序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇?dú)W姆定律的實(shí)驗(yàn)結(jié)論范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

摘 要：本文對(duì)人教版物理選修3-1教材中引入焦耳定律的方式提出了質(zhì)疑，指出了其不利影響，同時(shí)提出了自己的方案并分析了這樣引入的好處。

關(guān)鍵詞：物理選修3-1；焦耳定律；歐姆定律；純電阻電路

人民教育出版社普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理選修3-1課本對(duì)焦耳定律的引入過(guò)程如下：

電流通過(guò)白熾燈、電爐等電熱元件做功時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的內(nèi)能，電流在這段電路中做的功W等于這段電路發(fā)出的熱量Q，即

Q=W=UIt

由歐姆定律

U=IR

代入上式后可得熱量Q的表達(dá)式

Q=I2Rt

即電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比，這個(gè)關(guān)系最初是焦耳用實(shí)驗(yàn)直接得到的，我們把它叫做焦耳定律。

這里用公式推導(dǎo)的方式得出了焦耳定律的公式和內(nèi)容，筆者認(rèn)為不太恰當(dāng)，理由如下：

第一，焦耳定律是焦耳通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的規(guī)律，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是自然規(guī)律最直接的反映，科學(xué)理論正確與否必須接受實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，正如課本上所說(shuō)焦耳定律是焦耳用實(shí)驗(yàn)直接得到的，焦耳定律本身就是一個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，這是焦耳通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)得到并經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，我們不應(yīng)該淡化科學(xué)實(shí)驗(yàn)在焦耳定律建立過(guò)程中所起的巨大作用，公式推導(dǎo)的方式掩蓋了焦耳定律的真實(shí)面目。

第二，這里Q=W應(yīng)用了能量轉(zhuǎn)化與守恒定律來(lái)推導(dǎo)焦耳定律，而實(shí)際情況是焦耳本人是在得出焦耳定律后，又進(jìn)行了長(zhǎng)期的、大量的、精確的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，在大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)面前焦耳提出了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律.并且電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)所做的電功和導(dǎo)體發(fā)出的電熱相等是焦耳得出能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的重要實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ).由此看來(lái)，用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)推導(dǎo)焦耳定律是不符合科學(xué)發(fā)展的實(shí)際歷程的。

第三，上述推導(dǎo)過(guò)程用到了歐姆定律，歐姆定律的表達(dá)式應(yīng)該為[I=UR]，不應(yīng)該用U=IR，另外，歐姆定律是只能在純電阻電路中才適用的規(guī)律，用歐姆定律來(lái)推導(dǎo)焦耳定律會(huì)使學(xué)生認(rèn)為焦耳定律也只適用于純電阻電路，對(duì)電動(dòng)機(jī)等非純電阻元件求電熱不適用的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí).學(xué)生一旦建立這樣的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)再來(lái)糾正是比較困難的.

基于以上考慮，筆者認(rèn)為引入焦耳定律的過(guò)程可以做一些調(diào)整.建議設(shè)計(jì)“電流通過(guò)電學(xué)元件時(shí)產(chǎn)生的電熱與誰(shuí)有關(guān)？”的探究實(shí)驗(yàn)（或者介紹焦耳所做的實(shí)驗(yàn)）.通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)得出Q=I2Rt，即焦耳定律.然后結(jié)合能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在純電阻電路中電流做功全部轉(zhuǎn)化為電熱W=Q，即UIt=I2Rt，可以得到[I=UR]。由此可見(jiàn)歐姆定律是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在純電阻電路中的具體反映和內(nèi)在要求.

這樣設(shè)計(jì)的好處是還原了人們認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的實(shí)際歷程，體現(xiàn)出了科學(xué)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)理論建立過(guò)程中的巨大作用，使人們認(rèn)識(shí)到焦耳定律是一條實(shí)驗(yàn)規(guī)律，物理學(xué)科是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，能真實(shí)反映自然規(guī)律.通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)我們可以引導(dǎo)學(xué)生像科W家那樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究、總結(jié)得出規(guī)律，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體會(huì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)自然科學(xué)的重要意義，也能使學(xué)生獲得科學(xué)研究的方法.

我們又利用焦耳定律和能量守恒定律反過(guò)來(lái)得出了歐姆定律，說(shuō)明歐姆定律、焦耳定律雖說(shuō)是在實(shí)驗(yàn)中得出的，同時(shí)它們也是物理理論大廈的有機(jī)組成部分，可以反映出焦耳定律在物理理論體系中的地位和物理理論的完備性，在理論層面上證明焦耳定律可以納入已有的物理理論當(dāng)中，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論和理論框架得到完美融合.更重要的是我們能夠得到歐姆定律的適用條件――純電阻電路，如果不是純電阻電路，電流做功沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為電熱則不能得出W=Q即UIt=I2Rt，歐姆定律也就不適用.另外我們還能體會(huì)到能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在自然界中的普適性，歐姆定律是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在純電阻電路中的必然要求.

篇(2)

一、教材分析

《歐姆定律》一課，學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)過(guò)，高中必修本（下冊(cè)）安排這節(jié)課的目的，主要是讓學(xué)生通過(guò)課堂演示實(shí)驗(yàn)再次增加感性認(rèn)識(shí)；體會(huì)物理學(xué)的基本研究方法（即通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探索物理規(guī)律）；學(xué)習(xí)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的兩種常用方法——列表對(duì)比法和圖象法；再次領(lǐng)會(huì)定義物理量的一種常用方法——比值法．這就決定了本節(jié)課的教學(xué)目的和教學(xué)要求．這節(jié)課不全是為了讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論及定律的內(nèi)容，重點(diǎn)在于要讓學(xué)生知道結(jié)論是如何得出的；在得出結(jié)論時(shí)用了什么樣的科學(xué)方法和手段；在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是如何控制實(shí)驗(yàn)條件和物理變量的，從而讓學(xué)生沿著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理定律的歷史足跡體會(huì)科學(xué)家的思維方法．

本節(jié)課在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到復(fù)習(xí)初中知識(shí)的作用，另一方面為學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律奠定基礎(chǔ)．本節(jié)課分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法，也將在后續(xù)課程中多次應(yīng)用．因此也可以說(shuō)，本節(jié)課是后續(xù)課程的知識(shí)準(zhǔn)備階段．

通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生記住歐姆定律的內(nèi)容及適用范圍；理解電阻的概念及定義方法；學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法；掌握歐姆定律并靈活運(yùn)用．

本節(jié)課的重點(diǎn)是成功進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析．這是本節(jié)課的核心，是本節(jié)課成敗的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)．

