時(shí)間：2024-02-04 16:56:32
導(dǎo)語(yǔ)：在歐姆定律的概念的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：物理定律；教學(xué)方法；多種多樣
關(guān)鍵詞：是對(duì)物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過(guò)大量的觀察、實(shí)驗(yàn)歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過(guò)程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意：首先要明確、掌握有關(guān)物理概念，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論，或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理（如牛頓第一定律）。有些物理量的定義式與定律的表式相同，就必須加以區(qū)別（如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R＝U/I），且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系，還要明確定律的適用條件和范圍。
（1）牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法，回顧“運(yùn)動(dòng)和力”的歷史。消除學(xué)生對(duì)力的作用效果的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時(shí)應(yīng)明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài)，不能簡(jiǎn)單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)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(gè)力學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，不能把它當(dāng)作第二定律的特例；慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量，也不是過(guò)程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以……”。教師還應(yīng)該明確，牛頓第一定律相對(duì)于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當(dāng)我們?cè)谝欢屋^短的時(shí)間內(nèi)研究力學(xué)問(wèn)題時(shí)，常?？梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?dāng)好的慣性系。
（2）牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個(gè)力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá)：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時(shí)還應(yīng)請(qǐng)注意：公式F＝Kma中，比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時(shí)關(guān)系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系，以及與運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)量、功和能等知識(shí)的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
（3）萬(wàn)有引力定律教學(xué)時(shí)應(yīng)注意：①要充分利用牛頓總結(jié)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程，卡文迪許測(cè)定萬(wàn)有引力恒量的實(shí)驗(yàn)，海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬(wàn)有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學(xué)生在解題中漏平方的錯(cuò)誤。③明確是萬(wàn)有引力基本的、簡(jiǎn)單的表式，只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力。萬(wàn)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(fā)現(xiàn)了它的局限性。
（4）機(jī)械能守恒定律這個(gè)定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理，在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導(dǎo)出來(lái)。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來(lái)再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，就沒(méi)有守恒問(wèn)題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量，用它來(lái)解決問(wèn)題時(shí)，就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過(guò)程（過(guò)程量被消去），使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化。要特別注意定律的適用條件（只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功）。這個(gè)定律不適用的問(wèn)題，可以利用動(dòng)能定理或功能原理解決。（5）動(dòng)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(lái)的。所以有人認(rèn)為動(dòng)量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)出來(lái)，主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相，就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來(lái)說(shuō)，多數(shù)難以做到。即使做得到，要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動(dòng)定律導(dǎo)出，再安排一節(jié)“動(dòng)量和牛頓運(yùn)動(dòng)定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律，也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)階段有關(guān)動(dòng)量的問(wèn)題，相互作用的物體的所有動(dòng)量都在一條直線上，所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學(xué)生在解題時(shí)最容易發(fā)生符號(hào)的錯(cuò)誤，應(yīng)該使他們明確，在同一個(gè)式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動(dòng)量守恒定律反映的是物體相互作用過(guò)程的狀態(tài)變化，表式中各項(xiàng)是過(guò)程始、末的動(dòng)量。用它來(lái)解決問(wèn)題可以不過(guò)程物理量，使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化。若物體不發(fā)生相互作用，就沒(méi)有守恒問(wèn)題。在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，如果質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)比它們所受的外力大，就可略去外力的作用而用動(dòng)量守恒定律來(lái)處理。動(dòng)量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無(wú)論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用，系統(tǒng)中有多少物體在相互作用，相互作用的形式如何，只要系統(tǒng)不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），動(dòng)量守恒定律都是適用的。
一、 課堂教學(xué)知識(shí)量大，學(xué)生難以吸收
初中物理“閉合電路歐姆定律”這一節(jié)教學(xué)內(nèi)容有過(guò)多次變動(dòng)，實(shí)驗(yàn)教材里的內(nèi)容主要有兩點(diǎn)：一是閉合電路歐姆定律；二是路端電壓和負(fù)載的關(guān)系；此外還外加了路端電壓和電流的關(guān)系。因?yàn)橹R(shí)點(diǎn)較多，課堂教學(xué)量很大，所以課堂上時(shí)間緊，學(xué)生思考和參與實(shí)踐都比較少，課堂上沒(méi)有充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。從課后反饋的情況來(lái)看，學(xué)生掌握的情況并不是太好。
因此，針對(duì)這種情況，在該課的教學(xué)中，教師可以將這一節(jié)課的內(nèi)容分成兩節(jié)課來(lái)講。第一節(jié)課講閉合電路歐姆定律，在復(fù)習(xí)電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻等概念和規(guī)律的基礎(chǔ)上，通過(guò)閉合電路歐姆定律的推導(dǎo)，引出閉合電路歐姆定律。然后對(duì)照比較簡(jiǎn)單的電路圖，闡述能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系以及定律的使用范圍等。緊接著通過(guò)例題的講解和課堂訓(xùn)練，使學(xué)生對(duì)歐姆定律有個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。在引導(dǎo)學(xué)生理解電流和外電阻的關(guān)系時(shí)，教師演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生有個(gè)直觀的感受，然后再加上理論分析，讓學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)知由感性到理性。第二節(jié)課講路端電壓和負(fù)載的關(guān)系，路端電壓和電流的關(guān)系，在上一節(jié)歐姆定律的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出路端電壓和負(fù)載的關(guān)系U=E1+rR，仍然是先進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，后進(jìn)行理論分析，讓學(xué)生對(duì)路端電壓和負(fù)載的關(guān)系有一個(gè)從感性到理性的認(rèn)識(shí)。最后講路端電壓和電流的關(guān)系U=E―IR，先觀察實(shí)驗(yàn)，通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的阻值，使電路中電流表和電壓表的示數(shù)同時(shí)發(fā)生變化，學(xué)生會(huì)觀察到電流變大時(shí)，路端電壓變小，反之電流變小，路端電壓變大，再利用公式進(jìn)行分析，這樣可給學(xué)生留下比較深的印象。
二、演示實(shí)驗(yàn)，可視性較差
在演示路端電壓和負(fù)載（或電流）的關(guān)系時(shí)，學(xué)生要觀察電流表、電壓表指針的偏轉(zhuǎn)情況，由于表盤(pán)小，顏色暗，放在桌面上又有些低，所以站在后面的同學(xué)看不清楚，影響了實(shí)驗(yàn)效果。針對(duì)這種情況，教師可以做如下改進(jìn)。
在實(shí)驗(yàn)課堂上做演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，一方面教師可以把儀器放在一個(gè)升降臺(tái)上，把臺(tái)子升起來(lái)，使全班學(xué)生都能看清楚；另一方面對(duì)有些演示實(shí)驗(yàn)，用投影儀把實(shí)驗(yàn)情況投影到大屏幕上，便于學(xué)生觀察；此外，如果課堂人數(shù)較少，教師還可以將演示實(shí)驗(yàn)改為6組學(xué)生實(shí)驗(yàn)，真實(shí)性、可視性都會(huì)更好。這樣不僅能夠達(dá)到演示實(shí)驗(yàn)的預(yù)期效果，也能提高學(xué)生的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣。
三、 學(xué)生活動(dòng)少，主體作用沒(méi)有很好體現(xiàn)
在“閉合電路歐姆定律”教學(xué)中，一方面是教學(xué)內(nèi)容安排得比較多，為了在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，必須按照設(shè)定好的節(jié)奏進(jìn)行，課堂上并沒(méi)有給學(xué)生留下較多思考和發(fā)散的時(shí)間；另一方面，教師思想保守，教學(xué)不夠大膽，認(rèn)為學(xué)生物理基礎(chǔ)較差，害怕學(xué)生不發(fā)言，出現(xiàn)冷場(chǎng)情況，或者學(xué)生課堂發(fā)言不入主題而不好收?qǐng)?。針?duì)這種情況，教師可以做如下改進(jìn)。
對(duì)教學(xué)內(nèi)容做了相應(yīng)的調(diào)整以后，就可以給學(xué)生留有更多的思考時(shí)間和發(fā)表見(jiàn)解的機(jī)會(huì)，如果學(xué)生在課堂上不敢發(fā)言，教師可以鼓勵(lì)、引導(dǎo)學(xué)生融入課堂教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生說(shuō)錯(cuò)了正好可以糾正其錯(cuò)誤，只要學(xué)生積極思考，積極參與，勇于發(fā)言，就要給予鼓勵(lì)，這是培養(yǎng)學(xué)生良好思維習(xí)慣的大好時(shí)機(jī)。因?yàn)?，在課堂教學(xué)中，任何層次的學(xué)生都可以與他互動(dòng)起來(lái)，就看教師怎樣引導(dǎo)，如何讓學(xué)生互動(dòng)。當(dāng)然，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很多實(shí)驗(yàn)具有安全性和特殊操作性，對(duì)于這類實(shí)驗(yàn)教師要規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)行為。加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的目的就是為了充分發(fā)掘?qū)W生的好動(dòng)性、探知性，讓學(xué)生從自己的角度去思考問(wèn)題，讓學(xué)生在張揚(yáng)個(gè)性的同時(shí)，拓展創(chuàng)新能力。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞： 課堂引入; 歐姆定律; 興趣; 物理學(xué)史;
良好的開(kāi)端是成功的一半,引入作為一堂課的開(kāi)始,是課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中必不可少且至關(guān)重要的部分.這一環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響到一節(jié)課的深入程度、學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)的狀態(tài)、學(xué)生對(duì)本節(jié)課授課知識(shí)的興趣多少等.對(duì)于初中學(xué)生,注意力本就不容易集中,那么一個(gè)好的引入就是引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和帶領(lǐng)學(xué)生積極思考并真正進(jìn)入課堂的關(guān)鍵.歐姆定律的教學(xué)一直以來(lái)都是一個(gè)難點(diǎn),若僅僅是公式,學(xué)生在剛學(xué)的時(shí)候很容易記住,但是對(duì)于歐姆定律的來(lái)源以及探究的過(guò)程總是模糊的,就算教師在課堂上有過(guò)演示實(shí)驗(yàn),在部分學(xué)生看來(lái)都只是因?yàn)榻滩氖沁@樣安排的.但其實(shí)不然,這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)正是歐姆定律得出的關(guān)鍵.可是學(xué)生理解不到位,可能是教學(xué)哪一步不夠確切.比如其中一個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)就是引入這個(gè)探究實(shí)驗(yàn),在引入時(shí)創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生能夠回到當(dāng)時(shí)歐姆在探究時(shí)的過(guò)程以及條件中,結(jié)合當(dāng)時(shí)的條件可能做到的以及達(dá)到的情況,這樣的引入或許會(huì)讓學(xué)生感同身受,從而產(chǎn)生更加強(qiáng)烈的探究欲望,達(dá)到較好的教學(xué)效果.
