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1.教材的地位和作用
“歐姆定律”是在學生學習了電流、電壓、電阻等概念以及使用電壓表、電流表、滑動變阻器之后的內容,這樣的安排既符合學生由易到難、由簡到繁的認知規律,又保持了知識的結構性、系統性。通過學習“歐姆定律”,主要使學生掌握在同一電路中電學三個基本物理量之間的關系,初步掌握運用歐姆定律解決簡單電學問題的思路和方法,同時也為下一步學習“電功率”以及“焦耳定律”等其他電學知識與電路分析和計算打下基礎,起到了承上啟下的作用。
2.教學目標
(1)知識與技能
通過實驗探究電流跟電壓、電阻的定量關系,分析歸納得到歐姆定律。理解歐姆定律,能運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題。
(2)過程與方法
運用“控制變量法”探究電流跟電壓、電阻的關系,歸納得出歐姆定律。
(3)情感態度與價值觀
通過對歐姆定律的認識,體會物理規律的客觀性和普遍性,增強對科學和科學探究的興趣。
3.教學的重難點
重點:理解歐姆定律,能運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題。
難點:對歐姆定律的理解和應用。
二、說教法
這節課可綜合應用目標導學、講授和討論等多種形式的教學方法,提高課堂效率,培養學生學習物理的興趣,激發學生的求知欲望。充分體現以教師為主導,以學生為主體的原則。
三、說學法
在物理教學中,應該對學生進行學法指導,應重視學情,突出自主學習,鍛煉實驗操作能力。在本節課的教學中,通過閱讀例題,讓學生在閱讀過程中進行分析、推理,培養學生的自學能力與分析推理能力。
四、說教學設計
在教學中公式的推導是建立在學生體驗的基礎上的,先由學生解題而后再去總結、引導,學生通過自主解決實際問題獲得感性認識。教師該講的還是要講,該放手的就盡管讓學生去完成,即便會有一些問題,也可以讓學生去發現問題的源頭出在哪里,讓學生對問題進行分析和討論,這樣既加深學生對歐姆定律的理
關鍵詞:物理定律;教學方法;多種多樣
關鍵詞:是對物理規律的一種表達形式。通過大量的觀察、實驗歸納而成的結論。反映物理現象在一定條件下發生變化過程的必然關系。物理定律的教學應注意:首先要明確、掌握有關物理概念,再通過實驗歸納出結論,或在實驗的基礎上進行邏輯推理(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),且要弄清相關的物理定律之間的關系,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,不能把它當作第二定律的特例;慣性質量不是狀態量,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作功或所作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。中學階段有關動量的問題,相互作用的物體的所有動量都在一條直線上,所以可以用代數式替代矢量式。學生在解題時最容易發生符號的錯誤,應該使他們明確,在同一個式子中必須規定統一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態變化,表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以不過程物理量,使問題大大地簡化。若物體不發生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實際問題時,如果質點系內部的相互作用力遠比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規律之一。無論是宏觀系統或微觀粒子的相互作用,系統中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動量守恒定律都是適用的。
關鍵詞: 課堂引入; 歐姆定律; 興趣; 物理學史;
良好的開端是成功的一半,引入作為一堂課的開始,是課堂教學環節中必不可少且至關重要的部分.這一環節設計的優劣直接影響到一節課的深入程度、學生進入學習的狀態、學生對本節課授課知識的興趣多少等.對于初中學生,注意力本就不容易集中,那么一個好的引入就是引起學生的學習興趣和帶領學生積極思考并真正進入課堂的關鍵.歐姆定律的教學一直以來都是一個難點,若僅僅是公式,學生在剛學的時候很容易記住,但是對于歐姆定律的來源以及探究的過程總是模糊的,就算教師在課堂上有過演示實驗,在部分學生看來都只是因為教材是這樣安排的.但其實不然,這個探究實驗正是歐姆定律得出的關鍵.可是學生理解不到位,可能是教學哪一步不夠確切.比如其中一個設計點就是引入這個探究實驗,在引入時創設情境,讓學生能夠回到當時歐姆在探究時的過程以及條件中,結合當時的條件可能做到的以及達到的情況,這樣的引入或許會讓學生感同身受,從而產生更加強烈的探究欲望,達到較好的教學效果.
1、 初中物理課堂引入
課堂引入是教學過程中最重要的環節之一,教學引入恰當,可以起到事半功倍的效果;作為課堂教學的第一步,是緊扣學生心弦,激發學生興趣最關鍵的一步.一方面,課堂引入具有先行組織者的作用,美國著名心理學家奧蘇貝爾從學習心理學的角度分析,“當人們在接觸一個完全不熟悉的知識領域時,從已知的包攝性較廣的整體知識中掌握分化的部分,比從已知的分化部分中掌握整體知識難度要低些.”比如在講解“靜摩擦力”這一節課時,由于前面學生已經掌握了摩擦力的相關知識,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,并聯系其與摩擦力之間的關系,學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生的興趣,集中學生的注意力,初中學生的注意力本就不容易集中,在剛上課的幾分鐘,學生可能還處在下課所經歷事情的愉悅之中,這個時候就需要教師找到一種吸引他們注意力的方法.注意力是保證學生上課的首要條件,而興趣又是影響學生注意力的關鍵,愛因斯坦也曾經說過,“興趣是最好的老師,它可以激發人的創造性、好奇心、求知欲.”所以,教師在教學引入環節中能否調動學生的學習興趣更為關鍵.
