发布时间:2023-07-20 16:25:09
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的欧姆定律的推导过程样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
关键词:初中物理;欧姆定律;应用
在电学的定律当中,欧姆定律是非常关键的一项,它贯穿于整个电学的始终。深入、系统和全面地理解欧姆定律是有效解决牵涉电学问题的基础和前提条件,针对欧姆定律的教学,教师需要做好如下的两个方面:
一、引导学生注重三个物理量之间的关系
“导体当中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比”,这就是欧姆定律。在此,教师应当引导学生注重三个物理量之间的关系。(1)欧姆定律强调电压与电阻决定了导体当中的电流,而不是由电源提供的电压,这跟电阻和电流是毫无关系的,电阻属于导体自身的性质,这跟电压和电流也是毫无关系的,因此是电压与电阻一起决定了电流。(2)注重计算关系。在公式:I= 当中,只要确定了任意的两个物理量,就可以对另外的一个物理量进行计算,这就需要引导学生熟练地掌握公式的变化。(3)注重这三个物理量一定要根据同一段的导体,比如,将R1与R2进行串联,接在30 V的电源上面,R1是10欧姆,经过R1的电流是0.2安,问R2的电阻与R2两端的电压是多少。教师在指导学生练习或者是讲解的时候,需要将电路图画出来,注明相应的物理量,突出需要注意的问题,以实现理想的教学效果。
二、拓展和应用欧姆定律
教师在讲解欧姆定律的时候,需要引导学生注重知识的应用和拓展。通过并、串联电路的电压和电流规律,对电阻规律进行推导,可以概括并联电路的规律是:(1)电流I=I1+I2;(2)电压U=U1=U2;(3)电阻 。可以概括串联电路的规律是:(1)电流I=I1=I2;(2)电压U=U1+U2;(3)电阻R=R1+R2,再应用电阻规律对一些实际问题进行解决。比如,教师在教学的过程中,可以提问学生下面的一些问题:为什么调节台灯的亮度按钮,灯泡能够变亮或者是变暗?为什么手电筒当中的电池使用时间长了之后,灯泡会变暗?这两个问题的原理是一样的吗?这样,学生就能够积极主动地探讨,纷纷发表自己的看法,课堂氛围顿时活跃起来。学生通过应用欧姆定律,对实际生活当中一些不好理解的问题进行了解释,从而调动了学生的学习兴趣。
总之,在初中物理教学当中,欧姆定律是非常重要的。教师一定要引起高度的重视,实施有效的教学策略,教授学生关于欧姆定律的知识。
参考文献:
教学目标
知识目标
1.巩固串联电路的电流和电压特点.
2.理解串联电路的等效电阻和计算公式.
3.会用公式进行简单计算.
能力目标
1.培养学生逻辑推理能力和研究问题的方法.
2.培养学生理论联系实际的能力.
情感目标
激发学生兴趣及严谨的科学态度,加强思想品德教育.
教学建议
教材分析
本节从解决两只5Ω的定值电阻如何得到一个10Ω的电阻入手引入课题,从实验得出结论.串联电路总电阻的计算公式是本节的重点,用等效的观点分析串联电路是本书的难点,协调好实验法和理论推导法的关系是本书教学的关键.
教法建议
本节拟采用猜想、实验和理论证明相结合的方式进行学习.
实验法和理论推导法并举,不仅可以使学生对串联电路的总电阻的认识更充分一些,而且能使学生对欧姆定律和伏安法测电阻的理解深刻一些.
由于实验法放在理论推导法之前,因此该实验就属于探索性实验,是伏安法测电阻的继续.对于理论推导法,应先明确两点:一是串联电路电流和电压的特点.二是对欧姆定律的应用范围要从一个导体扩展到几个导体(或某段电路)计算串联电路的电流、电压和电阻时,常出现一个“总”字,对“总”字不能单纯理解总和,而是“总代替”,即“等效”性,用等效观点处理问题常使电路变成简单电路.
教学设计方案
1.引入课题
复习巩固,要求学生思考,计算回答
如图所示,已知,电流表的示数为1A,那么
电流表的示数是多少?
电压表的示数是多少?
电压表的示数是多少?
电压表V的示数是多少?
通过这道题目,使学生回忆并答出串联电路中电流、电压的关系
(1)串联电路中各处的电流相等.
(2)串联电路两端的总电压等于各支路两端的电压之和.
在实际电路中通常有几个或多个导体组成电路,几个导体串联以后总电阻是多少?与分电阻有什么关系?例如在修理某电子仪器时,需要一个10的电阻,但不巧手边没有这种规格的电阻,而只有一些5的电阻,那么可不可以把几个5的电阻合起来代替10的电阻呢?
电阻的串联知识可以帮助我们解决这个问题.