1、 初中物理課堂引入
課堂引入是教學(xué)過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)之一,教學(xué)引入恰當(dāng),可以起到事半功倍的效果;作為課堂教學(xué)的第一步,是緊扣學(xué)生心弦,激發(fā)學(xué)生興趣最關(guān)鍵的一步.一方面,課堂引入具有先行組織者的作用,美國(guó)著名心理學(xué)家?jiàn)W蘇貝爾從學(xué)習(xí)心理學(xué)的角度分析,“當(dāng)人們?cè)诮佑|一個(gè)完全不熟悉的知識(shí)領(lǐng)域時(shí),從已知的包攝性較廣的整體知識(shí)中掌握分化的部分,比從已知的分化部分中掌握整體知識(shí)難度要低些.”比如在講解“靜摩擦力”這一節(jié)課時(shí),由于前面學(xué)生已經(jīng)掌握了摩擦力的相關(guān)知識(shí),就可以將摩擦力作為先行組織者,將其作為上位概念,再將靜摩擦力直接提出,并聯(lián)系其與摩擦力之間的關(guān)系,學(xué)生很容易就理解了靜摩擦力的概念.另一方面,課堂引入容易吸引學(xué)生的興趣,集中學(xué)生的注意力,初中學(xué)生的注意力本就不容易集中,在剛上課的幾分鐘,學(xué)生可能還處在下課所經(jīng)歷事情的愉悅之中,這個(gè)時(shí)候就需要教師找到一種吸引他們注意力的方法.注意力是保證學(xué)生上課的首要條件,而興趣又是影響學(xué)生注意力的關(guān)鍵,愛(ài)因斯坦也曾經(jīng)說(shuō)過(guò),“興趣是最好的老師,它可以激發(fā)人的創(chuàng)造性、好奇心、求知欲.”所以,教師在教學(xué)引入環(huán)節(jié)中能否調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更為關(guān)鍵.
在初中物理課堂中教師常用的幾種引入方法:
(1)實(shí)驗(yàn)引入法,物理作為一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué),實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中起著舉足輕重的作用,在引入時(shí)采用實(shí)驗(yàn)的方式是中學(xué)物理教師常用的,運(yùn)用一些有趣的小實(shí)驗(yàn),可以快速把學(xué)生吸引到課堂中來(lái),教師既可以采用演示實(shí)驗(yàn)的方法,也可以讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程.
(2)直觀導(dǎo)入法,直觀導(dǎo)入可以是視頻、圖片、實(shí)物等,某些物理現(xiàn)象不一定是發(fā)生在學(xué)生周圍,那就可以通過(guò)圖片或錄像的方式為學(xué)生展現(xiàn)物理現(xiàn)象或物理情境,這樣就顯得更加直觀,易激發(fā)學(xué)生的求知欲.
(3)討論引入法,一般就是選取日常生活中的某一事例,對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)或者大家一起來(lái)辯論,在這個(gè)過(guò)程中不僅導(dǎo)入了本堂課所要學(xué)習(xí)的知識(shí)材料,同時(shí)也讓學(xué)生積極地參與了這個(gè)過(guò)程,關(guān)鍵是借助生活中鮮明的例子學(xué)生更容易理解,更容易將注意力集中到課堂教學(xué)中來(lái).
(4)問(wèn)題激疑法,設(shè)置疑問(wèn)是教師的一種有目的、有方向的思維導(dǎo)向.古人云:“不憤不啟,不悱不發(fā)”,教師在教學(xué)過(guò)程中要善于提出問(wèn)題,有意激疑啟思,活躍思維,引導(dǎo)學(xué)生思考,在解決問(wèn)題的過(guò)程中鍛煉學(xué)生各方面的能力,激發(fā)學(xué)生的求知欲,促進(jìn)學(xué)生積極地學(xué)習(xí).
(5)復(fù)習(xí)引入法,這是最便捷的引入方法,往往是在與新課聯(lián)系較為密切的時(shí)候使用,起著承上啟下的作用,不僅有利于學(xué)生對(duì)前面知識(shí)的鞏固,更能為新知識(shí)的學(xué)習(xí)做好鋪墊.例如在做液體壓強(qiáng)的復(fù)習(xí)題時(shí),引出浮力的知識(shí),浮力其實(shí)就是物體在液體中受到上下的壓力差而產(chǎn)生的,學(xué)生聯(lián)系前面知識(shí)能夠快速地理解浮力產(chǎn)生的原因而不會(huì)感覺(jué)到陌生.
(6)故事引入法,一般的故事引入都是直接引用物理學(xué)家們的故事,用榜樣的力量去感染學(xué)生,喚起他們的探索熱情,通過(guò)了解前輩們的物理思想、實(shí)驗(yàn)方法和探索精神,能夠激發(fā)學(xué)生的興趣,提高課堂教學(xué)的效果,提升學(xué)生素養(yǎng)[2].比如在講解牛頓第一定律時(shí),先給學(xué)生介紹牛頓這個(gè)人的一生,學(xué)生會(huì)由于對(duì)牛頓這個(gè)人的崇拜而愿意對(duì)其所提出的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了解.
(7)游戲引入法,在正式上課前讓學(xué)生動(dòng)手做一些簡(jiǎn)單的小游戲,從而引入新課,利用游戲結(jié)果激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.比如在講解摩擦力這一內(nèi)容的時(shí)候,可以讓學(xué)生進(jìn)行拔河比賽,繩子是經(jīng)過(guò)教師處理過(guò)的,所以一定會(huì)產(chǎn)生輸贏,學(xué)生心有不甘,因此就可能產(chǎn)生對(duì)答案的探索欲望,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣.
2 、歐姆定律教學(xué)引入文獻(xiàn)分析
歐姆定律是整個(gè)初中電學(xué)的重難點(diǎn)之一,教師在設(shè)計(jì)的時(shí)候往往需要考慮接收者的認(rèn)知情況以及他們的階段性特點(diǎn)等等,首當(dāng)其沖考慮的便是引入部分.以下是大部分教師在歐姆定律教學(xué)設(shè)計(jì)中常用的幾種引入方式.
(1)復(fù)習(xí)引入
學(xué)生在接觸歐姆定律之前已經(jīng)掌握了電流、電壓、電阻3個(gè)物理概念,有的教師則是充分的利用學(xué)生已經(jīng)有的舊知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生探討電流、電壓、電阻之間存在的關(guān)系,自然而然的導(dǎo)入本節(jié)課的課題.
(2)實(shí)際問(wèn)題引入
在物理教學(xué)中,教師不只是讓學(xué)生掌握教材知識(shí),更重要的是引導(dǎo)他們運(yùn)用物理知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題,學(xué)生只有把書(shū)本中的知識(shí)運(yùn)用到生活中,才能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要.有的教師會(huì)由生活當(dāng)中電流受電壓、電阻變化的電路來(lái)進(jìn)行提問(wèn)(比如收音機(jī)的音量大小是由什么來(lái)進(jìn)行控制的),然后引發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考.
(3)創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課
初中的學(xué)生最希望得到教師的認(rèn)可,對(duì)于教師提出的問(wèn)題一定會(huì)爭(zhēng)先搶答,有的教師就會(huì)抓住學(xué)生的這一特點(diǎn),設(shè)置與本節(jié)課相關(guān)的問(wèn)題讓學(xué)生來(lái)?yè)尨?設(shè)置如下兩個(gè)問(wèn)題:實(shí)驗(yàn)中當(dāng)電壓一定的時(shí)候,電流隨電阻的變化情況;當(dāng)電阻一定的時(shí)候,電流隨電壓的變化情況.根據(jù)學(xué)生的回答情況,教師進(jìn)一步提出,電流、電壓、電阻之間是否存在某一數(shù)值關(guān)系,教師逐步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想,進(jìn)而探究三者的關(guān)系得出歐姆定律.
(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)引入主題
實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)設(shè)是根據(jù)電流在電路中會(huì)受到哪些因素的影響而發(fā)生變化,有的教師會(huì)根據(jù)學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)事先設(shè)計(jì)電路圖,然后改變其中的電阻看電路中電流的變化情況,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與學(xué)生前面所了解的不一致,通過(guò)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比解釋才知道電流在電路中同時(shí)還會(huì)受到電壓的影響,接下來(lái)就順理成章地引入對(duì)電流與電壓、電流與電阻關(guān)系的判斷.