在初中物理課堂中教師常用的幾種引入方法:
(1)實驗引入法,物理作為一門實驗科學,實驗在教學中起著舉足輕重的作用,在引入時采用實驗的方式是中學物理教師常用的,運用一些有趣的小實驗,可以快速把學生吸引到課堂中來,教師既可以采用演示實驗的方法,也可以讓學生參與實驗過程.
(2)直觀導入法,直觀導入可以是視頻、圖片、實物等,某些物理現象不一定是發生在學生周圍,那就可以通過圖片或錄像的方式為學生展現物理現象或物理情境,這樣就顯得更加直觀,易激發學生的求知欲.
(3)討論引入法,一般就是選取日常生活中的某一事例,對學生進行提問或者大家一起來辯論,在這個過程中不僅導入了本堂課所要學習的知識材料,同時也讓學生積極地參與了這個過程,關鍵是借助生活中鮮明的例子學生更容易理解,更容易將注意力集中到課堂教學中來.
(4)問題激疑法,設置疑問是教師的一種有目的、有方向的思維導向.古人云:“不憤不啟,不悱不發”,教師在教學過程中要善于提出問題,有意激疑啟思,活躍思維,引導學生思考,在解決問題的過程中鍛煉學生各方面的能力,激發學生的求知欲,促進學生積極地學習.
(5)復習引入法,這是最便捷的引入方法,往往是在與新課聯系較為密切的時候使用,起著承上啟下的作用,不僅有利于學生對前面知識的鞏固,更能為新知識的學習做好鋪墊.例如在做液體壓強的復習題時,引出浮力的知識,浮力其實就是物體在液體中受到上下的壓力差而產生的,學生聯系前面知識能夠快速地理解浮力產生的原因而不會感覺到陌生.
(6)故事引入法,一般的故事引入都是直接引用物理學家們的故事,用榜樣的力量去感染學生,喚起他們的探索熱情,通過了解前輩們的物理思想、實驗方法和探索精神,能夠激發學生的興趣,提高課堂教學的效果,提升學生素養[2].比如在講解牛頓第一定律時,先給學生介紹牛頓這個人的一生,學生會由于對牛頓這個人的崇拜而愿意對其所提出的相關知識進行了解.
(7)游戲引入法,在正式上課前讓學生動手做一些簡單的小游戲,從而引入新課,利用游戲結果激發學生的學習興趣.比如在講解摩擦力這一內容的時候,可以讓學生進行拔河比賽,繩子是經過教師處理過的,所以一定會產生輸贏,學生心有不甘,因此就可能產生對答案的探索欲望,激發他們的學習興趣.
2 、歐姆定律教學引入文獻分析
歐姆定律是整個初中電學的重難點之一,教師在設計的時候往往需要考慮接收者的認知情況以及他們的階段性特點等等,首當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設計中常用的幾種引入方式.
(1)復習引入
學生在接觸歐姆定律之前已經掌握了電流、電壓、電阻3個物理概念,有的教師則是充分的利用學生已經有的舊知識,引導學生探討電流、電壓、電阻之間存在的關系,自然而然的導入本節課的課題.
(2)實際問題引入
在物理教學中,教師不只是讓學生掌握教材知識,更重要的是引導他們運用物理知識來解決實際問題,學生只有把書本中的知識運用到生活中,才能適應社會發展的需要.有的教師會由生活當中電流受電壓、電阻變化的電路來進行提問(比如收音機的音量大小是由什么來進行控制的),然后引發學生進行思考.
(3)創設情境,導入新課
初中的學生最希望得到教師的認可,對于教師提出的問題一定會爭先搶答,有的教師就會抓住學生的這一特點,設置與本節課相關的問題讓學生來搶答.設置如下兩個問題:實驗中當電壓一定的時候,電流隨電阻的變化情況;當電阻一定的時候,電流隨電壓的變化情況.根據學生的回答情況,教師進一步提出,電流、電壓、電阻之間是否存在某一數值關系,教師逐步引導學生進行猜想,進而探究三者的關系得出歐姆定律.
(4)通過實驗引入主題
實驗的創設是根據電流在電路中會受到哪些因素的影響而發生變化,有的教師會根據學生已經掌握的知識事先設計電路圖,然后改變其中的電阻看電路中電流的變化情況,實驗現象與學生前面所了解的不一致,通過繼續進行實驗對比解釋才知道電流在電路中同時還會受到電壓的影響,接下來就順理成章地引入對電流與電壓、電流與電阻關系的判斷.
(5)由物理學史引入
新課標中三維目標中的情感態度與價值觀明確規定,要求學生掌握物理學史,學習前人的科學態度與精神.有的教師會通過介紹歐姆這個人,讓學生對其有一定的了解,再提出歐姆的杰出貢獻---歐姆定律.
3、 總結
通過對歐姆定律教學設計的相關文獻進行分析發現,在大部分文獻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驗引入法,由于在前面學生已經學習過電流、電阻、電壓等,教師在這里就可以鼓勵學生進行三者之間關系的探究實驗.電壓和電阻的影響因素,前面的定義已經說得比較清楚了,因此,現在最為疑惑的就是電流的影響因素,然后運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系,從而得出歐姆定律的表達式.這種方式學生比較容易接受,同時也會感興趣.通過這個過程學生不僅能夠學到物理知識,還能在這個過程中經歷實驗探究的步驟,從而加強實驗探究的意識,與初中物理課程所倡導的培養學生的科學探究能力是符合的,因此,實驗探究法引入歐姆定律總是作為歐姆定律教學引入的首選.
