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時(shí)間:2023-08-21 16:57:51
序論:在您撰寫(xiě)歐姆定律基本內(nèi)容時(shí),參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞:靜電場(chǎng);直流電;電流方向;電壓方向;基爾霍夫定律
靜電場(chǎng)是電荷周?chē)嬖诘囊环N特殊形式的物質(zhì),電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)電場(chǎng)的任何一點(diǎn)來(lái)說(shuō),放在這點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力跟它的電荷的比值,總是一個(gè)常量,可以用來(lái)表示電廠的強(qiáng)弱叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,它的方向規(guī)定為正電荷所受電場(chǎng)力方向。除了用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱及方向外,電場(chǎng)線也用來(lái)形象表示電場(chǎng)強(qiáng)弱及方向。電場(chǎng)線是在電場(chǎng)中畫(huà)出的一系列從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線,并且使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致;電場(chǎng)強(qiáng)度越大的地方,電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越小的地方,電場(chǎng)線越疏,沿著電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降落的方向。
在復(fù)雜電路的某一段電路或一個(gè)電路元件的分析與計(jì)算時(shí),可事先假定一個(gè)電流的方向,這個(gè)假定的方向叫做電流的“參考方向”。我們規(guī)定:若電流的“參考方向”與實(shí)際方向相同,則電流值為正值,即I>0;若電流的“參考方向”與實(shí)際方向相反,則電流值為負(fù)值,即I<0。和分析電流一樣,有時(shí)很難對(duì)電路或元件中電壓的實(shí)際方向做出判斷,必須對(duì)電路或元件中兩點(diǎn)之間的電壓任意假定一個(gè)方向?yàn)?“參考方向”,在電路中一般用實(shí)線箭頭表示,箭頭所指的方向?yàn)閰⒖挤较颉.?dāng)電壓的“參考方向”與實(shí)際方向一致時(shí),電壓值為正,即U>0;反之,當(dāng)電壓的“參考方向”與實(shí)際方向相反時(shí),電壓值為負(fù),即U<0。電流與電壓有了參考方向后,電流與電壓就有了正負(fù)。
電流與電壓參考方向,在應(yīng)用基爾霍夫定律解決復(fù)雜電路計(jì)算中,貫穿始終。
歐姆定律是分析與計(jì)算電路的基礎(chǔ)。如果電阻元件上的電壓與通過(guò)它的電流參考方向相同,歐姆定律可表示為U=IR,如果電阻元件上電壓的參考方向與電流的參考方向不同時(shí),則歐姆定律可表示為U=-RI。除了歐姆定律,分析與計(jì)算電路還離不開(kāi)基爾霍夫電流定律和電壓定律?;鶢柣舴螂娏鞫蓱?yīng)用于節(jié)點(diǎn),基爾霍夫電壓定律應(yīng)用于回路。
基爾霍夫電流定律是用來(lái)確定連接在同一節(jié)點(diǎn)上的各個(gè)支路電流之間的關(guān)系的。由于電流的連續(xù)性,電路中任何一點(diǎn)(包括節(jié)點(diǎn))均不能堆積電荷。因此“任何一瞬時(shí),流入任一節(jié)點(diǎn)的支路電流之和恒等于流出該節(jié)點(diǎn)的支路電流之和”,這就是基爾霍夫電流定律的基本內(nèi)容。
基爾霍夫電壓定律是用來(lái)確定回路中的各段電壓之間的關(guān)系。“在任一回路中,從任何一點(diǎn)出發(fā)以順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蜓鼗芈费幸恢埽芈分懈鞫坞妷旱拇鷶?shù)和等于零”,這就是基爾霍夫電壓定律的基本內(nèi)容。為了應(yīng)用基爾霍夫電壓定律,必須選定回路的參考方向,當(dāng)電壓的參考方向與回路的循行方向一致時(shí)取正號(hào),反之取負(fù)號(hào)。列方程時(shí),不論是應(yīng)用基爾霍夫定律或歐姆定律,首先都要在電路圖上標(biāo)出電流、電壓或電動(dòng)勢(shì)的參考方向;因?yàn)榉匠淌街械恼?fù)號(hào)是由它們的參考方向決定的,若參考方向選得相反,則會(huì)相差一個(gè)負(fù)號(hào)。
如圖所示電路中,已知R1=10Ω,R2=5Ω,R3=5Ω,Us1=12v,Us2=6V。
求:R1、R2、R3所在支路電流I1、I2、I3。
解:1.先假定各支路電流的參考方向,如圖所示。
2.根據(jù)KCL列出節(jié)點(diǎn)電流方程,由節(jié)點(diǎn)A得到I1+I3-I2=0。
3. 選定回路的繞行方向就是電勢(shì)降落的方向,如圖所示。
4. 根據(jù)KVL列出兩個(gè)網(wǎng)孔的電壓方程。
網(wǎng)孔AdcBbA:-I2R2-I3R3+Us2=0;其中I2R2、I3R3為負(fù)是因?yàn)殡娏髋c電壓參考方向相反,歐姆定律用負(fù)的。
網(wǎng)孔AbBaA:I1R1+I2R2-Us1=0;其中Us1為負(fù)是因?yàn)樗妷旱姆较蚺c循行方向相反。
代入電路參數(shù),得方程組:
I1+I3-I2=0
-6=-5I2-5I3
12=10I1+5I2
解方程組,得:I1=0.72A,I2=0.96A,I3=0.24A。
從基爾霍夫定律的應(yīng)用中可以看到,電流、電壓的方向問(wèn)題就是解題的對(duì)錯(cuò)問(wèn)題,足以見(jiàn)證電流、電壓方向的重要性。如果沒(méi)有靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線的形象講解,學(xué)生就很難看出電流與電壓實(shí)際方向的一致性,那么,歐姆定律正負(fù)公式推出就難講述,歐姆定律講不好,基爾霍夫定律就很難講,更別說(shuō)應(yīng)用基爾霍夫定律解決實(shí)際問(wèn)題了。所以,靜電場(chǎng)內(nèi)容是是直流電內(nèi)容講解的前提和基礎(chǔ),兩章內(nèi)容密不可分。
參考文獻(xiàn):
1.《大學(xué)物理教程》.山東大學(xué)出版社.
1學(xué)習(xí)物理概念需要重視概念的形成過(guò)程
物理概念是物理知識(shí)的核心內(nèi)容.著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森曾說(shuō)過(guò):“學(xué)習(xí)理科的關(guān)鍵是概念清,多練習(xí).”學(xué)生的物理概念是否清楚對(duì)學(xué)好物理至關(guān)重要.學(xué)習(xí)物理概念需要重視物理概念的形成過(guò)程.學(xué)習(xí)物理概念需要知道為什么要引入它,它是如何定義的,定義式是什么,單位是什么,如何測(cè)量(或測(cè)定),有什么應(yīng)用等.例如:密度是一個(gè)十分重要的物理概念,學(xué)習(xí)它要重視以下過(guò)程:在物理學(xué)中為了比較相同體積的不同物質(zhì)的質(zhì)量一般不同的特性引入了密度,單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度,定義式是ρ=m/V,國(guó)際單位是kg/m3,常用單位是g/cm3,測(cè)密度的方法很多,但基本方法是測(cè)質(zhì)量,測(cè)體積,再利用密度公式計(jì)算出密度,應(yīng)用有求密度,求質(zhì)量,求體積等等.速度、壓強(qiáng)、功率、比熱容、電功率等等都是重要的物理概念,望廣大師生重視其形成過(guò)程.
