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稳恒电流
一、主要内容
本章内容包括电流、产生持续电流的条件、电阻、电压、电动势、内电阻、路端电压、电功、电功率等基本概念,以及电阻串并联的特点、欧姆定律、电阻定律、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律、串联电路的分压作用、并联电路的分流作用等规律。
二、基本方法
本章涉及到的基本方法有运用电路分析法画出等效电路图,掌握电路在不同连接方式下结构特点,进而分析能量分配关系是最重要的方法;注意理想化模型与非理想化模型的区别与联系;熟练运用逻辑推理方法,分析局部电路与整体电路的关系
“工欲善其事,必先利其器”.要达到培养学生解题思维的目的,首先让学生明白欧姆定律的基本概念,加强对基本概念和基本思想的理解和掌握;其次,解题中最首要的问题是读懂题目,挖掘出隐含条件.所谓的隐含条件是指题目中那些若明若暗含而不露的已知条件,它往往是解题的关键,要培养学生挖掘隐含条件的思维能力.在欧姆定律的教学中,第一要让学生看懂电路,知道是串联电路还是并联电路,初中物理电学中因为电压表的阻值很大一般将电压表去掉,因为电流表的阻值很小一般将电流表改成导线,然后判断用电器之间的连接方式;第二要看懂各电表所测的物理量,在第一步的基础上,逐个添加电表,判断各电表所测的物理量;第三根据电路特点挖掘隐含条件,列出方程进行求解.学生按照这样的解题思路,通过思维的训练能很快地解决问题.本文以欧姆定律解题思路为例,探讨学生解题思维能力的培养.
1一题多解――拓展学生思维的广泛性和创造性
一题多解的解题训练可以启发学生多角度、多途径寻找解决问题的方法,充分挖掘题目中的隐含条件,开拓学生的横向思维,培养学生思维的独创性.
例1如图1所示,滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表示数范围为1 A到2 A之间,电压表示数范围为6 V到9 V之间.求定值电阻R的阻值及电源电压.
分析首先去掉电压表,把电流表改成导线,可以看出电路中R与R′组成串联电路,然后加上电流表和电压表,可知电流表测串联电路的电流,电压表测滑动变阻器R′的电压.当滑动变阻器的滑片移动时,电流表示数由1 A变为2 A,说明滑动变阻器的阻值变小,而定值电阻R上的电压(根据U=IR)增大,滑动变阻器上的电压要变小(根据U总=UR+UR′),对应的电压表示数由9 V变为6 V,即电路中的电流为1 A时,电压表的示数为9 V;电流为2 A时,电压表的示数为6 V.这是该题的切入点.
解法一电源电压不变.
理清思路后要充分挖掘题目的隐含条件,一般电路中电源的电压是不变的,根据这一特点,列出方程.当电流为1 A时,
U总=UR+UR′=1 A×R+9 V,
当电流为2 A时,
U总=UR+UR′=2 A×R+6 V,
因为U总不变,所以1 A×R+9 V=2 A×R+6 V,
解得R=3 Ω.代入原方程得出
U总=UR+UR′=1 A×3 Ω+9 V=12 V.
解法二定值电阻的阻值不变.
一般电路中除了电源的电压不变外,定值电阻的阻值一般都是恒定不变的,它与电路中的电流和电压没有关系,所以根据这一特点,当电流为1 A时,
R=U总-9 V1 A.
当电流为2 A时,R=U总-6 V2 A.
解上面两个方程得R=3 Ω,
U总=12 V.
解法三根据定值电阻不变,R=ΔVΔI.
当电流由1 A变为2 A时,变阻器上的电压由9 V变为6 V,因为串联电路中电流处处相等,所以定值电阻的电流变化
ΔI=I2-I1=2 A-1 A=1 A,
而根据U总=UR+UR′,U总不变,得出ΔUR和ΔUR′的变化值相等,数值上
ΔUR=ΔUR′=9 V-6 V=3 V.
根据R=ΔUΔI=3 V1 A=3 Ω.
当电流为1 A时,
U总=UR+UR′=1 A×R+9 V
=1 A×3 Ω+9 V=12 V.
通过一题多解的训练,学生学会了这类题的思维方式,知道了从电源电压不变和定值电阻的阻值不变为突破口,以后看到这类电学题就可以先从电源电压和定值电阻不变两方面思考,这样克服了学生的恐惧心理,学生也容易获得成就感.
2一题多变培养学生思维的深刻性和灵活性
通过改变题目的条件或情景,让学生获得一题多思,一题多练的机会.经常性地进行一题多变的训练,会让学生学会自己进行编题目,也能在解题中关注到题目中的关键字,克服了学生思维定势,培养了学生思维的深刻性和思维的灵活性.
例2两个电阻的规格分别为“6 V 0.2 A”和“3 V 0.3 A”,将它们串联后接入电路,其总电压不能超过V.
分析这是一道串联的安全题,串联电路电流处处相等,为了不损坏电阻,比较两电阻允许通过的最大电流,选其中较小的电流,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,再根据电阻的串联和欧姆定律求出最大总电压;从本题可知,I1=0.2 A,I2=0.3 A,因串联电路中各处的电流相等,且I1
由I=UR可得,两电阻的阻值分别为
R1=U1I1=6 V0.2 A=30 Ω,
R2=U2I2=3 V0.3 A=10 Ω,
因串联电路中总电阻等于各部分电阻之和,所以,最大总电压为
U总=I(R1+R2)=0.2 A×(30 Ω+10 Ω)
=8 V.