2.串联电阻实验
让学生确认待测串联的三个电阻的阻值,然后通过实验加以验证.指导学生实验.按图所示,连接电路,首先将电阻串联入电路,调节滑动变阻器使电压表的读数为一整数(如3V),电流表的读数为0.6A,根据伏安法测出.
然后分别用代替,分别测出.
将与串联起来接在电路的a、b两点之间,提示学生,把已串联的电阻与当作一个整体(一个电阻)闭合开关,调节滑动变阻器使电压示数为一整数(如3V)电流表此时读数为0.2A,根据伏安法测出总电阻.
引导学生比较测量结果得出总电阻与、的关系.
再串入电阻,把已串联的电阻当作一个整体,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为一整数(如3V)电流表此时示数为0.1A,根据伏安法测出总电阻.
引导学生比较测量结果,得出总电阻与的关系:.
3.应用欧姆定律推导串联电路的总电阻与分电阻的关系:
作图并从欧姆定律分别求得
在串联电路中
所以
这表明串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和.
4.运用公式进行简单计算
例一把的电阻与的电阻串联起来接在6V的电源上,求这串联
电路中的电流
让学生仔细读题,根据题意画出电路图并标出已知量的符号及数值,未知量的符号.
引导学生找出求电路中电流的三种方法
(1)(2)(3)
经比较得出第(3)种方法简便,找学生回答出串联电路的电阻计算
解题过程
已知V,求I
解
根据得
答这个串联电路中的电流为0.3A.
强调欧姆定律中的I、U、R必须对应同一段电路.
例二有一小灯泡,它正常发光时灯丝电阻为8.3,两端电压为2.5V.如果我们只有电压为6V的电源,要使灯泡正常工作,需要串联一个多大的电阻?
让学生根据题意画出电路图,并标明已知量的符号及数值,未知量的符号.
引导学生分析得出
(1)这盏灯正常工作时两端电压只许是2.5V,而电源电压是6V,那么串联的电阻要分担的电压为
(2)的大小根据欧姆定律求出
(3)因为与串联,通过的电流与通过的电流相等.
(4)通过的电流根据求出.
解题过程
已知,求
解电阻两端电压为
电路中的电流为
沪科版第十四章探究电路第四节电阻的串联和并联。
2 教材分析
《电阻的串联和并联》是九年级第十四章《探究电路》第四节的内容。本章内容充分体现了课标提出的从生活走向物理,从物理走向社会,注重多元探究等基本理念。本节教学内容不仅是对前面所学的串联电路和并联电路的电流、电压特点以及欧姆定律的重要应用,同时也是今后学好电功、电功率的重要基础,更是培养学生“等效替代”思想和实验探究与理论推导相结合思想的重要载体。
3 教学目标
3.1 知识与技能。①通过实验和理论推导理解串联和并联电路的等效电阻的计算公式。②会利用串联、并联电路总电阻的知识,解答和计算简单的电路问题。③通过实验探究,认识总电阻与分电阻的“等效替代”关系。
3.2 过程与方法。①培养学生积极参与科学探究活动,主动进行交流与讨论的学习方法。②能用等效替代的思想学习物理知识。③能把物理概念与生活、生产实际相结合。
3.3 情感态度价值观。激发学生对科学的求知欲,通过经历基本的科学探究过程,学习科学探究方法,发展初步的科学探究能力,形成实事求事、尊重自然规律、乐于参与科学实践的科学态度和科学精神,同时认识交流和合作的重要性。
4 教学重点
通过实验法和理论推导法并举掌握串联电路和并联电路总电阻的计算方法。
5 教学难点
借助等效替代的思想分析串联、并联电路的电阻特点。
6 教学准备
学生电源、演示电流表、20欧定值电阻二个、5欧定值电阻二个、10欧定值电阻一个、导线、开关等。
7 教学流程
事例引入——趣味探究——小组讨论——实质升华——总结反馈。
8 教学过程
8.1 事例引入。师:同学们,你们喜欢足球吗?(停顿)现假设你们正在看一场精彩的足球比赛,突然电视机坏了,经检查里边一个10欧定值电阻出现了问题,而身边现在只有20欧的电阻和5欧的电阻若干,你有办法立即解决问题吗?(最好设计一个多媒体动画调动学生学习热情)
生:(讨论并结合前面电路的串联、并联知识回答)把电阻串联,把电阻并联。
师:把电阻串联、并联后能行吗?电阻串联、并联后他们对电路的控制作用难道不会发生改变吗?
8.2 趣味探究。
师:下面我们就用一个有趣的实验来验证一下大家的想法是否能够实现。
演示实验(实验设计如图1,电阻装在一个密封的盒子里面)
图1
分别接通A、B、C以及所对应接线柱,让同学们观察电流表的读数。
师:同学们,刚才你们观察到电流表的读数有什么样的特点?