初中物理課程標準中明確指出要注重對學生情感態度與價值觀的培養,但是情感態度與價值觀的培養不是通過一節課就能夠體現出來的,需要教師不斷地進行潛移默化的影響,而在物理學里面最好的方式在筆者看來就是物理學史的滲入.物理學史具有問題情境性、目標指向性、運用靈活性等特點,物理學家們的物理思想、實驗方法和探索精神等不僅能激發學生的學習興趣、啟發學生,還能夠提高課堂的教學效果并且提升學生的素養[1].但是通過對文獻的分析筆者發現在已有的教學設計當中,很多教師就是對歐姆的一生進行簡要的介紹之后就直接提出本堂課我們要做的就是對歐姆的實驗進行驗證,學生或許會深刻地記住歐姆這個人,這樣的引入也對學生的情感態度與價值觀有所滲透,但是,學生的主動性就沒有那么的明顯,筆者曾經也用過這樣的方式進行引入,得到的結果沒有顯著的不同,因此,筆者又設計了另外一種方式的物理學史引入.
由于學生前面已經學習了電流的知識,教師可以提問學生:(1)電流產生的原因是什么?(2)前面已經學習了電流,對于電流是否存在和其大小我們可以用什么來進行測量?電壓是形成電流的原因,初二上學期就已經學過熱量之間的傳遞,有溫度差的兩個熱源之間是可以直接進行熱量的傳遞,歐姆認為電流也應該具有和熱傳遞相似的性質,既然熱是受到溫度差的驅動,那電流也應該受到某種驅動力而且應該是正比的關系,現在我們知道這個驅動力其實就是電壓;對于電流的測量學生知道用電流表,接下來教師就可以對歐姆定律的發現歷程進行介紹.當電流被發現后的很長一段時間電流表才出現,在電流表出現之前,能夠檢測電流的是一種叫檢流計(原理就是電流的磁效應)的儀器,現在又一個問題了,只有檢流計也沒有辦法去得知電流的大小.歐姆這個人最明顯的特征就是善于思考,“既然檢流計可以測量電流是否存在,在此基礎上繼續研究是否可以得到電流大小.”前人已經發明了靜電計可用來測靜電力(這是我們后面即將學到的)——庫侖定律(靜電力與距離的平方成反比),他就根據檢流計的原理以及測靜電力的扭秤相結合,制成了電流扭力秤,結構很簡單,就是一個小磁針和一根直導線,當直導線通上電流之后,電流產生的磁場就會影響小磁針轉過一定的夾角,并且發現扭轉角度與電流強度成正比,通過角度還可以得出電流的大小.那么如果現在學生就有這樣一個電流扭力秤,除了用它可以得出電流的大小,那還可以對其充分利用,進行實驗的改造,在我們已有知識的基礎上.有的學生肯定會想到電阻的大小與金屬材料的關系,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系[3].這是在解決問題的過程中發現了電流、電壓、電阻之間的關系,愛因斯坦曾經說過“提出一個問題往往比解決一個問題更加重要,提出新的問題,新的可能性,從新的角度去看待問題,卻需要創造性的想象力,而且標志著科學的真正進步.”歐姆就是在不斷發現問題的過程中得出了歐姆定律,這整個教學過程看上去沒有物理知識,很多教師可能會覺得浪費時間再加上還有的是學生還沒有學過的知識,其實不然,學生的接受能力遠遠比我們想象的要多,這樣的介紹讓學生明白歐姆定律其實就是一個電流的探究過程,其實是在這個過程中不斷地創新思考,不斷地提出新的問題,最后得出三者之間的關系I=UR.為了加強學生的理解,筆者建議這個引入過程可以將PPT、教師的描述、板書結合起來使用,效果可能會更好.