变式一两个电阻的规格分别为“6 V 0.2 A”和“3 V 0.3 A”,将它们并联后接入电路,其总电流不能超过A.
分析当它们并联接到电路里时,
U1=6 V,U2=3 V,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且U1>U2,所以,为了让每一个用电器都安全工作,并联电路两端的电压为U′=3 V,
此时I1′=U1′R1=3 V30 Ω=0.1 A,R2正常工作.
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路的最大电流为
I=I1′+I2=0.1 A+0.3 A=0.4 A.
变式二将R1改为滑动变阻器,它的规格为“30 Ω 0.2 A”,定值电阻的规格为“3 V 0.3 A”,将它们并联后接入电路,其总电流不能超过A.
分析当它们并联接到电路里时,
U1=6 V,U2=3 V,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且U1>U2,所以,为了让每一个用电器都安全工作,并联电路两端的电压为U′=3 V,(同上).
此时通过调节滑动变阻器,I1′可以不为0.1 A,当变阻器电阻减小时,电路中的电流可以调为最大值0.2 A.所以,干路的最大电流为
I=I1′+I2=0.2 A+0.3 A=0.5 A.
一、控制变量法在研究欧姆定律过程中的应用
例1 在研究“电流跟电压、电阻的关系”时,学生设计如图1电路图,其中R为定值电阻,R′为滑动变阻器,实验后,数据记录在表1和表2中.(1)根据表中实验数据,可得出如下结论:由表1可得:.由表2可得:.(2)在研究“电流与电阻关系”时,先用5Ω的定值电阻进行实验,使电压表的示数为3V,再换用10Ω的定值电阻时,某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置,合上开关后,电压表的示数将3V(选填“大于”、“小于”或“等于”).此时应向(选填“右”或“左”)调节滑片,使电压表的示数仍为3V.
解析:在研究欧姆定律之前, 学生已经了解了电流、电压、电阻这些基本概念,根据实验电路图,表1中的电阻是定值,通过改变电压值,可以得出电流随着电压的增大而增大,而且满足一定的正比例关系;表2中的电压是个定值,通过改变电阻器电阻,可以看出通过导体的电流随着电阻值的增大而减小,且满足一定的反比例关系.因此,可以得出欧姆定律:U=IR.当电流值不变,电阻变大时,电压值也会变大,电压表示数将大于3V.为了减小电压值,不许降低电阻,所以向右侧移动滑片.
二、控制变量法在研究电功过程中的应用
例2 在研究“电流做功快慢与哪些因素有关”时,电流做功的过程就是将电能转化成其他形式能量的过程.研究电功时,可以将电功转化成的热能进行分析,通过温度计测量温度的变化情况得出做功大小,进而分析出电功与电流、电压之间的联系.通常情况下,采用以下实验装置和实验过程.
实验:按照如图2进行实验研究.
关键词:电路分析基础;课程体系;教学模式;实践教学
《电路分析基础》是电气工程类专业的第一门专业基础课,是电子通信学科的基础核心课程之一。学好本门课程,对学生后续课程的进一步学习有着重要的和深远的影响,也对培养学生的专业学习方法、动手能力、基本技能以及工程概念等起着十分重要的作用。这里笔者就《电路分析基础》课程教学体系的改革与教学大纲的修订、课堂教学模式的探讨等方面谈一些体会。
课程教学体系的改革与教学大纲的修订
(一)《电路分析基础》课程内容体系改革的新思路
随着社会需求和人才素质与结构的变化,对传统的课程体系提出更合理的改革,这种需求显得越来越迫切。另外,注重课程体系间的相互联系也非常重要。所以现在出现了把“电路”与“电子技术”或其他课程以模块方式组合成一门课程,这是一种已经开始推行并被大家认可的课程体系改革。
高职教育实际上是大众化教育,培养的是有一定理论基础的实用型、职业型技术人才。职业技术人才的培养,对实践能力和动手能力的要求大大提高。笔者认为动手能力和基本技能实际上是一种综合能力。随着科学技术的发展,学科间的交叉和渗透越来越明显,利用传统的《电路分析基础》课程体系,甚至模块式课程体系实现教学目标存在一定的困难。为了解决这个问题,笔者提出一种更加新颖的《电路分析基础》课程的改革思路,即将某些相关学科内容,如电子测量技术与仪器仪表使用、元器件及工艺等,融入《电路分析基础》课程。职业教育应着重于职业知识技能的训练和实践能力的培养,根据这种教育观念,《电路分析基础》课程在课程内容的设置上应该打破传统课程的学科单一性,而将相关的学科知识和技能与电路分析基础知识有机地结合在一起,这样就能很好地给《电路分析基础》课程的实践教学环节提供相关知识与技能,使《电路分析基础》课在实践能力和动手能力的培养上,得到根本的以及应有的支撑,也为后续课程在提高职业知识技能的训练和实践能力的培养上,开辟一条绿色通道。