生:三次实验电流表读数相等。
师:那里面的电阻是怎样的呢,也相同吗?
打开盒子让学生观察里面电阻的结构,并通过里面实物讲解相关概念:
电阻串联:两个(几个)电阻首尾相连
电阻并联:两个(几个)电阻首首相连
师:我们刚才经过实验发现两个电阻并联或两个电阻串联以后对电路的控制作用可能与单独一个电阻对电路的控制作用是相同的,在实际生活中我们就可以用这两个并联或串联后的电阻去替代那一个电阻,这时我们就可以说这一个电阻是那两个(几个)电阻的总电阻。
师:同学们再仔细观察,两个电阻串联后总电阻如何变化;两个电阻并联后总电阻如何变化?
生:通过观察讨论得出初步结论:
两个电阻并联后总电阻小于其中任何一个分电阻;两个电阻串联后总电阻大于其中任何一个分电阻。
8.3 小组探讨。
师:同学们,通过刚才的分析我们已经得到了电阻串联、并联之后总电阻大小的一个定性结论,那么电阻串联、并联之后总电阻的大小应如何计算呢?下面就请大家通过小组合作的方式结合前面所学的欧姆定律以及串、并联电路的电流、电压特点解决这一问题。
8.3.1 串联电路的总电阻。
师:请结合欧姆定律以及串联电路的电压特点用下图的字母表示出总电压与各电阻两端电压的关系。
图2
生:运用欧姆定律表示出:U1=IR1 U2=IR2 U=IR、
运用串联电路电压特点得出:IR=IR1+IR2
结论:电阻串联,其总电阻等于各个分电阻之和,即:R总=R1+R2+……
8.3.2 并联电路的总电阻。
师:请结合欧姆定律以及并联电路的电流特点用下图的字母表示出总电流与各支路电流的关系。
图3
生:运用欧姆定律表示出:I=U/R,I1=U/R1,I2=U/R2
运用并联电路电流特点得出:1/R=1/R1+1/R2
结论:电阻并联,其总电阻的倒数等于各个分电阻倒数之和,即:1/R总=1/R1+1/R2+……
8.4 实质升华。
师:刚才我们已经通过实验和理论推导两种途径得出了电阻串联和并联之后总电阻的变化规律。同学们,你们知道这是为什么吗?
教师引导学生进一步观察串联、并联后的电阻的长度和横截面积的变化情况并结合前面所学影响电阻大小的因素的相关知识得出结论。
生:电阻串联相当与增加了导体长度,所以阻值会增加;电阻并联相当于增加了电阻的横截面积,所以阻值会减小。
8.5 总结反馈。①请同学们设计出两种方案解决课题引入时提出的问题。②小组讨论本堂课的收获,及时解决新生成的问题。
附板书设计:
§14.4电阻的串联和并联
①串联电路的总电阻等于各个分电阻之和,R总=R1+R2+……
②并联电路的总电阻的倒数等于各个分电阻倒数之和,1/R总=1/R1+1/R2+……
③实质 串联:增加导体长度
并联:增加导体横截面积
学习用伏安法测量定值电阻的阻值,了解欧姆定律的应用,根据特定的目的,进行相关的实验设计、操作、收集和数据处理.
2重点及难点
(1)利用欧姆定律测量未知电阻.
(2)理解电阻是导体本身的属性.
(3)掌握伏安法测电阻实验中的主要步骤.
3教学过程
3.1实验原理
师:同学们我这里有一个电阻值模糊不清的电阻(展示实物),能用电压表、电流表测出它的阻值来吗?
师:需测哪些物理量?
引导学生回答:根据欧姆定律即可.
师:具体怎么利用欧姆定律?你怎么测出电阻?
引导学生回答:只要测出它两端的电压和通过它的电流,应用欧姆定律推导出R=U/I,得出实验的原理.
3.2电路图
师:我们进行电路设计的依据是实验原理,要分别测和?测电流用什么器材?怎么连入电路?请生上黑板画图;测电压用什么器材?怎么连入电路?请生上黑板画图.
师:这样的电路还有什么不完善的地方?
问题:在交流中,针对学生设计的电路是否使用滑动变阻器进行提问:怎么算出电阻?这个算出的值有误差吗? 怎么减小误差? 怎么才会取得多组数据?电路中不用滑动变阻器行不行?为什么要有滑动变阻器?
引导学生回答:做实验时总存在误差,要减小误差需进行多次测量取平均值.
师:你们看这样的电路图能测量几次?怎样实现多次测量?
引导生回答:换电池节数或用变阻器.
师:请学生对此评价,滑动变阻器使用方便,测量次数多(在图中加滑动变阻器).