2學(xué)習(xí)物理規(guī)律需要重視規(guī)律的形成過(guò)程
物理規(guī)律是物理知識(shí)中的最核心內(nèi)容,多數(shù)是從物理事實(shí)的分析中直接概括出來(lái)的,學(xué)習(xí)物理規(guī)律更需要重視物理規(guī)律的形成過(guò)程.要知道物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、基本內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式、適用范圍、應(yīng)用等等.例如:歐姆定律是電學(xué)中最重要的規(guī)律之一,學(xué)習(xí)它,我們要知道歐姆定律的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),歐姆定律是研究電流與電壓、電阻的關(guān)系,首先要用到控制變量法,電阻一定,研究電流與電壓的關(guān)系,電壓一定,研究電流與電阻的關(guān)系.電阻一定,可找一定值電阻(R=5 Ω),研究電流與電壓的關(guān)系,實(shí)際上要看電壓變,電流變不變,若變,如何變.如何改變定值電阻兩端的電壓呢?方法一:可以改變電源的電壓,方法二:可以通過(guò)滑動(dòng)變阻器來(lái)改變定值電阻兩端的電壓.通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)得出電阻一定時(shí),電流與電壓成正比.電壓一定,可找一穩(wěn)壓電源,也可通過(guò)滑動(dòng)變阻器來(lái)保持電阻兩端的電壓不變,研究電流與電阻的關(guān)系,實(shí)際上是看電阻變,電流變不變,若變,怎么變?改變電阻,還要知道它的值,可以逐次更換定值電阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,保持電阻兩端的電壓(U=3 V)不變,從而測(cè)出相應(yīng)的電流值.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出,電壓一定時(shí),電流與電阻成正比.
歐姆定律的基本內(nèi)容是:通過(guò)導(dǎo)體的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比.數(shù)學(xué)表達(dá)式為I=U/R,歐姆定律是在金屬導(dǎo)體做實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,總結(jié)出來(lái)的,一定適用于金屬導(dǎo)體,對(duì)于其它的導(dǎo)體是否適用,要用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,歐姆定律還適用于電解液導(dǎo)電,不適用于氣體導(dǎo)電,可見(jiàn)歐姆定律的適用范圍是適用于金屬導(dǎo)體,電解液導(dǎo)電,不適用于氣體導(dǎo)電.應(yīng)用有三方面:(1)求電流,(2)求電壓,(3)求電阻.解題時(shí)要注意I、U、R三個(gè)物理量的對(duì)應(yīng)性、同時(shí)性、統(tǒng)一性,即對(duì)應(yīng)于同一導(dǎo)體、同一段電路,同一時(shí)刻、同一狀態(tài),單位要統(tǒng)一于國(guó)際單位.
3學(xué)生實(shí)驗(yàn)需要重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程
學(xué)習(xí)物理要以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),觀察自然界中的物理現(xiàn)象,進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn),能夠使學(xué)生對(duì)物理事實(shí)獲得具體的明確認(rèn)識(shí),這種認(rèn)識(shí)是理解物理概念和規(guī)律的必要的基礎(chǔ).學(xué)生實(shí)驗(yàn)需要重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程,如要了解每個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、需要測(cè)量的物理量、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、必要的誤差分析等等都應(yīng)該清楚.
4科學(xué)探究需要重視探究過(guò)程
科學(xué)探究就是讓學(xué)生模擬科學(xué)家的工作過(guò)程,按照一定的科學(xué)思維程序探索學(xué)習(xí)的過(guò)程,從中學(xué)習(xí)科學(xué)方法、發(fā)展科學(xué)探究所需要的能力、增進(jìn)對(duì)科學(xué)探究的理解,體驗(yàn)探究過(guò)程的心理感受.科學(xué)探究需要重視探究過(guò)程.科學(xué)探究的過(guò)程是一個(gè)創(chuàng)造的過(guò)程,而創(chuàng)造力的核心是創(chuàng)造性思維.因此,探究實(shí)質(zhì)是一個(gè)思維的過(guò)程,這個(gè)思維的過(guò)程是模擬科學(xué)工作者進(jìn)行科研的思維程序來(lái)進(jìn)行的,這種思維程序就是學(xué)生科學(xué)探究的程序步驟.即提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作.
5做物理習(xí)題需要重視解題過(guò)程
學(xué)習(xí)物理要求概念清,多練習(xí).可見(jiàn)做物理習(xí)題很重要,做題可以幫助我們鞏固所學(xué)的知識(shí),檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果,錘煉思維的靈活性,全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,分析概括能力,運(yùn)用物理知識(shí)解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題的能力,以及創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力.物理題型很多,如填空題、選擇題、實(shí)驗(yàn)題、探究題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題、作圖題、推理題等等.無(wú)論是做何種題型的物理習(xí)題,都需要重視解題過(guò)程.不同的題型,有不同的解題要求,不同的解題方法,不同的解題過(guò)程.一般來(lái)說(shuō),無(wú)論是做何種物理習(xí)題,都要正確理解題意,正確審題;明確相應(yīng)的物理過(guò)程,物理情景,建立物理模型;運(yùn)用相應(yīng)的物理概念、物理規(guī)律,直接得出結(jié)果或結(jié)論.稍微有點(diǎn)靈活性,有點(diǎn)難度的題目,要分清層次,理清思路,找出聯(lián)系,或進(jìn)行物理公式變換或公式推導(dǎo),或運(yùn)用數(shù)學(xué)思想(如列方程、列方程組)求解.最后就是檢查.
6學(xué)習(xí)物理需要重視有的物理量是過(guò)程量
物理學(xué)所研究的許多問(wèn)題,都直接涉及到某一物理現(xiàn)象發(fā)生的整個(gè)過(guò)程,或者是過(guò)程中的某些狀態(tài).因此,相應(yīng)地就引人了許多關(guān)于描述某些物理過(guò)程的過(guò)程量和用來(lái)描述某些特定的物理狀態(tài)的狀態(tài)量.
過(guò)程量是描述物質(zhì)系統(tǒng)狀態(tài)變化過(guò)程的物理量,如沖量、路程、功、熱量、速度改變量等都是過(guò)程量,它們都與一定的物理過(guò)程相對(duì)應(yīng).一般說(shuō)來(lái),物質(zhì)系統(tǒng)從某一個(gè)狀態(tài)變化為另一個(gè)狀態(tài),如果經(jīng)歷不同的物理過(guò)程,雖然初始狀態(tài)與終了狀態(tài)量可能保持相同,但過(guò)程量不一定相同.