(二)关于教学大纲的修订
在教学大纲的修订上,应强调基本理论的学习,基本方法的掌握,基本概念的理解以及因材施教的原则。教学重点应放在强调基础、弱化难度;强调基本概念、弱化解题难度;强化基本概念和基本方法的掌握及准确运用定律和公式,弱化某些推导和公式记忆上。比如,在讲授电路的基本分析方法这一块内容时,对于通信、微电子专业应该重点讲授电路的等效变换(如电阻的串、并联,两种电源模型的等效变换,戴维南定理,叠加定理等),网络方程法选择一两种讲授即可,且重点在“方法的运用”,而非“推导过程”。
教学大纲的制定,传统做法往往追求单一学科知识结构的完整性,面面俱到。然而,面对现今理论课时大幅压缩、学生的素质较差这样一个现实,按传统做法,很难实现使学生掌握完整的知识结构体系的目的,反而弱化了基本知识和重点知识的掌握。所以一定要根据专业需求和培养目标,从“广而博”的电路分析学科知识中进行选择,重构“少而精”的教学内容。这对编写教学大纲的教师提出了更高的要求,一方面要与相应专业的教师紧密沟通,另一方面应该对该专业的知识结构和内容有一定的了解和理解,即具有较广的知识面和工程技术能力。删减不是简化,不是泛泛而谈,而是集中力量把基本概念、基本定律和重点内容讲透,且反复强化(包括举例、设置问题、讨论、课堂练习、作业、实验、实训、课程设计等),以强化基本知识的掌握。
(三)对强化和改革实践教学环节的探讨
强化和改革实践教学环节,一方面要增加实验课时,另一方面要制定科学的符合培养目标的实验实训项目。关于电路课程的实践教学,这是一个必须重视的环节。通过实验和实训,使学生真正掌握电路知识及实验的基本技能和安全操作知识,学会常用电工电子仪器仪表的使用,以及电路参数和元器件的测量,注意培养学生的动手能力;培养学生初步掌握一定的电气工程技术的能力;了解专业信息渠道与检索的能力、识读电路图的能力和排查电路故障的能力等。
过去传统的电路实验以验证性实验为主,效果并不理想,已经不适应高职教育的需求。因为电路课程既是电路知识的入门,也是专业技能的入门。技能的习得过程,可借鉴美国加利福尼亚大学德莱弗斯兄弟等人提出的技能发展模型,即德莱弗斯模型:新手—高级学徒—合格者—熟练者—专家。该理论研究了技能发展从新手到专家的五个阶段。根据这个理论,结合笔者的教学实践与技术工作经验,对高职教育电路课程的实验课程教学,提出这样的改革建议:保留部分传统的验证性实验,增加电工基本技能训练实验和工程应用型实验。
试验内容笔者把试验内容大致分为如下三个部分:(1)电工基本技能训练实验,应包括如下几个内容:线路的搭接、元器件的识别;通用仪器仪表的使用,仪器仪表的精度概念;电路参数的测量方法、元器件参数的测量方法等;测量数据的处理,测量误差的计算。(2)验证性实验。这在电路课程里已是一种较成熟也较完整的实验体系,可根据专业需要或具体情况进行选择与修改。(3)工程应用型实验。可根据专业需要进行开发,比如电路故障检测、排查与维修,自选测量用仪器仪表和元器件,实验方案的设计和测量方法的制定等等。
实验时间的安排这也是一个值得研究的问题。过去的验证性实验一般安排在相应理论教学内容之后。笔者认为,应该根据授课内容的实际需要安排实验时间。比如线性电阻的伏安特性测试实验,安排在讲电阻元件和欧姆定律之前做,并设置几个问题让学生思考,通过该实验,让学生感觉是自己归纳总结出的欧姆定律,对欧姆定律的掌握效果更好。再比如,在讲暂态分析的暂态(过渡过程)的概念之前,安排一个RC电路的充放电实验,给学生一个感性认识,并让学生了解,哪些参量的改变将影响充放电的速度(或时间)。通过这个实验,不但加深了概念的理解,而且提高了学生学习的兴趣。
实训课要求应设计成工程技术与技能综合应用型课程。现以安装调试万用表为例,作如下的设计和要求:(1)学会识读电路图,掌握万用表电路工作原理;(2)掌握元器件及其参数的识别、选择与采购;(3)掌握焊接工艺和安装;(4)学会排查故障和维修;(5)学会万用表灵敏度的调试;(6)了解或学会仪表的校验;(7)了解专业信息渠道与检索;(8)掌握实验实训报告的书写。
课堂教学模式的探讨
理想的课堂教学模式应该是教师在掌握多种教学模式,并了解不同模式的适应条件及其局限性的基础上,根据具体的教学目标和教学情境所选择的最适当的教学模式。教学内容的多样性、教学过程的复杂性以及教师对教学过程理解的差异性等因素决定了教学模式的多样性。从另一方面来看,学生智力的差异性和学习风格的多样性导致了学习方式的多样性和学习过程的个性化。所有这些,都要求教师要学会运用开放的、多样化的方式和策略,把多种教学模式灵活地注入到课堂教学中。