可以利用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压和通过的电流,多测几组数据,用多次测量取平均值的方法,可减小误差.
3.3器材
师:请生对照电路图总结需要的器材.(生边说边写)
3.4实验步骤
(1)按电路图正确连接实验电路.
(2)闭合开关,改变滑动变阻器滑片,分别读出两表的示数,记入表格中.
实验次数电压U/V电流I/A电阻R/Ω123(3)根据记录计算出三次测得的电阻R,求出平均值Rx=Ω.
(4)实验结束,整理器材.
3.5数据处理
师:下面利用三次实验数据作出定值电阻的I-U图象.
讨论:定值电阻的I-U图象近似是一条直线,该图像说明定值电阻的阻值是不变的,有偏差是由误差引起的,说明导体的电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压无关.
总结:用电压表和电流表测电阻的方法叫“伏安法”.
4目标达成检测
(1)在公式的基础上,我们可以通过电流表和电压表测量出某导体的电阻,这样测量电阻的方法称为.
(2)在测量定值电阻的实验中,人们利用多次测量取方法来减小误差,人们利用实现多次测量的.
(3)某同学在做“伏安法测电阻”实验,待测定值电阻阻值5~10 Ω.
①请你用笔画线把元件连接起来.(要求滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表读数减小)
【关键词】公式推导;电学;浮力
教育家斯多惠指出:“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。学生只有在获得成功的体验并被教师肯定后,其学习的内因才会被充分激发出来,从而提高学习效率。学生的学习存在误区,考什么做什么,对于公式只满足于背熟记牢,临场会用。背公式非常重要,但更重要的是能够掌握公式的推导过程,能够从中体会出数学的思维方法的重要性。有些公式与其直接告诉学生不如让学生自己去尝试的推导,因为记熟公式只能看到孤立的点,如果能知道它们是如何推导出来的及它们之间的相互关系的话,就能看到一个网络,把这个点之间的线都看出来。这样做题的时候对整个基础构架都了然于胸,什么时候用哪个公式心里都有底。
1 电学公式的推导
科学第三册电路探秘编写理念是重视科学实验的技能和方法,突出科学探究活动。注重科学探究就是要改变学生被动学习的状态,让学生不仅知道知识的内容,还要知道形成知识的过程,让学生像科学家进行科学研究那样,在探究过程中发展科学概念和科学规律,体验科学探究的过程,学习科学方法,发展科学探究所需要的能力并增进对科学探究的理解,促进学生从单一、被动的学习转变为自主、探究、合作的学习。笔者在教学实践中发现,学生实验探究开展的热火朝天,个个跃跃欲试,学生体会了科学家的探究过程,可有部分思维能力欠佳的学生解决作业本上的练习有困难,出现了探究问题能力和解决问题能力不协调的矛盾 。现代认知结构理论认为,学习是学生主动的发现知识,而不是被动的接受知识,是学生自己建构的过程,是学生原有知识的迁移和升华。笔者在教授完串联电路电流电压的特点后,请同学们做了如下的的证明题:
已知:串联电路中,电源电压为U,甲电阻的阻值为R1,通过的电流为I1,乙电阻的阻值为R2,通过的电流为I1,求证:R1+R2=R总
证明:由欧姆定律的变形式U=IR,可得U1=I1R1,U2=I2R2
在串联电路中U=U1+U2
即 IR=I1R1+I2R2
又 在串联电路中I=I1=I2
即R1+R2=R总
在教授完并联电路电流电压的特点后,请同学们做了如下的题目:
已知:并联电路中,电源电压为U,甲电阻的阻值为R1,加在两端的电压为U1,乙电阻的阻值为R2,加在两端的电压为U2,求证:1R总=1R1+1R2
证明:由欧姆定律I=UR,可得I1=U1R1,I2=U2R2
在并联电路中 I=I1+I2
即 UR=U1R1+U2R2
又 在并联电路中U=U1=U2
即1R总=1R1+1R2