參考文獻
[1] 丁江鈴,謝元棟,紀熙.愛迪生與特斯拉之爭引入中學物理教學的意義[J].物理通報,2019(2):116
1 結合專業實際特點利用以下手段促進課程改革
1.1 貼近生活。各種家用電器的大量使用,為物理教學提供了豐富的感性材料。如電壓、電流、電磁爐等,學生在日常生活中,觀察和接觸的電現象和應用電的知識的事例,恰當地利用學生已有的感性認識及生活經驗,通過舉例引導學生提取儲存在頭腦中的印象。教師在課堂上應密切聯系生活實際,注意身邊的科學,如學生普遍對現代電子信息技術比較感興趣,教師可以針對這一問題,有意識地講述物理知識在電子信息技術中的重要作用等。以日常生活中的電學概念教學,可以增加學生學習的主動性。
1.2 注重實驗。物理學是一門以實驗為基礎的自然學科,物理規律和理論是以實驗為基礎并驗正的。在物理學里,某些性質不同的物理現象都是要通過實驗來驗證的,運用演示實驗或學生親自做實驗來獲得感性認識,容易更好的集中學生的注意力,培養學生的觀察力,激發學生的學習興趣。新穎的實驗往往更能吸引學生注意,恰當地將教材中的實驗加以發展、變化,可以增加學生的好奇心和求知欲。采用演示教學法,在整個教學過程中,教師邊演示、邊提問、邊解答,學生邊觀察,邊考慮問題,把抽象的理論變得具體、生動。使學生在愉悅的教學環境中,深深感受到學習的趣味性和有用性。
1.3 利用多媒體課件模擬演示。物理概念和原理是比較抽象的,有些現象在傳統的實驗中也是無法展示的,所以僅靠形象、表象和想象對初學者來說是不容易理解和掌握的。但是,利用多媒體課件可以較好地解決這一難點。例如“電流”概念比較抽象,可以利用多媒體模擬電路中電流的流動,看到正電荷從正極向負極運動,這樣將電流轉換成電荷的流動,讓本來看不見的電流變成動態的畫面,將課本中不動的圖形變為電荷不斷流動的動畫。遵循學生的思維由淺入深、由表及里,從具體到抽象,由現象到本質的循序漸進的思維過程,可以比較容易地解決這一教學難點。加深學生對電流的感觀認識,從而為建立電流概念打下基礎。
1.4 在公式分析。講解公式時,注重公式推理、得出過程,注重公式的使用條件,主要學習公式的如何使用。這是物理式正確使用的前提,前期學不好,后期無法正確應用。中職學生在初中物理中已學過的部分電路歐姆定律,它只適用于電路中某個導體或某一部分電路的電壓、電流和電阻三者之間的關系。《電工基礎》中引入了全電路歐姆定律新知識,進一步完善電路中內、外電路的電流、電壓(電動勢)和電阻間的關系,使知識由“部分電路”向“全電路”深化和發展。教學中可以充分利用部分電路歐姆定律的概念和相關知識,引入全電路歐姆定律的概念。如在課本電路中,將全電路分解為外電路和內電路兩部分,在外電路中,根據部分電路歐姆定律可知負載R兩端的電壓降為:U=IR.在內電路中,電源電動勢E與內阻r的電壓降Ur和電源端電壓的關系是:U=E-Ir。在全電路中,負載兩端電壓U與電源端電壓U相等,且內外電路電流相等,則可得:I=E/R+r即為全電路歐姆定律。通過實例的講解,注意強調部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩種概念的共同點、不同點以及相互聯系,使學生對新知識能進一步理解和掌握。
2 提高基礎學力,促進科學素養可持續發展
學力,是指通過學習獲得的能力。物理教育在提高學生科學素養的同時,還要提高學生的學力水平,并使更多的學生對物理產生興趣。學力是教育的內核,是學校課程設計的前提。任何一門學科教學的目標大體有四個組成部分:①知識、理解;②技能;③思考力、判斷力;④關系、動機、態度。前兩部分為顯性學力,后兩部分為隱形學力。就猶如浮在水面上的冰山,浮出水面的僅僅只是冰山一角,而更多的、隱匿在水面下的才是支撐浮出水面部分的基礎,四部分做為一個整體反映了一種學力觀。
3 結合學生、學校或專業的特定環境和特點,開展適合專業特點和學生實際的校本課程開發,是培養學生專業素養的必要補充
一、寓培養學生實事求是的科學態度于學生實驗操作之中
歐姆定律是一個實驗定律,因此在教學“歐姆定律”一節時,教師必須在學生對“電流與電壓、電阻”之間關系進行猜想假設的基礎上,引導學生設計實驗方案,精心組織學生進行實驗。在實驗前指導學生:(1)根據電路圖準確連接電路;(2)仔細檢查電路及電表、滑動變阻器等連接是否準確;(3)在確認無誤時,動手實驗,并認真觀察、精確記錄數據;(4)明確滑動變阻器在兩次實驗中的作用:使定值電阻兩端電壓成整數倍變化和保持電阻兩端電壓不變;(5)分析實驗中可能出現的數據差異原因,重復實驗,直至準確。對于在實驗中怕麻煩、湊數據的學生及時用科學家尊重事實、刻苦鉆研及時教育他們,端正他們態度,幫助他們用實驗得出準確結果。通過實驗,使學生得到了歐姆定律實驗所需要的數據,也培養了學生觀察實驗能力和實事求是、客觀、細致的科學態度,從而激發學生勤奮求真的熱情。
二、寓培養學生科學方法于分析實驗數據和歸納出實驗結論之中