(5)由物理學(xué)史引入
新課標(biāo)中三維目標(biāo)中的情感態(tài)度與價(jià)值觀明確規(guī)定,要求學(xué)生掌握物理學(xué)史,學(xué)習(xí)前人的科學(xué)態(tài)度與精神.有的教師會(huì)通過(guò)介紹歐姆這個(gè)人,讓學(xué)生對(duì)其有一定的了解,再提出歐姆的杰出貢獻(xiàn)---歐姆定律.
3、 總結(jié)
通過(guò)對(duì)歐姆定律教學(xué)設(shè)計(jì)的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),在大部分文獻(xiàn)中采用的都是慣用的物理引入法,而其中占比最大的就是實(shí)驗(yàn)引入法,由于在前面學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)電流、電阻、電壓等,教師在這里就可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行三者之間關(guān)系的探究實(shí)驗(yàn).電壓和電阻的影響因素,前面的定義已經(jīng)說(shuō)得比較清楚了,因此,現(xiàn)在最為疑惑的就是電流的影響因素,然后運(yùn)用控制變量法分別探究電流與電壓以及電流與電阻之間的關(guān)系,從而得出歐姆定律的表達(dá)式.這種方式學(xué)生比較容易接受,同時(shí)也會(huì)感興趣.通過(guò)這個(gè)過(guò)程學(xué)生不僅能夠?qū)W到物理知識(shí),還能在這個(gè)過(guò)程中經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的步驟,從而加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究的意識(shí),與初中物理課程所倡導(dǎo)的培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力是符合的,因此,實(shí)驗(yàn)探究法引入歐姆定律總是作為歐姆定律教學(xué)引入的首選.
初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中明確指出要注重對(duì)學(xué)生情感態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng),但是情感態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)不是通過(guò)一節(jié)課就能夠體現(xiàn)出來(lái)的,需要教師不斷地進(jìn)行潛移默化的影響,而在物理學(xué)里面最好的方式在筆者看來(lái)就是物理學(xué)史的滲入.物理學(xué)史具有問(wèn)題情境性、目標(biāo)指向性、運(yùn)用靈活性等特點(diǎn),物理學(xué)家們的物理思想、實(shí)驗(yàn)方法和探索精神等不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、啟發(fā)學(xué)生,還能夠提高課堂的教學(xué)效果并且提升學(xué)生的素養(yǎng)[1].但是通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的分析筆者發(fā)現(xiàn)在已有的教學(xué)設(shè)計(jì)當(dāng)中,很多教師就是對(duì)歐姆的一生進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹之后就直接提出本堂課我們要做的就是對(duì)歐姆的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,學(xué)生或許會(huì)深刻地記住歐姆這個(gè)人,這樣的引入也對(duì)學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀有所滲透,但是,學(xué)生的主動(dòng)性就沒(méi)有那么的明顯,筆者曾經(jīng)也用過(guò)這樣的方式進(jìn)行引入,得到的結(jié)果沒(méi)有顯著的不同,因此,筆者又設(shè)計(jì)了另外一種方式的物理學(xué)史引入.
由于學(xué)生前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流的知識(shí),教師可以提問(wèn)學(xué)生:(1)電流產(chǎn)生的原因是什么?(2)前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流,對(duì)于電流是否存在和其大小我們可以用什么來(lái)進(jìn)行測(cè)量?電壓是形成電流的原因,初二上學(xué)期就已經(jīng)學(xué)過(guò)熱量之間的傳遞,有溫度差的兩個(gè)熱源之間是可以直接進(jìn)行熱量的傳遞,歐姆認(rèn)為電流也應(yīng)該具有和熱傳遞相似的性質(zhì),既然熱是受到溫度差的驅(qū)動(dòng),那電流也應(yīng)該受到某種驅(qū)動(dòng)力而且應(yīng)該是正比的關(guān)系,現(xiàn)在我們知道這個(gè)驅(qū)動(dòng)力其實(shí)就是電壓;對(duì)于電流的測(cè)量學(xué)生知道用電流表,接下來(lái)教師就可以對(duì)歐姆定律的發(fā)現(xiàn)歷程進(jìn)行介紹.當(dāng)電流被發(fā)現(xiàn)后的很長(zhǎng)一段時(shí)間電流表才出現(xiàn),在電流表出現(xiàn)之前,能夠檢測(cè)電流的是一種叫檢流計(jì)(原理就是電流的磁效應(yīng))的儀器,現(xiàn)在又一個(gè)問(wèn)題了,只有檢流計(jì)也沒(méi)有辦法去得知電流的大小.歐姆這個(gè)人最明顯的特征就是善于思考,“既然檢流計(jì)可以測(cè)量電流是否存在,在此基礎(chǔ)上繼續(xù)研究是否可以得到電流大小.”前人已經(jīng)發(fā)明了靜電計(jì)可用來(lái)測(cè)靜電力(這是我們后面即將學(xué)到的)——庫(kù)侖定律(靜電力與距離的平方成反比),他就根據(jù)檢流計(jì)的原理以及測(cè)靜電力的扭秤相結(jié)合,制成了電流扭力秤,結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單,就是一個(gè)小磁針和一根直導(dǎo)線,當(dāng)直導(dǎo)線通上電流之后,電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)就會(huì)影響小磁針轉(zhuǎn)過(guò)一定的夾角,并且發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)角度與電流強(qiáng)度成正比,通過(guò)角度還可以得出電流的大小.那么如果現(xiàn)在學(xué)生就有這樣一個(gè)電流扭力秤,除了用它可以得出電流的大小,那還可以對(duì)其充分利用,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的改造,在我們已有知識(shí)的基礎(chǔ)上.有的學(xué)生肯定會(huì)想到電阻的大小與金屬材料的關(guān)系,改變金屬材料看所得電流的變化,這樣又解決了電流與電阻之間的關(guān)系[3].這是在解決問(wèn)題的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了電流、電壓、電阻之間的關(guān)系,愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)問(wèn)題更加重要,提出新的問(wèn)題,新的可能性,從新的角度去看待問(wèn)題,卻需要?jiǎng)?chuàng)造性的想象力,而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步.”歐姆就是在不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的過(guò)程中得出了歐姆定律,這整個(gè)教學(xué)過(guò)程看上去沒(méi)有物理知識(shí),很多教師可能會(huì)覺(jué)得浪費(fèi)時(shí)間再加上還有的是學(xué)生還沒(méi)有學(xué)過(guò)的知識(shí),其實(shí)不然,學(xué)生的接受能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)比我們想象的要多,這樣的介紹讓學(xué)生明白歐姆定律其實(shí)就是一個(gè)電流的探究過(guò)程,其實(shí)是在這個(gè)過(guò)程中不斷地創(chuàng)新思考,不斷地提出新的問(wèn)題,最后得出三者之間的關(guān)系I=UR.為了加強(qiáng)學(xué)生的理解,筆者建議這個(gè)引入過(guò)程可以將PPT、教師的描述、板書(shū)結(jié)合起來(lái)使用,效果可能會(huì)更好.