美国高校20世纪80年代以来,兴起了一种新型的课堂教学模式,这种模式主要由三种模型构成:范例教学模型、交互式教学模型、小组合作学习模型。主要是通过从感性认识到理性认识、从具体到一般,并通过学生与教师、学生与学习伙伴、以及学生与学习资源之间的互动,一方面帮助学生构建知识、发展能力,另一方面促进学生成为学习的主人。笔者觉得该教学模式值得借鉴和推广。
(一)范例教学模型
范例教学模型属于“概念获得”教学模式,目的是通过实例帮助学生有效地学习新概念、新知识。实例也可以是实验(如上述安排在相应理论教学内容之前的线性电阻的伏安特性测试实验、RC电路的充放电实验等)。比如,通过线性电阻的伏安特性测试实验,引出线性电阻和非线性电阻的概念,引出欧姆定律。应强调的是,在运用范例进行教学的过程中,不仅要呈现范例,更重要的是向学生示范在头脑中对信息进行加工的全过程,包括解决一个问题,或对复杂的信息进行归纳、重组时的心理活动,即着重于演示思维过程。教师呈现范例帮助学生学习新知识,还要让学生自己选择范例验证知识,最后能运用知识创造范例。
(二)交互式教学模型
交互式教学模型在课堂教学中是一种非常重要的课堂教学模型,是以师生对话为背景构建的互动教学方式。
在互动教学中,教师的任务是精心设计课堂提问,利用提问吸引学生参与对话。通过对话,可对范例进行分析、归纳,形成概念,让学生真正参与其中。课堂提问可分为低层次——对新概念进行辨识和描述;高层次——引导学生用比较、应用、综合、评价等方法对信息进行加工。课堂提问根据需要,有些可设计成聚合性问题,有些可设计成发散性问题。
这里仍以“电阻元件和欧姆定律”这一章节内容为例,说明在进行交互式教学时,如何通过设置问题来达到教学目的(详见表)。
交互式教学模型的形式是对话和倾听。这就要求在课堂上创设一个互相尊重、互相信任、互相平等的教学氛围。
(三)小组合作学习模型
小组合作学习模型,要求在课堂上创设一个互教互学的学习环境,通过人际交往促进认知的发展,通过恰当的组织形式提高学习兴趣和学习效果。
小组合作式比如,当课堂上刚讲完某一知识点内容,往往要出一些课堂练习题让大家来做,以加强对这一知识的理解或运用,问题是此时会有相当一部分学生不完全会做,有些学生就此放弃学习。这时采用小组合作式效果较好。将学生分成若干小组,让每个小组分组讨论,小组成员共同来做某些题,然后每个小组派代表到黑板上来演示他们的解题过程,再让其他组来点评,最后由教师点评或裁判。这是一种互助式的学习,参与的学生将增加很多,课堂气氛也相当活跃。
切块拼接式就是将某一教学内容切块,分到每一组进行分组阅读,让学生谈自己的理解,最后由教师来讲解。这种方式的特点是文章(内容)切块,合作备课,互教互学,培养和提高学生的自学能力。
团队合作式这种方式主要体现在分工合作上。比如,在课程设计(或实训)中,有一个内容要求学生在某个时间段里完成查找元器件及电路图资料,进行元器件市场调查与模拟采购。因为时间有限,可根据学生的特长和意愿,安排一部分学生负责查元器件手册,一部分学生负责上网查资料,另一部分学生作市场调查与模拟采购。最后大家交流信息,探讨问题,分享成果。学生在这种多边互助互动与协作的集体活动中,可以增长知识,发展能力,培养合作精神。
参考文献
关键词:贴近;创设;形象;类比
本人积累了一些小小的经验,现略作小结,以供今后参考。
一、贴近生活是课改教材的一个重要特色,在教学中教师应注重将物理知识迁移到现实生活实践中,让物理融入生活
比如,“熟悉而陌生的力”一章,提法本身就富有悬念感。说熟悉,因为人人都懂得力,在平时生活中就已经有了力的初步概念,什么“力大无穷”、什么“弱不禁风”等;说陌生,因为力是一个抽象的概念,力的本质是什么,其实多数人并不清楚。教学中应让学生充分发表自己的看法,然后举一些例子,提出一些问题让学生思考,让学生大胆发言。
关于这个问题,我是这样提出的:
1.一个举重运动员,可以举起二倍于他的体重的扛铃,如果他抓住自己的衣领,能不能把自己提到空中?(不能)
引导:只有一个物体,不能产生力的作用,因为力是物体对物体的作用。
2.石头碰鸡蛋时,什么破裂?鸡蛋碰石头时,又是什么破裂?为什么总是鸡蛋破?说明什么?
引导:力的作用是相互的,发生力的作用时,两个物体都是施力体,同时也都是受力体,都将一样受力。结果怎样取决于哪个坚硬哪个脆弱。
3.当你使劲拍桌子时,手有什么感觉?为什么?(让学生自己解答。)
二、在第七章力的平衡之后,有必要让学生分析物体受力情况,寻找暗藏的力(不考虑空气阻力)
1.以下4种情况物体所受的力分别有几个?