在得出實驗數據之后,就著手組織學生分析數據、歸納出結論。在引導時,引導學生回憶“探究影響導體電阻大小的因素”的實驗方法,并要學生用之中方法研究電流跟電壓、電阻兩個因素的關系,即(1)固定電阻不變時,研究電流跟電壓的關系;(2)固定電壓不變時,研究電流跟電阻的關系。最后將兩次結論綜合起來,應用數學函數知識得出電流跟電壓、電阻的關系。接著,根據學生實驗數據組織討論,并分析歸納實驗結論。(1)分析“研究電流跟電壓關系”表格:電流隨電壓增大而增大,且電壓增大幾倍電流也增大幾倍。得出結論1:當電阻一定時,電流與電壓成正比。(2)分析“電流與電阻關系”表格:電流隨電阻的增大而減小,且電阻增大幾倍,電流就減小到原來的幾分之一。得出結論2:當電壓一定時,電流與電阻成反比。歸納結論1、2,即得歐姆定律。在整個研究、分析、抽象,歸納過程中,使學生潛移默化地學會了:(1)研究問題的方法――控制變量法;(2)對實驗數據的綜合――分析――抽象――歸納的處理方法,從而學到了由特殊、個別推到一般的邏輯推理方法。這些方法都是學生終生受益的科學研究方法。在得出實驗結論――歐姆定律后,教師接著就組織學生用他們已學過的數學知識推導歐姆定律的計算公式:(1)把電流與電壓成正比表達成I∝U;(2)把電流與電阻成反比表達成I∝1/R,把(1)、(2)結合起來得出計算公式:I=U/R;通過公式推導使學生了解到不同學科之間的聯系,它不僅開闊了學生的視野,也可使學生學到物理公式常用的科學的數學方法。
三、寓培養學生科學思想于理解、應用定律之中
對于實驗定律――歐姆定律,在理解其內容時,引導學生討論:能不能把定律敘述的導體的電流與導體兩端電壓成正比、與導體兩端電阻成反比改敘述成導體兩端電壓與導體電流成正比、導體電阻與導體電流成反比?讓學生在討論中明白:敘述定律時只能按課本那樣敘述,否則是錯誤的。這是因為事物內部矛盾的雙方有主有次,這里電壓、電阻是矛盾的主要方面,是事物變化的依據,對事物變化起決定作用的;而電流則是矛盾的次要方面,它是隨電壓、電阻變化而變化的,在事物變化中處于服從地位;這樣使敘述在討論中理解了定律,在理解定律過程中獲得了一次科學的認識教育。
在講解定律公式的應用時,如教師通過P111教材例1的講解,強調了定律的應用是有條件的,即(1)同體性:只能適用于同一段電路中的電流、電壓以及電阻之間的關系的運算;(2)同時性;(3)計算時數字代入單位必須是國際單位制中主單位。引導學生認識到真理是有局限性的,是離不開特定條件的。又如教師通過課本例2講解,強調了定律的應用性,即通過歐姆定律可以求出導體的電阻值,也就是可用伏安法測未知電阻,使學生體會到:理論的實踐性以及理論與實踐的一致性。此外取平均值可以減小實驗誤差;表格可以得到實驗結論1等。
四、寓培養學生的科學精神于介紹科學家的事例之中
結合課本中“信息庫”介紹,使學生了解德國的物理學家歐姆發現了電路中遵循的基本“交通規則”,但他幼年家貧,曾中途輟學,后全憑自己努力,完成學業。他為了得到歐姆定律,花費了十年心血。當時的實驗條件非常差,他自制了測電流的電流扭秤,花五年時間才找到電壓穩定的電源。經過長期細致的研究,終于取得了成果。在教學中把歐姆的對學習勤奮刻苦,對科學知識的執著追求,在科學研究道路上勇于探索、百折不撓的獻身精神及對人類社會的貢獻,展現在學生面前,使學生從中接受了熱愛科學、追求真理的科學接受教育。
教育者在實施科學素養教育時不是生硬的說教,應有機結合教材適時適量地滲透;科學素養教育是素質教育的核心,在實施時教師還應當有意識、有目的地進行,同時聯系教材中其他素質教育因素如能力、智力、科學美等全方位地開展,并做到主、次得當,這就需要安排好教學過程和節奏,從而使素質教育得到全面培養。
【參考文獻】
關鍵詞:初中物理教學;問題;對策
物理學主要是研究基本的、普遍的規律,因此它的一些基本定律和概念就成為了研究很多自然科學的基礎。初中物理學作為一門初中時期的必修課是學生真正接觸物理學的開始,這對學生高中物理乃至更深層的物理學習奠定了一個堅實的基礎。物理學科相較于其他學科具有很強的空間性和實驗性,對于培養學生的空間想象力和動手能力具有重要意義。
一、初中物理教學存在的問題
1.內容過于抽象
物理的學習方法有別于語文或者數學的學習方法,不是像語文那樣進行記憶,也不是像數學那樣來源于公式的推導,物理是以現實生活中某些現象為研究對象,通過數學工具來研究某些現象的變化規律。但是由于初中物理的學習比較簡單,往往是現實生活中某些現象的理想化模型的研究。例如,牛頓第一定律告訴我們,力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態的原因。這對于剛剛學習物理的初中生來說是很難理解的。對于牛頓第一定律的教學既不可以采用語文學習的方法來進行死記,同時更無法采用數學的公式推導得到牛頓第一定律,因此必須采用物理學習的方法來進行學習。如,對于歐姆定律理解,通過學習僅僅知道歐姆定律描述的是電流、電壓、以及電阻之間的關系,而根據歐姆定律推導得到的R=U/I,從數學角度分析就會得出電阻隨著電壓和電流的變化而變化,但是這樣的理解是完全錯誤的。因為電阻是導體特有的屬性,不會隨著電壓和電流的改變而改變。因此筆者認為初中物理教學存在的主要問題之一就是教學內容過于抽象,學生對于物理的學習缺乏興趣。
