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1.教材的地位和作用
“歐姆定律”是在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻等概念以及使用電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器之后的內(nèi)容,這樣的安排既符合學(xué)生由易到難、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。通過(guò)學(xué)習(xí)“歐姆定律”,主要使學(xué)生掌握在同一電路中電學(xué)三個(gè)基本物理量之間的關(guān)系,初步掌握運(yùn)用歐姆定律解決簡(jiǎn)單電學(xué)問(wèn)題的思路和方法,同時(shí)也為下一步學(xué)習(xí)“電功率”以及“焦耳定律”等其他電學(xué)知識(shí)與電路分析和計(jì)算打下基礎(chǔ),起到了承上啟下的作用。
2.教學(xué)目標(biāo)
(1)知識(shí)與技能
通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流跟電壓、電阻的定量關(guān)系,分析歸納得到歐姆定律。理解歐姆定律,能運(yùn)用歐姆定律分析解決簡(jiǎn)單的電路問(wèn)題。
(2)過(guò)程與方法
運(yùn)用“控制變量法”探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系,歸納得出歐姆定律。
(3)情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)對(duì)歐姆定律的認(rèn)識(shí),體會(huì)物理規(guī)律的客觀性和普遍性,增強(qiáng)對(duì)科學(xué)和科學(xué)探究的興趣。
3.教學(xué)的重難點(diǎn)
重點(diǎn):理解歐姆定律,能運(yùn)用歐姆定律分析解決簡(jiǎn)單的電路問(wèn)題。
難點(diǎn):對(duì)歐姆定律的理解和應(yīng)用。
二、說(shuō)教法
這節(jié)課可綜合應(yīng)用目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、講授和討論等多種形式的教學(xué)方法,提高課堂效率,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,激發(fā)學(xué)生的求知欲望。充分體現(xiàn)以教師為主導(dǎo),以學(xué)生為主體的原則。
三、說(shuō)學(xué)法
在物理教學(xué)中,應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo),應(yīng)重視學(xué)情,突出自主學(xué)習(xí),鍛煉實(shí)驗(yàn)操作能力。在本節(jié)課的教學(xué)中,通過(guò)閱讀例題,讓學(xué)生在閱讀過(guò)程中進(jìn)行分析、推理,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力與分析推理能力。
四、說(shuō)教學(xué)設(shè)計(jì)
在教學(xué)中公式的推導(dǎo)是建立在學(xué)生體驗(yàn)的基礎(chǔ)上的,先由學(xué)生解題而后再去總結(jié)、引導(dǎo),學(xué)生通過(guò)自主解決實(shí)際問(wèn)題獲得感性認(rèn)識(shí)。教師該講的還是要講,該放手的就盡管讓學(xué)生去完成,即便會(huì)有一些問(wèn)題,也可以讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的源頭出在哪里,讓學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和討論,這樣既加深學(xué)生對(duì)歐姆定律的理
1 教材中兩點(diǎn)值得商榷的地方
在過(guò)去的教學(xué)過(guò)程中,按照教材提供的素材和呈現(xiàn)知識(shí)的順序進(jìn)行施教.在實(shí)際教學(xué)中,學(xué)生就會(huì)出現(xiàn)以下的現(xiàn)象:(1)容易混淆電功和電熱這兩個(gè)物理概念.因?yàn)榻滩闹校褪菑碾姽酵茖?dǎo)出焦耳定律.很容易讓學(xué)生認(rèn)為求電熱就用電功來(lái)計(jì)算,再遇到非純電阻電路不能清晰的區(qū)分開,要費(fèi)力抹掉前面的那些“深刻印象”,重新認(rèn)識(shí)問(wèn)題,這樣的反復(fù)往往使學(xué)生感到比掌握新知識(shí)還要困難.(2)閉合電路歐姆定律各公式的適用范圍含糊不清.根據(jù)教材的設(shè)計(jì),從純電阻電路推導(dǎo)出了公式I=ER+r或E=IR+Ir,再把公式推導(dǎo)成E=U外+U內(nèi).這種從特殊到一般的推導(dǎo)順序違背了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,學(xué)生不能理解E=U外+U內(nèi)適用于一切電路.
2 適當(dāng)調(diào)整教材中概念和規(guī)律的設(shè)計(jì)
在施教恒定電流的過(guò)程中,以電動(dòng)勢(shì)、電功兩個(gè)概念和焦耳定律為基礎(chǔ),貫徹能量轉(zhuǎn)化與守恒定律思想的講授順序,學(xué)生反映知識(shí)的系統(tǒng)是清晰的,掌握起來(lái)比較方便.
這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)一方面從理論分析的角度使學(xué)生對(duì)概念和規(guī)律有了更深刻的理解;另一方面使學(xué)生體會(huì)到,許多概念和規(guī)律都靠邏輯關(guān)系聯(lián)系著,物理學(xué)是一個(gè)自洽的體系.
2.1 電動(dòng)勢(shì)概念的建立
從非靜電力做功的角度引入電動(dòng)勢(shì)的概念,教學(xué)設(shè)計(jì)上要有層次,努力使學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)理性的、邏輯的科學(xué)思維過(guò)程,并將其思維上的臺(tái)階搭建合理.
設(shè)計(jì)的幾個(gè)臺(tái)階:①電源能維持電荷逆勢(shì)而上,一定存在著“非靜電力”;②非靜電力一定要克服靜電力做功,靜電力做負(fù)功,所以電能在增加.從能量轉(zhuǎn)化的角度看,電源是把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,非靜電力做功的物理意義就是量度了產(chǎn)生多少電能.③把相同的正電荷從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極,非靜電力在不同的電源中做功不一樣,即不同的電源非靜電力做功的本領(lǐng)是不同的,引入電動(dòng)勢(shì)來(lái)表達(dá)電源的這種特性.
可以看出,以這樣方法引入電動(dòng)勢(shì),的確要比直接給出一個(gè)名詞費(fèi)些時(shí)間,但這是值得,因?yàn)檫@里體現(xiàn)了物理學(xué)的基本思想之一,通過(guò)做功研究能量變化的思想,用比值定義物理量的思想.不僅如此,這樣的學(xué)習(xí)還有助于建立閉合電路中電荷運(yùn)動(dòng)的圖景.
2.2 焦耳定律的教學(xué)
教材中,根據(jù)功和能的關(guān)系,從電能的轉(zhuǎn)化引入電功的概念,然后根據(jù)靜電力做功知識(shí)和電流與電荷量的關(guān)系得到了電功的公式W=UIt.此處要強(qiáng)調(diào)電功的物理意義,功是能量轉(zhuǎn)化的量度,電流做了多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,即電功量度了電路中電能的減少,這是電路中能量轉(zhuǎn)化與守恒的關(guān)鍵.
焦耳定律的教學(xué),我們要?dú)w還焦耳定律的本來(lái)面貌,以物理學(xué)史的方式進(jìn)行教學(xué),更科學(xué)更合理.學(xué)生知道焦耳定律是一條實(shí)驗(yàn)規(guī)律,電流的熱效應(yīng)Q=I2Rt,反映了電流流經(jīng)電阻就產(chǎn)生Q=I2Rt電熱.通過(guò)電動(dòng)機(jī)電路,討論消耗的電能與產(chǎn)生電熱的關(guān)系,這樣學(xué)生對(duì)電功和電熱的關(guān)系就一目了然.