(1)从屋顶掉下的球(在空中下落期间);(2)水平地面上静止的球;(3)被踢出后在水平地面上滚动的球;(4)水平地面上被匀速推动的球。
分析:(1)非平衡,越掉越快,只有1个力(重力);(2)平衡状态,受一对平衡力(重力、地面支持力);(3)非平衡,越滚越慢,竖直方向受平衡力(同前面2),水平方向只受阻力而改变运动状态,即3个力;(4)平衡状态,竖直方向、水平方向分别受平衡力――重力与地面支持力平衡,推力与阻力平衡,共4个力。四种情况下都有重力,要让学生感受到在我们这个世界里,重力不可能消失,做受力分析时一定得考虑到重力。
2.手用力将一本书压在竖直墙上静止时,书所受的力有哪些?(重力、摩擦力、手对书的压力、墙对书的压力)
3.在水平地面上被一定的力拉(但不动)的物体,所受的力有哪些?(重力、支持力、拉力、摩擦力)
在2、3两题中,物体都处于平衡状态,都暗藏有摩擦力,第2题还有墙对物体的压力。相同的是都有两对平衡力。
4.小孩用100 N竖直向上的力,提重300 N的箱子,这时箱子受的合力为______N(200 300 400 0)
答案:0。因为不能提起,处于静止(平衡)状态,暗藏一个支持力,三力平衡。
三、大气压是学生认知的一个疑惑点,教学上除了用马德堡半球演示外,还要设计一些简单易行的小实验来让学生体会大气压的存在
如,两片沾水的玻璃板,压在一起后很难掰开;用纸片顶杯水(杯子装满水,盖上硬纸片,按住翻转后松手,水不会洒);养鸡鸭用的喂水器;气压挂衣钩;针筒赌气后很难拉开;炒田螺前先把尾端剪开,如果不剪开,容易吸出吗(讲述)?用吸管吸饮料。通过实验观察、讨论分析,进一步感受大气压的存在,提高应用大气压知识解决生活中一些问题的能力。还可以深入一层,进行迁移发散,如提出“假如没有大气压,我们的生活会变成怎样?”之类的问题,让学生讨论,充分发挥想象力,活跃课堂气氛,开拓学生思维,培养学生的想象力和创造力。在流体的流速与压强的关系方面,简单易行的做法是,可点燃两支蜡烛(相距约10厘米),然后用嘴对两火焰中间吹气,则火焰会向中间靠拢,非常直观明显,许多学生意想不到,具有很强的示范性和说服力,效果甚佳。
四、电学部分
【关键词】物理;习题课;高效课堂
作为教师,我们每教学生一堂课的知识,就必然要用相应的练习去提升学生对知识的应用能力,那么,习题课就是必不可缺的。同样,作为中学理科中的重点,初中物理的习题课更显得尤为重要。学生通过做一定的习题来巩固和加深对基本知识的理解是必不可少的。因此,在初中物理教学中,如何有效、高效地进行习题课的教学就显得举足轻重。
物理习题课的主要任务是巩固和运用所学知识,培养学生分析、解决问题的能力或创新能力。如教材中的“速度的计算”、“密度的应用”“欧姆定律的应用”、“功的计算”、“电功率的计算”等等都属于这一课型。
我们知道,习题课不同于新授课,学生已经对基本知识、基本概念有了初步学习。学生的主要学习任务就是回顾复习已学知识点并运用知识解决有关的问题,以达到活学活用,并且能够对知识有一定的拓展和延伸。而传统的习题课教学主要包括“讲——练——评”三大环节。老师先讲清基本公式的用法及注意问题并筛选一两道典型例题进行详细讲解;然后再给学生出若干道练习题让学生去训练;训练结束后老师再讲评练习题。学生在这种传统的习题课课堂上往往觉得比较枯燥、乏味,很难真正领悟透物理公式运用的方法和技巧,故这种教学模式学生的学习效果并不好。因此在当前新课程改革的背景下,如何打造高效的习题课教学模式就显得十分迫切。
当前,我校正在进行以小组合作学习为主的课堂教学改革,主要目标是以学生主动的学为主的“高效课堂”。并且教室内学生的座位布局也发生的相应的改变,变原来的全体学生面向黑板的座位方式为现在的以6人为小组的圆桌式。这样的最大好处就是强化了小组的作用并方便了小组成员之间的内部合作与交流。我校还斥巨资,在每个教师的墙面上安装上新的黑板,供学生展示。为高效课堂的创建提供物质保证。我校老师在备课上也做了大胆的尝试与改革,老师备课的主要任务是编写导学案,上课主要以导学案为主线,以学生主动的合作学习为主导,老师适时的点评为补充。基于这种学校课堂改革的背景,我在物理习题课的教学中也做了大量的尝试,已基本形成了的物理习题课的高效课堂教学模式。
我认为初中物理习题课的教学模式主要分为以下几个环节:
1.出示学习目标
教学大纲中要求,每节课教师都要明确三维教学目标,使学生明了本节课将练习运用什么知识来解决什么问题,重点是什么,难点是什么,要学会哪些方法等。本环节学习目标的设计要简明扼要,是以学生的角度阐述本节课通过学习最终达到的目标。如在人教版八年级下第七章中《欧姆定律应用习题课》的学习目标我是这样设计的:
1.1 知道定律的内容以及其表达式、变换式的意义。
1.2 会用欧姆定律计算电流、电压、电阻。
学习目标的出示形式可以采用多种方式:学习目标也可以让学生罗列,这节课我想学会些什么,我想用什么方法学习,能够达到什么水平等。也可以让学生齐读学习目标,以达到加深印象的效果。
2.复习与本节课有关的概念、规律或方法(最好能简化成易于掌握的条文)
在物理学中,对概念的理解和应用尤为重要,在复习时,概念性的知识一定要让学生熟记于心。我们可列成图表,也可写成文字或公式,便于学生记忆。这样一来我们可以改变教师满堂灌的授课方式、改变学生被动学习的学习方式,真正体现学生学习的主体性,做到以学生为中心、以学为中心。这就要充分发挥小组的作用,可以以小组为一个小的单位来参与到课堂上来,让学生成为课堂的主人,让原来枯燥、乏味的课堂变成活跃、有趣的课堂。具体实施时可采用让学生先按照导学案上的提示交流合作完成复习任务,并抽其中一两个小组派代表将自己的结果在黑板上展示给大家,并给予适当的鼓励,以调动小组的积极性,活跃课堂气氛。然后老师給于适当的补充和点拨,并给学生几分钟时间强化记忆。