分析其根源:初中電學(xué)抽象難懂,面對(duì)縱橫交錯(cuò)的電路圖,學(xué)生們往往感到無(wú)從下手,錯(cuò)綜繁雜的電學(xué)概念、定律及計(jì)算公式常常使學(xué)生不知所措,然而電學(xué)綜合題歷來(lái)又是中考物理的壓軸熱點(diǎn),并且綜合性強(qiáng)、障礙設(shè)置多。通過(guò)師生共同分析根源,我覺(jué)得在學(xué)習(xí)電學(xué)的過(guò)程中注重以下策略,可以有效提高學(xué)習(xí)效率:
一、人人“三會(huì)” 電路-------會(huì)連接、會(huì)畫(huà)、會(huì)分析
《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“實(shí)驗(yàn)是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)”要求學(xué)生能動(dòng)腦動(dòng)手地“學(xué)”科學(xué),改變過(guò)去以書(shū)本為主、實(shí)驗(yàn)為輔的教與學(xué)的方式,把實(shí)驗(yàn)地位空前提升。要解決學(xué)好抽象的電學(xué)這個(gè)問(wèn)題,以實(shí)驗(yàn)課堂為主陣地,通過(guò)用電器工作過(guò)程中的具體情境學(xué)習(xí)抽象的電學(xué)。
利用課外活動(dòng)時(shí)間讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室操作,并且利用多媒體、實(shí)物講解操作過(guò)程:什么是串聯(lián)?什么是并聯(lián)?什么是首尾相連?什么是兩端分別連在一起?還有如何判斷電路是串聯(lián)還是并聯(lián)?講解連接電路時(shí)要注意的事項(xiàng)。對(duì)于特別害羞的女同學(xué),她們不敢動(dòng)手,要善于開(kāi)導(dǎo),訓(xùn)練她們的膽量,提高她們的動(dòng)手實(shí)踐能力,讓她們通過(guò)實(shí)驗(yàn)體會(huì)接線柱接反了的現(xiàn)象,比你講解多次效果明顯。這樣,人人會(huì)連接、分析電路,就能做好電路圖和實(shí)物圖之間的互相轉(zhuǎn)化。
二、培養(yǎng)探究意識(shí),做好探究性教學(xué)實(shí)驗(yàn)
在實(shí)施素質(zhì)教育的過(guò)程中,物理教學(xué)主要是以探究性學(xué)習(xí)為主,注意對(duì)整個(gè)物理概念和結(jié)論的過(guò)程的探究,通過(guò)提出疑問(wèn)、設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手操作、思考解決、得出結(jié)論等具體步驟,讓學(xué)生自主地參與教學(xué)的整個(gè)過(guò)程。電學(xué)學(xué)習(xí)更是如此。
為此,要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生探究的主體性,做好探究性實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮探究式邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的教育功能,實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的雙贏。而不是簡(jiǎn)單的把書(shū)中的演示實(shí)驗(yàn)做一遍,然后直接把結(jié)論告訴學(xué)生。
如“探究電阻上電流跟兩端電壓關(guān)系”時(shí),可以創(chuàng)設(shè)這樣的情境:先把一個(gè)2.5V的小燈泡接在一節(jié)干電池上,看看小燈泡的發(fā)光情況,再把電源換成兩節(jié)干電池上,看看此時(shí)小燈泡的發(fā)光情況。
三、理解歐姆定律并突破定律
歐姆定律一章,是在學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻三個(gè)重要物理量的基礎(chǔ)上來(lái)學(xué)習(xí)這三個(gè)物理量之間的關(guān)系。它是貫穿整個(gè)電學(xué)的重要規(guī)律,奠定了整個(gè)電學(xué)的基礎(chǔ),是學(xué)習(xí)下一章電功率的前提,因此,本章內(nèi)容處于重要地位,起著承上啟下的作用。因此,歐姆定律是學(xué)好電學(xué)的關(guān)鍵。
歐姆定律最難理解的知識(shí)點(diǎn)是:
當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體中的電流成反比?
當(dāng)導(dǎo)體電阻一定時(shí),導(dǎo)體兩端電壓與導(dǎo)體中的電流成正比?
學(xué)生初學(xué)歐姆定律時(shí)最難理解知識(shí)點(diǎn),所以在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意探究的方法、結(jié)合圖像得出電流與電壓、電阻的關(guān)系。首先鞏固練習(xí)電路分析,然后理解串并聯(lián)電路的特點(diǎn),利用變化的量表示不變量或抓住其中相等的量列出關(guān)系式(電源電壓一般不變、串聯(lián)電流相等、并聯(lián)電壓相等……),若能熟能生巧,在做計(jì)算題時(shí),這些隱含的條件便會(huì)在學(xué)生看到題的同時(shí)馬上就跳出來(lái),再結(jié)合歐姆定律,你就能輕易地解出此題。
定律中的電流、電壓和電阻都必須是同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路上對(duì)應(yīng)的物理量。不同的導(dǎo)體之間的電流、電壓和電阻間不存在U=IR關(guān)系。因此在運(yùn)用歐姆定律公式時(shí),必須將同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路的電流、電壓和電阻三者一一對(duì)應(yīng),再帶入計(jì)算。對(duì)于歐姆定律及導(dǎo)出公式,前者既有物理意義又有數(shù)學(xué)意義,后面兩個(gè)只有數(shù)學(xué)意義,所以就不成比例關(guān)系變形公式并非歐姆定律的內(nèi)容,切勿混淆。把上述問(wèn)題弄明白了,電學(xué)難題就迎刃而解了。
四、加強(qiáng)學(xué)生說(shuō)題訓(xùn)練,升華學(xué)生思維
新課程倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式,讓課堂激揚(yáng),充滿生命活力,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。但相當(dāng)多學(xué)生來(lái)自農(nóng)村,許多學(xué)生生性膽怯,不善言談,我們要用激勵(lì)方式,讓他們敢于開(kāi)口,表達(dá)自己的想法。因此我以"說(shuō)題"(把題目的已知條件和所求的內(nèi)容用自己組織的物理語(yǔ)言敘述出來(lái),)為突破口,消除知識(shí)點(diǎn)在審題過(guò)程中的錯(cuò)誤,是做題更高一層的升華,以此來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的能力。
利用“說(shuō)題”來(lái)強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)內(nèi)容,通過(guò)“說(shuō)題”為學(xué)生學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)活動(dòng),為學(xué)生發(fā)展而開(kāi)展活動(dòng),提高課堂效率,就能使我們的課堂變得生機(jī)勃勃、充滿智慧的歡樂(lè)與發(fā)展創(chuàng)造的快意。
五、加強(qiáng)變式訓(xùn)練,總結(jié)中考重要考點(diǎn)
對(duì)于初中物理知識(shí)中最大的一塊知識(shí)“電學(xué)”, 題型雜亂,變幻莫測(cè),學(xué)生如果抓不住解題規(guī)律,就題做題,進(jìn)步不會(huì)很大。為了讓學(xué)生更好的解決這部分的問(wèn)題,深入理解基本內(nèi)容,培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,針對(duì)電學(xué)的一些考點(diǎn),我進(jìn)行了以下幾種變式處理練習(xí),簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)難度:
(一)經(jīng)典中考試題,變換已知量的數(shù)據(jù)進(jìn)行未知量的求解;把已知量和未知量求解交換進(jìn)行的;達(dá)到舉一反三的目的,觸類(lèi)旁通。