參考文獻(xiàn)
[1] 丁江鈴,謝元棟,紀(jì)熙.愛(ài)迪生與特斯拉之爭(zhēng)引入中學(xué)物理教學(xué)的意義[J].物理通報(bào),2019(2):116
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關(guān)鍵詞：歐姆定律；教學(xué)設(shè)計(jì)；傳感器；DIS 線性元件；非線性元件；伏安特性；屏幕廣播
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）6-0073-6
1 教學(xué)內(nèi)容分析
（1）教材分析：“人教版”高中物理（選修3-1）第二章《恒定電流》中的第3節(jié)《歐姆定律》，教材首先回顧了初中學(xué)過(guò)的電阻的定義式及歐姆定律，然后重點(diǎn)闡述了導(dǎo)體的伏安特性，并分別描繪了小燈泡、半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線，對(duì)比了它們的導(dǎo)電性能。
（2）《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求：①觀察并嘗試識(shí)別常見(jiàn)的電路元器件，初步了解它們?cè)陔娐分械淖饔?；②分別描繪電爐絲、小燈泡、半導(dǎo)體二極管的I-U特性曲線，對(duì)比它們導(dǎo)電性能的特點(diǎn)。
2 教學(xué)對(duì)象分析
（1）學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的電阻的測(cè)量、電壓的調(diào)節(jié)等電路的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，為本節(jié)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)；
（2）初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的歐姆定律基礎(chǔ)知識(shí)，為歐姆定律的深化理解起了鋪墊作用；
（3）學(xué)生具備了一定的探究能力、邏輯思維能力和歸納演繹能力。
3 教學(xué)目標(biāo)
3.1 知識(shí)與技能
（1）了解線性元件及其特點(diǎn)；
（2）理解歐姆定律及其適用條件；
（3）了解非線性元件及其特點(diǎn)。
3.2 過(guò)程與方法
（1）通過(guò)親歷“導(dǎo)體伏安特性曲線”描繪的全過(guò)程，進(jìn)一步熟知科學(xué)探究的各環(huán)節(jié)；
（2）通過(guò)描繪導(dǎo)體伏安特性曲線，體會(huì)圖線法在物理學(xué)中的作用；
（3）初步掌握傳感器、DIS（數(shù)字化信息系統(tǒng)）的操作和使用方法。
3.3 情感態(tài)度與價(jià)值觀
（1）通過(guò)使用傳感器和DIS（數(shù)字化信息系統(tǒng)），增強(qiáng)數(shù)字化、信息化科學(xué)意識(shí)；
（2）通過(guò)與同學(xué)的討論、交流、合作，提高學(xué)生主動(dòng)與他人合作的意識(shí)；
（3）通過(guò)多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)共享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，享受分享和成功帶來(lái)的喜悅、提高學(xué)生合作共享意識(shí)。
4 教學(xué)重點(diǎn)
（1）線性元件與歐姆定律
（2）線性伏安特性曲線的理解與應(yīng)用
5 教學(xué)難點(diǎn)
（1）實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與電路連接、DIS（數(shù)字化信息系統(tǒng)）的使用；
（2）非線性伏安特性曲線的理解與應(yīng)用。
6 教學(xué)策略設(shè)計(jì)
6.1 《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求
（1）觀察并嘗試識(shí)別常見(jiàn)的電路元器件，初步了解它們?cè)陔娐分械淖饔茫?/p>
（2）分別描繪電爐絲、小燈泡、半導(dǎo)體二極管的I-U特性曲線，對(duì)比它們導(dǎo)電性能的特點(diǎn)。
這是采用傳統(tǒng)的教學(xué)手段一課時(shí)不可能實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)！而采用傳感器和DIS（數(shù)字化信息系統(tǒng)）獲取導(dǎo)體的伏安特性曲線，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，不僅大大提高了課堂教學(xué)效率，而且增強(qiáng)了學(xué)生數(shù)字化、信息化科學(xué)意識(shí)。
6.2 本節(jié)課設(shè)計(jì)了四個(gè)探究環(huán)節(jié)
（1）探究環(huán)節(jié)一：描繪金屬導(dǎo)體（合金絲繞成的5 Ω、10 Ω電阻）伏安特性曲線
該環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、電路連接、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)的圖線法處理，得出金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線是“過(guò)原點(diǎn)的直線”的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。其中，包含了科學(xué)探究的“提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)收集、分析論證、結(jié)論評(píng)估”諸多環(huán)節(jié)，使學(xué)生進(jìn)一步熟知科學(xué)探究的各環(huán)節(jié)。
（2）探究環(huán)節(jié)二：線性元件與歐姆定律
（3）探究環(huán)節(jié)三：描繪小燈泡（二極管）的伏安特性曲線
（4）探究環(huán)節(jié)四：非線性元件與非線性伏安特性曲線的理解與應(yīng)用
其中，環(huán)節(jié)一、三均采用兩組差異化的實(shí)驗(yàn)器材――合金絲繞成的5 Ω與10 Ω電阻，小燈泡與二極管。這樣設(shè)計(jì)，既提高了實(shí)驗(yàn)效率，又使實(shí)驗(yàn)具有了普遍性。而通過(guò)尋找兩組不同曲線的異同，又能自然總結(jié)出線性元件、非線性元件的概念和特點(diǎn)。
6.3 本節(jié)課采用小組合作形式
使學(xué)生通過(guò)與同學(xué)的討論、交流、合作，提高學(xué)生主動(dòng)與他人合作的意識(shí)；通過(guò)多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)共享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，享受分享和成功帶來(lái)的喜悅，提高學(xué)生合作共享意識(shí)。
7 教學(xué)設(shè)備
25組描繪導(dǎo)體伏安特性曲線器材、“友高”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)、多媒體課件展示、實(shí)物投影儀、半波全波整流、濾波線路板。
8 教學(xué)過(guò)程
引入新課
【教師】
實(shí)物投影：整流、濾波線路板，介紹元件、功能。
引入課題：該線路板為何能實(shí)現(xiàn)如此神奇的功能呢？那就要求設(shè)計(jì)者對(duì)各元件的性能非常了解，而導(dǎo)體的伏安特性就是其中一項(xiàng)重要的性能。
【學(xué)生】
觀察、思索、好奇、興奮。
【設(shè)計(jì)說(shuō)明】
激發(fā)學(xué)生研究導(dǎo)體伏安特性的興趣。
新課教學(xué)
探究環(huán)節(jié)一：描繪金屬導(dǎo)體伏安特性曲線
（一）提出問(wèn)題
【教師】
（1）今天我們就首先探究金屬導(dǎo)體（合金絲繞成的5 Ω、10 Ω電阻）的伏安特性。
（2）劃分四個(gè)研究小組，每組六臺(tái)電腦。
【學(xué)生】
熟悉小組成員，選出小組長(zhǎng)。
【設(shè)計(jì)說(shuō)明】
小組合作。
（二）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（1）方案設(shè)計(jì)
【教師】
導(dǎo)體的伏安特性曲線――用橫軸表示電壓U，縱軸表示電流I，畫(huà)出的I-U圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。
注意解決三個(gè)問(wèn)題：
①如何測(cè)量導(dǎo)體的電流、電壓？
②如何改變導(dǎo)體的電流、電壓？
③怎樣描繪導(dǎo)體的伏安特性曲線？
【學(xué)生】
分組討論：
①達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃璧膶?shí)驗(yàn)器材；
②畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖、概述實(shí)驗(yàn)方案。
【設(shè)計(jì)說(shuō)明】
①提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力；
②利用學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的電阻的測(cè)量、電壓的調(diào)節(jié)等電路的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。
（2）方案論證
【學(xué)生】
小組長(zhǎng)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)器材。
【教師】
展示實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖（圖1）。
【學(xué)生】
小組長(zhǎng)投影實(shí)驗(yàn)電路、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方案。
【教師】
展示實(shí)驗(yàn)電路（圖2）。
（3）方案改進(jìn)
【教師】
在數(shù)字化時(shí)代，我們利用電壓傳感器、電流傳感器替代電壓表、電流表，利用“友高”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)替代手工記錄和坐標(biāo)紙來(lái)完成此實(shí)驗(yàn)探究（圖3）。
【學(xué)生】
閱讀《描繪導(dǎo)體伏安特性曲線》操作指南。
【設(shè)計(jì)說(shuō)明】
采用傳感器和DIS，提高效率，完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材不可能完成的任務(wù)。
（三）數(shù)據(jù)收集
（1）分組實(shí)驗(yàn)
【學(xué)生】
分組實(shí)驗(yàn)：1、2組10 Ω電阻；3、4組5 Ω電阻，同組成員相互協(xié)作。
【教師】
①指導(dǎo)學(xué)生打開(kāi)軟件、實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、傳感器調(diào)零，按操作指南要求收集數(shù)據(jù)、保存實(shí)驗(yàn)，暫不關(guān)閉等待分享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（圖4）。
②巡回指導(dǎo)。
④利用多媒體網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)了解各組實(shí)驗(yàn)進(jìn)度情況。
（2）成果分享
【教師】
通過(guò)廣播系統(tǒng)向全體同學(xué)展示4個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【學(xué)生】
觀察、對(duì)比。
【設(shè)計(jì)說(shuō)明】
采用兩組差異化的實(shí)驗(yàn)器材，既提高了實(shí)驗(yàn)效率，又使實(shí)驗(yàn)具有了普遍性。而通過(guò)尋找兩組不同圖線的異同，又能自然總結(jié)出線性元件的概念。
（四）結(jié)論評(píng)估
【教師】
請(qǐng)分析兩圖線的異同。
【學(xué)生】
（1）兩圖線均為過(guò)原點(diǎn)的直線――線性元件。
（2）兩圖線的斜率不同――電阻值不相等。
探究環(huán)節(jié)二：線性元件與歐姆定律
（一）線性元件
【教師】
（1）金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線是通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，具有這種伏安特性的元件稱為線性元件。