3.指导自学:要求学生自学例题的解析过程,重点看解题
在习题课上,遇到题目的时候,先给学生思考的时间,并且充分发挥小组合作的精神,自己先解决,自己解决不了的问题,拿到课堂上,让老师和同学们一块帮忙讨论解决。为完成同类型练习题打好基础。本环节要改变以往老师主讲为主的方式,让学生充分发挥小组的作用,让小组成员之间相互配合好,会的学生教不会的学生。老师在整个环节中仅仅是一个指导者、引领者,切记越俎代庖。
4.学生展示
小组讨论完之后,抽一个小组板演并讲解例题。这个环节是整个教学过程的核心,课堂展示有利于提高学生综合素质和培养学生自主学习的积极性、主动性。因此要引入一些激励机制,调动学生参与展示的积极性。
5.点评
在学生展示结束后,先请学生就展示的内容做评价,若板演出现错误,不要打击学生的积极性,可让学生直接对照板演内容进行互评,要求说出错在哪儿和产生错误的原因,应该怎样订正。最后再由老师做总结性点评,对于学生没讲透或者是需要升华的地方需要精讲,给学生提炼出来解题的一般步骤和方法。
6.当堂训练
主要训练学生运用物理概念和公式进行解题的
能力,同时兼顾解题规范化训练。这个环节是最后的加强巩固阶段。旨在通过一定量的习题训练,使学生掌握住本节学习的解题步骤和方法,同时能就不同类型的问题做到举一反三,以期能达到熟练掌握知识、提升自己能力的效果。
7.反馈提升
【关键词】 物理思维方法;培养
在课程标准改革和物理教育教学实践中,我们应重视对学生思维方法的培养,这对学生整体思维素质的提高起着积极的作用。常见的思维方法有理想化方法、类比方法、分析方法和综合方法、抽象和概括方法等等。在初中物理教学中,着重应培养如下几种思维方法。
一、理想化的思维方法
人们为了科学研究,通常需要建立一种理想化的模型,抛开具体事物中的无关因素和次要因素,抓住影响事物的主要因素,从而使物理问题得到简化。理想化的方法是科学家们常用的一种思维方法。教学中我们应充分利用好教材,向学生渗透这种思维方法,从而使学生逐步认识科学家们为简化实际问题所采用的这种思维方法。
例如,在《牛顿第一运动定律》一节的教学中,为了引导学生认识“物体在不受外力作用时将怎样运动”这个问题。在教学中,我首先提出:在地球上完全不受力的物体是没有的,那么我们又如何来研究呢?接着通过讲解使学生认识:水平轨道上运动着的物体,虽然在竖直方向上受到重力和支持力的作用,但这一对平衡力对于水平方向运动的物体来说不会产生影响,是无关因素。因此,我们把物体不受外力的情况一般简化成物体在运动方向上不受外力的情况来研究,就把本来不存在的事物变成了客观存在的事物。在此基础上,我通过教材中的实验引导学生得出:“运动的小车在不同的水平轨道上运动,受到的摩擦力越小,速度就减小得越慢,运动的距离就越长”的结论。然后引导学生作出推想:如果有磨擦,运动的小车在水平轨道上将怎样运动?学生在教师的指导下能较自然地得出结论,其中渗透着理想化的思维方法,教师切不可草草了事。再如力学部分中的“动滑轮可省一半力”问题,也涉及理想化的问题。为此,教师在教学中应注意挖掘教材,尽可能使学生多接受理想化思维方法的训练。
二、类比思维方法
许多物理规律的建立,都采用了类比,类比也是一种常用的思维方法。因此,在物理教学中,我们也应重视对学生进行类比思维方法的训练,使学生逐步领会这一思维方法。
例如,在功率、电功率的教学中,为了反映做功快慢的情况,我们均可采用类比方法,仿照速度的概念建立,能较容易地引导学生形成功率、电功率的概念。又如在惯性的教学中,为了帮助学生认识惯性是物体的固有属性这一知识,我也采用了类比方法进行教学:一个正常健康人具有劳动能力(假定成立),正常健康人在参加劳动时具有劳动能力,在休息时也具有劳动能力。物体的惯性正如正常健康人的劳动能力,物体无论是否处于静止或匀速直线运动状态,都具有保持静止或匀速直线运动状态的性质,也就是一切物体任何时候都具有惯性。运用类比方法能帮助学生深刻理解惯性概念,起到较好的效果。
三、分析与综合的思维方法
任何事物和现象,都是由许多要素,许多属性组成的统一体。分析就是以事物的整体与部分为客观基础,为了从总体上把握事物的性质以及运动规律,就必须了解其各个组成部分和要素的性质、特点和相互联系。客观事物的整体与部分的这种关系,使得运用分析解决物理问题不仅成为可能,而且成为现实。综合是把事物各个部分、侧面结合在一起,找出它们的共性和联系。分析与综合所关心和强调的面不同,但都是重要的思维方法。掌握分析与综合的方法,提高分析与综合的能力,是中学物理科学方法教育的最主要内容。因此,教师应充分重视对学生进行分析与综合思维方法的训练。
例如,《欧姆定律》的教学中、为了探索电流、电压、电阻这三个相互关联的物理量之间的关系,就采取了先分析后综合的思维方法。先保持其中一个物理量不变,研究其与两个物理量之间的变化关系;再保持另外一个物理量不变,研究剩余的两个物理量之间的变化关系。通过实验在得出:“保持电阻不变时,电流跟电压成正比;保持电压不变时,电流跟电阻成反比” 的结论,在此基础上,再综合得出欧姆定律。在教学中,教师应充分认识到引导学生领会探索电流、电压、电阻三者变化关系的思维方法,这比学生知道欧姆定律的结论更为重要。
四、抽象与概括的思维方法
不管是出于外因,还是内因,初中生都觉得电学知识学起来比较困难.如何改变这一现象呢?