(二)同類(lèi)的題型歸類(lèi),找出題目中存在的異同
滑動(dòng)變阻器在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的作用:
相同點(diǎn):保護(hù)電路;
不同點(diǎn):探究電流與電阻:保持電阻兩端電壓不變:
探究電流與電壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過(guò)的電流,多次測(cè)量,從而找出規(guī)律。
伏安法測(cè)電阻中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過(guò)的電流,實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量,從而減小實(shí)驗(yàn)誤差。
伏安法測(cè)小燈泡電功率中的作用:改變小燈泡兩端電壓,使之分別小于、等于、大于燈泡的額定電壓,以便測(cè)出不同電壓時(shí)的實(shí)際功率。
滑動(dòng)變阻器在測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中還可做定值電阻用
(三)固定的套路,變換求解
電學(xué)綜合題有何規(guī)律可循呢?分析歷屆中考物理的電學(xué)計(jì)算題,我們也稱(chēng)之為電學(xué)綜合題,此題看似簡(jiǎn)單,其實(shí)暗藏玄機(jī)?細(xì)分析做此題也有固定的套路:
1.由實(shí)物圖轉(zhuǎn)化為電路圖,建立物理模型
2.做出每種情況的等效電路,注意同一性、同時(shí)性
3.抓住物理量那些變化,那些未變,用變化量表示不變量;利用電路特點(diǎn),根據(jù)各狀態(tài)之間的聯(lián)系建立等式關(guān)系
4.解未知量
在進(jìn)行變式練習(xí)時(shí),認(rèn)真鉆研教材,精選例題;精講例題,以點(diǎn)代面,突出重點(diǎn);一題多變,等幾個(gè)方面進(jìn)行。應(yīng)注意練習(xí)的層次,層層推進(jìn),使學(xué)生在解題時(shí)達(dá)到異中求同、同中存異、多題同解,溝通相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系,培養(yǎng)其聯(lián)想思維、縱向思維能力化題型,通過(guò)解題的比較,體會(huì)解題思想,善于用概念、規(guī)律去揭示問(wèn)題的本質(zhì)特征,培養(yǎng)知識(shí)遷移運(yùn)用的能力。
實(shí)踐證明,通過(guò)師生共同努力,在教學(xué)過(guò)程中吸引學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí),注重以上“策略”,初中生完全可以學(xué)好物理電學(xué)。
參考文獻(xiàn):
1、《初中物理教學(xué)中的問(wèn)題與對(duì)策》東北師范大學(xué)出版社
關(guān)鍵詞:教育游戲;初中物理;多媒體技術(shù)
德國(guó)學(xué)者沃爾夫?qū)?#8226;克萊默將游戲定義為一種由道具和規(guī)則構(gòu)建的,游戲者主動(dòng)參與并且在整個(gè)過(guò)程中包含競(jìng)爭(zhēng),充滿變化的娛樂(lè)活動(dòng)[1]。將游戲運(yùn)用到教育中,主要是借助游戲的娛樂(lè)性和趣味性,使學(xué)習(xí)者可以在輕松的氛圍中獲得知識(shí)[2]。在游戲設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)加入各種先進(jìn)的電子、媒體技術(shù),可以使游戲在表現(xiàn)形式上更加多樣化,用戶體驗(yàn)更加真實(shí)。使用多種媒體技術(shù)對(duì)游戲進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),可以讓學(xué)習(xí)變得輕松愉快,可以實(shí)現(xiàn)“寓教于樂(lè)”的教育目標(biāo)[3]。如學(xué)生學(xué)習(xí)歐姆定律這一內(nèi)容時(shí),傳統(tǒng)的教學(xué)方法中,大多數(shù)教師都是照本宣科地進(jìn)行理論講解,容易使教學(xué)變得枯燥乏味。而使用多媒體技術(shù)可以把枯燥乏味的知識(shí)融入到游戲中,讓學(xué)生在放松的情況下掌握相關(guān)的知識(shí),因此研究教育游戲具有重要意義。
一、國(guó)內(nèi)外教育游戲的研究現(xiàn)狀
(一)國(guó)外研究現(xiàn)
狀國(guó)外學(xué)者對(duì)教育游戲的研究開(kāi)始于20世紀(jì)80年代初,初代教育游戲是將教學(xué)和電視游戲相結(jié)合,學(xué)習(xí)者在電視上進(jìn)行游戲的同時(shí)掌握知識(shí)技能。隨著計(jì)算機(jī)的普及和多媒體技術(shù)的發(fā)展,教育游戲的載體也逐步從電視發(fā)展為計(jì)算機(jī),教育游戲軟件的種類(lèi)也更加豐富多樣。國(guó)外教育游戲在理論方面也有一套完整的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)模式。如KRISTIAN將已有教育理論與游戲設(shè)計(jì)整合提出了體驗(yàn)式游戲模型,強(qiáng)調(diào)在教育游戲設(shè)計(jì)中加入即時(shí)反饋,以及根據(jù)學(xué)習(xí)者的技能水平為其提供相應(yīng)的挑戰(zhàn)的內(nèi)容[4]。
(二)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國(guó)學(xué)者最開(kāi)始是致力于挖掘游戲的教育價(jià)值,之后有學(xué)者提出了娛教技術(shù),才正式確定了游戲的教育地位。通過(guò)娛教技術(shù),可以使學(xué)校教育在時(shí)空上得到擴(kuò)展,將學(xué)習(xí)者日常生活的一些有趣的體驗(yàn)融入到傳統(tǒng)的學(xué)校教育中,為學(xué)習(xí)者提供系統(tǒng)的學(xué)習(xí)生活情境[5]。目前我國(guó)物理游戲大多是以零散的單機(jī)游戲?yàn)橹?,需要玩家擁有一定的物理常識(shí)和體驗(yàn)才能過(guò)關(guān)。如在某個(gè)光學(xué)游戲中,玩家需要靈活運(yùn)用入射角等于反射角這一光學(xué)物理知識(shí),才能完成游戲任務(wù),這些游戲雖然沒(méi)有系統(tǒng)的對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué),但深受學(xué)習(xí)者的喜愛(ài)。這也表明教育游戲終將成為未來(lái)教學(xué)新的突破口,游戲與教育相結(jié)合會(huì)逐步成為一種發(fā)展趨勢(shì),因此制作出更多、更好的教育游戲已經(jīng)是教育的一個(gè)潮流[6]?;谝陨戏治?,在《超級(jí)電工》游戲的設(shè)計(jì)制作中,要充分結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn),使用娛教技術(shù)的相關(guān)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),在發(fā)揮游戲娛樂(lè)性的基礎(chǔ)上,更要注意對(duì)學(xué)習(xí)效果的檢測(cè),不然就會(huì)本末倒置[7]。
二、《超級(jí)電工》教學(xué)游戲開(kāi)發(fā)設(shè)想
(一)課程內(nèi)容
本游戲的教學(xué)內(nèi)容是初中物理中的歐姆定律,所以在設(shè)計(jì)游戲時(shí),考慮了如何將歐姆定律體現(xiàn)在游戲過(guò)程中,使游戲設(shè)計(jì)既符合歐姆定律的相關(guān)原理,又能與日常生活中的一些現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái),使游戲既貼合課程標(biāo)準(zhǔn),又具有趣味性。
(二)游戲內(nèi)容
游戲設(shè)定為超級(jí)電工,任務(wù)是幫助主人修好電路點(diǎn)亮電燈。游戲給定電壓值和電流值,選擇適當(dāng)?shù)碾娮柽B接,將電壓減小到電燈的額定電壓。電阻選擇完成后拉下電閘,如果電壓達(dá)到電燈額定值燈亮;如果電壓小于額定值燈閃爍;如果電壓大于額定值電燈爆炸。游戲過(guò)關(guān)可獲得金幣獎(jiǎng)勵(lì),如果到游戲結(jié)束時(shí)間還沒(méi)有選好電阻并拉下電閘主人會(huì)生氣。
(三)游戲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