本節(jié)課的難點(diǎn)是電阻的定義及其物理意義．盡管用比值法定義物理量在高一物理和高二電場(chǎng)一章中已經(jīng)接觸過(guò)，但學(xué)生由于缺乏較多的感性認(rèn)識(shí)，對(duì)此還是比較生疏．從數(shù)學(xué)上的恒定比值到理解其物理意義并進(jìn)而認(rèn)識(shí)其代表一個(gè)新的物理量，還是存在著不小的思維臺(tái)階和思維難度．對(duì)于電阻的定義式和歐姆定律表達(dá)式，從數(shù)學(xué)角度看只不過(guò)略有變形，但它們卻具有完全不同的物理意義．有些學(xué)生常將兩種表達(dá)式相混，對(duì)公式中哪個(gè)是常量哪個(gè)是變量分辨不清，要注意提醒和糾正．

二、關(guān)于教法和學(xué)法

根據(jù)本節(jié)課有演示實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，本節(jié)課采用以演示實(shí)驗(yàn)為主的啟發(fā)式綜合教學(xué)法．教師邊演示、邊提問(wèn)，讓學(xué)生邊觀察、邊思考，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)．在教材難點(diǎn)處適當(dāng)放慢節(jié)奏，給學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行思考和討論，教師可給予恰當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥，必要時(shí)可進(jìn)行大面積課堂提問(wèn)，讓學(xué)生充分發(fā)表意見(jiàn)．這樣既有利于化解難點(diǎn)，也有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，使課堂氣氛更加活躍．

通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，要使學(xué)生領(lǐng)會(huì)物理學(xué)的研究方法，領(lǐng)會(huì)怎樣提出研究課題，怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，怎樣合理選用實(shí)驗(yàn)器材，怎樣進(jìn)行實(shí)際操作，怎樣對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及通過(guò)分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論和總結(jié)出物理規(guī)律．同時(shí)要讓學(xué)生知道，物理規(guī)律必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，不能任意外推，從而養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的思維習(xí)慣．

三、對(duì)教學(xué)過(guò)程的構(gòu)想

為了達(dá)成上述教學(xué)目標(biāo)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺(jué)性，對(duì)一些主要教學(xué)環(huán)節(jié)，有以下構(gòu)想：1．在引入新課提出課題后，啟發(fā)學(xué)生思考：物理學(xué)的基本研究方法是什么（不一定讓學(xué)生回答）？這樣既對(duì)學(xué)生進(jìn)行了方法論教育，也為過(guò)渡到演示實(shí)驗(yàn)起承上啟下作用．2．對(duì)演示實(shí)驗(yàn)所需器材及電路的設(shè)計(jì)可先啟發(fā)學(xué)生思考回答．這樣使他們既鞏固了實(shí)驗(yàn)知識(shí)，也調(diào)動(dòng)他們盡早投入積極參與．3．在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)可請(qǐng)兩位同學(xué)上臺(tái)協(xié)助，同時(shí)讓其余同學(xué)注意觀察，也可調(diào)動(dòng)全體學(xué)生都來(lái)參與，積極進(jìn)行觀察和思考．4．在用列表對(duì)比法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，提出下面的問(wèn)題讓學(xué)生思考回答：為了更直觀地顯示物理規(guī)律，還可以用什么方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析？目的是更加突出方法教育，使學(xué)生對(duì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認(rèn)識(shí)．到此應(yīng)該達(dá)到本節(jié)課的第一次，通過(guò)提問(wèn)和畫(huà)圖象使學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒轉(zhuǎn)向高漲．5．在得出電阻概念時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生從分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)入手來(lái)理解電壓與電流比值的物理意義．此時(shí)不要急于告訴學(xué)生結(jié)論，而應(yīng)給予充分的時(shí)間，啟發(fā)學(xué)生積極思考，并給予適當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥．此處節(jié)奏應(yīng)放慢，可提請(qǐng)學(xué)生回答或展開(kāi)討論，讓學(xué)生的主體作用得到充分發(fā)揮，使課堂氣氛掀起第二次，也使學(xué)生對(duì)電阻的概念是如何建立的有深刻的印象．6．在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步總結(jié)出歐姆定律，這實(shí)際上是認(rèn)識(shí)上的又一次升華．要注意闡述實(shí)驗(yàn)結(jié)論的普遍性，在此基礎(chǔ)上可讓學(xué)生先行總結(jié)，以鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力．教師重申時(shí)語(yǔ)氣要加重，不能輕描淡寫(xiě)．要隨即強(qiáng)調(diào)歐姆定律是實(shí)驗(yàn)定律，必有一定的適用范圍，不能任意外推．7．為檢驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成，可自編若干概念題、辨析題進(jìn)行反饋練習(xí)，達(dá)到鞏固之目的．然后結(jié)合課本練習(xí)題，熟悉歐姆定律的應(yīng)用，但占時(shí)不宜過(guò)長(zhǎng)，以免沖淡前面主題．

四、授課過(guò)程中幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

1．注意在實(shí)驗(yàn)演示前對(duì)儀表的量程、分度和讀數(shù)規(guī)則進(jìn)行介紹．

2．注意正確規(guī)范地進(jìn)行演示操作，數(shù)據(jù)不能虛假拼湊．

3．注意演示實(shí)驗(yàn)的可視度．可預(yù)先制作電路板，演示時(shí)注意位置要加高．有條件的地方可利用投影儀將電表表盤(pán)投影在墻上，使全體學(xué)生都能清晰地看見(jiàn)．

4．定義電阻及總結(jié)歐姆定律時(shí)，要注意層次清楚，避免節(jié)奏混亂．可把電阻的概念及定義在歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)提出，而歐姆定律在歸納完實(shí)驗(yàn)結(jié)論后總結(jié)．這樣學(xué)生就不易將二者混淆．

篇(3)

關(guān)鍵詞： 新課標(biāo) 《歐姆定律》 探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

《初中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)探究納入了物理教學(xué)的內(nèi)容，旨在將學(xué)生學(xué)習(xí)的重心從過(guò)去的過(guò)于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過(guò)程轉(zhuǎn)化。

所謂“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式”，是指學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，運(yùn)用已有的知識(shí)和技能，充當(dāng)新知識(shí)的探索者和發(fā)現(xiàn)者的角色的學(xué)習(xí)模式。

筆者多年從事初三物理教學(xué)，結(jié)合新課改要求，在《歐姆定律》探究教學(xué)中進(jìn)行了嘗試，現(xiàn)談?wù)勛约旱膶?shí)踐和體會(huì)。

一、在探究過(guò)程中，著重應(yīng)用控制變量法

控制變量法是指決定某一物理量的因素有很多。為了弄清這個(gè)量與這些因素之間的關(guān)系，往往先控制住其他幾個(gè)因素不變，集中研究其中一個(gè)因素變化所產(chǎn)生的影響，然后通過(guò)比較歸納出與這些量之間的關(guān)系。

歐姆定律揭示了電流、電壓、電阻三個(gè)物理量之間的關(guān)系，由于電流大小與電壓、電阻都有關(guān)系，因此探究步驟中的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡量引導(dǎo)學(xué)生分為兩步設(shè)計(jì)。