2.實驗教學過少
物理教學中一個非常重要的環節就是實驗教學。實驗教學對于初中生理解基本的物理概念和規律具有重要的意義,同時對于提高初中生的創新能力和動手能力也具有非常重要的意義。初中物理體現了理論與實踐的結合,但是現實是初中物理教學更多的只是注重基本概念的教學,而忽略了實驗教學的重要性。例如,對于歐姆定律的學習,課本上直接給出了電流、電壓、以及電阻之間的關系,但是對于剛剛接觸電學知識的初中生來說是很難理解的,同時也很難理解電阻是電器元件的固有屬性這樣的一個結論。采用實驗教學可以提高初中生學習物理的興趣,同時通過實驗,測量出電阻兩端電流和電壓的多組數據,通過數據分析得到歐姆定律也比較合理,這樣的結論也容易被初中生所接受。許多的學校對于初中物理的教學忽略了實驗教學的重要作用,要么采用語文式的教學模式,讓學生死記這些結論,要么采用數學式的教學模式,通過大量的題海去理解公式。其實這些對于初中生真正的理解公式的物理意義,提高初中生的創新能力均是不利的,所以實驗教學過少是初中物理教學存在的重要問題。
二、初中物理教學存在問題的對策
1.抽象概念具體化
初中物理中的許多概念規律對于初中生來說都比較抽象,例如電阻的概念,密度的概念等。許多物理概念規律來源于現實生活,因此將抽象的概念規律具體化對于初中生學習物理是非常重要的。例如,對于平面鏡成像特點,可以用這樣的方法進行講解,“學生拿一面鏡子來自己看看自己,你們發現鏡中的自己和現實中的自己有什么關系呢?”例如,對于密度的學習,教師可以采用這樣的方式進行講解。“學生,你們說一杯水和一桶水誰的質量大?”,“同樣體積的水和油,誰的質量大?”對于這樣的問題,初中生都可以回答:對于同樣的物質,體積越大,質量越大;對于同樣體積的水和油,水的質量大于油的質量。那么接下來學生就會很容易接受質量、密度以及體積之間的關系,并且對于理解密度是物質固有的屬性這樣一個概念也是容易接受的。
2.完善實驗設施,強化實驗教學
物理是以實驗為基礎的科學,因此對于初中物理的教學必須完善實驗設施,強化實驗教學。實驗作為教學方法的一種基本構成因素,是學習物理的基本方法,通過實驗培養學生的觀察能力、綜合分析能力、抽象概括能力、歸納演變能力、邏輯思維能力等,培養學生進行學習和研究的科學素質;同時實驗又具有直觀性,通過各種形式的感知,豐富學生的直接經驗和感性認識,使學生獲得生動的表象,從而比較全面、客觀地掌握知識,提高認識能力。隨著新課程的改革,物理實驗考查已作為一項不可缺少的內容,使物理實驗教學又具有重要的現實意義。特別是初中階段有些問題的結論不能通過數學推導直接得到,這時實驗推理就顯得更為重要。例如,牛頓第一定律它的條件是物體在不受外力時的運動情況,這在現實生活中是不可能做到的,但是教師如果能在做這個實驗過程中將小車運動的表面多換幾個,如粗糙毛巾、棉布、木板、玻璃等,通過觀察記錄和比較小車從斜面同一高度下滑時在不同表面上運動的距離遠近,并通過合理的推理就不難概括得出牛頓第一定律,這使得學生更加深刻的理解某些物理概念和定律,同時也學到科學的學習方法。
參考文獻:
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[2]蔡文祥。新課程標準下初中物理應掌握的幾種科學探究方法[J]。福建教育學院學報,2005,6
銜接
〔中圖分類號〕 G633.7
〔文獻標識碼〕 A
〔文章編號〕 1004—0463(2012)
10—0035—01
初、高中物理教學既是相對獨立的兩個階段,又是一個統一的整體,在初中階段進行概念和規律教學時,既不能脫離學生實際一味追求嚴謹,使學生難以接受,也不能忽視概念教學的相對嚴密性和物理規律的適用條件,以免誤導學生形成片面的甚至錯誤的理解,為高中階段的學習埋下隱患。所以,初中物理教學要把握教學分寸,注意與高中教學的銜接。
一、寬嚴合適,引導學生掌握當前知識,為高中教學奠定基礎
教學過程是在一定條件下的特殊認識過程,要適應學生的年齡特征、知識基礎和智力水平,如果脫離學生實際,在教學中一味追求概念和規律的嚴密性,學生就會難以接受和理解,不僅不能學有所得,反而挫傷了他們的積極性,使他們感到物理枯燥乏味且難學,甚至產生厭學情緒,這無疑會影響到高中的繼續學習。因此,初中物理教學要從學生的認知水平出發,立足基礎知識,善于運用合理的“不嚴密”,抓住問題的主要矛盾,突出主要方面,幫助學生理解,讓他們把主要的基礎知識學扎實,為后面的學習打下基礎。
例如,功的概念比較抽象,在初中教學中可以從具體事例出發,幫助學生認識做功的物理含義,由此總結出做功必備的兩個條件——力和在力的方向上通過的距離。限于初中學生的知識基礎和接受能力,不要引入位移的概念,也不必討論正功和負功問題以及變力做功的情況。這樣不僅學生容易接受,還能培養學習興趣。