本文针对初中物理中的电学知识的学习展开论述,希望可以提高学生电学部分的学习效率.
一、打牢基础
九层之台,起于垒土.再好的学习成绩,也要建立在基础知识之上.物理教学中的电学基础知识主要是指基本概念和规律,只有牢固地掌握这些基本概念和规律,才能熟练地运用这些概念和规律解决遇到的问题,进行简单的判断、推理和计算.
例如,电学中的概念包含了电流强度、电压、电阻、电功、电功率、磁感线等,这些都是电学基础知识中最基础的内容.还有电学中的一些规律:欧姆定律、焦耳定律和串、并联电路的特点等,也是最基础的内容.这些内容如果掌握不牢,那么势必在做题时会不知所措,从而无法提高学习成绩.此外,还应掌握摩擦起电、感应电流、导体和绝缘体等其他基础知识,理解他们的含义,利用这些知识解决一些电学问题.
如何打牢基础呢?死记硬背是行不通的.我们要对这些基础知识在理解的基础上达到记忆,并灵活运用,经常反过头来回顾这些基本知识,多运用、多记忆,形成根深蒂固的知识网络.只有打牢了基础,才能进一步提高电学的学习效率.
二、抓好重难点解析
初中物理的学习时间是有限的,学生学习物理的精力也是有限的,而物理教学中电学内容是博大精深的,所以我们就要在有限的时间和精力下优化物理内容,抓好物理电学内容的重难点进行有针对性的学习.先要找出哪些地方是重点,哪些是难点,然后对于重点内容,放慢速度,详细、深入地讲解,反复地训练,让学生对重点内容有一个更为深入的学习.对于难点问题,要分析是否也作为电学内容的重点,如果作为重点,则需更加注意,通过对每一个细节的讲解来使学生达到深入;如果不作为重点,只需了解即可,但也需要尽量讲明白,尽量不让学生留下疑问.同时,对于难度较大的题目,教师应采用降低梯度、分设疑点的方法,会更容易达到目的.
三、提高分析能力
学习物理并非单纯是为了学习物理知识,更是为了锻炼学生的分析能力、思维能力.所以我们在教学物理电学知识时,尤其是在教学生运用电学知识分析和解决问题的时候,要引导他们分析物理现象和物理过程,在分析过程中联系所学知识,理清思路,循序渐进,抽丝剥茧,一点一点完成分析和解题.对于概念性问题,要认真读题审题,明确题中所给的条件和要求回答的问题,根据题中陈述的物理现象和过程对照所学知识选择解题所要用到的概念或规律,经过周密的思考或分析推理,作出正确判断或回答.对于计算题,应在认真审题的基础上,根据题目条件,明确解题用到的概念或规律;求出正确答案.初中物理电学计算题是重点,是中考必考的内容,而且难度一般较大(常为压轴题),可以通过典型例题分析,学会分析问题的方法和步骤,并通过适量练习,掌握这类计算题的解题的技能、技巧,提高解题能力.这样,学生在练习中锻炼了分析、解题的能力,又将分析、解题的能力运用与练习中,从而取得良好的效果.
四、重视图形和实验
1.重视图形
图形相对文字来说十分直观形象,由于物理具有抽象性,所以我们可以以图形来展示解题过程,对于复杂难解的题目辅之以图形.尤其是复杂的电路设计,需要我们运用图形来将其直观化,将抽象思维转变为形象思维,这样一来,学生才能更精确地掌握物理知识.此外,有了图就能作状态分析和动态分析,明确欧姆定律应用于某一电阻还是整个电路.另外还必须根据现成的图形学会识图,要学会在复杂的图形中看出基本图形.