这两道证明题,如学生对串联电路的电压、电流特点,并联电路的电压、电流特点理解得不是很透彻的话是不可能轻易推导出来的,只有理解其内在联系并知道适用范围才能准确无误的推导出来。这比让学生熟记来得更有效果且宜于理解。类似地,还可以深入的引导学生证明在串联电路中电阻起分压作用(U1U2=R1R2),在并联电路中电阻起分流作用(I1I2=R2R1)。
已知:串联电路中,甲电阻的电压是U1,电阻是R1,乙电阻的电压是U2,电阻是R2
求证:U1U2=R1R2
证明:串联电路中 I1=I2
由欧姆定律I=UR,可得 I1=U1R1,I2=U2R2
即U1R1=U2R2变形得U1U2=R1R2 (串联电路中电阻起分压作用)
已知:并联电路中,甲电阻的电流是I1,电阻是R1,乙电阻的电流是I2,电阻是R2
求证:I1I2=R2R1
证明:在并联电路中,U1=U2
由欧姆定律的变形式U=IR,可得U1=I1R1,U2=I2R2
I1R1=I2R2变形得I1I2=R2R1(并联电路中电阻起分流作用)
公式推导就是一个实施有效变换的过程,变换的方法都隐含在公式的推导当中,学会公式推导就掌握了最典型,最有效,最普遍的变换思路和变换方法。在学生能熟练推导以上公式后,下面三道例题能迎刃而解。
图1
例题1、如图1所示电路,当滑动变阻器滑片向右滑动时,电流表和电压表示数变化情况是
A.电流表和电压表示数都不变
B.电流表示数变小,电压表1示数变小,电压表2示数不变
C.电流表示数不变,电压表示数都变大
D.电流表示数变大,电压表1示数不变,电压表2示数变大
分析:电压表当开路,电流表当导线,我们发现这是R1、R2 两电阻串联的电路,由串联
电路电阻起分压作用(U1U2=R1R2) 可知,电阻大的分得的电压多,当滑动变阻器滑片向右滑动时,R2 的阻值变大,分得的电压更大,电源总电压不变,R1分得的电压减少,所以电压表1的电压变小,电压表2由于测电源电压,所以不变。答案选B。
例题2、将R1=2Ω的电阻与R2串联,接在电压为U的电路中,通过R1的电流为1A ,若将它们并联接到电压仍为U的电路中,通过R1的电流为3A,电阻R2的阻值为
A、 2Ω B、 3Ω C、 4Ω D、 6Ω
分析:两电阻并联,电阻上的电压为U=I1R1=3Ax2Ω=6V,两电阻串联接在电压为6V的电路中,R1R2=U1U2=2V6V-2V=12,R1=2Ω,则R2= 4Ω,答案选C。
图2
例题3、如图2,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,有“4.8V 0.3A”的小灯泡和滑动变阻器串联后接入6V电路中,问:灯泡恰好正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值多大?
分析:灯泡恰好正常发光时,小灯泡上的电压为4.8V,则滑动变阻器上的电压为1.2V则由欧姆定律的变形式R=UI可知,R灯=16Ω,R1R2=U1U2=4.8V1.2V=41,所以RP=4Ω。当然也可以直接由R=UI=1.2V0.3A=4Ω。
知识、思维与能力之间密不可分,任何知识、能力,归根结底是通过一定思维表现出来。运用公式推导则是在知识和能力间架起的一座桥梁。学生在公式推导中学会总结、概括,从推导中得到一般的解题方法,对提高学生的解题能力具有事半功倍的作用。在不增加学生课外负担的前提下,在科学教学中以公式推导的形式适当的拓展,有助于学生掌握科学的概念、规则和提高学生的解题能力,有助于学生克服学习科学中的障碍,提高学生学习科学的兴趣,使学生的素质得到全面提高,这具有重要的意义。
参考文献
[1] 全日制义务教育课程标准教学资源.中学科学.上册/国家课程标准教学资源编写组编.杭州:浙江教育出版社,2002.11
关键词 概念和规律;生成过程;高中物理;课堂教学效率