1.保持電阻不變，研究電流跟電壓的關(guān)系。

要讓學(xué)生明確“研究電流跟電壓的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持電阻不變”，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路時(shí)應(yīng)考慮：①怎樣測(cè)量定值電阻兩端的電壓U和定值電阻中的電流I呢？②怎樣保持導(dǎo)體的電阻R不變呢？③通過(guò)什么方法改變定值電阻兩端的電壓U呢？

設(shè)計(jì)并連接電路利用滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端的電壓，使它成整數(shù)倍地增加，并記錄所對(duì)應(yīng)的電流值，

2.保持電壓不變，研究電流跟電阻的關(guān)系。

要讓學(xué)生明確“研究電流跟電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持電壓不變”，實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)考慮：①怎樣改變導(dǎo)體電阻R的大小？②怎樣保持導(dǎo)體兩端的電壓U不變呢？讓學(xué)生討論交流，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到：當(dāng)定值電阻的大小發(fā)生變化時(shí)，可通過(guò)滑動(dòng)變阻器控制其兩端的電壓U保持不變。

更換定值電阻，利用滑動(dòng)變阻器保持定值電阻兩端的電壓不變，記錄對(duì)應(yīng)的電流值，在具體的探究教學(xué)中可能會(huì)遇到這樣的問(wèn)題：在電阻R阻值改變時(shí)，電阻R兩端的電壓也發(fā)生變化，如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電阻R兩端的電壓恢復(fù)到原來(lái)的電壓值。這也是把控制變量法從理論升華到實(shí)際的一個(gè)方面。

二、在探究過(guò)程中，讓學(xué)生親身體驗(yàn)，增強(qiáng)課堂教學(xué)效果

學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，教師對(duì)思維活動(dòng)過(guò)程的展開(kāi)，不能代替學(xué)生自己的思維活動(dòng)。因此，在設(shè)計(jì)本節(jié)探究活動(dòng)時(shí)筆者以學(xué)生為中心，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。激發(fā)學(xué)生的求知欲和參與意識(shí)，使不同層次學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、個(gè)性品質(zhì)在參與中都得到發(fā)展。設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)程序如下：

（1）提出問(wèn)題：電流與電壓，電流與電阻的關(guān)系？

（2）作出假設(shè)：①不成比例。②成正比。③成反比。

（3）設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①設(shè)計(jì)電路圖。②設(shè)計(jì)步驟。③進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（4）分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。

這樣做有以下好處：第一，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。對(duì)于初中學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們已不再局限于看老師演示實(shí)驗(yàn)，都喜歡自己動(dòng)手操作，通過(guò)自己的實(shí)踐解決問(wèn)題。第二，可以清楚地發(fā)現(xiàn)并指出學(xué)生的操作中的錯(cuò)誤，物理實(shí)驗(yàn)中一些儀器的使用，要求學(xué)生掌握，培養(yǎng)學(xué)生正確而良好的操作技能。但是，在實(shí)踐過(guò)程中，筆者認(rèn)為學(xué)生的練習(xí)機(jī)會(huì)實(shí)在太少，有些儀器的使用方法盡管學(xué)生課上聽(tīng)懂了，但真正操作起來(lái)并不如想象的那樣簡(jiǎn)單順手。就像本節(jié)中的電流表、電壓表的使用，學(xué)生往往會(huì)把電表的串并連搞錯(cuò)，把正負(fù)接線柱接錯(cuò)等，滑動(dòng)變阻器的使用也不夠到位。第三，可以鞏固學(xué)生對(duì)相應(yīng)知識(shí)的掌握情況。對(duì)于人的記憶方式來(lái)說(shuō)，自己動(dòng)手操作過(guò)的情景記憶起來(lái)要比單純的聆聽(tīng)接受記憶要牢固得多。

三、在探究過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生反思應(yīng)用遷移

這一方法要求把已知遷移到未知、把此一類知識(shí)遷移到另一類知識(shí)中，使學(xué)生受到相互滲透、影響和轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)的教育。例如，啟發(fā)學(xué)生把已有的知識(shí)遷移到歐姆定律的探究中，把歐姆定律的知識(shí)遷移到其他知識(shí)的學(xué)習(xí)中。這樣就使學(xué)生不僅提高了知識(shí)學(xué)習(xí)的效率，而且逐漸樹(shù)立普遍聯(lián)系、轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)。

例如：在總結(jié)歐姆定律的公式（I=U/R）時(shí)，可以壓強(qiáng)的公式為母本，壓強(qiáng)的公式是P=F/S，它的理解可以是：當(dāng)受力面積一定時(shí)，壓強(qiáng)與壓力成正比；當(dāng)壓力一定時(shí)，壓強(qiáng)與受力面積成反比。而歐姆定律是：通過(guò)導(dǎo)體的電流，與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。兩者是可以相互遷移的，所以很順利地得出歐姆定律的公式I=U/R。這對(duì)于知識(shí)和思維不是很完善的初中學(xué)生來(lái)說(shuō)，可以很容易地掌握知識(shí)，得出結(jié)論。

當(dāng)然在歐姆定律的探究教學(xué)中還有很多地方可以運(yùn)用知識(shí)遷移，例如：在運(yùn)用探究的基本過(guò)程解決電流、電壓、電阻三者關(guān)系時(shí)，可以反思以往用探究的方法解決過(guò)的問(wèn)題，如液體壓強(qiáng)、深度、液體密度三者的關(guān)系，用以往的經(jīng)驗(yàn)為本次探究的順利完成做鋪墊。

四、在探究過(guò)程中，利用教材對(duì)學(xué)生進(jìn)行德育教育

德育是五育之首，新課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注人的發(fā)展，把德育放在十分重要的地位。作為基礎(chǔ)學(xué)科的物理理所當(dāng)然承擔(dān)著重要的德育任務(wù)。

在《歐姆定律》探究教學(xué)中，筆者首先做了大量的準(zhǔn)備工作，這樣學(xué)生不僅學(xué)得很愉快，而且在心里會(huì)產(chǎn)生一種對(duì)教師的敬佩之情，并從老師身上體會(huì)到一種責(zé)任感，這對(duì)以后的學(xué)習(xí)工作都有巨大的幫助作用。其次，在教學(xué)過(guò)程中，利用分組實(shí)驗(yàn)的合作性學(xué)習(xí)潛移默化地對(duì)學(xué)生進(jìn)行德育教育，培養(yǎng)他們團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。最后，利用歐姆的事跡和成果激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，樹(shù)立崇高理想，榜樣的力量是無(wú)窮的，它對(duì)學(xué)生具有強(qiáng)大的感染力和說(shuō)服力。

教育部頒布的《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》首先提出科學(xué)探究，其次才是科學(xué)內(nèi)容，它把科學(xué)探究作為很重要很有價(jià)值的學(xué)習(xí)方法和教學(xué)方法提出來(lái)，說(shuō)明越來(lái)越多的教育者注意到探究教學(xué)在教改中的重要地位。《歐姆定律》一課的探究教學(xué)不僅要求教師有較高自身的修養(yǎng)素質(zhì)，還要做好在探究教學(xué)中與學(xué)生一起雙向地、互動(dòng)地建構(gòu)學(xué)科知識(shí)、促進(jìn)能力發(fā)展。因此，在初中物理新課標(biāo)下如何更好地開(kāi)展探究教學(xué)，值得我們探討。

參考文獻(xiàn)：

篇(4)

(一)知識(shí)目標(biāo)

1、知道電動(dòng)勢(shì)的定義.

