熟系,學生完成實驗的過程并不復雜,這時,教師可以問學生,如果沒有天平的砝碼,那么要怎樣進行測?如果要是有砝碼,但是沒有量通,那又怎么測量?學生很會就激發(fā)起學習興趣,對新的問題進行進一步深入探索.
四、實驗功能的創(chuàng)新
在對教學的知識點進行復習的時候,可以再讓學生對以前的知識點做實驗,而再次做的實驗,不是讓學生將以前做過的實驗重新再做一次,而是讓學生將知識點綜合的應用,用新的視角對以前學過的知識重新理解,然后達到綜合運用的效果.比如,以前學生學習過影響滑動摩擦力的因素、物體不受力時作勻速直線運動、影響物體動能大小的因系;斜面省力的情況.那么,可以要求學生做實驗,在學面頂端安裝一個定滑輪,它能改變受力的方向,方便測力的大學,也能使小車拉力不遍,那么學生通過實驗來了解:斜面省力的情況與斜面長有什么關系?斜面省力與斜面粗糙度有什么關系?斜面省力與直面傾角有什么關系?影響斜面機械率有哪些因素?通過綜合的實驗,學生能對知識點有更全面、系統(tǒng)的了解.