2.3 閉合電路歐姆定律的教學(xué)
教材的基本思路:電源所產(chǎn)生的電能即非靜電力做功等于內(nèi)外電路產(chǎn)生的電熱.即
EIt=I2Rt+I2rt,
可推導(dǎo)出
E=IR+Ir
或
I=ER+r,
關(guān)鍵詞:電動(dòng)勢(shì);電壓;電流;電阻;功率
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2016)12-0060-3
1 P于閉合電路歐姆定律
1.定律內(nèi)容:在外電路為純電阻的閉合電路中,電流的大小跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電阻之和成反比。
2.定律的得出:仔細(xì)分析人教版和教科版教材,他們給出定律的過(guò)程是相同的。在電源外部,電流由電源正極流向負(fù)極,在外電路上有電勢(shì)降落,習(xí)慣上稱為路端電壓或外電壓U,在內(nèi)電路上也有電勢(shì)降落,稱為內(nèi)電壓U';在電源內(nèi)部,由負(fù)極到正極電勢(shì)升高,升高的數(shù)值等于電源的電動(dòng)勢(shì)。理論和實(shí)踐證明電源內(nèi)部電勢(shì)升高的數(shù)值等于電路中電勢(shì)降低的數(shù)值,即電源電動(dòng)勢(shì)E等于外電壓U和內(nèi)電壓U'之和,即E=U+ U'=U+Ir。若外電路為純電阻,則U=IR,所以E=IR+Ir,I=
從教學(xué)實(shí)際看,上述給出定律的方法很多同學(xué)并不能理解,只能生硬的接受,這給學(xué)生對(duì)定律的理解和運(yùn)用帶來(lái)困難。在教學(xué)中筆者嘗試從能量角度推導(dǎo)定律,效果較好,過(guò)程如下:從能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)看,閉合電路中同時(shí)進(jìn)行著兩種形式的能量轉(zhuǎn)化:一種是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,另一種是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
設(shè)一個(gè)正電荷q,從正極出發(fā),經(jīng)外電路和內(nèi)電路回轉(zhuǎn)一周,其能量的轉(zhuǎn)化情況如下:
在外電路中,設(shè)外電路的路端電壓為U,那么正電荷由正極經(jīng)外電路移送到負(fù)極的過(guò)程中,電場(chǎng)力推動(dòng)電荷所做的功W=qU,于是必有qU的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量(如化學(xué)能、機(jī)械能等)。在內(nèi)電路中,設(shè)內(nèi)電壓為U',那么正電荷由負(fù)極移送到正極的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的功W=qU',于是必有qU'的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。若電源電動(dòng)勢(shì)為E,在電源內(nèi)部依靠非靜電力把電量為q的正電荷從負(fù)極移送到正極的過(guò)程中,非靜電力做的功W=qE,于是有qE的其他形式的能(化學(xué)能、機(jī)械能等)轉(zhuǎn)化為電能。
因此,根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,在閉合電路中,由于電場(chǎng)力移送電荷做功,使電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(qU+qU'),應(yīng)等于在內(nèi)電路上由于非靜電力移送電荷做功,使其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能(qE),因而qE=qU+qU',即E=U+U'。若外電路為純電阻R,內(nèi)電路的電阻為r,閉合電路中的電流強(qiáng)度為I,則U=IR,U'=Ir,代入上式即得I=
E/(R+r)。
3.定律的理解:不論外電路是否為純電阻,E=U+ U'=U+Ir總是成立的,只有當(dāng)外電路為純電阻時(shí),才能成立。閉合電路歐姆定律的適用條件跟部分電路歐姆定律一樣,都是只適用于金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電。
2 不同的物理量間的圖像關(guān)系以及對(duì)圖像的理解(以外電路為純電阻為例)
圖像1 電路中的總電流與外電阻的關(guān)系即I-R圖像
圖像2 外電壓與外電阻的關(guān)系即U-R圖像
由閉合電路歐姆定律可得:
分析可得:R增大,U增大;R減小,U減小,但不成線性關(guān)系。R0,U0; R∞,UE。故U-R圖像如圖2所示。當(dāng)外電路短路(R=0),外電壓為0;當(dāng)外電路開路R∞,外電壓等于電動(dòng)勢(shì)E,即若題目中告訴某一電源的開路電壓,則間接告訴了電動(dòng)勢(shì)E的值。
圖像3 外電壓與總電流的關(guān)系即U-I圖像
由閉合電路歐姆定律可得:U=E-U'=E-Ir。
分析可得:由于E、r為定值,故U與I成線性關(guān)系,斜率為負(fù),故圖像應(yīng)如圖3所示。當(dāng)I=0,U=E,即圖像的縱截距表示電動(dòng)勢(shì);當(dāng) 此時(shí)外電路短路,此電流即為短路電流,即橫截距表示短路電流。斜率k=-r,即斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)電阻。
由上述分析可知,若給出了U-I圖像,則由圖像就可以知道電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r這兩個(gè)重要的參量。若將不同電源的U-I圖像畫在同一個(gè)圖中,如圖4所示,則可以比較不同電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的大小。由圖4可知E1=E2、r1
圖像4 電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系,即P-R圖像
圖像5 電路中的功率與總電流的關(guān)系,即P-I圖像
與閉合電路相關(guān)的功率有3個(gè):電源的總功率、電源內(nèi)部的熱功率、電源的輸出功率。
由P=IE可知P與I成正比,圖像應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)的一條傾斜的直線。
由P=I2r可知圖像應(yīng)為頂點(diǎn)過(guò)原點(diǎn)的關(guān)于縱軸對(duì)稱的開口向上的拋物線的一半。
由P=P-P=IE-I2r可知圖像應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)的開口向下的拋物線的一部分。
若將3個(gè)功率與電流的關(guān)系圖像畫在同一圖像中,則分別對(duì)應(yīng)著圖6中的圖線1、2、3。
利用圖線1可求電動(dòng)勢(shì)E,利用圖線2可求內(nèi)阻r,需要特別注意的是:此圖像中3條圖線不能隨意畫。“1”“2”交點(diǎn)說(shuō)明此時(shí)P=P,即P=0,外電路短路,電流最大,此狀態(tài)下圖線“3”與橫軸交點(diǎn)值一定是“1”“2”交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值,否則就是錯(cuò)誤的。“2”“3”交點(diǎn)的含義為P=P,此狀態(tài)下R=r,則“2”“3”交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)一定為 ,若不是則錯(cuò)誤。還必須注意的是“2”“3”的交點(diǎn)一定是“3”的最高點(diǎn),因?yàn)镽=r時(shí),P最大,若不是這樣則此圖畫錯(cuò)了。
案例 在圖7(a)所示電路中,R0是阻值為5 Ω的定值電阻,R1是一滑動(dòng)變阻器,在其滑片從最右端滑至最左端的過(guò)程中,測(cè)得電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線如圖7(b)所示,其中圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑片在變阻器的兩個(gè)不同端點(diǎn)時(shí)分別得到的,討論以下問(wèn)題:
問(wèn)題1 滑片從最右端滑至最左端的過(guò)程中,電流表示數(shù)如何變化?
分析:滑片從最右端滑至最左端的過(guò)程中,由電路結(jié)構(gòu)可知外電阻R變小,由I-R圖像可知電流表示數(shù)變大。
問(wèn)題2 滑片從最右端滑至最左端的過(guò)程中,電壓表示數(shù)如何變化?
分析:滑片淖鈑葉嘶至最左端的過(guò)程中,由電路結(jié)構(gòu)可知外電阻R變小,電壓表測(cè)量的是外電壓,由U-R圖像可知電壓表示數(shù)變小。
問(wèn)題3 電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻各為多大?
分析:圖7(b)給出的是外電壓與電流的關(guān)系,由圖可求得斜率絕對(duì)值為20,將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,可得縱截距為20,由U-I圖像的物理含義可知電源電動(dòng)勢(shì)E=20 V,內(nèi)阻r=20 Ω。
問(wèn)題4 滑片從最右端滑至最左端的過(guò)程中,電源的輸出功率如何變化?最大輸出功率為多少?
分析:由題目所給條件可求得R1的最大阻值為75 Ω,滑片從最右端滑至最左端的過(guò)程中,外電阻的變化范圍為80 Ω~5 Ω,由P-R圖像可知P先變大再變小。調(diào)節(jié)過(guò)程中可以滿足R=r,則當(dāng)R1的有效阻值為15 Ω時(shí),電源輸出功率達(dá)最大 ,即為5 W。
問(wèn)題5 若在上述條件下,僅將R0的阻值改為30 Ω,滑片從最右端滑至最左端的過(guò)程中,電源的輸出功率如何變化?電源的最大輸出功率為多少?
分析:滑片從最右端滑至最左端的過(guò)程中,外電阻的變化范圍為105 Ω~30 Ω,由P-R圖像可知P一直變小。由于無(wú)法滿足R=r,則電源輸出功率不可能為,則當(dāng)R與r最最接近即R1=0 Ω時(shí)電源輸出功率最大,計(jì)算可得為4.8 W。
與閉合電路歐姆定律應(yīng)用相關(guān)的題目較多,題型多種多樣,解決這類題目的關(guān)鍵是要搞清電路結(jié)構(gòu),搞清電表的測(cè)量對(duì)象,分清已知量與未知量,再運(yùn)用相應(yīng)規(guī)律求解則可。當(dāng)然,這也不是一蹴而就的,只有多做、多練、多思考才能達(dá)到較好的效果。在解答閉合電路問(wèn)題時(shí),部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律經(jīng)常交替使用,這就要求我們認(rèn)清研究對(duì)象是全電路還是某一段電路,是這一段電路還是另一段電路,以便選用對(duì)應(yīng)的歐姆定律,并且要注意每一組物理量(I、U或I、E、R、r)的對(duì)應(yīng)關(guān)系是對(duì)同一研究對(duì)象的,不可“張冠李戴”。
參考文獻(xiàn):
1 知識(shí)目標(biāo)
1.1 知道電動(dòng)勢(shì)的定義.