那么，線性元件有什么特點(diǎn)呢？
【學(xué)生】
觀察、思考后回答。
（2）通過(guò)同一線性元件的電流強(qiáng)度與加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
【教師】
展示兩個(gè)電阻的伏安特性曲線（圖5）。
【學(xué)生】
觀察、思考后回答。
（3）電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度與導(dǎo)體本身的電阻成反比。
【教師】
線性元件這兩大特點(diǎn)你聯(lián)想到哪條規(guī)律？
【學(xué)生】
齊答：歐姆定律。
【設(shè)計(jì)說(shuō)明】
線性元件與歐姆定律兩知識(shí)點(diǎn)自然銜接。
（二）歐姆定律
【教師】
內(nèi)容：通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度跟加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體本身的電阻成反比。
適用范圍線性元件金屬導(dǎo)體電解液純電阻電路
【學(xué)生】
回顧、歸納。
【教師】
情感教育：介紹歐姆及其實(shí)驗(yàn)裝置（圖6），闡述原創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)拓性及對(duì)科學(xué)發(fā)展的重大影響！
【學(xué)生】
好奇、興奮。
探究環(huán)節(jié)三：描繪二極管小燈泡伏安特性曲線
（一）提出問(wèn)題
【教師】
下面我們分四小組、兩大組分別描繪二極管和小燈泡的伏安特性曲線。
【學(xué)生】
更換器材、連接電路（圖7）。
（二）數(shù)據(jù)收集
（1）分組實(shí)驗(yàn)
【學(xué)生】
分組實(shí)驗(yàn)：1、2組二極管；3、4組小燈泡，同組成員相互協(xié)作。
【教師】
①指導(dǎo)學(xué)生打開(kāi)軟件、實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、傳感器調(diào)零，按操作指南要求收集數(shù)據(jù)、保存實(shí)驗(yàn)，暫不關(guān)閉等待分享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
②巡回指導(dǎo)。
③利用多媒體網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)了解各組實(shí)驗(yàn)進(jìn)度情況。
（2）成果分享
【教師】
通過(guò)廣播系統(tǒng)向全體同學(xué)展示4個(gè)小組實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【學(xué)生】
觀察、對(duì)比。
【設(shè)計(jì)說(shuō)明】
采用兩組差異化的實(shí)驗(yàn)器材，提高了實(shí)驗(yàn)效率，而通過(guò)尋找兩組不同圖線的異同，又能自然總結(jié)出非線性元件的概念。
（三）結(jié)論評(píng)估
【教師】
請(qǐng)分析兩圖線的異同（圖8）。
【學(xué)生】
（1）兩圖線均為曲線――二極管為非線性元件。
（2）兩圖線的彎曲方向不同――二極管的電阻隨電壓升高而減小；鎢絲的電阻隨電壓升高而增大。
（四）知識(shí)點(diǎn)辨析
【教師】
鎢絲（小燈泡燈絲）屬于金屬導(dǎo)體，但其伏安特性曲線為何呈現(xiàn)曲線？（圖9）
【學(xué)生】
因?yàn)闊艚z溫度變化范圍過(guò)大。
【教師】
動(dòng)畫(huà)：手工繪制鎢絲伏安特性曲線。
可以看出：曲線起始端溫度變化很小，呈現(xiàn)線性。
探究環(huán)節(jié)四：非線性元件
（一）非線性元件的概念
【教師】
（1）氣態(tài)導(dǎo)體和二極管的伏安特性曲線不是直線，這種元件稱為非線性元件。
（2）對(duì)非線性元件，歐姆定律不適用。
（3）非線性元件的電阻除了由材料本身決定外，還與加在其兩端的電壓有關(guān)。
【學(xué)生】
觀察、思考。
【設(shè)計(jì)說(shuō)明】
實(shí)驗(yàn)與知識(shí)點(diǎn)自然銜接。
（二）非線性伏安曲線的理解與應(yīng)用
（1）跟蹤練習(xí)――非線性伏安曲線的理解
【教師】
①小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖10所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）
（2）拓展練習(xí)――非線性伏安曲線的應(yīng)用
【教師】
②一小燈泡的伏安特性曲線如圖11所示，將該燈泡與一個(gè)R=6 Ω的定值電阻串聯(lián)，接入輸出電壓U=3 V的恒壓電源，如圖12所示，試求通過(guò)小燈泡的電流強(qiáng)度。
【學(xué)生】
解析：在小燈泡的伏安特性曲線中做出U=3-6I 的圖線（圖13）。
從兩圖線的交點(diǎn)求出通過(guò)小燈泡的電流強(qiáng)度為I = 0.22 A。
【設(shè)計(jì)說(shuō)明】
拓展學(xué)生解題思路，增強(qiáng)學(xué)生圖線法解決問(wèn)題的意識(shí)！
課堂小結(jié)
【教師】
引導(dǎo)學(xué)生回顧、歸納總結(jié)。
知識(shí)小結(jié)：線性元件、歐姆定律、非線性元件。
方法小結(jié)：實(shí)驗(yàn)探究、圖線法、數(shù)字化。
【設(shè)計(jì)說(shuō)明】
比知識(shí)更重要的是方法！
作業(yè)布置
【教師】
（1）課本P48頁(yè)2、3、4題。
（2）請(qǐng)你設(shè)計(jì)一套描繪二極管完整伏安特性曲線（含正、反向電壓）的方案。
（3）網(wǎng)上查閱歐姆定律的發(fā)現(xiàn)歷程。
【設(shè)計(jì)說(shuō)明】
三道作業(yè)分別對(duì)應(yīng)“知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀”三維目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)：
[1]張金權(quán).DIS數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與物理探究教學(xué)整合的策略[J].物理教學(xué)探討，2013，（11）：56.
關(guān)鍵詞：歐姆定律；探究案例；教學(xué)設(shè)計(jì)；解讀反思
一、教育背景與設(shè)計(jì)理念
2011年教育部頒布了經(jīng)修訂的《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”），這是我國(guó)義務(wù)教育新課程實(shí)驗(yàn)取得階段性成果的標(biāo)志，更是廣大新課程實(shí)踐者10年經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，定稿后的新課標(biāo)必將作為指導(dǎo)性文件引領(lǐng)新課改持久深入健康地發(fā)展。
為實(shí)踐新課標(biāo)所倡導(dǎo)的“提倡教學(xué)方式多樣化，注重科學(xué)探究”的嶄新教學(xué)理念，我們?cè)诳偨Y(jié)反思“自主·探究·合作”課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，更加突出“以人為本”的教學(xué)思想，以新編蘇科版物理教科書(shū)為載體，進(jìn)一步改進(jìn)《歐姆定律》一節(jié)的探究案例設(shè)計(jì)。在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中力圖體現(xiàn)以下理念：一是學(xué)生發(fā)展為本；二是比結(jié)論更重要的是過(guò)程；三是把思考還給學(xué)生。
二、內(nèi)容分析與學(xué)情簡(jiǎn)析
《歐姆定律》一節(jié)編排在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻等概念，電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器使用方法之后，這既符合由易到難、由簡(jiǎn)到繁的認(rèn)知規(guī)律，又保持了知識(shí)的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。歐姆定律作為一個(gè)重要的物理規(guī)律，反映了電流、電壓、電阻三者間的相互關(guān)系，是電學(xué)中最基本的定律，是分析解決電路問(wèn)題的金鑰匙。歐姆定律是電學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)，也是新課標(biāo)規(guī)定的重點(diǎn)內(nèi)容之一。
學(xué)生通過(guò)電阻和串、并聯(lián)電路的學(xué)習(xí)已初步掌握了實(shí)驗(yàn)探究的基本程序：觀察現(xiàn)象—提出問(wèn)題—猜想假設(shè)—方案設(shè)計(jì)—實(shí)驗(yàn)探究—?dú)w納總結(jié)—解釋現(xiàn)象，初步具備了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力、動(dòng)手操作能力和思考與質(zhì)疑、交流與討論的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對(duì)“自主·探究·合作”教學(xué)模式已初步適應(yīng)并產(chǎn)生了興趣。了解學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀和發(fā)展?jié)撃?，便于確定學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，從合適的教學(xué)起點(diǎn)出發(fā)，有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)。
三、探究案例與設(shè)計(jì)解讀
（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能。①掌握歐姆定律及其表達(dá)式，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算；②學(xué)習(xí)運(yùn)用“控制變量法”研究問(wèn)題，培養(yǎng)知識(shí)遷移的能力；③進(jìn)一步學(xué)會(huì)使用電壓表、電流表和滑動(dòng)變阻器。
2.過(guò)程與方法。①進(jìn)一步實(shí)踐實(shí)驗(yàn)探究的一般程序和方法；②注重實(shí)驗(yàn)探究方案設(shè)計(jì)的思考與改善。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀。①培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和探索精神；②聯(lián)系歐姆定律的發(fā)現(xiàn)史，滲透鍥而不舍科學(xué)精神的教育；③體驗(yàn)分工合作、團(tuán)結(jié)互助精神。
解讀：依據(jù)新課標(biāo)倡導(dǎo)的三維教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)，把傳統(tǒng)的“教學(xué)目標(biāo)”改為“學(xué)習(xí)目標(biāo)”更能突現(xiàn)學(xué)生的主體地位。這里的學(xué)習(xí)目標(biāo)是指：“學(xué)生從學(xué)習(xí)的起點(diǎn)出發(fā)，在教師的引導(dǎo)、支持和促進(jìn)下，通過(guò)自己積極、主動(dòng)和創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)能夠達(dá)成和檢測(cè)的目標(biāo)。”學(xué)習(xí)目標(biāo)的編寫(xiě)和描述要具有針對(duì)性和可操作性。
（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)。探究實(shí)驗(yàn)的操作，用數(shù)學(xué)方法正確得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；理解歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式、變換式的意義。
2.學(xué)習(xí)難點(diǎn)。運(yùn)用數(shù)學(xué)方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立和理解歐姆定律；運(yùn)用歐姆定律解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。