高中物理难学,这是很多高中学生的共识。其原因主要有以下几点:(1)高中物理概念多,而且抽象。例如:高一物理中的加速度概念,很多学生从学加速度开始就对高中物理产生恐惧。(2)高中物理规律多,而且相似性很强。例如:动能定理和动量定理、机械能守恒定律和动量守恒定律。(3)高中物理前后知识的关联性很强,例如:力电结合问题。(4)高中物理数学知识应用广泛。例如:用图象法处理物理问题、极值问题的讨论、三角函数和几何知识的应用等等。要解决这些问题,关键在于提高课堂教学效率。物理教学具有三大特色:以观察和实验为基础;以形成物理概念和掌握知识结构为中心;以物理教学紧密联系实际为原则。这就要求教师在教学中要充分发挥实验的作用,重视物理概念和规律的生成过程,让学生从根本上理解物理概念和规律,自主构建知识、掌握方法,并最终建立起高中物理的知识体系,使学生在物理学习过程中越学越清晰,而不是越学越糊涂。
一、教师要认识到物理概念和规律在物理学科中的重要地位
整个高中物理是以基本概念和基本规律为主干而构成的一个完整的体系,是由基本概念、基本规律和基本方法及其相互联系构成了学科的基本结构。其中,基本概念是基石,基本规律是中心,基本方法是纽带。要使学生掌握学科的基本结构,就必须使学生学好基本概念和规律。所谓物理知识的应用,主要是指运用物理概念和物理规律解释物理现象、解决物理问题。在高中物理教学中,学生的智力和能力,也主要是在观察、实验、探索和分析物理现象,理解、掌握和运用物理概念和物理规律的过程中,不断发展起来的。所以,我们应当重视概念和规律的生成过程,提高高中物理课堂教学效率。
二、教师要结合学生认知特点设计适合学生概念和规律生成过程的教学
一个好的物理教学设计,在实施的过程中,学生始终围绕一个问题进行探讨,并最终获得知识和方法,而不是简单的顺从教材或老师。学生学习一个新的概念和规律的过程,就经历一个或长或短的探究过程,这样建构起来的知识和方法,学生才能自如应用并降低遗忘的程度。
1.巧妙导入是提高课堂教学效率的第一步
导入是教师在进入新课时,运用建立问题情境的方式,引起学生注意,激发学习兴趣,明确学习目标,形成学习动机的教学行为。
(1)用各种直观教学手段展示丰富的物理现象,并引导学生追究现象的原因。物理是一门以实验为基础的科学,用演示实验来提出问题,引入新课,能体现物理学科特点的同时,又能较好的激发学生的探究意识。
例如,就《带电粒子在匀强电场中的运动》一课,我们可以从演示示波器的作用引入:首先展示一个示波器,介绍它的作用:示波器能展示交变电流随时间的变化关系,是研究交变电流的重要仪器。接着,展示示波管并介绍荧光屏发光的原因:它是利用高速电子流打在荧光屏上使荧光屏发光的。示波器内有一个阴极,并在黑板上画图,然后解说:阴极通电受热后会发出电子,但电子的速度很小,无法打在前端的荧光屏上(在远处画一个荧光屏),如何才能让电子的速度增大呢?这个问题的提出,引发学生去思考:要让电子加速,应当加一个电场,其中最简单的办法就是加匀强电场。如何才能让电子在荧光屏上画出图像呢?在接下来的教学中,学生始终围绕这个目的展开研究和讨论。可见,一个好的引入能激发学生的探究意识,充分发挥学生学习的主动性。
(2)在学生形成概念,掌握规律的过程中,引导学生正确进行科学抽象,由感性认识上升到理性认识阶段,这是形成概念,掌握规律的关键。观察同一个物理现象,不同的学生会得出不同的结论。因为在每一个物理现象中,存在着多种因素的影响。如果把握不住抽象思维的正确方向,就会得出错误的结论。例如,在“马拉车”的问题上,尽管学生把牛顿第三定律背得滚瓜烂熟,思想上总还认为“马对车有拉力,车对马没拉力”或者“马对车的拉力大于车对马的拉力”。学生“最有力的证据”是:反正是马拉着车向前走,而不是车拉着马向后退。学生主要是固执地盯住了马拉车向前走这一直观的表面现象,而没有对车、马的启动过程以及车、马与路面之间的作用力做深入细致地分析。
(3)提出新的问题与旧的处理方法的矛盾。在进行动能定理应用的教学中,我们会专门对变力做功进行研究,虽然不是新课教学,但巧妙的引入也能提高习题课的教学效率。其引入可以从公式W=FScosα的适用条件入手:W=FScosα只适用于恒力做功,对于变力做功,我们应该如何计算呢?然后举出一个具体问题:已知一个小球的质量m=200g,从粗糙曲面上高H=0.8m处由静止释放,小球滑到曲面底端的速度为3m/s,忽略空气阻力,试求下滑过程中小球克服摩擦阻力所做的功?