1.2 理解閉合電路歐姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意義,并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題。
1.3 知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓,電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。
1.4 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。
1.5 理解閉合電路的功率表達(dá)式。
1.6 理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況。
2 能力目標(biāo)
2.1 培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題能力,會(huì)用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律。
2.2 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。
2.3 通過(guò)用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問(wèn)題能力。
3 情感目標(biāo)
3.1 通過(guò)外電阻改變引起電流、電壓的變化,樹立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點(diǎn)。
3.2 通過(guò)分析外電壓變化原因,了解內(nèi)因與外因關(guān)系。
3.3 通過(guò)對(duì)閉合電路的分析計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想。
3.4 知道用能量的觀點(diǎn)說(shuō)明電動(dòng)勢(shì)的意義。
教學(xué)建議
1 電源電動(dòng)勢(shì)的概念在高中是個(gè)難點(diǎn),是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ),在處理電動(dòng)勢(shì)的概念時(shí),可以根據(jù)教材,采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負(fù)極將正電荷運(yùn)送到正極,克服電場(chǎng)力做功,非靜電力搬運(yùn)電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢(shì)差的大小,反映了電源做功的本領(lǐng),由此引出電動(dòng)勢(shì)的概念;也可以按本書采取討論閉合電路中電勢(shì)升降的方法,給出電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和的結(jié)論.教學(xué)中不要求論證這個(gè)結(jié)論.教材中給出一個(gè)比喻(兒童滑梯),幫助學(xué)生接受這個(gè)結(jié)論。
需要強(qiáng)調(diào)的是電源的電動(dòng)勢(shì)反映的電源做功的能力,它與外電路無(wú)關(guān),是由電源本生的特性決定的。 電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量,沒有方向,這要給學(xué)生說(shuō)明,如果學(xué)生程度較好,可以向?qū)W生說(shuō)明,做為電源,由正負(fù)極之分,在電源內(nèi)部,電流從負(fù)極流向正極,為了說(shuō)明問(wèn)題方便,也給電動(dòng)勢(shì)一個(gè)方向,人們規(guī)定電源電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)閮?nèi)電路的電流方向,即從負(fù)極指向正極。
2 路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,是一個(gè)難點(diǎn).希望作好演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識(shí),然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線,可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系,務(wù)必使學(xué)生熟悉這個(gè)圖線。
學(xué)生應(yīng)該知道,斷路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì).因此,用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓就可以得到電源的電動(dòng)勢(shì).在考慮電壓表的內(nèi)阻時(shí),希望通過(guò)第五節(jié)的“思考與討論”,讓學(xué)生自己解決這個(gè)問(wèn)題。
3 最后講述閉合電路中的功率,得出公式 , .要從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)說(shuō)明,公式左方的 表示單位時(shí)間內(nèi)電源提供的電能.理解了這一點(diǎn),就容易理解上式的意義:電源提供的電能,一部分消耗在內(nèi)阻上,其余部分輸出到外電路中。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
閉合電路的歐姆定律
1 教育目標(biāo)
1.1 知識(shí)教學(xué)點(diǎn)
1.1.1 初步了解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。
1.1.2 了解電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)外電壓的關(guān)系。
1.1.3 理解閉合電路歐姆定律及其公式,并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題。
1.1.4 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。
1.1.5 理解閉合電路的功率表達(dá)式,理解閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。
1.2 能力訓(xùn)練點(diǎn)
通過(guò)用公式、圖像分析外電壓隨外電阻變化而變化的規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方法分析問(wèn)題的能力。
1.3 德育滲透點(diǎn)[來(lái)源:高考資源網(wǎng)]
1.3.1 通過(guò)外電阻的改變而引起I、U變化的深入分析,樹立事物之間存在普遍的相互聯(lián)系的觀點(diǎn)。
1.3.2 通過(guò)對(duì)閉合電路的分析計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生能量守恒的思想。
2 重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法
2.1 重點(diǎn)
①正確理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。[來(lái)源:高考資源網(wǎng)]
②對(duì)閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用。
2.2 難點(diǎn)
路端電壓、電流隨外電阻變化規(guī)律。
2.3 疑點(diǎn)
路端電壓變化的原因(內(nèi)因、外因)。
2.4 解決辦法
制作多媒體課件,采用類比分析、動(dòng)態(tài)畫面、圖像等幫助同學(xué)增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),逐步了解電動(dòng)勢(shì)的含義,推導(dǎo)閉合電路歐姆定律公式,分析各項(xiàng)的意義,使學(xué)生有初步整體感知,精選運(yùn)用閉合電路歐姆定律分析路端電壓隨外電阻改變而改變的規(guī)律的典型例題,結(jié)合圖像分析突破難點(diǎn)。
3 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
引入新課:
教師:同學(xué)們都知道,電荷的定向移動(dòng)形成電流.那么,導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答:導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差)
演示:將小燈泡接在充滿電的電容器兩端,會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅.)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析:當(dāng)電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢(shì)差.當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場(chǎng)力的作用下通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動(dòng)而形成電流,但這是一瞬間的電流.因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢(shì)差也逐漸減少為零,所以電流減小為零,因此只有電場(chǎng)力的作用是不能形成持續(xù)電流的。
教師:為了形成持續(xù)的電源,必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力,能夠不斷地分離正負(fù)電荷來(lái)補(bǔ)充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢(shì)差,從而在導(dǎo)線中維持恒定的電流,能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時(shí),電源中的非靜電力將不斷做功,從而把已經(jīng)流到低電勢(shì)處的正電荷不斷地送回到高電勢(shì)處.使它的電勢(shì)能增加。
4 課時(shí)安排[來(lái)源:高考資源網(wǎng)][來(lái)源:高考資源網(wǎng)]
1課時(shí)
5 教具學(xué)具準(zhǔn)備
不同型號(hào)的干電池若干、小燈泡(3.8V)、電容器一個(gè)、紐扣電池若干、手搖發(fā)電機(jī)一臺(tái)、可調(diào)高內(nèi)阻蓄電池一個(gè)、電路示教板一塊、示教電壓表(0~2.5V)兩臺(tái)、10Ω定值電阻一個(gè)、滑線變阻器(0~50Ω)一只、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
6 學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)
學(xué)生觀察、動(dòng)手測(cè)電源電動(dòng)勢(shì),并邊觀察邊思考,逐步推導(dǎo)閉合電路歐姆定律,在教師的啟發(fā)下逐漸理解公式含義,引導(dǎo)學(xué)生用公式法和圖像法去分析同一問(wèn)題。
7 教學(xué)過(guò)程
教師:同學(xué)們都知道,電荷的定向移動(dòng)形成電流。那么,導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答:導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差。)
演示:將小燈泡接在充電后的電容器兩端,會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅。)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析:當(dāng)電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢(shì)差。當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場(chǎng)力作用下沿導(dǎo)線定向移動(dòng)形成電流,但這是一瞬間的電流。因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢(shì)差也逐漸減小為零,所以電流減小為零,因此要得到持續(xù)的電流,就必須有持續(xù)的電勢(shì)差。
教師:能夠產(chǎn)生持續(xù)電勢(shì)差的裝置就是電源。那么,如何描述電源的特性?電源接入電路,組成閉合電路,閉合電路中的電流有什么規(guī)律呢?這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律。
8 板書設(shè)計(jì)
8.1 電源電動(dòng)勢(shì):等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓。
8.2 閉合電路歐姆定律。
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。
8.3 路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系。
路端電壓隨外電阻增大而增大。
關(guān)鍵詞:《閉合電路歐姆定律》;教學(xué)設(shè)計(jì);高中物理
一、教學(xué)設(shè)計(jì)
1.課題
閉合電路的歐姆定律(人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書選修3-1)
2.教材分析
本節(jié)內(nèi)容是全章的重點(diǎn),是歐姆定律的延伸,教材從能量入手,循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生推出閉合電路的歐姆定律,教學(xué)過(guò)程簡(jiǎn)單、學(xué)生易于接受。之后應(yīng)用定律解決物理規(guī)律問(wèn)題,使學(xué)生明白物理規(guī)律可以用已知定律從理論上導(dǎo)出,將理論應(yīng)用于實(shí)際。
3.教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能:①理解內(nèi)、外電路及電源的內(nèi)阻。②知道電源電動(dòng)勢(shì)等于沒接入電路時(shí)兩極板間的電壓。③理解閉合電路的歐姆定律及其公式并能熟練地解決電路問(wèn)題。過(guò)程與方法:①培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。②培養(yǎng)獨(dú)立思考、自主探究物理問(wèn)題的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀:①激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲。②培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和合作學(xué)習(xí)精神。
4.教學(xué)重、難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):①閉合電路歐姆定律的內(nèi)容。②路端電壓與電流的關(guān)系公式及圖像表示。教學(xué)難點(diǎn):①閉合電路歐姆定律的應(yīng)用。②路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。
二、教學(xué)過(guò)程
1.自主學(xué)習(xí)
課前教師下發(fā)學(xué)案,學(xué)生根據(jù)學(xué)案進(jìn)行預(yù)習(xí),重點(diǎn)思考并回答以下問(wèn)題:
(1)什么是電源?