2、理解閉合電路歐姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意義，并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題.

3、知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓，電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和.

4、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)，并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題.

5、理解閉合電路的功率表達(dá)式.

6、理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況.

(二)能力目標(biāo)

1、培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題能力，會(huì)用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律

2、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)，并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題.

3、通過(guò)用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問(wèn)題能力.

(三)情感目標(biāo)

1、通過(guò)外電阻改變引起電流、電壓的變化，樹(shù)立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點(diǎn)

2、通過(guò)分析外電壓變化原因，了解內(nèi)因與外因關(guān)系

3、通過(guò)對(duì)閉合電路的分析計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想

4、知道用能量的觀點(diǎn)說(shuō)明電動(dòng)勢(shì)的意義

教學(xué)建議

1、電源電動(dòng)勢(shì)的概念在高中是個(gè)難點(diǎn)，是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，在處理電動(dòng)勢(shì)的概念時(shí)，可以根據(jù)教材，采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負(fù)極將正電荷運(yùn)送到正極，克服電場(chǎng)力做功，非靜電力搬運(yùn)電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢(shì)差的大小，反映了電源做功的本領(lǐng)，由此引出電動(dòng)勢(shì)的概念;也可以按本書(shū)采取討論閉合電路中電勢(shì)升降的方法，給出電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和的結(jié)論.教學(xué)中不要求論證這個(gè)結(jié)論.教材中給出一個(gè)比喻(兒童滑梯)，幫助學(xué)生接受這個(gè)結(jié)論.

需要強(qiáng)調(diào)的是電源的電動(dòng)勢(shì)反映的電源做功的能力，它與外電路無(wú)關(guān)，是由電源本生的特性決定的.

電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量，沒(méi)有方向，這要給學(xué)生說(shuō)明，如果學(xué)生程度較好，可以向?qū)W生說(shuō)明，做為電源，由正負(fù)極之分，在電源內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極，為了說(shuō)明問(wèn)題方便，也給電動(dòng)勢(shì)一個(gè)方向，人們規(guī)定電源電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)閮?nèi)電路的電流方向，即從負(fù)極指向正極.

2、路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系，是一個(gè)難點(diǎn).希望作好演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識(shí)，然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線，可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系，務(wù)必使學(xué)生熟悉這個(gè)圖線.

學(xué)生應(yīng)該知道，斷路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì).因此，用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓就可以得到電源的電動(dòng)勢(shì).在考慮電壓表的內(nèi)阻時(shí)，希望通過(guò)第五節(jié)的“思考與討論”，讓學(xué)生自己解決這個(gè)問(wèn)題.

3、最后講述閉合電路中的功率，得出公式，.要從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)說(shuō)明，公式左方的表示單位時(shí)間內(nèi)電源提供的電能.理解了這一點(diǎn)，就容易理解上式的意義：電源提供的電能，一部分消耗在內(nèi)阻上，其余部分輸出到外電路中.

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

閉合電路的歐姆定律

一、教學(xué)目標(biāo)

1、在物理知識(shí)方面的要求：

(1)鞏固產(chǎn)生恒定電流的條件;

(2)知道電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量，它在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓.

(3)明確在閉合回路中電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和.

(4)掌握閉合電路的歐姆定律，理解各物理量及公式的物理意義

(5)掌握路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.

2、在物理方法上的要求：

(1)通過(guò)電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和的教學(xué)，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探索物理規(guī)律的方法.

(2)從能量和能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義.

(3)通過(guò)對(duì)路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律的討論培養(yǎng)學(xué)生的推理能力.

(4)通過(guò)用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1、重點(diǎn)：

(1)電動(dòng)勢(shì)是表示電源特性的物理量

(2)閉合電路歐姆定律的內(nèi)容;

(3)應(yīng)用定律討論路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.

2、難點(diǎn)：

(1)閉合回路中電源電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和.

(2)短路、斷路特征

(3)應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流強(qiáng)度隨外電阻變化的關(guān)系

三、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

引入新課：

教師：同學(xué)們都知道，電荷的定向移動(dòng)形成電流.那么，導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答：導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差.)

演示：將小燈泡接在充滿電的電容器兩端，會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅.)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?

分析：當(dāng)電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢(shì)差.當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場(chǎng)力的作用下通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動(dòng)而形成電流，但這是一瞬間的電流.因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢(shì)差也逐漸減少為零，所以電流減小為零，因此只有電場(chǎng)力的作用是不能形成持續(xù)電流的.

教師：為了形成持續(xù)的電源，必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力，能夠不斷地分離正負(fù)電荷來(lái)補(bǔ)充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢(shì)差，從而在導(dǎo)線中維持恒定的電流，能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時(shí)，電源中的非靜電力將不斷做功，從而把已經(jīng)流到低電勢(shì)處的正電荷不斷地送回到高電勢(shì)處.使它的電勢(shì)能增加.

板書(shū)：1、電源：電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.它并不創(chuàng)造能量，也不創(chuàng)造電荷.例如：干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能、核能等轉(zhuǎn)化為電能的裝置.

教師：電源能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽⑶夷軌蛱峁┖愣ǖ碾妷海敲床煌碾娫矗瑑蓸O間的電壓相同嗎?展示各種干電池(1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)、7號(hào))，請(qǐng)幾個(gè)同學(xué)觀察電池上面寫(xiě)的規(guī)格，發(fā)現(xiàn)盡管電池的型號(hào)不同，但是都標(biāo)有“1.5V”字樣.我們把示教電壓表直接接在干電池的兩端進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)結(jié)果確實(shí)是1.5V.講臺(tái)上還擺放有手搖發(fā)電機(jī)、蓄電池、紐扣電池，它們兩端的電壓是否也是1.5V呢?(學(xué)生回答：不是)那么如何知道它們兩端的電壓呢?(學(xué)生：用電壓表直接測(cè)量)·

結(jié)論：電源兩極間的電壓完全由電源本身的性質(zhì)(如材料、工作方式等)決定，同種電池用電壓表測(cè)量其兩極間的電壓是相同的，不同種類的電池用電壓表測(cè)量其兩極間的電壓是不同的.為了表示電源本身的這種特性，物理學(xué)中引入了電動(dòng)勢(shì)的概念.

板書(shū)：2、電源電動(dòng)勢(shì)

教師：從上面的演示和分析可知，電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電壓.

板書(shū)：電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)其兩極間的電壓.