2.在新课讲授过程中,教师要吃透教材并大胆整合教材,引导学生认识物理概念的引出和物理规律的生成过程,理解其物理意义,进而激发学生主动去建构物理概念,发现、推导物理规律
例如:对《闭合电路欧姆定路律》的教学,教材中中没有对电动势进行定义,仅提到电源没有接入电路时两极间的电压等于电动势。我们在教学过程中针对基础较好的学生可以尝试从认识电源出发,给出电动势的定义,然后再认识闭合电路,逐步推导闭合电路欧姆定律的表达式,具体操作如下:
首先带领学生回忆:在初中利用欧姆定律进行电路计算时,题目上的电路图通常没有画出电源,若补上电源,则构成闭合电路。研究闭合电路要从电源开始。电源的正、负极分别聚集大量的正、负电荷,而这些电荷的聚集不是电场力而是非静电力作用的结果,非静电力做功的过程,就是将其它形式的能转化为电能的过程。(例如干电池,是化学反应的结果,将化学能转化为电能)。我们将非静电力做功与电荷量的比值定义为电源的电动势E。若电源没有内阻,则电源内部从负极到正极,电势升高E,电源外部从正极到负极,电势降低U=E。但电源有内阻,因此电流通过内阻电势降低U内=Ir,则电源外部从正极到负极电势降低U=E-U内。电源没有接入电路时,I=0,U内=0,则U=E(即电源没有接入电路时两极间的电压等于电动势),若外电路为纯电阻电路,则IR=E-Ir,整理得I=■。
经历这样一个概念的引出和规律的推导过程,学生对电动势的定义,教材中电动势大小的描述,闭合电路欧姆定律的成立条件以及电源的作用(包括将其它形式的能转化为电能)从本质上有了深刻的理解,从物理学的内涵出发掌握物理规律。
在自主建构和发现、推导的过程中,学生对概念和规律有了深刻理解,便会灵活应用概念和规律解决物理问题,并大大降低遗忘程度,同时也更大程度的激发了学生学习物理的兴趣。
远近及周围介质有关。这说明对物理“定义式”的学习不能简单的只看形式,更应从本质上去理解。又如磁感应强度概念,定义式为B=F/IL.从形式看,垂直放入磁场中某处的通电导线磁感应强度大小似乎与导线受力、导线在磁场中的有效长度、受力导线内的电流强度有关;而本质上与这三方面的因素无关。通电导线在磁场中某点的磁感应强度与导线在磁场中所处的位置、“原场源”导线的电流强度有关。因此,定义式的学习不仅要注重形式,更应把握本质。2.“基本规律”公式的学习“基本规律”在这里要区别于概念描述的规律,主要指一些基本定律等。如牛顿第二定律、第三定律,部分电路域闭合电路的欧姆定律,动量守恒定律、机械能守恒定律、万有引力定律等等。这些规律是人类千百年来智慧的结晶,在掌握了公式的形式的同时应结合实际理解公式。如对万有引力规律公式的学习,其公式为:F=GM1M2/R2。万有引力规律告诉了我们什么?它揭示宇宙天体什么运行规律?原来在我们人类赖以生存的自然界物与物之间存在相互作用的引力,无论是宏观物体,还是微观粒子,它们之间都存在或大或小这样的作用力。微观领域我们觉察不到这些粒子之间的相互作用力(可以通过实验测定),觉察不到但不等于它不存在;在宏观领域,我们可以感知宇宙的斗转星移、四季轮回,潮涨潮落,这些都是万有引力在起作用;发射宇宙飞船,卫星环绕地球飞行,人类成功登月……这无不是人类利用了万有引力规律的结果。在学习规律公式时还应注意公式的适用条件。有些物理规律公式目前现有的科学技术条件下是适用的,而有些在使用时则有条件制约。如机械能守恒定律限定的适用条件为:系统内只有重力或弹力做功。在这种条件下,物体运动过程中动能和势能相互转化,而系统内的机械能总量保持不变,
才适用公式EK1+EP1=EK2+EP2。又如公式I=U/R只适用于纯电阻电路,相应公式P=U2/R及P=I2R都只能适用于纯电阻电路,余不赘述。3.“导出公式”的学习“导出公式”是指将“定义式”和“基本规律公式”进行适当的数学变形,或依据现有的规律公式与其它公式相结合推导得出来的物理规律公式。这些“导出公式”在物理学习中比较常见。如将定义式E=F/q可变形为F=Eq,公示形式变化的同时其物理意义也会发生变化。前者用来计算电场强度大小;后者用来计算电荷在电场中受力大小。如加速度公式的定义式为a=(Vt-V0)/t,经变形后可得Vt=V0+at,该公式即为匀变速直线运动的速度―时间公式,由此可计算出作匀
变速直线运动的物体在任意时刻的即时速度;又可变形为t=(Vt-V0)/a,即可用来计算物体的运动时间问题;将该公式与平均速度公式V=(V0+Vt)/2、位移公式S=Vt相结合可导出
【关键词】 电工基础;学习兴趣;多媒体演示;探究教学法
【中图分类号】G642.06 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)33-0-01
针对技工院校学生学习年龄参差不齐、学习基础比较差、学习积极性不高等特点,而且该课程内容概念多,原理抽象,难懂难学,易使学生产生厌学和畏惧的心理,导致学习效率低下。斯金娜认为:“认识兴趣则是促使教学——认识活动积极的某种独特‘震中’”。所以兴趣是学习的动力,是学习成功的秘诀。教师应该从培养学生学习兴趣入手,因为兴趣可以激发学生的求知欲,可以使心理活动和思维能力处于积极状态,从而提高学习效率。那应该怎样提高学生学习兴趣呢?