(2)電源電動(dòng)勢(shì)的概念和物理意義是什么?
(3)什么是內(nèi)電路?什么是外電路?在回路中的電流方向如何?
(4)在內(nèi)、外電路中電勢(shì)是如何變化的?
(5)怎樣計(jì)算內(nèi)電路以及外電路中消耗的電能?
(6)如何計(jì)算電池內(nèi)部非靜電力所做的功?
(7)內(nèi)電路和外電路上消耗的電能與電源內(nèi)部非靜電力做的功有什么關(guān)系?
(8)路端電壓與負(fù)載的關(guān)系是怎樣的?
【設(shè)計(jì)意圖】課前預(yù)習(xí)使學(xué)生將學(xué)習(xí)活動(dòng)延伸到了課外,保證了學(xué)生思考的空間,增加了有效學(xué)習(xí)的時(shí)間。只有學(xué)生本人了解自己已經(jīng)掌握了哪些知識(shí),需要學(xué)習(xí)哪些知識(shí),才能有針對(duì)性地進(jìn)行相關(guān)復(fù)習(xí)、查閱資料,避免傳統(tǒng)課堂“一刀切”的現(xiàn)象,學(xué)生帶著問(wèn)題積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)新知識(shí),滿足了高中生思維發(fā)展和自我意識(shí)發(fā)展的需要,有利于開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的潛能。
2.交流探究
師友之間根據(jù)預(yù)習(xí)情況交流學(xué)習(xí)。由徒弟向師傅講解本節(jié)課的相關(guān)內(nèi)容,師傅補(bǔ)充完善不足之處,在合作中解決疑難問(wèn)題,突破重難點(diǎn)。教師巡視了解每對(duì)師徒的學(xué)習(xí)情況,對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中存在疑問(wèn)的師徒進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo),對(duì)學(xué)習(xí)深度不夠的師徒進(jìn)行誘導(dǎo)點(diǎn)撥。如,有些師友根據(jù)理論知識(shí)推導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律之后便欣然接受,此時(shí)教師應(yīng)該提醒學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證;在師友探討路端電壓與負(fù)載的關(guān)系之前,教師應(yīng)提出問(wèn)題:能否用實(shí)驗(yàn)探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,并引導(dǎo)師友合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,完成實(shí)驗(yàn)步驟,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完成U-I圖像,進(jìn)而依據(jù)圖像解釋U、I的關(guān)系以及在短路、斷路中的特殊現(xiàn)象。
【設(shè)計(jì)意圖】該環(huán)節(jié)采用學(xué)生之間交流合作學(xué)習(xí)的方式完成本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容,并在教師的點(diǎn)撥下激發(fā)了學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物理定律和探究物理規(guī)律的積極性,從而通過(guò)學(xué)生的親身經(jīng)歷完成了教學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。這一做法顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)中教師“高高在上”的地位,而是十分“親民”走到學(xué)生之中參與、啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),消除了教師與學(xué)生之間的距離感。同時(shí),學(xué)生之間通過(guò)交流不僅可以在學(xué)習(xí)上取長(zhǎng)補(bǔ)短、互利共贏,更可以在性格上相互影響、共同發(fā)展,這樣不但能鍛煉學(xué)生與人交流合作的能力,又有利于開拓思路、培養(yǎng)他們的探索精神和創(chuàng)新能力。
3.互助提高
鼓勵(lì)學(xué)生積極上臺(tái)講解本節(jié)課自己學(xué)到的知識(shí),板演相關(guān)例題,其他學(xué)生認(rèn)真聽講并進(jìn)行補(bǔ)充,也可以提出自己的質(zhì)疑并闡述觀點(diǎn)進(jìn)行全班討論。教師注意指導(dǎo)學(xué)生使用物理術(shù)語(yǔ),規(guī)范學(xué)生的解題步驟,引導(dǎo)學(xué)生歸納需要注意的問(wèn)題以及總結(jié)相關(guān)規(guī)律。
【設(shè)計(jì)意圖】全國(guó)教育心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)教師所青睞的講授式教學(xué)方式學(xué)生對(duì)知識(shí)的記住率只有5%,而極少數(shù)教師鼓勵(lì)的學(xué)生教別人的方法,使學(xué)生本人對(duì)知識(shí)的記住率高達(dá)95%。本環(huán)節(jié)中,教師把課堂真正讓位給學(xué)生,讓學(xué)生做主講,不但鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力,同時(shí)在學(xué)生教會(huì)其他同學(xué)時(shí)自己也會(huì)收獲新的體會(huì),而全班同學(xué)的參與交流又可以各抒己見、集思廣益、通力合作,真正實(shí)現(xiàn)人人參與、人人發(fā)展、人人進(jìn)步的高效課堂的發(fā)展趨勢(shì)。
4.總結(jié)歸納
教師組織學(xué)生一起梳理本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn),針對(duì)學(xué)生仍然不理解以及容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的知識(shí)點(diǎn)予以講解;明確學(xué)生易混、易錯(cuò)、易漏的問(wèn)題,對(duì)解題規(guī)律、注意事項(xiàng)、解題方法和技巧等進(jìn)行全面的總結(jié),歸納出知識(shí)體系,以便學(xué)生能夠得心應(yīng)手的運(yùn)用。例如,教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)閉合電路歐姆定律反映的只是電動(dòng)勢(shì)與路端電壓的數(shù)量上的關(guān)系,他們的本質(zhì)是不同的,電動(dòng)勢(shì)反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小,而路端電壓反映了外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)的大小,因而用電壓表直接接在電源兩級(jí)上,其示數(shù)不等于電源電動(dòng)勢(shì),但很接近電源電動(dòng)勢(shì):U=IRV=?RV=,當(dāng)RV>r時(shí),U≈E。
【設(shè)計(jì)意圖】本節(jié)課的問(wèn)題是由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)解決的,規(guī)律也是由學(xué)生自己探究驗(yàn)證出來(lái)的,甚至例題都是學(xué)生自己解讀體悟的,可以說(shuō)全程都是由學(xué)生自己完成的,因而在本環(huán)節(jié)中學(xué)生可以很容易地總結(jié)歸納出本節(jié)課的知識(shí)體系,真正做到將學(xué)來(lái)的知識(shí)變?yōu)樽约核鶕碛械闹R(shí),實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)效率的最大化。
5.當(dāng)堂鞏固
教師根據(jù)學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況出示有代表性的一或兩道典型題,學(xué)生在規(guī)定時(shí)間完成后師友當(dāng)堂交換批改,之后交流做題心得與體會(huì)。教師檢查學(xué)生的掌握情況,布置課后作業(yè)。
【設(shè)計(jì)意圖】本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意在幫助學(xué)生檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果,深化學(xué)生對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知,培養(yǎng)他們自行解決物理問(wèn)題的信心和決心,端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。同時(shí),教師可以根據(jù)學(xué)生的掌握情況,及時(shí)反饋、適時(shí)調(diào)整并通過(guò)課后作業(yè)將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)延伸到課下,為下節(jié)課埋下伏筆,使整堂課留有余味。
三、課堂教學(xué)設(shè)計(jì)建議
在設(shè)計(jì)學(xué)案時(shí)應(yīng)當(dāng)充分分析教材以及學(xué)生,做到環(huán)環(huán)相扣,循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生完成自學(xué);在學(xué)生進(jìn)行交流探究時(shí),教師應(yīng)該注意學(xué)生探究的內(nèi)容要與本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容相關(guān),探究要有深度不能屈于表面;在互助提高階段,教師應(yīng)該積極鼓勵(lì)內(nèi)向的學(xué)生大膽發(fā)言,提高其與同學(xué)溝通以及表達(dá)能力。本文中《閉合電路歐姆定律》的教學(xué)設(shè)計(jì)依據(jù)高中學(xué)生個(gè)性心理發(fā)展特點(diǎn),通過(guò)課前預(yù)習(xí)以及課上互助式學(xué)習(xí)充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,有利于改變傳統(tǒng)教學(xué)方式在高中物理教學(xué)中出現(xiàn)的弊端,以便于為物理教師的有效教學(xué)提供參考。
參考文獻(xiàn):
[l]李志剛.“和諧互助”式教學(xué)策略研究概述[J].中國(guó)教育學(xué)刊,2010,31(12).