例如，各種型號(hào)的干電池的電動(dòng)勢(shì)都是1.5V.那么把一節(jié)1號(hào)電池接入電路中，它兩極間的電壓是否還是1.5V呢?用示教板演示

，電路如圖所示，結(jié)論：開(kāi)關(guān)閉合前，電壓表示數(shù)是1.5V，開(kāi)關(guān)閉合后，電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V.實(shí)驗(yàn)表明，電路中有了電流后，電源兩極間的電壓減少了.

教師：上面的實(shí)驗(yàn)中，開(kāi)關(guān)閉合后，電源兩極間的電壓降為1.4V，那么減少的電壓哪去了呢?用投影儀展示實(shí)驗(yàn)電路，介紹閉合電路可分為內(nèi)、外電路兩部分，電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路，電源外部的叫外電路.接在電源外電路兩端的電壓表測(cè)得的電壓叫外電壓.在電源內(nèi)部電極附近的探針A、B上連接的電壓表測(cè)得的電壓叫內(nèi)電壓.我們現(xiàn)在就通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究閉合電路中電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系.

板書(shū)：3、內(nèi)電壓和外電壓

教師：向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)裝置及電路連接方法，重點(diǎn)說(shuō)明內(nèi)電壓的測(cè)量.實(shí)驗(yàn)中接通電鍵，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭使其阻值減小，由兩個(gè)電壓表讀出若干組內(nèi)、外電壓和的值.再斷開(kāi)電鍵，由電壓表測(cè)出電動(dòng)勢(shì).分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢?

學(xué)生：在誤差許可的范圍內(nèi)，內(nèi)、外電壓之和等于電源電動(dòng)勢(shì).

板書(shū)：在閉合電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和，即.

下面我們來(lái)分析在整個(gè)電路中電壓、電流、電阻之間的關(guān)系.

教師：我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，電路圖如圖所示

觀察電鍵S先后接通1和2時(shí)小燈泡的亮度.

結(jié)論：把開(kāi)關(guān)撥到2后，發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度比剛才接3V的電源時(shí)還稍暗些.怎么解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?這就要用到我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容——閉合電路的歐姆定律.

板書(shū)：閉合電路的歐姆定律

教師：在圖1所示電路圖中，設(shè)電流為，根據(jù)歐姆定律，，，那么，電流強(qiáng)度，這就是閉合電路的歐姆定律.

板書(shū)：4、閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容：閉合電路中的電流強(qiáng)度和電源電動(dòng)勢(shì)成正比，和電路的內(nèi)外電阻之和成反比.表達(dá)式為.

同學(xué)們從這個(gè)表達(dá)式可以看出，在電源恒定時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度隨電路的外電阻變化而變化;當(dāng)外電路中的電阻是定值電阻時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度和電源有關(guān).

教師：同學(xué)們能否用閉合電路的歐姆定律來(lái)解釋上一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?

學(xué)生：9V的電源如果內(nèi)電阻很大，由閉合電路的歐姆定律可知，用它做電源，電路中的電流I可能較小;而電動(dòng)勢(shì)3V的電源內(nèi)阻如果很小，電路中的電流可能比大，用這兩個(gè)電源分別給相同的小燈泡供電，燈泡的亮度取決于，那么就出現(xiàn)了剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了.

教師：很好.一般電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻在短時(shí)間內(nèi)可以認(rèn)為是不變的.那么外電阻的變化，就會(huì)引起電路中電流的變化，繼而引起路端電壓、輸出功率、電源效率等的變化.

幾個(gè)重要推論

(1)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律

板書(shū)：5幾個(gè)重要推論

(l)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律演示實(shí)驗(yàn),圖3所示電路，

4節(jié)1號(hào)電池和1個(gè)10Ω的定值電阻串聯(lián)組成電源(因?yàn)橥ǔｋ娫磧?nèi)阻很小，的變化也很小，現(xiàn)象不明顯)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片，觀察電流表和電壓表的示數(shù)是如何隨變化?

教師：從實(shí)驗(yàn)出發(fā)，隨著電阻的增大，電流逐漸減小，路端電壓逐漸增大.大家能用閉合電路的歐姆定律來(lái)解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎?

學(xué)生：因?yàn)樽兇螅]合電路的總電阻增大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，，電路中的總電流減小，又因?yàn)椋瑒t路端電壓增大.

教師：正確.我們得出結(jié)論，路端電壓隨外電阻增大而增大，隨外電阻減小而減小.一般認(rèn)為電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻在短時(shí)間內(nèi)是不變的，初中我們認(rèn)為電路兩端電壓是不變的，應(yīng)該是有條件的，當(dāng)無(wú)窮大時(shí)，0，外電路可視為斷路，0，根據(jù)，則，即當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，用電壓表直接測(cè)量電源兩極電壓，數(shù)值等于電源的電動(dòng)勢(shì);當(dāng)減小為0時(shí)，電路可視為短路，為短路電流，路端電壓.

板書(shū)5：路端電壓隨外電阻增大而增大，隨外電阻減小而減小.斷路時(shí)，∞，0，;短路時(shí)，，.

電路的路端電壓與電流的關(guān)系可以用圖像表示如下

(2)電源的輸出功率隨外電阻變化的規(guī)律.

教師：在純電阻電路中，當(dāng)用一個(gè)固定的電源(設(shè)、r是定值)向變化的外電阻供電時(shí)，輸出的功率，

又因?yàn)椋?/p>

所以，

當(dāng)時(shí)，電源有最大的輸出功率.我們可以畫(huà)出輸出功率隨外電阻變化的圖線，如圖所示.

板書(shū)6：在純電阻電路中，當(dāng)用一個(gè)固定的電源(即、是定值)向變化的外電阻供電時(shí)，輸出的功率有最大值.

教師：當(dāng)輸出功率最大時(shí)，電源的效率是否也最大呢?

板書(shū)7：電源的效率隨外電阻變化的規(guī)律

教師：在電路中電源的總功率為，輸出的功率為，內(nèi)電路損耗的功率為，則電源的效率為，當(dāng)變大，也變大.而當(dāng)時(shí)，即輸出功率最大時(shí)，電源的效率=50%.

板書(shū)8：電源的效率隨外電阻的增大而增大.