游戲的結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)為四個(gè)部分:主界面、游戲幫助、游戲關(guān)卡小提示。主界面:用一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)效果吸引學(xué)生眼球。介紹游戲規(guī)則,讓學(xué)生了解游戲怎么玩,明白獎(jiǎng)勵(lì)制度。游戲關(guān)卡:設(shè)置游戲關(guān)卡主要目的是讓學(xué)生通過(guò)游戲方式快速學(xué)習(xí)、記憶電阻和歐姆定律的相關(guān)公式,學(xué)生完成關(guān)卡會(huì)得到相應(yīng)的金幣獎(jiǎng)勵(lì)。小提示:用于輔助學(xué)生完成游戲任務(wù),在學(xué)生忘記相關(guān)公式時(shí)可以點(diǎn)擊小提示查看公式表,但是在點(diǎn)擊小提示時(shí)會(huì)扣除一定的金幣,如果金幣數(shù)量不夠則無(wú)法開(kāi)啟小提示。具體的游戲界面如圖1所示。教育游戲的實(shí)質(zhì)是利用游戲來(lái)激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣,達(dá)到特定的教育目標(biāo)[8]。針對(duì)于教育游戲的特性,筆者認(rèn)為在游戲設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意兩個(gè)環(huán)節(jié),首先游戲設(shè)計(jì)必須按照相關(guān)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),不可脫離理論知識(shí);其次需要將教學(xué)目標(biāo)完美融合到游戲場(chǎng)景、任務(wù)要素中[9]。
三、應(yīng)用價(jià)值
本研究把初中二年級(jí)物理中的歐姆定律作為研究?jī)?nèi)容進(jìn)行分析,根據(jù)國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)的理論指導(dǎo)和技術(shù)手段及開(kāi)發(fā)平臺(tái)將其設(shè)計(jì)并制作成教育教學(xué)游戲,可體現(xiàn)出以下應(yīng)用價(jià)值。首先,可以增強(qiáng)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)物理的主動(dòng)性。教學(xué)內(nèi)容以游戲的方式呈現(xiàn),設(shè)置多種難度不同的關(guān)卡,學(xué)習(xí)者可以通過(guò)體驗(yàn)游戲的不同關(guān)卡,來(lái)理解歐姆定律的基本內(nèi)容,學(xué)習(xí)串并聯(lián)情況下電阻總值的計(jì)算方法,在一種輕松的游戲氛圍下自主學(xué)習(xí),并且能通過(guò)玩游戲的方式來(lái)掌握歐姆定律。通過(guò)游戲探究閉合電路中電壓和電阻之間的關(guān)系,并將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到生活中。其次,可以加強(qiáng)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果。眾所周知,人們對(duì)自己感興趣的事物學(xué)習(xí)的主動(dòng)性更強(qiáng),學(xué)習(xí)效果會(huì)更明顯。而把這些繁雜和抽象的物理電學(xué)方程式融入在游戲中,能使學(xué)生在體驗(yàn)游戲的過(guò)程中充分理解并掌握知識(shí)點(diǎn),有效提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。
四、結(jié)語(yǔ)
在物理學(xué)習(xí)中繁多的定律公式學(xué)習(xí)起來(lái)是非常枯燥乏味的,但是如果在游戲中加入了教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)學(xué)生的心理特征設(shè)計(jì)制作出貼合科學(xué)教育目標(biāo)的教育游戲,不僅能激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣,還能提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。另外教育游戲是結(jié)合學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的,有一定的獎(jiǎng)懲措施,能激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)力及學(xué)習(xí)的積極性和自主探索能力。
作者:曾思遙 單位:云南師范大學(xué)
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關(guān)鍵詞:基爾霍夫電流定律;電工學(xué);集成運(yùn)放
中圖分類(lèi)號(hào):G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)36-0084-02
電工學(xué)是一門(mén)非電專(zhuān)業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程,其基本內(nèi)容是電工技術(shù)和電子技術(shù),主要任務(wù)是為學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和從事工程技術(shù)工作打好基礎(chǔ),并使他們受到必要的基本技能的訓(xùn)練。集成運(yùn)算放大器(簡(jiǎn)稱(chēng)集成運(yùn)放)是模擬電子技術(shù)中的重要器件,是幾乎目前所有的電子設(shè)備中都要用到的基本器件。集成運(yùn)放是電工學(xué)中的重點(diǎn)知識(shí),且種類(lèi)繁多,從而對(duì)課堂教學(xué)提出了較高的要求。本文結(jié)合電工學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐,探討基爾霍夫電流定律(簡(jiǎn)稱(chēng)KCL)在集成運(yùn)放課程教學(xué)中的應(yīng)用。
一、集成運(yùn)放
運(yùn)算放大器(簡(jiǎn)稱(chēng)運(yùn)放)是一種直流耦合、差模(差動(dòng)模式)輸入、通常為單端輸出的高增益電壓放大器,因?yàn)閯傞_(kāi)始主要用于加法、減法等模擬運(yùn)算電路中,因而得名。集成運(yùn)算放大器(簡(jiǎn)稱(chēng)集成運(yùn)放)是用集成電路工藝制成的運(yùn)算放大器,與分立元件組成的放大電路相比,集成運(yùn)放具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、工作可靠、安裝方便、價(jià)格便宜等眾多優(yōu)勢(shì),因而在模擬運(yùn)算、信號(hào)處理等領(lǐng)域都有著廣泛的用途。虛短、虛斷是模擬電路中理想集成運(yùn)放的兩個(gè)重要概念。集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí),由于運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)很大,運(yùn)放的差模輸入電壓通常不足1mV,可以認(rèn)為兩個(gè)輸入端的電位相等u+=u-,即反相與同相輸入端之間相當(dāng)于短路,但事實(shí)上并沒(méi)有短路,稱(chēng)為“虛短”;由于運(yùn)放的差模輸入電阻很大,一般集成運(yùn)放的輸入電阻都在1MΩ以上,因此流入運(yùn)放輸入端的電流往往不足1uA,遠(yuǎn)小于輸入端外電路的電流,故通常認(rèn)為反相與同相輸入端之間相當(dāng)于斷路,i+=i-≈0,但事實(shí)上并沒(méi)有斷路,稱(chēng)為“虛斷”。
二、基爾霍夫電流定律
基爾霍夫定律概括了電路中電流和電壓分別遵循的基本規(guī)律,是分析和計(jì)算電路的基本依據(jù)?;鶢柣舴螂娏鞫桑ê?jiǎn)稱(chēng)KCL)是用來(lái)確定連接在同一結(jié)點(diǎn)上的各支路電流間關(guān)系的。由于電流的連續(xù)性,電路中任何一點(diǎn)(包括結(jié)點(diǎn)在內(nèi))均不能堆積電荷。因此,在任一瞬間,流入某一結(jié)點(diǎn)的電流之和應(yīng)該等于由該結(jié)點(diǎn)流出的電流之和。
三、利用基爾霍夫電流定律分析運(yùn)算電路
本論文基于秦曾煌主編的第七版《電工學(xué)》教材[1],從基爾霍夫電流定律(KCL)出發(fā),分析了反相比例、同相比例、加法、減法等四種由集成運(yùn)放組成的運(yùn)算電路,均采用相同的電路分析步驟:(1)應(yīng)用KCL和虛斷條件i+=i-≈0列結(jié)點(diǎn)電流方程;(2)應(yīng)用歐姆定律將電流方程轉(zhuǎn)換成電壓方程;(3)應(yīng)用虛短條件u+=u-簡(jiǎn)化電壓方程;(4)得到輸出電壓u■和輸入電壓u1二者之間的關(guān)系。