[2]李志剛,吳越.活力課堂[M].上海:上海教育出版社,2009.
1.引導(dǎo)學(xué)生從物理事實(shí)出發(fā),進(jìn)行抽象概括。
從物理事實(shí)出發(fā),建立概念,這是一個(gè)抽象概括過(guò)程,物理學(xué)上的所有概念幾乎都是這樣形成的。例如,力的概念就是大量物體間相互作用的事實(shí)的分析基礎(chǔ)上形成的。馬拉車,車由靜止開始運(yùn)動(dòng);磁鐵吸引鐵釘,鐵釘由靜止開始運(yùn)動(dòng);手壓彈簧,彈簧被壓縮;大球碰小球,小球開始運(yùn)動(dòng)……其中所謂“拉”、“吸”、“壓”、“碰”都是物體間的作用方式,這些被作用的物體包括車、鐵釘、彈簧和小球,或者發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變,或者發(fā)生形變。可見,力是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用,作用的結(jié)果使被作用的物體發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變(即產(chǎn)生加速度)或發(fā)生形變。力的概念就是這樣從大量物理事實(shí)基礎(chǔ)上,抽象概括而建立的。
物理模型也是通過(guò)抽象概括而建立的。例如,質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)具有質(zhì)量的幾何點(diǎn),由于很多力學(xué)問(wèn)題中物體的大小和形狀影響可以不計(jì),為了突出物體的質(zhì)量這個(gè)主要因素,經(jīng)過(guò)物理抽象而建立了質(zhì)點(diǎn)模型。質(zhì)點(diǎn)模型對(duì)力學(xué)的研究帶來(lái)了極大的好處,在質(zhì)點(diǎn)模型的基礎(chǔ)上建立了牛頓學(xué)的體系。建立物理模型應(yīng)該遵循以下原則,即根據(jù)所研究的問(wèn)題的需要和可能,突出研究對(duì)象的主要因素,忽略其次要因素,將研究對(duì)象理想化,這是建立模型的原則之一。其次,在模型的基礎(chǔ)上,能夠建立該領(lǐng)域中的知識(shí)體系,如果一個(gè)模型不能提供一個(gè)知識(shí)體系,這個(gè)模型就沒有生命力,就沒有存在的價(jià)值。這是建立模型號(hào)的原則之二。
建立理想化物理模型,是一種物理的思維,或者說(shuō)是一種物理的思維模式,也是一種物理研究的重要方法,物理學(xué)的各部分知識(shí)體系幾乎都是建立在一些模型的基礎(chǔ)之上的。因此,我們應(yīng)該使學(xué)生初步了解物理模型的意義及其建立的過(guò)程,這是培養(yǎng)物理思維能力的重要途徑之一。
2.從己知推導(dǎo)出未知,獲取新知。
由已知推導(dǎo)出未知,由實(shí)驗(yàn)事實(shí)經(jīng)過(guò)推理總結(jié)出規(guī)律,是培養(yǎng)物理思維能力的重要方面。在推導(dǎo)或總結(jié)過(guò)程中,要注意物理依據(jù)的可靠性,推更換嚴(yán)密性,才能使推導(dǎo)建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上。在中學(xué)物理教材中,這種由已知推導(dǎo)未知,由實(shí)驗(yàn)事實(shí)總結(jié)規(guī)律的素材是十分豐富的,我們應(yīng)該充分利用這些內(nèi)容,例如,萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)就是一個(gè)非常典型的材料。第一步就是利用學(xué)生已知的知識(shí),即:向心力公式F=mω2r和開普勒定律r3=kT2,以及牛頓第三定律F=F, 推導(dǎo)出太陽(yáng)與行之間的引力規(guī)律為F=Gm1m2/r2。第二步可以假設(shè)地球與月球之間引力和地球與地面上物體之間引力本上是一樣的力,且符合平方反比規(guī)律。利用這個(gè)假設(shè)可算出月球的向心加速度a=(R2/r2)g=0.27厘米/秒2,同時(shí)從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度也能直接算出月球的向心加速度a=rω2=0.27厘米/秒,這就證明了太陽(yáng)與行星之間,地球與月球之間,地球與物理學(xué)體之間的引力是遵從同一個(gè)規(guī)律的,最后將平方反比定律推論到所有物體之間都存在這種引力。
總之,處理好知識(shí)之間的新與舊的關(guān)系,從“舊”引出“新”,利用“新”來(lái)鞏固和深化“舊”,不但有利于學(xué)生理解知識(shí),而且有利于培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力。因此,從已知推導(dǎo)出未知而獲得新知是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要方法和途徑。
3.教給學(xué)生從規(guī)律中總結(jié)和引出處理問(wèn)題的思路和方法。
常聽學(xué)生反映,物理課一聽就懂,一做題就錯(cuò)。其實(shí),出錯(cuò)是由很多因素造成的。其中主要原因有兩個(gè):一個(gè)對(duì)知識(shí)本身的理解問(wèn)題,二是思維方法問(wèn)題,學(xué)生常常不是瞎碰,就是亂套公式。因此,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)正確的解題思路,是培養(yǎng)思維能力的一個(gè)重要方面。解物理題一般來(lái)說(shuō)總是運(yùn)用某個(gè)規(guī)律或某幾個(gè)規(guī)律,從已知條件中去求得需求量的答案。因此,解題的思路和方法,應(yīng)該從這些規(guī)律中去尋找,從定律本身的分析中引出解題思路是形成解題思路的基本方法。從定律中找方法,就要求我們對(duì)定律本身作深入分析,分析定律中的各個(gè)物理量的意義及其相互關(guān)系,這不但有利于加深對(duì)物理概念的理解,更重要的是有利于提高學(xué)生分析和概括的思維能力。
總之,從規(guī)律本身的分析中引出處理問(wèn)題的思路和方法,提高運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力,這是一種培養(yǎng)思維能力的重要途徑,在教學(xué)中應(yīng)予以高度重視。
4.指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納知識(shí)并形成體系。
在1826~1827年,德國(guó)物理學(xué)家歐姆用實(shí)驗(yàn)和理論確立了歐姆定律。
然而,在德國(guó),只有費(fèi)西內(nèi)爾和斯威格爾等極少數(shù)科學(xué)家接受歐姆的發(fā)現(xiàn),而絕大多數(shù)則反對(duì)歐姆的“歪理邪說(shuō)”。例如,物理學(xué)家鮑爾就撰文煽動(dòng)輿論,攻擊歐姆的著作:“以虔誠(chéng)眼光看待世界的人不要去讀這本書,因?yàn)樗兇馐遣豢芍眯诺钠垓_,它的唯一目的是要褻瀆自然的尊嚴(yán)。”
但是,在“曾經(jīng)滄海”和“除卻巫山”15年之后的1841年,科學(xué)界終于承認(rèn)了歐姆的成果――英國(guó)皇家學(xué)會(huì)授予歐姆皇家學(xué)會(huì)的最高科學(xué)獎(jiǎng)科普利獎(jiǎng)?wù)拢€吸收他為學(xué)會(huì)的外籍會(huì)員。
這“花開德意志,果結(jié)英格蘭”的成果,使歐姆的祖國(guó)終于認(rèn)識(shí)到了他的價(jià)值。1849年,慕尼黑大學(xué)終于聘請(qǐng)60歲高齡的歐姆為教授……
花發(fā)神州果結(jié)美洲――“女生”、“施泰納”遠(yuǎn)涉重洋
“請(qǐng)我去講學(xué)?講組合數(shù)學(xué)?你們中國(guó)不是有陸家羲博士么?”1983年,中國(guó)某單位邀請(qǐng)兩位世界組合數(shù)學(xué)專家――加拿大多倫多大學(xué)的門德爾松教授與滑鐵盧大學(xué)的郝迪教授來(lái)中國(guó)講學(xué),并出席在大連舉辦的中國(guó)首屆組合數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)。對(duì)此,他倆睜大了眼睛,門德爾松還疑惑不解地這樣用反問(wèn)來(lái)回答。
他倆為什么會(huì)如此驚詫呢?