四、講解例題

五、總結(jié)

探究活動(dòng)

1、調(diào)查各種不同電源的性能特點(diǎn)。

(包括電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻、能量轉(zhuǎn)化情況、工作原理、可否充電)

2、考察目前對(duì)廢舊電池的回收情況。

(1)化學(xué)電池的工作原理;

(2)廢舊電池對(duì)環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在哪些方面;

(3)當(dāng)前社會(huì)對(duì)廢舊電池的重視程度;

(4)廢舊電池的回收由哪些主要的途徑和利用方式;

篇(5)

    21世紀(jì)是高新科技、信息革命和經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的新時(shí)期,國(guó)家之間經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)是科技的競(jìng)爭(zhēng),科技的競(jìng)爭(zhēng)是人才的競(jìng)爭(zhēng)。目前,擺在教育工作者面前最緊迫的任務(wù)是:如何轉(zhuǎn)變教育觀念,改進(jìn)教學(xué)方法,為21世紀(jì)大面積培養(yǎng)具有較高的思想素質(zhì)和文化素質(zhì)、健康的身體素持和心理素質(zhì)、較強(qiáng)的勞動(dòng)技能等綜合型人才及各種類型人才。跨世紀(jì)的物理教師,必須抓住時(shí)機(jī),深入研究,在教學(xué)實(shí)踐中大膽實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮物理學(xué)科的自身優(yōu)勢(shì),在實(shí)施素質(zhì)教育的主渠道——課堂教學(xué)上不斷創(chuàng)新,創(chuàng)造出物理學(xué)科的教學(xué)特色,履行自己的職責(zé)。

    一、轉(zhuǎn)變觀念,樹(shù)立正確的人才觀和素質(zhì)觀。

    幾十年來(lái),應(yīng)試教育重知識(shí)的教學(xué)而輕能力的培養(yǎng)。人們一直把學(xué)習(xí)成績(jī)的好壞視為人才的標(biāo)準(zhǔn),限制了學(xué)生多方面能力的發(fā)展,扼殺了眾多人才。今天,作為面向基礎(chǔ)教育的教師應(yīng)樹(shù)立全新的思想,去指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐。首先要有正確的人才觀,要從一個(gè)人的整體素質(zhì)和社會(huì)需要來(lái)評(píng)價(jià)、衡量人才。我們的社會(huì),不僅需要科學(xué)家、藝術(shù)家、專家、學(xué)者,而且需要更多的普通專業(yè)技術(shù)人員和普通勞動(dòng)者。學(xué)習(xí)成績(jī)好的能考上大學(xué)的是人才,學(xué)習(xí)成績(jī)不太好但有較強(qiáng)組織能力、活動(dòng)能力、操作能力的學(xué)生同樣是人才。大企業(yè)的經(jīng)理是人才,個(gè)體老板也是人才。只要有一技之長(zhǎng),能對(duì)社會(huì)作貢獻(xiàn)的人都 是人才。其次要樹(shù)立正確的素質(zhì)觀。我國(guó)有十幾億人口,僅靠培養(yǎng)少數(shù)人為目標(biāo)的“天才教育”或“精英教育”是無(wú)法使中華民族永遠(yuǎn)屹立于世界民族之林的。只有全面推進(jìn)素質(zhì)教育,提高全民族的素質(zhì),才能把人口的包袱轉(zhuǎn)化為人才的優(yōu)勢(shì),也才能在當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)和綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)中以足夠的人才優(yōu)勢(shì)穩(wěn)操勝券。因此,我們的教學(xué)必須面向 全體學(xué)生,教會(huì)他們求知,教會(huì)他們做人。

    二、優(yōu)化教學(xué)過(guò)程,把素質(zhì)教育的培養(yǎng)目標(biāo)落實(shí)到課堂教學(xué)中。

    1、從實(shí)際出發(fā),優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)。

    制定教學(xué)目標(biāo),應(yīng)以現(xiàn)代教育思想為指導(dǎo),全面領(lǐng)會(huì)素質(zhì)教育的要求,依據(jù)教學(xué)大綱、教材內(nèi)容,結(jié)合本樣教學(xué)實(shí)際和學(xué)生實(shí)際綜合考慮,既要確定長(zhǎng)遠(yuǎn)的教學(xué)目標(biāo),又要確定每節(jié)課的具體目標(biāo);既要確定基礎(chǔ)素質(zhì)的群體培養(yǎng)目標(biāo),又要確定較高素質(zhì)的個(gè)體培養(yǎng)目標(biāo);既要有知識(shí)教學(xué)目標(biāo),又要有方法指導(dǎo)和能力培養(yǎng)目標(biāo)。使學(xué)生學(xué)到的不僅是物理知識(shí)本身,而且更重要的是學(xué)習(xí)物理的方法,研究物理的能力,探索自然的志向,獻(xiàn)身科學(xué)的精神。

    例如:關(guān)于滬科版初中物理教材第二冊(cè)中“歐姆定律”的教學(xué),我們依據(jù)大綱和編者意圖,補(bǔ)充和調(diào)整了教參上擬定的教學(xué)目標(biāo)。調(diào)整后的目標(biāo)是:(1)知道“分離變量法”是探索物理規(guī)律的一種基本方法;知道列表對(duì)比法是分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基本方法之一;(2)理解歐姆定律的內(nèi)容、公式及其變換式的物理意義,會(huì)用歐姆定律分析、解決簡(jiǎn)單電路的有關(guān)問(wèn)題;(3)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力、分析思考能力和總結(jié)概括能力。因?yàn)樵诮虒W(xué)過(guò)程中,指導(dǎo)學(xué)生親自參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程和數(shù)據(jù)分析過(guò)程,不僅能理解實(shí)驗(yàn)結(jié)論和定律的內(nèi)容,而且知道結(jié)論和定律是如何得出的,在得出結(jié)論時(shí)用了什么樣的方法和手段,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是如何控制實(shí)驗(yàn)條件和物理變量的。歸納得出歐姆定律后,再引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)討論記錄表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),把每一組U/I的值與導(dǎo)體的電阻值相比較,自然使學(xué)生明白了變形公式R=U/I的物理意義。應(yīng)用歐姆定律解簡(jiǎn)單電路的有關(guān)問(wèn)題,不是本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn),只要引導(dǎo)學(xué)生討論一、二個(gè)例題即可。可見(jiàn),這樣的教學(xué)才能揭示物理學(xué)的研究方法和學(xué)法,才能讓學(xué)生沿著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的歷史足跡體會(huì)科學(xué)家的思維方法。

    2、科學(xué)使用教材,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。

    教材是教學(xué)之本,是連接教與學(xué)、知識(shí)與方法、能力與發(fā)展的紐帶。現(xiàn)有初中物理教材較老教材有了較大的進(jìn)步,雖然增大了實(shí)驗(yàn)容量,但大部分是教師演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)較少。學(xué)生學(xué)到的知識(shí)不能適應(yīng)高速發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)。這就要求教師不斷學(xué)習(xí)現(xiàn)代教育教學(xué)理論,充分運(yùn)用自己的聰明才智,調(diào)動(dòng)自己的知識(shí)積累,站在科學(xué)方法論的高度,研究教材、把握教材、使用教材,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。