解讀：以知識(shí)為本的傳統(tǒng)教學(xué)觀注重教師教的重點(diǎn)與難點(diǎn)，而以學(xué)生發(fā)展為本的新課標(biāo)教學(xué)觀，則注重學(xué)生學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，注重探究電流和電壓、電阻關(guān)系的過(guò)程和方法，體現(xiàn)了“比結(jié)論更重要的是過(guò)程”這一新課標(biāo)理念。
（三）教學(xué)媒體
1.教師用具。投影設(shè)備、多媒體課件等。
2.學(xué)生用具。多媒體教學(xué)軟件，干電池4節(jié)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)各1個(gè)，阻值不同的定值電阻3只、導(dǎo)線若干。
解讀：投影設(shè)備主要用于展示各組設(shè)計(jì)的探究性實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，以利于小組間交流、溝通與提升。多媒體課件包括：演示實(shí)驗(yàn)電路圖的動(dòng)畫(huà)幻燈片；數(shù)據(jù)處理的表格和圖像；調(diào)光電燈工作原理。
（四）教學(xué)過(guò)程
1.復(fù)習(xí)設(shè)疑，激發(fā)探究欲望。（1）提出問(wèn)題：①既然電壓是形成電流的原因，那么導(dǎo)線中的電流與兩端的電壓有何關(guān)系呢？②既然電阻對(duì)電流起阻礙作用，那么導(dǎo)體中的電流與它本身的電阻有何關(guān)系呢？（學(xué)生舉手或隨機(jī)點(diǎn)名回答。）（2）猜想設(shè)疑：同學(xué)們對(duì)電流與電壓、電阻的關(guān)系作了各種猜想，那么這三者究竟有怎樣的數(shù)量關(guān)系呢？點(diǎn)出本課主題“歐姆定律”。
解讀：①在學(xué)生猜想的過(guò)程中，教師耐心傾聽(tīng)而不要急著下結(jié)論，可讓學(xué)生互評(píng)，以面向全體學(xué)生，體現(xiàn)多元評(píng)價(jià)，發(fā)揮評(píng)價(jià)的發(fā)展。②復(fù)習(xí)舊知是為了導(dǎo)入新知，引起認(rèn)知沖突，激發(fā)探究欲望，為后續(xù)的科學(xué)探究活動(dòng)提供“腳手架”，體現(xiàn)了“教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者”。
2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。（1）知識(shí)準(zhǔn)備：教師向?qū)W生介紹“控制變量法”，說(shuō)明研究電流與電壓、電阻間的關(guān)系時(shí)，必須保持其中一個(gè)變量（例如電阻）不變，再通過(guò)改變電壓，觀察電流是如何變化的。設(shè)問(wèn)：在研究電流與電阻關(guān)系時(shí)，必須保持 不變，通過(guò)改變 ，來(lái)觀察 的變化。（2）方案設(shè)計(jì)和交流：在學(xué)生了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過(guò)程（明確研究目的，確定研究方法，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案）后，通過(guò)同桌討論，利用提供的儀器，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。選派幾組學(xué)生上臺(tái)交流設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，教師簡(jiǎn)單評(píng)析后，投影實(shí)驗(yàn)電路圖，介紹有關(guān)儀器，特別強(qiáng)調(diào)滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的作用。（3）實(shí)驗(yàn)探究：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐和體驗(yàn)“控制變量法”，加深對(duì)歐姆定律的感性認(rèn)識(shí)。（4）各組處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析、歸納得出初步結(jié)論。新教材增加了利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪函數(shù)圖像的方法，理解成正比、成反比的意思，體會(huì)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型在物理研究中的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。
解讀：①把教材中的教師演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，一是因?yàn)閷W(xué)生已初步具備做此實(shí)驗(yàn)的基本技能，二是使全體學(xué)生都能動(dòng)手操作，參與體驗(yàn)“控制變量法”，突出學(xué)生的主體地位。②本節(jié)探究課把重點(diǎn)放在利用“控制變量法”設(shè)計(jì)與完善實(shí)驗(yàn)方案上，以初步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。③選派小組上臺(tái)交流實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，旨在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，促進(jìn)創(chuàng)新思維。④教師在這階段應(yīng)不斷巡視、引導(dǎo)，傾聽(tīng)學(xué)生討論，及時(shí)給予評(píng)價(jià)和指導(dǎo)，以體現(xiàn)“教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的參與者”。
3.總結(jié)交流，合作共享。（1）各組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，歸納得到兩個(gè)結(jié)論：在電阻不變的情況下，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)體中的電流跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。（2）引導(dǎo)得到歐姆定律及其表達(dá)式。（3）強(qiáng)調(diào)：歐姆定律中兩處用到“這段導(dǎo)體”，這是強(qiáng)調(diào)同一導(dǎo)體，即電流、電壓、電阻對(duì)應(yīng)同一導(dǎo)體，而且具有同時(shí)性。
解讀：這一環(huán)節(jié)以師生互動(dòng)、生生互動(dòng)為主。通過(guò)總結(jié)交流使學(xué)生的認(rèn)識(shí)從感性認(rèn)識(shí)向理性認(rèn)識(shí)飛躍，學(xué)生的情感在全班共享中得到升華。同時(shí)對(duì)教師的教和學(xué)生的學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋。這一階段將在教師的引導(dǎo)下完成，以體現(xiàn)“教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者”。
4.鞏固反饋，知識(shí)遷移?！澳M調(diào)光臺(tái)燈”的工作原理，作為實(shí)驗(yàn)探究的有效補(bǔ)充。學(xué)生通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)選擇儀器、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單電路、掌握工作原理，加深對(duì)常用儀器的認(rèn)識(shí)。
解讀：調(diào)光臺(tái)燈的模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生明白物理知識(shí)就在身邊，物理和生產(chǎn)生活有密切的聯(lián)系。讓學(xué)生參與學(xué)習(xí)的全過(guò)程，體現(xiàn)“一切為了學(xué)生發(fā)展”的理念。
四、感悟與反思
（一）課堂教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)生成方案
傳統(tǒng)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)是以教師的教和書(shū)本知識(shí)為本位，從教師的主觀判斷或經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，側(cè)重于教學(xué)過(guò)程的程式化、細(xì)節(jié)化的準(zhǔn)備，這種“靜態(tài)教案”不能適應(yīng)動(dòng)態(tài)生成的實(shí)際教學(xué)過(guò)程，不利于促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。新課標(biāo)理念下的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)以學(xué)生發(fā)展為本，從學(xué)生的“現(xiàn)有發(fā)展區(qū)”出發(fā)，通過(guò)對(duì)教材內(nèi)容的“二次開(kāi)發(fā)”，精心設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)生成方案，促進(jìn)學(xué)生過(guò)渡到“最近發(fā)展區(qū)”。
（二）探究性學(xué)習(xí)的真諦是做到“形散而神不散”
雖然全班分成很多小組分散進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，但各組都圍繞“探究電流和電壓、電阻的關(guān)系”有條不紊地進(jìn)行，看似無(wú)序?qū)嵤怯行?。在這中間，教師的組織、引導(dǎo)和參與十分關(guān)鍵。教師一定要遵循“組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)”的原則進(jìn)行分組，并對(duì)組內(nèi)成員的分工提出責(zé)任分工。教師一定要給小組內(nèi)每位學(xué)生分配一個(gè)角色，諸如主持人、操作者、記錄員、噪音控制者、匯報(bào)人等，使每個(gè)小組成員在各司其職中自主、合作、探究學(xué)習(xí)，使每位學(xué)生都能在原有基礎(chǔ)上有所發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大
學(xué)出版社，2011.
一、電磁學(xué)的發(fā)展歷程
人類很早就認(rèn)識(shí)了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象，我國(guó)在戰(zhàn)國(guó)末期就發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦吸引鐵的現(xiàn)象，在東漢初期就有帶電的琥珀吸引輕小物體的記載。但是，人類對(duì)電磁現(xiàn)象的系統(tǒng)研究，卻是在歐洲文藝復(fù)興之后開(kāi)展起來(lái)的，到19世紀(jì)才建立了完整的電磁學(xué)理論。在電磁學(xué)發(fā)展過(guò)程中，涌現(xiàn)了無(wú)數(shù)科學(xué)家通過(guò)科學(xué)假說(shuō)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、理論分析等研究過(guò)程，一步步對(duì)自然規(guī)律進(jìn)行揭示。其中比較典型的有：1785年庫(kù)侖定律的發(fā)現(xiàn)，使電學(xué)進(jìn)入了定量研究階段，真正成為一門(mén)科學(xué)；1820年奧斯特電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，揭示了電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)；1821年安培的分子電流假說(shuō)，揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)；1831年法拉第電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步揭示了電和磁的密切聯(lián)系；19世紀(jì)60年代，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象成果的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁場(chǎng)理論，并成功預(yù)言了電磁波的存在，1888年赫茲的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，從而電磁學(xué)發(fā)展到了頂峰。