在1961~1979年間,包頭九中物理教師陸家羲先后6次向國(guó)內(nèi)有關(guān)研究機(jī)構(gòu)和刊物寄出有關(guān)“柯克曼女生問(wèn)題”的論文。但是,他得到的回答不是“無(wú)價(jià)值”或“改投其他刊物”,就是退稿或石沉大海沒有回音!
“柯克曼女生問(wèn)題”,是美國(guó)數(shù)學(xué)家柯克曼在1850年提出來(lái)的組合數(shù)學(xué)問(wèn)題。和“女生”相關(guān)的,還有出生在瑞士的德國(guó)數(shù)學(xué)家施泰納提出的“施泰納系列問(wèn)題”。它們都是100多年以來(lái)沒有得到徹底解決的世界性數(shù)學(xué)難題。
到了1980年春,陸家羲又攻克了“施泰納”,并立即把有關(guān)論文寄往北京。后來(lái),按蘇州大學(xué)朱烈教授的建議,他把論文投寄給《組合論》雜志。為雜志審查論文的世界組合學(xué)權(quán)威之一門德爾松高度評(píng)價(jià)說(shuō):“這是世界上十年來(lái)組合設(shè)計(jì)方面最重大的成果之一。”1983年3月,他的6篇論文在《組合論》雜志上正式發(fā)表。
陸家羲死后4年的1987年,國(guó)家科委把他的一個(gè)成果評(píng)為國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。
帶著“遠(yuǎn)行”去遠(yuǎn)行――無(wú)線電“離家出走”
1896年初夏,一個(gè)容貌清秀的青年提著一個(gè)大箱子,登上了一艘從意大利開往英國(guó)的郵船。他躊躇滿志而又戀戀不舍――畢竟,要離開自己的祖國(guó),的確“別有一番滋味在心頭”。
這個(gè)青年,就是意大利發(fā)明家馬可尼。那么,他為什么要“從故鄉(xiāng)到異鄉(xiāng)”呢?
1894年的一天,馬可尼的母親目睹了兒子的發(fā)明――樓上的無(wú)線電試驗(yàn)裝置使樓下的電鈴響了起來(lái)。1895年夏,他把信號(hào)傳送距離擴(kuò)大到2.7千米……
初步成功和經(jīng)費(fèi)緊缺,促使馬可尼向他的農(nóng)場(chǎng)主父親借錢,還寫信向意大利郵電部求助,但都沒有得到支持。于是,他只好“離家出走”去遠(yuǎn)行――大箱子里就是能讓電波“遠(yuǎn)行”的無(wú)線電設(shè)備。
1896年12月12日,倫敦科技大廳座無(wú)虛席,英國(guó)郵電總局總工程師、英國(guó)電信界權(quán)威普利斯做完了無(wú)線電的科普講演之后,把馬可尼和他的無(wú)線電報(bào)裝置介紹給了大家,并當(dāng)場(chǎng)作了表演,從而使“整個(gè)大廳變得比游藝場(chǎng)還熱鬧”。也是在這一年,馬可尼在英國(guó)取得了無(wú)線電發(fā)明的專利權(quán)。
1897年5月11日,馬可尼和喬治?肯普首次完成了不用導(dǎo)線把信號(hào)傳過(guò)英國(guó)的一個(gè)海灣的壯舉……
就這樣,在南歐開花的無(wú)線電,在英倫結(jié)了果。
蘇格蘭播種美利堅(jiān)收獲――青霉素穿越大西洋
1928年,出生在蘇格蘭的英國(guó)醫(yī)學(xué)家弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉素。然而,“小扣柴扉久不開”――由于當(dāng)時(shí)弗萊明和他的合作者無(wú)法解決產(chǎn)銷問(wèn)題,它被塵封了10年。
在“二戰(zhàn)”隆隆的炮聲中,牛津大學(xué)的弗洛里和他年輕的助手――德國(guó)化學(xué)家錢恩在圖書館里翻閱資料的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)了當(dāng)年弗萊明關(guān)于青霉素的論文。
1941年,英國(guó)分析化學(xué)家馬丁和英國(guó)生物化學(xué)家賽恩其發(fā)明了分離復(fù)雜化學(xué)物質(zhì)的紙層分析法。借助于這種方法,弗洛里和錢恩解決了青霉素的提純問(wèn)題。然而,在生產(chǎn)青霉素的方面,他倆卻“雪擁藍(lán)關(guān)馬不前”了――許多英國(guó)藥廠因德寇飛機(jī)時(shí)常空襲而拒絕投產(chǎn),英國(guó)帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司只能生產(chǎn)出少量的青霉素。不知“云橫秦嶺家何在”的弗洛里和錢恩,只好帶上青霉素樣品穿越大西洋,到美國(guó)去尋找合作者。1944年,美國(guó)大量生產(chǎn)的青霉素在英美普通公民中廣泛使用。青霉素的大量生產(chǎn),拯救了千百萬(wàn)傷病員,成為第二次世界大戰(zhàn)中與原子彈、雷達(dá)并列的三大發(fā)明之一。
就這樣,由蘇格蘭人播種的青霉素,在美利堅(jiān)得到豐收。
觀念、環(huán)境和評(píng)價(jià)機(jī)制――“紅杏出墻”的啟迪
為什么科技史上會(huì)有這么多“墻內(nèi)開花墻外紅”的現(xiàn)象呢?它又給我們什么啟迪呢?
第一個(gè)原因是觀念的陳舊。
觀念陳舊的表現(xiàn)之一,是科學(xué)方法觀念的陳舊。
歐姆定律起初沒有被德國(guó)科學(xué)家普遍承認(rèn),原因之一就是他們片面強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的重要性,忽略理論的概括作用,更忽略了伽利略開創(chuàng)的數(shù)學(xué)物理演繹法。例如,德國(guó)物理學(xué)家孟克就曾說(shuō):“我們更需要的是觀察和實(shí)驗(yàn),而不是計(jì)算和幾何公式。”
科學(xué)方法觀念的陳舊,還表現(xiàn)在推導(dǎo)歐姆定律的時(shí)候。歐姆采用了傅立葉在均勻熱傳導(dǎo)時(shí)金屬導(dǎo)線與外界完全絕熱的方法,而德國(guó)的一些實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家們認(rèn)為這根本不可能。但在事實(shí)上,這種方法正是伽利略和牛頓早已采用過(guò)的“理想實(shí)驗(yàn)”的基本物理方法之一。
由此可見,只有破除陳舊的科學(xué)方法,科學(xué)理論才有可能破土而出。
觀念陳舊的表現(xiàn)之二,是“大人物”忽視“小人物”。
一些科學(xué)家認(rèn)為,歐美第一流的科學(xué)家尚未解決的問(wèn)題不會(huì)如此簡(jiǎn)單,作為“小小的中學(xué)教師”的歐姆不可能解決。
陸家羲的成果最早不是在國(guó)內(nèi)得到承認(rèn),多少也有忽視“小人物”的因素。
觀念陳舊的表現(xiàn)之三,是對(duì)科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的輕視。
青霉素之花之所以在異地大量結(jié)果,還有一個(gè)重要原因:英國(guó)重視科學(xué),相對(duì)輕視技術(shù);而美國(guó)則兩者并重。按人口平均計(jì)算,標(biāo)志著科學(xué)水平三個(gè)自然學(xué)科(物理、化學(xué)和醫(yī)學(xué))諾貝爾獎(jiǎng)得主的人數(shù),英國(guó)至今仍居世界第一。然而,英國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度,卻只居西歐共同體的倒數(shù)第二――更不能和美國(guó)及其他發(fā)展快的國(guó)家比肩!在這種科技政策下,青霉素“異地結(jié)果”就不足為奇了。
第二個(gè)原因是環(huán)境影響科研成果。
許多英國(guó)藥廠當(dāng)年拒絕研究青霉素的規(guī)模化生產(chǎn)的重要原因是,“二戰(zhàn)”時(shí)德寇的飛機(jī)時(shí)常空襲,而美國(guó)本土則沒有這種空襲。陸家羲的論文之所以被多次忽略,原因之一也是因?yàn)樗都恼撐臅r(shí)的社會(huì)環(huán)境是在“”時(shí)期。
由此可見,和諧、安定的社會(huì)環(huán)境,對(duì)科研(和其他活動(dòng)),是多么重要。
第三個(gè)原因是評(píng)價(jià)機(jī)制。
歐姆和陸家羲的成果之所以沒能在“本土”及時(shí)得到公認(rèn),與當(dāng)時(shí)評(píng)價(jià)機(jī)制的失誤有關(guān)。
奧地利生物學(xué)家孟德爾發(fā)現(xiàn)的生物遺傳學(xué)規(guī)律,在死后16年的1900年,才在荷蘭的德?弗里斯、德國(guó)的科倫斯和奧地利的西森內(nèi)格?契馬克完成的“再發(fā)現(xiàn)”后得到公認(rèn),也與評(píng)價(jià)機(jī)制不健全有關(guān)。
關(guān)鍵詞:初中物理;物理教學(xué);問(wèn)題;措施
【中圖分類號(hào)】G633.7
引言
在物理教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn),大多數(shù)的學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)物理規(guī)律都是死記硬背,沒有做到融會(huì)貫通,一旦遇到綜合性問(wèn)題就束手無(wú)策,這也就是為什么很多學(xué)生覺得自己學(xué)會(huì)了,卻不會(huì)做題的原因。物理相較于其他學(xué)科具有很強(qiáng)的空間性和實(shí)踐性,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力具有重要意義,因此,一定要重視初中的物理教學(xué)。
一、初中物理教學(xué)中存在的一些問(wèn)題
1.教學(xué)內(nèi)容過(guò)于抽象