一、教师要建立平等和谐的师生关系
学生学习兴趣的强弱首先建立在平等和谐的师生关系上,奥地利教育家贝尔纳曾强调:“没有情感的教育不会成为成功的教育;没有情感的课堂不是成功的课堂”。因此教师应该努力营造一个民主、平等的课堂氛围。只有建立和谐、亲密的师生关系,才能使学生在课堂上自由充分地展现自己的个性,学生创造性思维才能得到发展。教师应该在课堂上时时注意运用和蔼的微笑、期盼的眼神、鼓励的话语、肯定的言辞来感化学生,对于基础较差和调皮的技校学生尤其如此。这样可以使学生们深切地感受到教师的真诚和关爱,认为学习是一种享受,从而激发学习乐趣。
二、教师在教学中应当树立创新意识
创设生动形象的教学情境,从而激发学生强烈的探索欲望。托尔斯泰说过:“成功的教学所需要的不是强制,而是激发学生的欲望。”例如,在学习串联谐振时,可以这样引入课题:“我想大家都用过收音机吧?那收音机是怎样调台的呢?调台时到底调的是什么?为什么有的收音机杂音较大,而有的却很小呢?”通过实际生活的现象引入课题就可以吸引学生注意力,学生也会跃跃欲试回答,课堂气氛容易倾刻活跃起来,激发了学生探究新知的欲望,提高教学效率。当然,创设情境的方法很多,比如,创设悬念情境、创设信息情境、创设生活情境、创设求异情境等。要想使创设情境更能突出其作用,教师还应该把握几个原则:诱发性原则、真实性原则、接近性原则和合作性原则等。
三、教师应该利用好多种教学资源
多媒体演示教学法就是利用学院的计算机资源。在教学中,往往有学生难以想象、实验无法进行的情况,这就导致学生理解困难。并且有些实验虽然可以实物演示,但其过程无法看到或者变化甚微,学生对此就会很疑惑甚至对科学理论持怀疑态度。所以利用计算机制作逼真的多媒体模拟课件,可以帮助学生摆脱这些认识障碍,从而化静为动,使抽象难懂、难以用语言表达清楚的教学内容通过形象生动的画面展示出来。这样既能拓展学生的思维,加深对事物的理解,又能培养学生的观察能力和思维能力。比如关于磁场的那部分内容,教师就可以采用多媒体演示法进行教学,直观形象,学生容易理解。
另外,还应该充分利用技工院校的实验室资源。适当的使用实验法进行教学也是激发学生学习兴趣有效手段。实验法包括教师进行演示实验和学生的探索实验。比如在学习直流电路部分时可以让学生进行接线,然后让学生测量相关的电流、电压、电阻值从而得出结论。并且可以锻炼学生接线及使用电表的能力。再如,在讲授“自感现象”这一节课时,教师可以安排两个演示实验,要求学生仔细观察实验现象。还有,在学习楞次定律时也可以安排实验让学生自行探究。当然,教师在学生实验过程中应时时提醒学生注意观察实验现象,同时要求学生结合所产生的实验现象,最终让学生逐步弄清定律的具体含义。通过这种方式教学,可以激发学生学习兴趣,锻炼学生动手操作能力。
四、教师要遵循“学生为主体,教师为主导”的教学理念。
教师应该引导学生学到位,让学生成为课堂主人。苏霍姆林斯基曾说过:“在人的心灵深处,有一种根深蒂固的需要,希望自己是一个发现者、研究者、探索者。”这说明每个学生都有主动学习的愿望和需要。因此,在课堂教学中,教师必须在充分了解学生已有的认知水平基础上,培养学生的主动性。教师不可一味地满堂灌,而在充分掌握教材章节内容难易程度的情况下有计划地或泛讲、少讲,留出时间让学生思考,允许学生讨论、提问;或根本不讲,让学生结合教师提出的思考题先读教材,而后老师提问,学生讨论回答,或老师指派与学生自荐相结合让学生上讲台当一回老师。
五、教师还应优化学生“听、说”的过程,表达到位
课堂教学实际上是教师和学生交流的过程,学生通过“听”,可以理解和吸收教师传授的知识,也可以对同学回答的问题进行评判和认识;学生通过“说”,可以发表自己的观点和认识,把自己对知识的掌握情况反馈给老师。教师也可以从学生的回答中对自己有所启发,从而达到以学促教的效果。在讲授闭合电路欧姆定律时先让学生说说以前所学的部分电路欧姆定律,然后让学生将“部分”换成“闭合电路”,然后让学生自己表达出闭合电路欧姆定律。这样学生就可以在“说”的过程中互相交流,加深对知识的理解,也有利于学生思维能力的培养。因此,在教学过程中要让学生说出概念的本质、一些公式定律的推导过程,说出解题思路等,实现教学效果的有效性。也激发学生学习积极性和主动性。
总之,在《电工基础》这门课的教学过程中,教师必须讲究教学方法,根据学生的学习特点、认知规律不失时机的激发学生的学习兴趣,从而提高教学质量,使学生学好这门课,为学生继续学习专业课程打下良好基础。
参考文献
[1]邵展图.电工基础[M].中国劳动社会保障出版社,2007.