二、電磁學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)規(guī)律
1.知識(shí)結(jié)構(gòu)
2.知識(shí)規(guī)律
“電場(chǎng)”一章是學(xué)好電磁學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，基本概念多，且抽象，如電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線、電勢(shì)和電勢(shì)能等。教材從電荷在電場(chǎng)中受力和電場(chǎng)力做功兩個(gè)角度研究電場(chǎng)的基本性質(zhì)，許多知識(shí)要在力學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)。
“恒定電流”一章是在初中基礎(chǔ)上的充實(shí)、擴(kuò)展和提高，重要的物理規(guī)律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律，電路的等效處理方法和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是本章的重點(diǎn)。
“磁場(chǎng)”一章闡明了磁與電的統(tǒng)一性，用研究電場(chǎng)的方法進(jìn)行類比，可較好地解決磁場(chǎng)和磁感強(qiáng)度的概念。由安培力導(dǎo)出洛侖茲力，由洛侖茲力導(dǎo)出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等，因此，分析推理是本章的特點(diǎn)。
“電磁感應(yīng)”一章的重要物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和愣次定理，這部分知識(shí)中，能量守恒定律是將各知識(shí)點(diǎn)串起來(lái)的主線。由于楞次定律較抽象，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析、歸納，需加強(qiáng)學(xué)生的抽象思維能力。
“交變電流”和“電磁波”是在電場(chǎng)和磁場(chǎng)基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實(shí)踐。麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論總結(jié)了電磁場(chǎng)的規(guī)律，同時(shí)也把波動(dòng)理論從機(jī)械波推到電磁波，從而對(duì)物質(zhì)的波動(dòng)性的認(rèn)識(shí)提高了一步。
三、電磁學(xué)的研究方式：“場(chǎng)”和“路”
電荷周圍存在電場(chǎng)，每個(gè)帶電粒子都被電場(chǎng)包圍著，運(yùn)動(dòng)電荷的周圍除了電場(chǎng)還存在磁場(chǎng)，磁體的周圍也存在磁場(chǎng)?，F(xiàn)在的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和廣泛的生產(chǎn)實(shí)踐完全肯定了場(chǎng)的觀點(diǎn)，并證明了電磁場(chǎng)可以脫離電荷和電流而獨(dú)立存在，電磁場(chǎng)是物質(zhì)的一種形式，是物質(zhì)相互作用的特殊方式，也是電磁運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)。教材中以場(chǎng)為主線，主要有電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)。電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)是描述電場(chǎng)性質(zhì)的兩個(gè)重要物理量。磁感強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)性質(zhì)的重要物理量。電磁感應(yīng)規(guī)律是反映電場(chǎng)和磁場(chǎng)間密切聯(lián)系的一種物理現(xiàn)象。麥克斯韋從理論上指出了變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)。庫(kù)侖定律、安培定律和法拉第電磁感應(yīng)定律為建立麥克斯韋理論，提供了基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)規(guī)律。
電路知識(shí)具有廣泛的實(shí)用價(jià)值，以路為主線，主要有直流電路、交流電路（包括振蕩電路）。歐姆定律是從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的一條重要規(guī)律，是解決電路問(wèn)題的重要依據(jù)。要會(huì)分析電路的連接方式（串聯(lián)或并聯(lián)）及等效處理方法，電功和電功率的計(jì)算，不僅能解決直流電路問(wèn)題，還可以解決交流電路的問(wèn)題。
四、電磁學(xué)問(wèn)題的解決途徑：“力”和“能”
關(guān)鍵詞：物理課堂 提出問(wèn)題 學(xué)生 培養(yǎng)
物理課堂提問(wèn)是優(yōu)化課堂教學(xué)的必要手段之一，也是教師教學(xué)藝術(shù)的重要組成部分。恰如其分的提問(wèn)不但可以活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，了解學(xué)生掌握知識(shí)情況，而且可以開(kāi)啟學(xué)生心靈，誘發(fā)學(xué)生思考，開(kāi)發(fā)學(xué)生智能，調(diào)節(jié)學(xué)生思維節(jié)奏，與學(xué)生作情感的雙向交流。通過(guò)提問(wèn)，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行回憶、對(duì)比、分析、綜合和概括，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。以下幾種方法廣泛運(yùn)用于教學(xué)活動(dòng)之中，在物理教學(xué)實(shí)踐中證明有比較明顯的教學(xué)效果。
一、承上啟下型提問(wèn)
它能檢查、鞏固已學(xué)的知識(shí)。學(xué)過(guò)的東西該記的是否記住了，理解是否正確、完整，通過(guò)提問(wèn)進(jìn)行反饋，從而找出教學(xué)中存在的問(wèn)題。為了便于學(xué)生接受新知識(shí)，通過(guò)提問(wèn)喚起舊知識(shí)也是很重要的，教學(xué)的成敗和師生的思維活動(dòng)是否協(xié)調(diào)一致關(guān)系極大。每堂課的重點(diǎn)、難點(diǎn)，一般說(shuō)教師是心中有數(shù)的，但在學(xué)生來(lái)說(shuō)卻不一定。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣很重要，在引入新課時(shí)通過(guò)設(shè)疑提問(wèn)激發(fā)興趣很有必要?？鬃诱f(shuō)過(guò)：“學(xué)起于思，思源于疑。”有疑才能有思，無(wú)思則不能釋疑。設(shè)疑、釋疑是人生追求。由于中學(xué)生缺乏思維的靈活性和敏捷性，教師若能在其似懂非懂、似通非通處及時(shí)提出問(wèn)題，然后與學(xué)生共同釋疑，勢(shì)必收到事半功倍的效果。如“阿基米德原理”一節(jié)的教學(xué)，一開(kāi)始教師就提出：“木塊放在水里為什么總是浮在上面，鐵塊放在水里為什么總是下沉？”學(xué)生回答：“因?yàn)殍F重而木塊輕?！苯處熃又鴨?wèn)：“把重10牛的鐵塊和重10牛的木塊都放進(jìn)水里，為什么木塊浮上來(lái)，鐵塊卻沉下去呢？”這一問(wèn)，學(xué)生對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)“因鐵重而下沉”產(chǎn)生了懷疑，激起了學(xué)生思維的積極性。
二、探究性提問(wèn)
這種提問(wèn)能啟發(fā)學(xué)生思維的靈活性，也有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性。例如，對(duì)于物理概念，不直接讓學(xué)生回答，而是讓學(xué)生應(yīng)用概念分析解決一些實(shí)際問(wèn)題，并圍繞重要的物理過(guò)程、理論與實(shí)際的關(guān)系，深究細(xì)追。向?qū)W生發(fā)問(wèn)、追究的問(wèn)題要經(jīng)過(guò)周密、科學(xué)的設(shè)計(jì)。通過(guò)這樣的提問(wèn)，就會(huì)把學(xué)生的認(rèn)識(shí)逐步引向深化，并有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性。
三、鞏固發(fā)散型提問(wèn)
講授完新課，學(xué)生消化了該課內(nèi)容后，對(duì)本課內(nèi)容提出一個(gè)或幾個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行概括總結(jié)，以達(dá)到鞏固知識(shí)的目的。鞏固不是單純的復(fù)述，應(yīng)通過(guò)發(fā)散型提問(wèn)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。發(fā)散思維是一種創(chuàng)造性思維，教師若能在授課時(shí)提出激發(fā)學(xué)生發(fā)散思維的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生從正面和反面多途徑去思考，縱橫聯(lián)想所學(xué)知識(shí)，將提高學(xué)生思維能力和探索能力大有好處。這種提問(wèn)難度較大，必須考慮學(xué)生知識(shí)的熟練程度。例如，在講完一個(gè)例題后，啟發(fā)學(xué)生一題多解地提問(wèn)，或題目引伸性提問(wèn)，或逆著題意進(jìn)行分析。這樣的提問(wèn)很自然地把學(xué)生帶入積極思考、討論、探究等生機(jī)盎然的學(xué)習(xí)境界之中，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和探索能力無(wú)疑是有益的。
四、比較對(duì)照型提問(wèn)
在學(xué)生所學(xué)的知識(shí)中，概念相似的俯拾即是，學(xué)生往往難以區(qū)分，張冠李戴。在我們的教學(xué)中，教師如能夠有意識(shí)地抓住同類概念的本質(zhì)屬性、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對(duì)照鑒別異同，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維能力有極大的幫助。例如為了區(qū)別慣性定律，我們可以設(shè)計(jì)提問(wèn)：
1.慣性是什么？什么是慣性定律？
2.慣性和慣性定律相同嗎？有什么區(qū)別？
五、分類歸納型提問(wèn)
此類問(wèn)題要求學(xué)生對(duì)具體化的知識(shí)進(jìn)行本質(zhì)性的概括，以拓展歸納能力。例如在進(jìn)行物理“歐姆定律”這一節(jié)的總結(jié)時(shí)，可以設(shè)計(jì)提問(wèn)：
1.歐姆定律的內(nèi)容是什么？
2.怎樣用分式表示歐姆定律？
3.歐姆定律反映了怎樣的物理意義？
六、論證評(píng)價(jià)式提問(wèn)
一、辨析概念,夯實(shí)基礎(chǔ)
任何知識(shí)的學(xué)習(xí)掌握都離不開(kāi)基礎(chǔ)知識(shí)。電學(xué)部分的基礎(chǔ)知識(shí)多、散、要辨析清楚、固記腦中。
(一)、關(guān)于電路
1、串聯(lián)、并聯(lián)
初中物理中要求學(xué)生掌握最基本的兩種連接方式:串聯(lián)、并聯(lián)。能否正確分析辨別他們對(duì)后面內(nèi)容的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。識(shí)別電路的類型,可以根據(jù)定義:“逐個(gè)順次連接”為串聯(lián),各元件“首首相接、尾尾相接”并列地連在電路的兩點(diǎn)間,(“首”為電流流入用電器的哪一端,“尾”指電流流出用電器的那一端)此電路為并聯(lián)電路。
2、通路、開(kāi)路、短路
電路中出現(xiàn)的這三種狀態(tài),其中通路為處處相通的電路,開(kāi)路為電路中有處斷開(kāi)的電路,這兩種狀態(tài)易于接受,便于分清。但是學(xué)生對(duì)于短路的分辨顯得力不從心,不知道何處短路,為什么短路。其實(shí)只要注意分析的要點(diǎn)即可辨出何處短路。電流具有走捷徑的特點(diǎn),捷徑是指這條路徑中電阻很小,小到可以忽略不計(jì)、即為空導(dǎo)線,當(dāng)一根空導(dǎo)線,或開(kāi)關(guān)、或電流表(電阻小到可以認(rèn)為沒(méi)有)與某個(gè)用電器并聯(lián)時(shí),電流只走空導(dǎo)線,開(kāi)關(guān)或電流表而不走用電器,使該用電器被短路,從而不能工作。