物理是以現(xiàn)實(shí)生活中的某些現(xiàn)象為研究對(duì)象,不同于語(yǔ)文的記憶式學(xué)習(xí)也不同于數(shù)學(xué)的公式推導(dǎo)式學(xué)習(xí),而是通過(guò)數(shù)學(xué)的方法來(lái)研究物理現(xiàn)象的變化規(guī)律。初中階段,學(xué)生剛剛開始接觸物理,學(xué)習(xí)的內(nèi)容也比較簡(jiǎn)單,大多是一些生活現(xiàn)象的理想化模型的研究。例如八年級(jí)下冊(cè)《牛頓第一定律》的學(xué)習(xí),主要學(xué)習(xí)的知識(shí)就是力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因而是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因,而現(xiàn)實(shí)生活學(xué)生所看到的現(xiàn)象是你推一下小車就會(huì)運(yùn)動(dòng),不推則原地不動(dòng),這對(duì)于剛剛接觸物理知識(shí)的初中生的思維理解起來(lái)會(huì)比較困難。牛頓第一定律既不能像數(shù)學(xué)公式一樣去推導(dǎo)也不適合死記硬背,學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)比較困難,做起題目就更無(wú)法靈活運(yùn)用了。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)比例較小
實(shí)驗(yàn)就是物理的靈魂,實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于初中生基本概念和物理規(guī)律的理解具有重要意義,同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)切身的實(shí)踐還可以有效培養(yǎng)初中生的動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力。但是,如今的初中物理教學(xué)中過(guò)度強(qiáng)調(diào)了理論知識(shí)的教學(xué),忽視了實(shí)踐教學(xué),不能發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課應(yīng)有的作用。例如九年級(jí)《歐姆定律》的學(xué)習(xí)中,教材直接給出了電壓、電流、電阻之間的關(guān)系,老師在教學(xué)中也就對(duì)課本進(jìn)行講解,學(xué)生很難接受電阻是電器元件固有屬性這一結(jié)論,也很難掌握電壓、電流、電阻之間的關(guān)系,更談不上靈活運(yùn)用。如果進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生自己動(dòng)手去測(cè)量電阻兩端電流和電壓的多組數(shù)據(jù),尋找三者之間的關(guān)系,不僅能夠很好的培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于物理學(xué)習(xí)的興趣,還能夠讓他們對(duì)歐姆定律有一個(gè)全面的了解,對(duì)于知識(shí)更容易接受。同時(shí)在自己做實(shí)驗(yàn)、搜集數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過(guò)程中給他們有一種自己發(fā)現(xiàn)了物理規(guī)律的感覺,提高了他們的學(xué)習(xí)熱情樹立了自信心。物理學(xué)習(xí)不同于其他學(xué)科的學(xué)習(xí),無(wú)論是死記硬背還是題海戰(zhàn)術(shù)都沒有效果,只有真正理解了物理公式的含義才能做好舉一反三活學(xué)活用。
3.課堂練習(xí)題目廣而不精,缺乏實(shí)踐題、開放題
課堂練習(xí)是物理教學(xué)的重要組成部分,由于課堂時(shí)間較緊,題量不能安排過(guò)多,因此要格外注重題目的質(zhì)量,要選擇本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的有代表性的題目呈現(xiàn)給學(xué)生。另外還要加強(qiáng)開放性問(wèn)題的練習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的擴(kuò)散性思維與自主學(xué)習(xí)能力,如在八年級(jí)第二章《聲現(xiàn)象》中,有課后習(xí)題:假設(shè)北京到上海的距離是1000km,如果聲音能夠在空氣中傳播那么遠(yuǎn),計(jì)算所需要的時(shí)間。類似于這一類的問(wèn)題,讓學(xué)生自己動(dòng)手查資料,尋找出火車、飛機(jī)等生活中的交通工具從北京到上海需要的時(shí)間,與聲音傳播相比較,對(duì)于聲音的傳播速度有一個(gè)更深刻的了解。但是,實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中老師往往對(duì)這一類的問(wèn)題視而不見,認(rèn)為是浪費(fèi)時(shí)間,這樣的觀念與新課標(biāo)是不相符的。
二、改善初中物理教學(xué)的措施
1.將抽象的概念具體化
很多初中物理知識(shí)對(duì)于初中生來(lái)說(shuō)都太抽象了,影響學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解與掌握,但是教材中知識(shí)點(diǎn)的抽象可以通過(guò)老師的教學(xué)方法來(lái)彌補(bǔ)。老師可以通過(guò)一定的方法將抽象的知識(shí)具體化,讓學(xué)生對(duì)物理規(guī)律有一個(gè)直觀的了解,更容易接受和掌握。如在學(xué)習(xí)八年級(jí)上冊(cè)密度的相關(guān)知識(shí)時(shí),由于密度是看不見也不能感受到的概念,直接講解相關(guān)知識(shí)學(xué)生不容易理解,可以將密度與質(zhì)量、體積等學(xué)生比較熟練的概念結(jié)合起來(lái)。“同樣體積的一桶水與一筒油哪個(gè)質(zhì)量更大?”“為什么同樣體積的鐵比棉花質(zhì)量大很多?”通過(guò)這樣的問(wèn)題來(lái)引出密度的概念,學(xué)生對(duì)于鐵、棉花、水、油等生活中的物品都有一定的了解,也都知道同樣體積的鐵比棉花質(zhì)量重這一生活常識(shí),學(xué)生也就更容易理解密度的概念,接受質(zhì)量、密度、體積之間的關(guān)系。
2.強(qiáng)化初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)
物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理的基本方法,因此必須要強(qiáng)化初中物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力以及邏輯思維能力,對(duì)于初中生物理的學(xué)習(xí)以及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)都有重要作用。同時(shí)實(shí)驗(yàn)又有直觀性,讓學(xué)生對(duì)物理規(guī)律有一個(gè)直觀的感受和認(rèn)識(shí),通過(guò)生動(dòng)的表象自己推理出物理規(guī)律。例如在牛頓第一定律的學(xué)習(xí)中,老師可以通過(guò)將摩擦力直觀地展現(xiàn)出來(lái),讓學(xué)生對(duì)牛頓第一定律有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。在一個(gè)固定斜面上,讓小車自由滑下,用不同的材質(zhì)做小車的運(yùn)動(dòng)表面,如毛巾、瓷磚、木板、玻璃等。同一個(gè)小車同樣高度同樣傾斜角的自由滑落在不同的運(yùn)動(dòng)表面上下滑的距離是不一樣的,通過(guò)這樣直觀的實(shí)驗(yàn)觀察,再對(duì)書本上的理論知識(shí)進(jìn)行講解,學(xué)生就不難理解牛頓第一定律了。
3.加強(qiáng)課堂練習(xí)開放性習(xí)題的訓(xùn)練
物理在初中的學(xué)科中是最鍛煉學(xué)生的思維與想象力的,因?yàn)楹芏辔锢硪?guī)律本身就是從具象的生活現(xiàn)象中抽象出來(lái)的。因此,在平時(shí)的習(xí)題訓(xùn)練中也要加強(qiáng)學(xué)生思維的訓(xùn)練,培養(yǎng)他們的擴(kuò)散性思維。老師選擇的題目要具有針對(duì)性、靈活性,尤其是要針對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)和考點(diǎn)加強(qiáng)訓(xùn)練。要充分利用教材中的習(xí)題資源,人教版初中物理教材中有“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”這一板塊,里面有很多開放性、實(shí)踐性的問(wèn)題,如九年級(jí)第十八章《電功率》中讓學(xué)生咨詢老師、家長(zhǎng),估算出一年的用電量,并尋找節(jié)約用電的有效方法。這一類的問(wèn)題雖然很可能得不到答案,但是學(xué)生在查找資料、咨詢、學(xué)習(xí)的過(guò)程中不僅對(duì)所查的內(nèi)容有了進(jìn)一步的了解和掌握,還提升了他們搜集信息、處理信息的能力,培養(yǎng)了他們自主學(xué)習(xí)的意識(shí),為他們以后的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。