二、重視教學中的相對嚴密性,為高中階段的學習掃除障礙
初、高中教材內容有著內在的聯系,初中教學需要瞻前顧后,既要引導學生掌握當前知識,又要防止學生片面地甚至錯誤地理解某些概念,這就要重視知識傳授的相對嚴密性,為進一步學習掃清障礙,鋪平道路。
例如,在講壓力這一概念時,不能只從水平面上物體受壓的實例中引出壓力的概念,還應該從學生熟悉的事例中分析垂直面和斜面上的受壓情況,讓學生明白產生壓力的情況是多種多樣的,還要啟發學生分析各種情況下壓力是什么物體通過哪種形式施加的。關于壓力和重力的關系,要通過具體事例分析,當放在水平面上靜止或運動的物體只受重力和支持力作用時,物體對支撐面的壓力才等于物體重力。此外,應舉一些壓力和重力大小不相等甚至無關的事例,以加深學生對壓力和重力的理解。如果教學中只求簡化,認為初中物理應主要在水平面上分析與壓力有關的問題,在教學中既不討論產生壓力的多種情況,也不區分壓力和重力,甚至要求學生記住“壓力和重力大小相等”的結論,必然會導致學生對壓力概念的片面理解。這會給學生高中階段的物理學習造成很大的障礙。
三、把握教學分寸,講清物理規律的適用條件和范圍
初中物理的練習題比較簡單,學生靠套公式就能解答。久而久之,學生形成了死記硬背、亂套公式的壞習慣。為了有效地糾正這一錯誤,我認為,在初中物理教學中要恰當地把握教學分寸,讓學生弄清公式中的每個物理量和符號的物理意義以及整個公式所反映的客觀規律,尤其要弄清它的適用條件和應用范圍。
一、生活經驗給初中物理教學帶來的負面影響。
1、錯誤生活經驗的存在,造成學生在新知識的認知過程中產生負遷移。
錯誤生活經驗是在日常生活和生產實踐活動中,通過個體與外界相互作用而形成的一種非科學的經驗。這些經驗在形成的過程中沒經過科學的思維加工,只是根據事物表面現象作出的主觀判斷和總結,結論一般是錯誤的或片面的。正是由于這些經驗有這樣的缺陷,造成它對新知識的不良影響。
如:拔河是我們都很熟悉的一項體育運動,從這項運動中人們體會到的結論是繩子拉向哪一邊,哪一邊的力就大.由于有了這個錯誤的經驗,我們在學力平衡的知識時,就出現了麻煩.例如,當起重機吊著一重物靜止、勻速上升、勻速下降時,起重機對重物的三次拉力的大小比較.老師在講解分析時,學生都能聽懂,但做作業時又經常出錯.又如,在分析推放在水平地面上的物體而沒有推動的原因時,學生經常會想當然地認為是推力小于摩擦力的緣故.這些都反映出平時經驗的根深蒂固.其實,拔河時,兩邊的人所用的拉力是一對相互作用的力,是一樣大的,勝負的關鍵在于摩擦力的大小.假如,一個大力士腳穿溜冰鞋站在冰面上與站在地面上小學生進行拔河比賽,勝利屬于誰呢?
2、先學的科學知識對后繼科學知識的理解和認知產生負遷移。
現代的遷移理論認為:學習的過程是新知識和原有認知結構相互作用的矛盾運動過程。已有認知結構和內容能夠對新知識的學習產生消極影響,這也是錯誤經驗消極作用的另一種表現。
如:由歐姆定律得出的導出公式R=U/I,對于這個公式有學生便得出結論:電路中電阻的阻值大小與它兩端的電壓成正比,與通過它的電流成反比。產生這種錯誤的原因是由于將先前所學的數學知識僵化地用到現在所學的物理量度公式的分析中,從而失去了物理量度公式的物理內涵。事實上,電阻的大小是電阻本身的一種屬性,只與其材料等因素有關。可以用電阻兩端的電壓和通過它的電流的比求出它的電阻值大小,但它并不是電阻的定義式(定義式為R=ρL/S).在同一電路中當電阻兩端電壓增大幾倍時,通過它的電流也增大幾倍,顯然電阻值并不與電壓成正比,也不與電流成反比。類似的公式還有ρ=m/V,v=S/t等,都是有其物理內涵的。
3、生活經驗妨礙創造思維的發展。
學生過多的依賴于過去積累的經驗,而忽視對題目殊關系的分析研究。對問題的解答滿足于已有的正確結論,而不善于從不同角度去尋求最佳解法,更不能有所創新。
如:如圖所示電源電壓U=3V , R1=15Ω。先閉合S1,再閉合S2,發現電流表示數增大了0.1A .求電阻R2=?此時,學生會根據已有知識分步求解,當閉合S1時,只有R1接入電路,根據歐姆定律I1=U/R1求出流過R1的電流為0.2A。 當再閉合S2時,R1和R2并聯接入電路,電流表測干路電流為0.3 A , 此時流過R1電流仍不變,仍為0.2A 。(由歐姆定律可知)那么此時流過R2的電流為0.1A ,根據歐姆定律求出R2的電阻為30Ω。
實際上學生只要認真分析一下,運用發散思維就會發現電流表增大的值0.1A就是流過R2的電流,運用歐姆定律一步得出R2的電阻為30Ω。這就是學生不會用創新思維解決問題的例子。
二、消除生活經驗負面影響的措施:
1、誘發產生正向遷移,遏止形成負向遷移。
為了促進正向遷移的產生,應啟迪學生對問題要全面地、多角度地去分析,不要只看到問題的表面或只看問題的片面,就下結論。遷移是一種復雜的心理過程,它受學生本身的主觀條件制約,這就要創造條件,因人施教,誘導實現正向遷移。對問題要多假設、多提問,讓學生充分參與教學活動,細致分析問題,使學生形成科學嚴謹的分析問題方法,可避免負向遷移的產生和干擾。