    優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,必須依據(jù)學(xué)生的身心特點(diǎn)和知識(shí)發(fā)展水平以及未來(lái)社會(huì)的需要,做到:(1)對(duì)教材中某些教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和補(bǔ)充,使之更適合學(xué)生學(xué)習(xí)和社會(huì)需要。如:在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師引導(dǎo)學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路,完成課本規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后,提出新的問(wèn)題:在上述實(shí)驗(yàn)中若只允許你使用電壓表(或電流表),實(shí)驗(yàn)?zāi)芊襁M(jìn)行?需要補(bǔ)充什么輔助器材?教師作適當(dāng)點(diǎn)撥,讓學(xué)生充分思考、醞釀、討論,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn),使伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理和思想在學(xué)生頭腦中得到進(jìn)一步理解和升華。同進(jìn),引導(dǎo)優(yōu)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析,并進(jìn)行補(bǔ)嘗討論,培養(yǎng)尖子生的綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。另外,電學(xué)中影響電阻大小的因素、歐姆定律、電磁感應(yīng)、影響電功大小的因素等演示實(shí)驗(yàn),都可以大膽地必為學(xué)生實(shí)驗(yàn)、教師適當(dāng)指導(dǎo),讓學(xué)生自己操作,自己觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,自己歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。不僅能掌握知識(shí)和規(guī)律的內(nèi)容,還能知道知識(shí)的來(lái)龍去脈,學(xué)會(huì)研究方法。 (2)精選教學(xué)素材,真正把溶于教材中的思想觀點(diǎn)、方法內(nèi)容、智力價(jià)值和精神素養(yǎng)挖掘出來(lái),展示給學(xué)生。舉例講解更要貼近學(xué)生生活實(shí)際,激發(fā)學(xué)生情感,啟迪學(xué)生智慧。如牛頓第一定律、機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒、電阻的教學(xué)中,都應(yīng)滲透“內(nèi)因與外因”的辨證關(guān)系;慣性和摩擦力的教學(xué)應(yīng)滲透“一分為二”的辯證思想教育。

    3、擺正角色位置,優(yōu)化教學(xué)程序。

篇(6)

一、實(shí)驗(yàn)探究中錯(cuò)誤資源的類型

1.技能性錯(cuò)誤

技能性錯(cuò)誤指學(xué)生因缺乏操作技能和儀表讀數(shù)技能而產(chǎn)生的錯(cuò)誤。“探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)包括電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器等眾多電學(xué)器材，實(shí)驗(yàn)操作具有綜合性，主要表現(xiàn)在：（1）兩表怎樣接入、如何選擇量程、如何讀數(shù)？（2）滑動(dòng)變阻器涉及四個(gè)接線柱，怎樣接入可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模浚?）電池盒電源的選擇。（4）連接電路應(yīng)注意斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，滑片移到電阻最大的地方。（5）探究活動(dòng)暫停時(shí)，及時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。由于學(xué)生對(duì)每種器材掌握程度可能不一樣，一旦這些器材整合在一起后，在操作或讀數(shù)上就容易犯錯(cuò)，成為實(shí)驗(yàn)探究的障礙。

2.客觀性錯(cuò)誤

客觀性錯(cuò)誤指并非由于學(xué)生知識(shí)、能力等主觀因素造成，而是由于客觀因素的影響而造成的錯(cuò)誤。主要表現(xiàn)為：（1）器材自身原因。其一，器材使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，致使局部損壞，影響測(cè)量準(zhǔn)確性；其二，器材質(zhì)量有問(wèn)題，如，劣質(zhì)電表在使用中指針來(lái)回晃動(dòng)，影響學(xué)生收集數(shù)據(jù)，導(dǎo)致得不到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論；其三，器材設(shè)計(jì)復(fù)雜，如圖1，電池盒接線柱太多，電池的組裝和接線變成了難點(diǎn)，而這并不是實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)，人為地制造困難。（2）實(shí)驗(yàn)綜合性強(qiáng)，只要一種儀器的使用存在短板，就會(huì)造成結(jié)論錯(cuò)誤。（3）缺乏適度的引導(dǎo)，或沒(méi)有提供充裕的探究時(shí)間。第一種情況，探究盲目，導(dǎo)致學(xué)生“盲”中出錯(cuò)；第二種情況，時(shí)間緊迫，導(dǎo)致學(xué)生“忙”中出錯(cuò)。

3.生成性錯(cuò)誤

生成性錯(cuò)誤指在實(shí)驗(yàn)探究中產(chǎn)生的、在教師預(yù)設(shè)之外的錯(cuò)誤。怎樣利用這類錯(cuò)誤資源，對(duì)教師的教學(xué)智慧是一種挑戰(zhàn)。在探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電壓的關(guān)系時(shí)，基于學(xué)生實(shí)際，預(yù)設(shè)的電路設(shè)計(jì)為圖2，預(yù)設(shè)的教學(xué)過(guò)程是：引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)該電路只能收集一組數(shù)據(jù)，不能發(fā)現(xiàn)規(guī)律，再啟發(fā)學(xué)生如何獲得多組數(shù)據(jù)，學(xué)生想到改變電池個(gè)數(shù)來(lái)改變電壓和電流，最后從操作方便程度和采集數(shù)據(jù)連續(xù)性方面，說(shuō)明該電路存在缺陷，從而引導(dǎo)出串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器。在筆者按部就班教學(xué)時(shí)，有學(xué)生提出用電阻箱代替定值電阻R，通過(guò)改變電阻箱電阻來(lái)收集多組數(shù)據(jù)，該方案得到一些學(xué)生的認(rèn)可，但該方案的最大錯(cuò)誤是沒(méi)有控制R不變。

4.素養(yǎng)性錯(cuò)誤

素養(yǎng)性錯(cuò)誤指學(xué)生因缺乏科學(xué)素養(yǎng)所表現(xiàn)出的錯(cuò)誤行為、習(xí)慣和意識(shí)。《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》指出，物理課程應(yīng)“以提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨”，使學(xué)生“養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度”，“具有保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)”。回首課堂，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生篡改數(shù)據(jù)、拼湊數(shù)據(jù)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，而且學(xué)生節(jié)能意識(shí)淡薄，如，探究活動(dòng)暫停，開(kāi)關(guān)還一直閉合，沒(méi)有及時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。

5.觀念性錯(cuò)誤

觀念性錯(cuò)誤指學(xué)生將課堂探究與真正的科學(xué)探究等同起來(lái)，意識(shí)不到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛與曲折，形成“物理發(fā)現(xiàn)不過(guò)如此”的錯(cuò)誤觀念。學(xué)生探究的問(wèn)題和模式都是由教材或教師給出的，而且教材中的各種提示為學(xué)生指明了探究方向。因此，學(xué)生感到概念規(guī)律的得出十分容易，順理成章，甚至感嘆自己生不逢時(shí)。但真正的科學(xué)探究都是在黑暗中摸索，沒(méi)有人可以引路，經(jīng)過(guò)許多年、很多次的不斷猜測(cè)和實(shí)驗(yàn)，仍有可能以失敗告終。這些情況，學(xué)生是沒(méi)有遇到也體會(huì)不到的。當(dāng)介紹歐姆定律的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了約十年時(shí)間，付出了艱辛的努力時(shí)，學(xué)生在內(nèi)心深處并不認(rèn)同，他們認(rèn)為一堂課的功夫就探究出歐姆定律，哪里來(lái)的“艱辛與曲折”？