(一)反相比例運(yùn)算電路
反相比例運(yùn)算電路如圖1所示,輸入信號(hào)u1經(jīng)輸入端電阻R1接到反相輸入端,而同相輸入端通過(guò)電阻R2接地,反饋電阻RF連接在輸出端和反相輸入端之間。
根據(jù)i+=i-≈0,可以得到結(jié)點(diǎn)a處的電流關(guān)系:iI=iF,根據(jù)歐姆定律可以得到:
■=■,
上式中除了輸入電壓u■和輸出電壓u■之外,還有一個(gè)未知量u■,根據(jù)u■=u+=-i+R2=0,可以將上式簡(jiǎn)化為:
■=■,
即可得到輸出電壓u■和輸入電壓u■二者之間的關(guān)系:
u■=-■uI。
(二)同相比例運(yùn)算電路
同相比例運(yùn)算電路如圖2所示,輸入信號(hào)u■經(jīng)電阻R2接到同相輸入端u+,而反相輸入端通過(guò)輸入端電阻R1接地,反饋電阻RF連接在輸出端和反相輸入端之間。
根據(jù)i+=i-≈0,可以得到結(jié)點(diǎn)a處的電流關(guān)系:iI=iF,根據(jù)歐姆定律可以得到:
■=■,
上式中除了輸出電壓u■之外,還有一個(gè)未知量u■,根據(jù)u■=u+=u■-i+R2=u■,可以將上式簡(jiǎn)化為:
■=■,
即可得到輸出電壓u■和輸入電壓u■二者之間的關(guān)系:
u■=1+■u■。
(三)加法運(yùn)算電路
反相加法運(yùn)算電路如圖3所示,輸入信號(hào)u■1、u■2分別經(jīng)輸入端電阻R11、R12接到反相輸入端,而同相輸入端通過(guò)R2接地,反饋電阻RF連接在輸出端和反相輸入端之間。
根據(jù)i+=i-≈0,可以得到結(jié)點(diǎn)a處的電流關(guān)系:i■1+i■2=iF,根據(jù)歐姆定律可以得到:
■+■=■,
上式中除了輸入電壓u■1、u■2和輸出電壓u■之外,還有一個(gè)未知量u■,根據(jù)u■=u+=-i+R2=0,可以將上式簡(jiǎn)化為:
■+■=■,
即可得到輸出電壓u■和輸入電壓u■1、u■2二者之間的關(guān)系:
u■=-■u■+■u■。
(四)減法運(yùn)算電路
減法運(yùn)算電路如圖4所示,輸入信號(hào)u■經(jīng)輸入端電阻R1接到反相輸入端,u■經(jīng)電阻R2、R3接到同相輸入端,反饋電阻RF連接在輸出端和反相輸入端之間。
根據(jù)i+=i-≈0,可以得到結(jié)點(diǎn)a處的電流關(guān)系:iI=iF,根據(jù)歐姆定律可以得到:
■=■,
上式中除了輸入電壓u■1和輸出電壓u■之外,還有一個(gè)未知量u■,u■和u■之間滿足關(guān)系:u■=u+=■u■,
即可得到輸出電壓u■和輸入電壓u■1、u■二者之間的關(guān)系:u■=-■u■+1+■u■。
四、結(jié)論
綜上所述,本文從基爾霍夫電流定律(KCL)出發(fā),分析了反相比例、同相比例、加法、減法等四種由集成運(yùn)放組成的運(yùn)算電路,該方法具有簡(jiǎn)單可行、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。此外,KCL還可以應(yīng)用在基本放大電路的動(dòng)態(tài)分析中,例如輸入、輸出電阻。實(shí)踐證明,該方法可以提高課堂教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,學(xué)生評(píng)價(jià)較好。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:人教版;高中物理;素質(zhì)教育;結(jié)合
中圖分類(lèi)號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)34-0041-02
中學(xué)時(shí)代基礎(chǔ)教育的根本目標(biāo)是提升全民族的基本素質(zhì),培養(yǎng)一批懷抱理想、充滿文化、具備道德、時(shí)刻有嚴(yán)明紀(jì)律性的良好公民,同時(shí)灌輸相應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí),為培養(yǎng)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)所需要的各類(lèi)人才奠定基礎(chǔ)。新時(shí)代背景下的高中物理教學(xué)目標(biāo),不再僅僅以分?jǐn)?shù)為目的,開(kāi)始重視學(xué)生的全面發(fā)展。素質(zhì)教育中最關(guān)鍵的是以提高全民族素質(zhì)為目的,以全面發(fā)展為根本任務(wù)。以下就物理教學(xué)中結(jié)合素質(zhì)教育的途徑展開(kāi)探討。
一、時(shí)代背景下素質(zhì)教育與高中物理結(jié)合的基本教育內(nèi)容
1.物理教學(xué)中對(duì)學(xué)生的思想素質(zhì)教育。辯證唯物主義的思想要求在物理教學(xué)中用唯物主義的觀點(diǎn)客觀地地闡述物理知識(shí),讓學(xué)生在潛移默化中接受物理知識(shí)并領(lǐng)會(huì)辯證唯物主義。愛(ài)國(guó)主義思想,即要求教師在授課過(guò)程中介紹科學(xué)家們?yōu)榱俗鎳?guó)的發(fā)展獻(xiàn)身研究事業(yè)的事跡,講述我國(guó)目前的發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題,表示出對(duì)青少年的殷切期望。從而也能培養(yǎng)學(xué)生的民族使命感,鼓勵(lì)學(xué)生為家鄉(xiāng)的富饒安定和祖國(guó)的繁榮富強(qiáng)而不斷學(xué)習(xí)。
2.物理教學(xué)中對(duì)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)教育。在高中物理教學(xué)中結(jié)合科學(xué)的素質(zhì)教育,不但要讓學(xué)生掌握物理知識(shí),了解它們?cè)谏钪械膶?shí)際應(yīng)用,并提高相應(yīng)的技能和技巧,還要注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的探索能力,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的進(jìn)取精神,讓學(xué)生從小養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)素質(zhì),為今后的研究做鋪墊。
3.物理教學(xué)中對(duì)學(xué)生的身心素質(zhì)教育。身心教育是基礎(chǔ)素質(zhì)教育的重要內(nèi)容,其中最主要的就是幫助學(xué)生發(fā)展非智力因素。非智力因素的處理能夠直接影響到學(xué)生的發(fā)展。在高中物理教學(xué)中,發(fā)展學(xué)生的非智力因素主要是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的態(tài)度以及克服困難的意志等。
4.物理教學(xué)中對(duì)學(xué)生的勞動(dòng)素質(zhì)教育。在物理教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行勞動(dòng)素質(zhì)教育,主要是用來(lái)揭示物理學(xué)和生活實(shí)踐之間的關(guān)系。在高中物理教學(xué)中勞動(dòng)素質(zhì)教育主要體現(xiàn)在物理實(shí)踐教學(xué)中,教師要著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力及運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際物理問(wèn)題的習(xí)慣和技巧。
二、素質(zhì)教育與高中物理結(jié)合的基本原則
從物理教學(xué)的特點(diǎn)出發(fā),結(jié)合素質(zhì)教育的要求,總結(jié)出如下五條基本原則:
1.互動(dòng)原則。教學(xué)活動(dòng)和課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)要注意“教”、“學(xué)”雙方的互動(dòng),真正體現(xiàn)教、學(xué)并存的關(guān)系。
2.發(fā)展原則。發(fā)展原則即是指高中物理教學(xué)要以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展為目標(biāo)。從廣度上講,就是人們常說(shuō)的“全面發(fā)展”,這是我們實(shí)施素質(zhì)教育的目標(biāo);從深度上講,指教學(xué)要著眼于學(xué)生的最近發(fā)展,要讓學(xué)生以前期學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)逐步掌握新的知識(shí)。