(二)三個(gè)重要的物理量—電流、電壓、電阻
1、概念辨析
電荷的定向移動(dòng)形成電流,這是電流的形成定義,簡(jiǎn)單便于理解;電壓是形成電流的原因,沒(méi)有電壓就沒(méi)有電流;電阻是指導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用,即阻礙作用越大,電流越小。
2、表示符號(hào)
電流、電壓、電阻三物理量分別用I、U、R表示,而單位表示字母分別為A(安培)、V(伏特)、Ω(歐姆)。
3、工具的使用
電流表是測(cè)量電流的工具;電壓表是測(cè)量電路兩端電壓的工具;調(diào)節(jié)電路中的電流和用電器兩端的電壓,可以使用滑動(dòng)變阻器。
(三)電功(W)、電功率(P)
物理學(xué)中電功沒(méi)有確切的定義,只是描述性的,當(dāng)電能轉(zhuǎn)為其它形式能時(shí),就說(shuō)做了電功。即電功就表示有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能,如果知道了電功的多少,就知道了消耗多少電能。而用電器單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能叫做電功率。電功率的大小不僅取決于消耗電能的多少,也取決于所用的時(shí)間的長(zhǎng)短。
二、理解規(guī)律,把握關(guān)鍵
(一)三個(gè)物理量在串、并聯(lián)電路中的特點(diǎn)
在串聯(lián)電路中:電流處處相等;電路兩端的總電壓等于部分電路兩端電壓之和;總電阻等于各導(dǎo)體的電阻之和。在并聯(lián)電路中:干路中電流等于各支路電流之和;各支路兩端的電壓相等;并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)導(dǎo)體的電阻倒數(shù)之和。
(二)歐姆定律
一段導(dǎo)體的電流,跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。這個(gè)定律非常重要,一定要加強(qiáng)理解,熟記其使用的條件及注意事項(xiàng)。
(三)電功定律
某段電路上的電功,跟這段電路兩端的電壓、電路中的電流以及通電的時(shí)間成正比。物理學(xué)中用電路兩端的電壓U,電路中的電流I,通過(guò)的時(shí)間t,三者的乘積來(lái)計(jì)算電功。
(四)焦耳定律
導(dǎo)體中有電流通過(guò)時(shí),導(dǎo)體就要發(fā)熱,此現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)。英國(guó)物理學(xué)家焦耳經(jīng)過(guò)多年的研究,做了大量的實(shí)驗(yàn),精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和時(shí)間的關(guān)系:電流流過(guò)某段導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟通過(guò)這段導(dǎo)體的電流的平方成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電的時(shí)間成正比。
三、疏通關(guān)系,構(gòu)建框架
在掌握了上述理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,還要想法疏通各個(gè)物理量之間的關(guān)系,熟悉各物理量的單位及換算關(guān)系,能夠快速選擇相應(yīng)的計(jì)算公式,列式解答。
(一)重要的計(jì)算公式
1、三個(gè)物理量的關(guān)系公式
串聯(lián)時(shí):I=I1=I2;U=U1+U2;R=R1+R2(若有幾個(gè)等阻值為R0的電阻串聯(lián)則R=nR0)
并聯(lián)時(shí):I=I1+I2;U=U1=U2;1/R=1/R1+1/R2(若有幾個(gè)阻值為R0的電阻并聯(lián)則總電阻R=RO/n)
2、歐姆定律:I=U/R
此公式中只有電流、電壓、電阻三個(gè)物理量,但它的作用非常重要。在使用公式時(shí)要注意:①三個(gè)物理量都要針對(duì)同一段導(dǎo)體,或同一個(gè)電路而言;②三個(gè)物理量的單位都要使用國(guó)際單位,即分別為A、V、Ω;③已知其中的任意兩個(gè)量都可以求出第三個(gè)量。 3、電功公式:W=Uit;電功率公式:P=UI
電功、電功率這兩個(gè)物理量的計(jì)算由于歐姆定律及其變形公式的影響,使計(jì)算電功率公式特別多,在選擇使用時(shí)很難選擇,所以要注意選取的技巧和方法,要求的問(wèn)題所在電路為串聯(lián)時(shí):電功選用公式:W=I2 Rt,電功率選用P=I2 R;而當(dāng)要求所在的電路為并聯(lián)時(shí),則分別選用W=U2/R.t,P=U2/R,這樣的選擇都利用了所在電路的特點(diǎn)(電流相等或電壓相等)加快解題。
4、焦耳定律:Q=I2 Rt
焦耳定律的公式與電功公式的形式基本一樣,使用時(shí)同樣要注意公式的選擇問(wèn)題,當(dāng)所求問(wèn)題的電路為純電阻(除了電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,別無(wú)其他形式的能產(chǎn)生)電路時(shí),幾個(gè)公式可以任意選取;若不是純電阻電路只可使用公式Q=I2 Rt不然的話計(jì)算有誤。
(二)單位的換算
單位換算的前提條件有兩個(gè):一是記住每個(gè)物理量的單位及表示符號(hào);二是要牢記各單位之間的換算進(jìn)率。其中電流、電壓、電阻這三個(gè)物理量的單位較多,注意每個(gè)物理量的任何兩個(gè)相鄰的單位間的換算進(jìn)率都為1000。還要注意一點(diǎn),由于歐姆定律及其變形公式的影響,電功、電功率,焦耳定律的公式較多,產(chǎn)生的單位同樣很多,使用時(shí)各物理量均使用國(guó)際單位。
四、善于總結(jié),歸納要領(lǐng)
下面的這些要領(lǐng)非常重要。
(一)串、并聯(lián)電路的識(shí)別
上面已經(jīng)提到區(qū)別它們的方法,在做題中要選取適當(dāng)?shù)姆椒?迅速作出判斷。
(二)短路的辨別
把握短路現(xiàn)象的真正含義——電流不經(jīng)過(guò)用電器回到電源的負(fù)極。注意電流的特性——電流走捷徑。當(dāng)在電路中發(fā)現(xiàn)有空導(dǎo)線,開(kāi)關(guān)或電流表等元件與用電器并聯(lián)時(shí),相應(yīng)的用電器被短路不工作。
(三)串、并聯(lián)電路中的三個(gè)物理量的關(guān)系
兩種電路中的三個(gè)物理量的大小關(guān)系,前面已說(shuō)得較為詳細(xì),但這一點(diǎn)要特別重視,牢記串聯(lián)時(shí)電流相等,并聯(lián)時(shí)電壓相等,這一點(diǎn)解題時(shí)作用特別大。
(四)關(guān)于解題時(shí)公式的選擇
關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；純電阻與非純電阻；電路分析
在直流電路中，通過(guò)電阻的電流產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化是能量計(jì)算的重點(diǎn)知識(shí)，但由于不能夠正確區(qū)分純電阻與非純電阻，導(dǎo)致求解中出現(xiàn)問(wèn)題，特別含有電動(dòng)機(jī)的相關(guān)計(jì)算。下面以電動(dòng)機(jī)為例，來(lái)解決純電阻與非純電阻應(yīng)用中的區(qū)別與聯(lián)系。
一、過(guò)程再現(xiàn)及分析
含有電動(dòng)機(jī)電路，有電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí)，線圈消耗電能，產(chǎn)生其他形式能量（內(nèi)能、機(jī)械能等），該能量轉(zhuǎn)化過(guò)程為電流做功的過(guò)程，即消耗電功W=UIt，電流通過(guò)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rt，那么，兩者之間有何關(guān)系呢？
解決方案：假如Q=W，則UIt=I2Rt，推導(dǎo)出I=，即歐姆定律，而歐姆定律是需在純電阻情況下才成立的。
分析：根據(jù)歐姆定律的適用條件，電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即電功等于電熱，此時(shí)由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。
問(wèn)題設(shè)計(jì)1：電機(jī)在受阻不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，電壓、電流和電阻的存在的何種關(guān)系，消耗的電能和產(chǎn)生的電熱有何關(guān)系？
問(wèn)題設(shè)計(jì)2：電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下，電壓、電流和電阻的關(guān)系有何特點(diǎn)，消耗的電能和產(chǎn)生的電熱有何關(guān)系？
問(wèn)題設(shè)計(jì)意圖：明確辨別純電阻電路與非純電阻電路。
問(wèn)題設(shè)計(jì)3：進(jìn)一步探究電機(jī)在受阻不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，電壓、電流和熱功率、總功率的有何關(guān)系？
探究結(jié)果：在純電阻電路中，熱功率在總功率中所占比重大，純電阻電路產(chǎn)生的電熱近似等于消耗的電功，即W=Q。
問(wèn)題設(shè)計(jì)4：探究電動(dòng)機(jī)在正常轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，電壓、電流和熱功率、總功率之間有何關(guān)系？
探究結(jié)果：在非純電阻電路中，熱功率在總功率中所占比重小。根據(jù)能量守恒，W=E+Q，即電動(dòng)機(jī)消耗的電能等于產(chǎn)生的機(jī)械能及產(chǎn)生的熱量的總和。
二、例題分析
工地經(jīng)常用電動(dòng)機(jī)提升重物，其裝置如圖所示，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為5V，電路中的電流為1A，物體A重20N，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r=1Ω。求：
（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，線圈電阻消耗的熱功率為多少？
（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入功率和輸出功率各是多少？
（3）如果接上電源后，線圈被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流，以及電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？
解析：電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，其電路為非純電阻電路，其中消耗的電功率一部分轉(zhuǎn)化為線圈的熱功率，另一部分轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率。
（1）電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為
P熱=I2r=12×1W。
（2）電動(dòng)機(jī)的輸入功率為消耗的電功率
P入=UI=5×1W=5W
電動(dòng)機(jī)的輸出功率
P出=P入-P熱=5W-1W=4W。
（3）線圈被卡住后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)可視為純電阻，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流
I==5A
電動(dòng)機(jī)消耗的電功率
P=UI=5×5W=25W
電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率
P內(nèi)=I2R=52×1W=25W
小結(jié)：由例題中不難看出U、R、P三個(gè)物理量的數(shù)值并不滿足歐姆定律，而根據(jù)對(duì)電路能量轉(zhuǎn)化分析，解決有關(guān)純電阻電路和非純電阻電路的問(wèn)題，就比較清楚了。
從上面的實(shí)驗(yàn)探究與例題可見(jiàn)，含有電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中的能量的計(jì)算，關(guān)鍵是要正確區(qū)分是純電阻還是非純電阻電路，其能量關(guān)系是：電流通過(guò)非純電阻時(shí)，E總=Q熱+E其他；電流通過(guò)純電阻時(shí)，E總=Q熱。
參考文獻(xiàn)：