2、深刻領會教材編寫者的意圖,講透概念、規律的屬性,以防止相互混淆。
為克服先學的科學知識對后繼科學知識的理解和認知產生負遷移,必須切實抓好基礎知識的教學。對于概念要講清它的內涵,讓學生掌握本質屬性;對于定理、定律,要剖析數量關系,賦予它們物理內涵,揭示它們的精髓,為學生的創造思維提供堅實的基礎。
3、建構合理的知識結構,增強知識信息地可提取性。
培根說過:"當你處世行事時,正確運用知識就意味著力量。"注重合理地知識結構地建構,是克服生活經驗消極影響地前提,生活經驗的負效應往往是由于無知和偏見造成的。大腦中有豐富的知識儲備,用時才可提取,這是不言而喻的,但大腦里信息量越多,到需要時不一定提取就越快,只有廣博而理解透徹的知識信息,組織得有條不紊、有系統的知識信息才具有隨時可提取的性質,才容易在需要時迅速檢索提取輸出,并發揮出舉一反三、觸類旁通的作用。
4、培養學生正確的解題習慣和掌握正確的解題方法。
關鍵詞: 初中物理 課堂教學 教學難點
初中物理學科是一門邏輯思維很強的學科,在物理課堂教學中教師要在給學生講明白物理基本理論知識的基礎上,重點幫助學生深刻理解物理概念和定律,提高學生的物理思維能力,還要把基本理論知識靈活地運用到實際問題中。所以,要提高初中物理教學的有效性,就要在一些物理教學難點上進行有效的突破,這些物理教學難點問題解決得好對提高學生物理成績至關重要。筆者在物理教學實踐中針對初中物理教學中的難點進行了有效探索。
一、突破物理教學難點的重要意義
初中物理教學中經常會出現教學難點,這些教學難點成為有效提高學生物理學習成績的最重要的阻礙,同時不同程度地對學生的物理學習興趣產生較大的消極影響,制約學生運用物理知識解決實際問題的能力。因此,教師在初中物理教學中要深入分析產生物理教學難點的原因,積極研究如何突破教學難點的方法策略,讓學生掌握更多更好的物理學習方法,不斷提高物理解題技巧,有效化解和突破物理教學難點,從而對學生的物理學習產生積極的影響,提高物理學習的主動性和積極性,增強學生物理學習的自信心,同時培養學生的創新意識和能力。
二、突破物理教學難點的幾點嘗試
(一)理解物理概念本質,掌握物理定律關鍵。造成初中物理教學難點的原因主要是學生在物理學習過程中,不能深刻理解物理概念定律的本質,沒有掌握物理概念定律的關鍵知識點所造成的。在物理學習中不能理解物理知識的本質,不能掌握物理學習的關鍵知識,就會造成學習效率低下,對物理問題一知半解、似是而非。因此,在教學中教師應指導學生在物理學習中做到理解本質掌握關鍵,這樣就能有效化解物理知識難點。如在電學部分的“歐姆定律”教學中,教學重點是讓學生通過自己動手實驗得出歐姆定律,從而理解其本質。教學的關鍵有兩個:一是實驗的方法,另一個是歐姆定律的應用。學生只有掌握這些關鍵重難點內容,歐姆定律才能運用自如。
(二)全面掌握知識聯系,靈活變通運用知識。在初中物理學習中,許多學生不能很好地把各部分知識進行有效聯系,解決物理問題只是孤立地用單一知識或方法解決問題,不會把各部分知識靈活運用、變通運用,造成解題思路方法單一,從而在物理學習中形成知識難點。要有效突破教學難點問題,就必須讓學生在學習過程中對教材課本上的物理概念定律理解透徹的基礎上,對物理知識有全面系統的掌握,重點是掌握各部分知識的內存聯系及相互關系,加強知識的靈活運用。如學習“電磁轉化”這部分內容時,既要掌握磁體與磁場關系,又要掌握電流對磁場的作用、磁場對電流的影響,特別是要運用前面已經學過的直流電路的知識、力學部分的知識,只有把這幾部分知識聯系起來綜合運用才能熟練掌握物理知識。
(三)運用多種教學手段,突破物理教學難點。在初中物理課堂教學中,要提高物理教學的有效性,教師就要綜合運用多種教學方法和手段,以突破教學重點和難點。如可以通過創設教學情境,把物理知識與實際生活聯系起來運用;利用多媒體教學技術進行教學、利用CAI進行輔助教學,使抽象枯燥的物理知識變得形象生動,使不易觀察的物理過程更直觀,從而提高物理課堂教學效率。如可以用計算機強大的動畫功能對許多難以用常規手段表現出來的實驗,如透鏡成像、光的色彩與光的傳播、物質的料子、電磁波的傳播等運用計算機進行模擬演示,既增強教學效果,又便于學生記憶掌握。
(四)做好物理實驗演示,提高解決問題能力。在物理教學中,教材安排了許多物理實驗和課堂演示活動,上好物理實驗課程、做好課堂物理演示能使學生從這些實驗和演示中獲得物理知識的感性認識,加深對物理概念和定律的深刻理解,并培養學生解決實際問題的動手實踐能力。例如,物理實驗可以通過多種方法進行研究和操作,如在進行實驗導體的電阻與什么因素有關時,可以通過觀察法(觀察電流表指數來計算電阻)、轉換法(把電阻轉換成電流來計算)、歸納法(將導體電阻與材料、長度、截面等有關因素歸納起來研究實驗)等方法進行研究。通過這些方法的綜合運用提高學生解決教學難點問題的能力。
總之,突破物理教學難點應從多方面嘗試,從多方面培養學生的能力和素質,進而提高教學成績。
參考文獻: