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实验是研究和学习物理的最基本的方法,而实验数据分析,则是我们揭示自然规律、探讨物质内在联系的重要手段。如果把物理问题简单地理解为数学应用题,只要设几个未知量、用物理公式列方程、求解,这样做虽然也可以解出一些物理题,但是,要学好物理课仅此是远远不够的,物理学有它独特的思路和探究问题的方法。这里,我就初中三年级物理“电阻”一课的教学中如何对学生进行物理思维方法的训练做一个探讨。
首先,引导学生从实验数据分析入手,使学生直观地从表1、表2、表3中得出结论:导体中的电流强度与导体两端的电压成正比;在相同电压下,不同导体中通过的电流强度不同;同一导体,电压改变,电流强度也随之改变,而导体两端的电压与电流强度的比值不变。
然后引导学生分析:在相同电压下,不同导体中通过的电流强度不同,是因为不同导体两端的电压与通过它的电流强度的比值——U/I不同(以下所说比值均指U/I)。比值大的导体中电流小,比值小的导体中电流大。可见,比值反映了导体的一种性质,即在电压相等的条件下,比值大的导体对电流的阻碍作用大,通过它的电流小;比值小的导体对电流的阻碍作用小,通过它的电流大。
这样就很自然地引出了“电阻”这个概念:一切导体都有阻碍电流的性质,这种性质叫电阻。在物理学中,用导体两端的电压跟通过导体的电流强度的比值,來表示导体的电阻。
以上教学的关键是,通过数据分析建立“电阻”的概念。课堂上由表及里,在层层递进的数据分析过程中,教师只要注意点拨学生的思维,就会使学生自然而然地接受和理解物理概念,同时,学会根据实验数据分析来探索物理规律的研究方法,从而培养学生的物理思维能力。
接着,提出疑问:当导体两端的电压改变时,电流强度变不变?导体的电阻变不变?在学生回答问题的基础上,教师强调导体的电阻不随电压、电流强度的改变而改变。
为了巩固所学知识,培养学生敏锐的思维能力,教师可以以“小竞赛”的形式,要求学生迅速判断以下叙述的正误,并简单说明理由。(灵活应用)
1.同一导体中通过的电流强度与它两端的电压成正比。(√)
2.由公式R=U/I可知:导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过它的电流强度成反比。(×)
3.由公式R = U/I可知:在电压相等时,导体的电阻与通过它的电流强度成反比。(×)
4.电压相等时,导体中通过的电流强度与导体的电阻成反比。(√)
5.由公式R = U/I可知:在电流强度相等时,导体的电阻与它两端的电压成正比。(×)
6.同一导体两端的电压与电流强度的比值是一个定值。(√)
7.导体的电阻与它两端的电压和通过它的电流强度无关。(√)
8.同一导体,它两端的电压不同,通过导体的电流强度就不同。(√)
在以上问题的讨论过程中,使学生着重理解:①电阻是导体本身的一种特性;②同一导体,两端的电压增大时,电流随之增大,电流与电压成正比;③不同导体,两端的电压一定时,电流强度与电阻成反比。
实验是培养学生创造能力的重要手段。实验的设计、操作以及实验结论的归纳或实验报告的撰写等,对学生的创造思维能力都有特殊的作用。例如,在“光的反射”一节的教学中,笔者将教材的先后顺序加以调整,从实验入手,让学生观察一束光(光源是学生平时用的“激光”电筒)射到平面镜与纸上的现象,学生从实验中找问题,动手实验、探索问题的结果或验证猜想结果。由于学生是自己动手的,投入的热情多、问题不断,教师也乐于解答。虽然原来一堂课的内容要两堂课来完成,但学生经历了探究过程,创造性地完成了学习任务,学生的创新思维能力得以发展,教学效果非传授式教学能比。
现在,应试教育观念、应试升学、考试排名的压力仍然束缚着教师的观念,教师不敢放手去实践,整堂课围绕着教师转的比比皆是,采用启发式教学的多,让学生探索研究的少。要让学生真正成为课堂的主人,教师必须努力克服传统的观念,改变教学方式,促使学生学习思维方式的转变。前面所举的实践及实例,都是笔者在实践科学探究教学中较为成功的实例,课堂中学生是探索的主体,是获取知识的能动者,是课堂的主宰,教师的角色发生了根本性变化。
总之,新的教学标准带给教师的是教育观念的转变和教学方式的转变,带给学生的是学习方式的转变,带来的是教育教学质量的提高。不过,要让所有教师转变观念,积极实践“科学探究式”教学模式,教育评价必须尽快转变,这样才能使教师大胆实践,积极创新。
首先,引导学生从实验数据分析入手,使学生直观地从表1、表2、表3中得出结论:导体中的电流强度与导体两端的电压成正比;在相同电压下,不同导体中通过的电流强度不同;同一导体,电压改变,电流强度也随之改变,而导体两端的电压与电流强度的比值不变。
然后引导学生分析:在相同电压下,不同导体中通过的电流强度不同,是因为不同导体两端的电压与通过它的电流强度的比值——U/I不同(以下所说比值均指U/I)。比值大的导体中电流小,比值小的导体中电流大。可见,比值反映了导体的一种性质,即在电压相等的条件下,比值大的导体对电流的阻碍作用大,通过它的电流小;比值小的导体对电流的阻碍作用小,通过它的电流大。
这样就很自然地引出了“电阻”这个概念:一切导体都有阻碍电流的性质,这种性质叫电阻。在物理学中,用导体两端的电压跟通过导体的电流强度的比值,來表示导体的电阻。
以上教学的关键是,通过数据分析建立“电阻”的概念。课堂上由表及里,在层层递进的数据分析过程中,教师只要注意点拨学生的思维,就会使学生自然而然地接受和理解物理概念,同时,学会根据实验数据分析来探索物理规律的研究方法,从而培养学生的物理思维能力。
接着,提出疑问:当导体两端的电压改变时,电流强度变不变?导体的电阻变不变?在学生回答问题的基础上,教师强调导体的电阻不随电压、电流强度的改变而改变。
为了巩固所学知识,培养学生敏锐的思维能力,教师可以以“小竞赛”的形式,要求学生迅速判断以下叙述的正误,并简单说明理由。(灵活应用)
1.同一导体中通过的电流强度与它两端的电压成正比。(√)
2.由公式R=U/I可知:导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过它的电流强度成反比。(×)
3.由公式R = U/I可知:在电压相等时,导体的电阻与通过它的电流强度成反比。(×)
4.电压相等时,导体中通过的电流强度与导体的电阻成反比。(√)
5.由公式R = U/I可知:在电流强度相等时,导体的电阻与它两端的电压成正比。(×)
6.同一导体两端的电压与电流强度的比值是一个定值。(√)
7.导体的电阻与它两端的电压和通过它的电流强度无关。(√)
8.同一导体,它两端的电压不同,通过导体的电流强度就不同。(√)
在以上问题的讨论过程中,使学生着重理解:①电阻是导体本身的一种特性;②同一导体,两端的电压增大时,电流随之增大,电流与电压成正比;③不同导体,两端的电压一定时,电流强度与电阻成反比。
实验是培养学生创造能力的重要手段。实验的设计、操作以及实验结论的归纳或实验报告的撰写等,对学生的创造思维能力都有特殊的作用。例如,在“光的反射”一节的教学中,笔者将教材的先后顺序加以调整,从实验入手,让学生观察一束光(光源是学生平时用的“激光”电筒)射到平面镜与纸上的现象,学生从实验中找问题,动手实验、探索问题的结果或验证猜想结果。由于学生是自己动手的,投入的热情多、问题不断,教师也乐于解答。虽然原来一堂课的内容要两堂课来完成,但学生经历了探究过程,创造性地完成了学习任务,学生的创新思维能力得以发展,教学效果非传授式教学能比。
现在,应试教育观念、应试升学、考试排名的压力仍然束缚着教师的观念,教师不敢放手去实践,整堂课围绕着教师转的比比皆是,采用启发式教学的多,让学生探索研究的少。要让学生真正成为课堂的主人,教师必须努力克服传统的观念,改变教学方式,促使学生学习思维方式的转变。前面所举的实践及实例,都是笔者在实践科学探究教学中较为成功的实例,课堂中学生是探索的主体,是获取知识的能动者,是课堂的主宰,教师的角色发生了根本性变化。
总之,新的教学标准带给教师的是教育观念的转变和教学方式的转变,带给学生的是学习方式的转变,带来的是教育教学质量的提高。不过,要让所有教师转变观念,积极实践“科学探究式”教学模式,教育评价必须尽快转变,这样才能使教师大胆实践,积极创新。