2.重视实验
谁不想做一个学习好的学生呢,但是要想成为一名真正学习好的学生,第一条就要好好学习,就是要敢于吃苦,就是要珍惜时间,就是要不屈不挠地去学习。树立信心,坚信自己能够学好任何课程,坚信“能量的转化和守恒定律”,坚信有几份付出,就应当有几份收获。关于这一条,请看以下三条语录:
我决不相信,任何先天的或后天的才能,可以无需坚定的长期苦干的品质而得到成功的。——狄更斯(英国文学家)
有的人能够远远超过其他人,其主要原因与其说是天才,不如说他有专心致志坚持学习和不达目的决不罢休的顽强精神。——道尔顿(英国化学家)
世界上最快而又最慢,最长而又最短,最平凡而又最珍贵,最容易被忽视而最令人后悔的就是时间。——高尔基(苏联文学家)
以上谈到的第一条应当说是学习态度,思想方法问题。第二条就是要了解作为一名学生在学习上存在如下八个环节:制定计划课前预习专心上课及时复习独立作业解决疑难系统总结课外学习。这里最重要的是:专心上课及时复习独立作业解决疑难系统总结,这五个环节。在以上八个环节中,存在着不少的学习方法,下面就针对物理的特点,针对就“如何学好物理”,这一问题提出几点具体的学习方法。
(一)三个基本。
基本概念要清楚,基本规律要熟悉,基本方法要熟练。关于基本概念,举一个例子。比如速度,它是表示物体在单位时间里通过的路程:V=s/t。关于基本规律,比如说平均速度的计算公式也是V=s/t。它适用于任何情况,例如一个百米运动员他在通过一半路程时的速度是10m/s,到达终点时的速度是8m/s,跑完整个100米化的时间是12.5秒,问该运动员在百米赛跑过程中的平均速度是多少?按平均速度的规律平均速度等于V=100/12.5=8m/s。再说一下基本方法,研究初中物理问题有时也要注意选取"对象",例如,在用欧姆定律解题时,就要明确欧姆定律用到整个电路即整体上,还是用到某个电阻即离单独的某一个电阻上。
(二)独立做题。
要独立地(指不依赖他人),保质保量地做一些题。题目要有一定的数量,不能太少,更要有一定的质量,就是说要有一定的难度。任何人学习数理化不经过这一关是学不好的。独立解题,可能有时慢一些,有时要走弯路,有时甚至解不出来,但这些都是正常的,是任何一个初学者走向成功的必由之路。
(三)物理过程。
要对物理过程一清二楚,物理过程弄不清必然存在解题的隐患。题目不论难易都要尽量画图,有的画草图就可以了,有的要画精确图,要动用圆规、三角板、量角器等,以显示几何关系。画图能够变抽象思维为形象思维,更精确地掌握物理过程。有了图就能作状态分析和动态分析,状态分析是固定的、死的、间断的,而动态分析是活的、连续的,特别是在解关于电路方面的题目,不画电路图是较难弄清电阻是串联还是并联的。
(四)上课。
上课要认真听讲,不走思或尽量少走思。不要自以为是,要虚心向老师学习。不要以为老师讲得简单而放弃听讲,如果真出现这种情况可以当成是复习、巩固。尽量与老师保持一致、同步,不能自搞一套,否则就等于是完全自学了。入门以后,有了一定的基础,则允许有自己一定的活动空间,也就是说允许有一些自己的东西,学得越多,自己的东西越多。
(五)笔记本。
上课以听讲为主,还要有一个笔记本,有些东西要记下来。知识结构,好的解题方法,好的例题,听不太懂的地方等等都要记下来。课后还要整理笔记,一方面是为了“消化好”,另一方面还要对笔记作好补充。笔记本不只是记上课老师讲的,还要作一些读书摘记,自己在作业中发现的好题、好的解法也要记在笔记本上,就是同学们常说的“好题本”。辛辛苦苦建立起来的笔记本要进行编号,以后要经学看,要能做到爱不释手,终生保存。
(六)学习资料。
学习资料要保存好,作好分类工作,还要作好记号。学习资料的分类包括练习题、试卷、实验报告等等。作记号是指,比方说对练习题吧,一般题不作记号,好题、有价值的题、易错的题,分别作不同的记号,以备今后阅读,作记号可以节省不少时间。
(七)时间。
时间是宝贵的,没有了时间就什么也来不及做了,所以要注意充分利用时间,而利用时间是一门非常高超的艺术。比方说,可以利用“回忆”的学习方法以节省时间,睡觉前、等车时、走在路上等这些时间,我们可以把当天讲的课一节一节地回忆,这样重复地再学一次,能达到强化的目的。物理题有的比较难,有的题可能是在散步时想到它的解法的。学习物理的人脑子里会经常有几道做不出来的题贮存着,念念不忘,不知何时会有所突破,找到问题的答案。
(八)向别人学习。
要虚心向别人学习,向同学们学习,向周围的人学习,看人家是怎样学习的,经常与他们进行“学术上”的交流,互教互学,共同提高,千万不能自以为是。也不能保守,有了好方法要告诉别人,这样别人有了好方法也会告诉你。在学习方面要有几个好朋友。
(九)知识结构。
要重视知识结构,要系统地掌握好知识结构,这样才能把零散的知识系统起来。大到整个物理的知识结构,小到力学的知识结构,甚至具体到章节。
(十)数学。
物理的计算要依靠数学,对学物理来说数学太重要了。没有数学这个计算工具物理学是步难行的。大学里物理系的数学课与物理课是并重的。要学好数学,利用好数学这个强有力的工具。
(十一)体育活动。