3.結(jié)構(gòu)原則。結(jié)構(gòu)原則指在教學(xué)中要通過(guò)對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的教學(xué),為學(xué)生構(gòu)建良好、有序的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)。幫助學(xué)生梳理知識(shí)結(jié)構(gòu),從而整體、有序地對(duì)知識(shí)進(jìn)行系列性的了解。
4.內(nèi)化原則。在物理教學(xué)中,教師必須創(chuàng)造條件,引導(dǎo)學(xué)生將物理知識(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)化為物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)。
5.反饋原則。反饋原則即是將大腦里的主觀的物理轉(zhuǎn)化為外部實(shí)際存在的東西,比如應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題、解釋有關(guān)的物理現(xiàn)象等,之后從外界對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果作出評(píng)價(jià),學(xué)生再根據(jù)反饋,改正今后的學(xué)習(xí)行為。
三、以《歐姆定律》教學(xué)為例闡述素質(zhì)教育與高中物理的結(jié)合
1.高二學(xué)生學(xué)科知識(shí)現(xiàn)狀和能力分析。高二學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)階段中已經(jīng)學(xué)習(xí)并掌握了電路方面的部分基本知識(shí),學(xué)習(xí)了電壓、電流的基本含義,理論上而言已經(jīng)完全具備了學(xué)習(xí)歐姆定律的能力。目前存在的問(wèn)題就是現(xiàn)有教材中應(yīng)用型的事例比較少,在實(shí)際的應(yīng)用問(wèn)題上,學(xué)生無(wú)法改變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法、思維和認(rèn)知經(jīng)驗(yàn),導(dǎo)致在學(xué)習(xí)方法上形成了無(wú)法突破的障礙。因此,在課堂教學(xué)中,老師要注重圖像教學(xué)法,利用ppt或者現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法能夠讓學(xué)生想到或者看到,這樣就更易于學(xué)生理解這方面的知識(shí)。
2.學(xué)生生活環(huán)境與心理素質(zhì)分析。電和電路是我們生活中很常見(jiàn)的事物,盡管不陌生,但是學(xué)生對(duì)電和電路的原理也不是很了解。教師可以利用學(xué)生對(duì)未知事物的探索心理培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,依靠這一興趣,學(xué)生才能自愿并大膽地嘗試新事物并深入了解新事物,以此為課堂操作和教學(xué)打基礎(chǔ)。
3.課程設(shè)計(jì)。《歐姆定律》是高中物理第二冊(cè)第十四章第一節(jié)的內(nèi)容,教學(xué)對(duì)象是高二理科生。歐姆定律是下一章恒定電流的基礎(chǔ)內(nèi)容,它的重要性不需要多加證明,高二物理中的歐姆定律是對(duì)初中內(nèi)容的補(bǔ)充和延伸,在理解的基礎(chǔ)上加以實(shí)際的應(yīng)用。本章按照如下的方案展開(kāi):首先從初中課本學(xué)過(guò)的基本電路知識(shí)引入歐姆定律,接下來(lái)解釋影響導(dǎo)體的電阻的因素,然后介紹半導(dǎo)體和超導(dǎo)體,在半導(dǎo)體和超導(dǎo)體的介紹中提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的向往,再然后引入電功和電功,最后介紹在閉合電路中的歐姆定律。具體幾點(diǎn)要求如下:①課程目的:全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),讓學(xué)生掌握并利用圖象法分析問(wèn)題,進(jìn)行研究。②課程結(jié)構(gòu):注重全班同學(xué)的共同參與,調(diào)動(dòng)課堂氛圍,因材施教,有利地利用學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)和理解力。③課程內(nèi)容:體現(xiàn)這門(mén)課程的公共基礎(chǔ)性和參與性,聯(lián)系生活展望未來(lái),了解時(shí)代需求。④課程實(shí)施:積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍,鼓勵(lì)學(xué)生自己思考、主動(dòng)參與、團(tuán)隊(duì)合作,共同討論并得出結(jié)論,最后由老師作總結(jié)并指出存在的問(wèn)題。這樣既能讓學(xué)生學(xué)到知識(shí),也能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí),實(shí)現(xiàn)“人性化課堂”。
四、結(jié)束語(yǔ)
隨著教育部門(mén)對(duì)素質(zhì)教育要求的提高,對(duì)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的重視,高中物理教學(xué)工作面臨著新的要求。面對(duì)這種情況,學(xué)校要加強(qiáng)對(duì)物理教學(xué)工作的重視,積極樹(shù)立科學(xué)的素質(zhì)教育理念,不斷提升教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)素質(zhì),從而不斷提高物理教學(xué)的質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的終極目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué); 閉合電路歐姆定律; 模擬實(shí)驗(yàn); 學(xué)生實(shí)驗(yàn)
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-3315(2014)05-155-002
在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天,實(shí)施以創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn)的素質(zhì)教育,重要的著眼點(diǎn)是轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方式。大多數(shù)民考民預(yù)科生模仿性學(xué)習(xí)心理是構(gòu)成接受知識(shí)的主要因素。這種依賴性強(qiáng),靠模仿去接受知識(shí)的習(xí)慣,是一種較為簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)心理,民考民預(yù)科生普遍認(rèn)為物理難學(xué)。究其原因難在學(xué)生各方面能力與預(yù)科物理學(xué)習(xí)要求的差距大。預(yù)科階段,乃至大學(xué)階段,要求自主學(xué)習(xí)物理。不同于自學(xué),它是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,以學(xué)生自己的體驗(yàn)、參與和探究為主,從自身社會(huì)生活實(shí)踐中獲取物理知識(shí),并創(chuàng)造性地解決生活中的問(wèn)題的一種學(xué)習(xí)方法。怎樣才能把課堂教學(xué)與探究性學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)和自主性學(xué)習(xí)相結(jié)合?在大力倡導(dǎo)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的今天,迫切需要大量?jī)?yōu)秀的、具有創(chuàng)新性的探究實(shí)驗(yàn)來(lái)豐富我們的課堂教學(xué)。為此,我們立足民考民預(yù)科生學(xué)習(xí)特點(diǎn),對(duì)探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)作一些有益的嘗試,希望能夠引領(lǐng)學(xué)生較為深入地學(xué)習(xí)物理的相關(guān)理論、方法、技能;提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的興趣;增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí);培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是,嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度;養(yǎng)成交流與合作的良好習(xí)慣;發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力。本文就《閉合電路歐姆定律》一節(jié)做探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)。