新課改要求初中物理教學(xué)要注重能力的培養(yǎng)、方法的教授、價(jià)值觀的樹立,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。物理作為一門基礎(chǔ)學(xué)科要全面貫徹新課改的思想,增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)演示教學(xué),變抽象為具象,提高教學(xué)效率,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞: 高中物理教學(xué) 思維障礙 創(chuàng)新思維
物理知識(shí)以其神奇的物理現(xiàn)象吸引著學(xué)生,學(xué)生在初中學(xué)習(xí)物理時(shí)一般能帶著濃厚的興趣。但進(jìn)入高中以后,在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一聽就懂、一做就錯(cuò)的現(xiàn)象,從而讓一些學(xué)生喪失信心。究其原因,是他們?cè)谖锢韺W(xué)習(xí)中存在著一定的思維障礙,教師要探索學(xué)生物理學(xué)習(xí)中的思維障礙的根源,并采取相應(yīng)的對(duì)策,指導(dǎo)學(xué)生學(xué)好物理,并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。
一、清除思維障礙,提高思維能力
在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中要掃除學(xué)生的思維障礙,教師就要培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。在高中物理學(xué)習(xí)中一般會(huì)出現(xiàn)臺(tái)階現(xiàn)象,也就是兩極分化現(xiàn)象。高中物理階段的物理知識(shí),無(wú)論是從難度上還是知識(shí)容量方面比初中階段都難得多,知識(shí)存在很大的跨度。種種現(xiàn)象表明,高中物理知識(shí)對(duì)于學(xué)生思維能力的要求比初中高得多,改變這種現(xiàn)象的辦法是掃除學(xué)生的思想障礙,不斷培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維,提高學(xué)生的歸納能力,讓學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)展物理思維。其次,進(jìn)入高中以后,存在的普遍現(xiàn)象是班級(jí)中物理成績(jī)差異非常大,不僅有個(gè)體差異,而且存在群體差異。優(yōu)等生能夠通過(guò)觀察順利地解決問(wèn)題,但有的學(xué)生即便了解了課本知識(shí)內(nèi)容,對(duì)其本質(zhì)問(wèn)題還是不能深刻體會(huì)。如加速度的概念、電學(xué)、電工學(xué)等,有的學(xué)生仍然會(huì)停留在初中的認(rèn)識(shí)上。所以,為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,就要掃除其思想障礙,在教學(xué)過(guò)程中采取提高學(xué)生思維能力的教學(xué)方法,正確地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的思維方法,消除思維定勢(shì),適應(yīng)新的學(xué)習(xí)形勢(shì)的需要。
二、靈活聯(lián)想變換,培養(yǎng)有序思維
一切物理現(xiàn)象都是有序的,人類對(duì)物理現(xiàn)象認(rèn)識(shí)的過(guò)程也是有序的,所以,我們必須培養(yǎng)學(xué)生的有序思維能力。具體做法是通過(guò)一題多解、一題多變等方式,使學(xué)生拓展分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的深度與廣度。在做習(xí)題時(shí)有的題目可用基本方法解,這些題目思路明確,方法直接,很容易得出正確的結(jié)論。而有些題目條件比較隱含,內(nèi)容新穎有趣,提問(wèn)深?yuàn)W,結(jié)果不容易直接獲得。如果用基礎(chǔ)方法去解,則可能很難有結(jié)果。這就要求充分挖掘題目中的已知條件,靈活地進(jìn)行聯(lián)想與變換,找到最佳的解決問(wèn)題的辦法。例如:牛頓定律F=ma這一公式,是一個(gè)相對(duì)于質(zhì)點(diǎn)的某一時(shí)刻而言的,根據(jù)定律與有關(guān)概念學(xué)生應(yīng)該能理解。運(yùn)用牛頓定律要明確研究對(duì)象是哪一物體或一組物體,要把它們看成是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)一旦明確了,質(zhì)量m就能確定,加速度a與受力F才能夠分析出來(lái)。質(zhì)點(diǎn)的受力與加速,除了根據(jù)力是物體間相互作用、彈力、摩擦力、電場(chǎng)力、洛侖磁力公尺與加速度定義、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式外,還需要把力與加速度結(jié)合在一起分析,這樣才能最終解決問(wèn)題。
三、掌握思想方法,促進(jìn)思維遷移
在教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)詳細(xì)地描述物理知識(shí)、定理的背景及形成的過(guò)程,從邏輯性轉(zhuǎn)向抽象性的過(guò)程,論證推導(dǎo)的驗(yàn)算過(guò)程,社會(huì)實(shí)踐中應(yīng)用的表現(xiàn)。全面地告知學(xué)生,物理學(xué)科中每個(gè)定理的起源、發(fā)展、應(yīng)用,把科學(xué)思想方法和教材有機(jī)地結(jié)合起來(lái),通過(guò)長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生的思維意識(shí)。例如:在教學(xué)“牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律”時(shí),就在桌面上演示推動(dòng)物體,從靜止開始慢慢前移,如果停止推動(dòng),物體則靜止,因此得出結(jié)論,物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持。同時(shí),告訴學(xué)生這一結(jié)論沿用了幾千年,直到后來(lái)人們發(fā)現(xiàn),當(dāng)猛推物體時(shí),物體會(huì)從靜止到運(yùn)動(dòng)再回到禁止,這個(gè)過(guò)程中也是力來(lái)維持的嗎?然后運(yùn)用多媒體視頻播放伽利略的理想實(shí)驗(yàn)過(guò)程,把一個(gè)小球在對(duì)稱的斜面上方釋放,如果沒有摩擦的情況下,小球就會(huì)滾至對(duì)面等高的位置,然后往回滾動(dòng)。如果把對(duì)面的斜面換成平面,小球?yàn)榱藵L動(dòng)到等高位置就會(huì)無(wú)限滾動(dòng)下去。那么在實(shí)際生活中的小球?qū)嶒?yàn)是什么原因?qū)е铝诵∏虻耐V梗啃∏蛟跐L動(dòng)過(guò)程中有力在維持嗎?通過(guò)這樣的發(fā)散性思維,學(xué)生產(chǎn)生了思維的遷移。
四、分析綜合思維,提高思維品質(zhì)
為了從總體上把握事物的物理性質(zhì)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律,就必須了解物質(zhì)各個(gè)組成部分和要素的性質(zhì)、特點(diǎn)和相互聯(lián)系。所謂綜合就是從事物的不同側(cè)面出發(fā),綜合分析各種情況。分析與綜合強(qiáng)調(diào)的側(cè)重點(diǎn)個(gè)不同,但屬于重要的思維方法。掌握分析與綜合的思維方法,訓(xùn)練分析與綜合的思維能力,幫助學(xué)生提高分析與綜合的能力,對(duì)提高學(xué)生的思維能力、形成良好的思維品質(zhì)起到積極的作用。例如:在學(xué)習(xí)“歐姆定律”時(shí),為了弄清電流、電壓、電阻這三個(gè)物理量之間的關(guān)系,采取先分析后綜合的思維方法。先讓其中一個(gè)物理量保持不變,再探究其他兩個(gè)物理量之間的關(guān)系,保持另外的一個(gè)物理量不變,研究剩余的兩個(gè)物理量之間的變化關(guān)系。通過(guò)師生一起實(shí)驗(yàn)最后得出結(jié)論:如果保持電阻不變時(shí),電流與電壓成正比;保持電壓不變時(shí),電流與電阻成反比。在這個(gè)基礎(chǔ)上,再綜合得出歐姆定律。在教學(xué)過(guò)程中,我們應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生探究電流、電壓、電阻三者之間的變化獲得思維方法,這比直接告訴學(xué)生歐姆定律的意義更具有實(shí)際意義。
總之,在高中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生的思維是非常重要的環(huán)節(jié)。克服思維定勢(shì),有利于認(rèn)清各種物理現(xiàn)象;掃除思維障礙,有利于發(fā)展學(xué)生的思維;培養(yǎng)創(chuàng)新思維,不僅使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過(guò)程中提高解決問(wèn)題的能力,還有利于學(xué)生今后的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]于年魁.淺談高中物理思維能力的培養(yǎng)[J].中學(xué)生數(shù)理化,2010(12).