一、教材和教學(xué)對(duì)象分析
閉合電路的歐姆定律主要分為電動(dòng)勢(shì)和閉合電路的歐姆定律兩部分。電動(dòng)勢(shì)的概念是閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。其基本內(nèi)容有兩個(gè)方面:電源電動(dòng)勢(shì)由電源本身性質(zhì)決定的,它表征了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能本領(lǐng)的大小。電源電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓,在閉合電路里電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電壓之和。本節(jié)難點(diǎn)是路端電壓和外電阻之間的關(guān)系。學(xué)生通過(guò)多媒體的仿真實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù),導(dǎo)出規(guī)律,使學(xué)生有感性的認(rèn)識(shí),課后讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,在做好仿真實(shí)驗(yàn)的前提下,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證結(jié)論,減少盲目性。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo)
理解電動(dòng)勢(shì)的定義。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。理解路端電壓隨電流(或外電阻)關(guān)系的公式表達(dá)和圖象表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。
2.能力目標(biāo)
通過(guò)路端電壓與外電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)探究,培養(yǎng)學(xué)生利用“實(shí)驗(yàn)研究,得出結(jié)論”的科學(xué)思路和方法。研究路端電壓與電流的關(guān)系公式、圖象及圖象的物理意義,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決物理學(xué)問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)多媒體仿真探究實(shí)驗(yàn)和課后的學(xué)生探究實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生求知欲和學(xué)習(xí)興趣,享受成功的樂(lè)趣,體會(huì)物理學(xué)研究的科學(xué)性。通過(guò)分析路端電壓與電流(外電阻)的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,感受物理之美。通過(guò)學(xué)生之間的討論、交流與協(xié)作探究,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。
三、教學(xué)重點(diǎn)
閉合電路歐姆定律。路端電壓與電流(外電阻)關(guān)系的公式表示及圖象表示。
四、教學(xué)難點(diǎn)
電動(dòng)勢(shì)的概念。路端電壓與電流(外電阻)關(guān)系。
五、教學(xué)思路
《閉合電路歐姆定律》是學(xué)生感到較為難以理解的知識(shí)點(diǎn),電動(dòng)勢(shì)的物理意義的理解是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。首先讓學(xué)生課前感受生活中的一些電源,初步明確電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,讓學(xué)生自己用電壓表測(cè)量不同類(lèi)型的電源兩極間的電壓,為引入電動(dòng)勢(shì)的概念作鋪墊。再讓學(xué)生在電腦上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過(guò)連接不同的開(kāi)關(guān),改變外電阻阻值,內(nèi)電阻阻值,記錄電流、電壓,分析數(shù)據(jù),探究路端電壓與外電阻(電流)的關(guān)系,得出路端電壓與外電阻(電流)的關(guān)系。然后在課堂仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。避免了盲目性,引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,再進(jìn)行討論,解釋現(xiàn)象原因。講授閉合電路中的功率,進(jìn)一步從能量的轉(zhuǎn)化角度說(shuō)明電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。最后,利用兩道例題來(lái)應(yīng)用閉合電路歐姆定律,并適當(dāng)?shù)匮由焱卣?,通過(guò)課外思考題,使學(xué)生對(duì)電動(dòng)勢(shì)的概念有更深刻的理解。
六、教學(xué)方法:探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)法、多媒體仿真實(shí)驗(yàn)探究,實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)分析、討論等方法
(一)電源。展示不同型號(hào)、種類(lèi)電池、手搖發(fā)電機(jī),對(duì)小燈泡供電。電源不同,結(jié)構(gòu)不同,但有相同的規(guī)律。演示:1用小燈泡點(diǎn)觸干電池,點(diǎn)觸蓄電池,小燈泡發(fā)光。2將小燈泡與手機(jī)電池相接,小燈泡發(fā)光。3手搖發(fā)電機(jī),同樣能夠使小燈泡發(fā)光。學(xué)生得出結(jié)論:干電池、蓄電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能;手搖發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。
(二)電源的電動(dòng)勢(shì):模擬實(shí)驗(yàn),介紹電路圖(如圖1),介紹實(shí)驗(yàn)儀器。得出內(nèi)、外電路,內(nèi)、外電壓的概念,指出電源內(nèi)部有電阻??措姵貎?nèi)部(如圖2),電荷定向移動(dòng)形成電流,電荷電勢(shì)能減小.從能量轉(zhuǎn)化的角度初步理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。觀察仿真實(shí)驗(yàn):電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)差在數(shù)值上等于什么?利用計(jì)算機(jī)課件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)(如圖3)【模擬實(shí)驗(yàn)一】:不閉合S2、S3,只閉合S1,觀察V1的大小。問(wèn)題思考:(1)閉合開(kāi)關(guān)S1后,此時(shí)伏特表V1測(cè)得的電壓?(2)此時(shí)外電阻多大?學(xué)生回答:電動(dòng)勢(shì)越大,電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)越強(qiáng)。學(xué)生模擬實(shí)驗(yàn),分析得出(1)伏特表測(cè)電源電動(dòng)勢(shì);(2)外電路電阻無(wú)窮大。E在數(shù)值上等于外電路斷開(kāi)時(shí)電源兩端點(diǎn)壓。
圖1 圖2圖3