二、基于錯(cuò)誤資源的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

1.變“講授”為“探索”，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)技能的構(gòu)建

實(shí)驗(yàn)儀器的操作都有一定的規(guī)范，正確操作實(shí)驗(yàn)儀器是一項(xiàng)基本技能。在剛接觸新儀器時(shí)就要嚴(yán)格要求、熟練掌握，為今后的綜合探究夯實(shí)基礎(chǔ)。對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的教學(xué)，有人提倡采用講授式，以師講生聽(tīng)為主，而教學(xué)實(shí)踐證明，這種方法不易引起學(xué)生興趣，扼殺學(xué)生使用新儀器的欲望。科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展，現(xiàn)在沒(méi)有的東西，可能明天就會(huì)出現(xiàn)，學(xué)生在未來(lái)的生活、工作中肯定會(huì)遇到許多新的科技產(chǎn)品，這些產(chǎn)品怎么使用，需要學(xué)生自己摸索。因此，物理課堂上，教師的一個(gè)重要職責(zé)就是培養(yǎng)學(xué)生探索新器材的能力，這是一種適應(yīng)現(xiàn)代化生活的能力。

基于這些考慮，可以采用探索式教法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)新鮮事物的好奇心和探究欲。比如，教學(xué)“電流表的使用”，可以將教材內(nèi)容編輯成儀器使用說(shuō)明書(shū)的形式，在前面部分列出幾個(gè)注意事項(xiàng)，學(xué)生閱讀說(shuō)明書(shū)后，試著去測(cè)電路中的電流。探索中，學(xué)生必然要經(jīng)歷犯錯(cuò)、反思、糾錯(cuò)的過(guò)程，而這正是學(xué)生自我建構(gòu)操作技能的過(guò)程，印象自然根深蒂固，同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生使用新儀器的能力。又如，對(duì)電流表的讀數(shù)，教師先投影一組學(xué)生的表盤(pán)，但故意不顯示接線柱，如圖3，請(qǐng)學(xué)生讀數(shù)，有些學(xué)生馬上就報(bào)出讀數(shù)，但出現(xiàn)不同結(jié)果，還有學(xué)生猶豫不決，教師啟發(fā)學(xué)生為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象？學(xué)生反映，不知道接線柱。此時(shí)，學(xué)生就會(huì)明白，讀數(shù)先要明確接線柱或量程。接著，告訴學(xué)生是小量程，再請(qǐng)學(xué)生讀數(shù)，又出現(xiàn)了兩個(gè)答案：0.24A和0.28A。教師追問(wèn)，到底哪個(gè)正確，為什么？引導(dǎo)學(xué)生要看清分度值，并回答不同量程下的分度值分別是多少？?jī)煞N量程、相同的偏轉(zhuǎn)角度，示數(shù)有何關(guān)系？經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析原因”的探索過(guò)程，學(xué)生自主完成讀數(shù)技能的構(gòu)建，最后總結(jié)讀數(shù)步驟：先看量程，再看分度值。這種探索式教法同樣適合電壓表的使用與讀數(shù)，為探究歐姆定律作好技能鋪墊。

2.變“異常”為“正常”，營(yíng)造良好的探究環(huán)境

每堂探究課都有預(yù)期目標(biāo)和探究重點(diǎn)，而時(shí)間有限，所以，要為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，避免一些客觀的、非重點(diǎn)因素的干擾，為探究重點(diǎn)贏得更多時(shí)間。實(shí)驗(yàn)器材使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或質(zhì)量不過(guò)關(guān)，不能正常工作，學(xué)生在操作過(guò)程中就會(huì)麻煩不斷，影響探究情緒。尤其是測(cè)量類器材，比如電流表和電壓表，如果器材質(zhì)量有問(wèn)題，學(xué)生的數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確嗎？又談何發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏的物理規(guī)律？因此，學(xué)校采購(gòu)器材時(shí)應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對(duì)有問(wèn)題的器材要及時(shí)更換，同時(shí)，檢修器材也非常重要，特別是使用頻繁高、易損耗的器材。建議教研組抽出專門(mén)的時(shí)間和精力，集中檢修，一來(lái)減輕實(shí)驗(yàn)員的工作壓力，二來(lái)掌握一些檢修技能。當(dāng)提供的都是能正常使用的器材后，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)就不會(huì)受其他因素影響，從而保障探究正常進(jìn)行。

3.變“錯(cuò)誤”為“正確”，彰顯錯(cuò)誤資源的價(jià)值

學(xué)生對(duì)教師問(wèn)題的即時(shí)性反映，折射出學(xué)生的原始思維和創(chuàng)造性火花，這些想法有的是正確的，有的雖然錯(cuò)誤，但能給教學(xué)啟發(fā)，其價(jià)值不亞于正確的創(chuàng)意。學(xué)生錯(cuò)誤的想法里可能蘊(yùn)藏著創(chuàng)新思維，我們要善于發(fā)現(xiàn)并加以利用。

例如，圖2中，用電阻箱代替定值電阻R的方案是錯(cuò)誤的，但這種想法在研究通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系時(shí)，卻可以派上用場(chǎng)。如圖4，用電阻箱代替定值電阻R，有以下優(yōu)點(diǎn)：其一，電阻箱是一種可讀出阻值的變阻器。初中階段學(xué)生對(duì)不能讀出示數(shù)的滑動(dòng)變阻器使用頻率高，使用較熟練，但對(duì)電阻箱，教材只局限于讀出電阻大小，沒(méi)有機(jī)會(huì)讓學(xué)生體驗(yàn)電阻箱的優(yōu)勢(shì)，而在這里，電阻箱的接線和讀數(shù)得到運(yùn)用，體現(xiàn)了其教學(xué)價(jià)值，彌補(bǔ)教材的不足。其二，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。本電路的連接在研究電流與電壓的關(guān)系時(shí)已經(jīng)得到強(qiáng)化，因此，連接電路不是本探究?jī)?nèi)容的重點(diǎn)。當(dāng)定值電阻R不斷改變時(shí)，該電路局部要不斷拆裝、重組，這在技能上只是簡(jiǎn)單重復(fù)，缺乏教育意義。而換為電阻箱后，只要旋轉(zhuǎn)旋鈕就能快速改變電阻，不需要拆裝電路，為數(shù)據(jù)的采集與分析等重點(diǎn)內(nèi)容爭(zhēng)取更多時(shí)間。其三，實(shí)驗(yàn)探究提倡開(kāi)放性，不應(yīng)是封閉的，數(shù)據(jù)的采集要常態(tài)化。如果選教師提供的三個(gè)定值電阻，學(xué)生會(huì)想，為什么要選這幾個(gè)電阻？隨機(jī)一點(diǎn)不可以嗎？是不是也能得出反比結(jié)論？而這一系列問(wèn)題均由電阻箱的使用得到較好突破，供選擇的電阻值范圍更廣、更靈活，為學(xué)生采集數(shù)據(jù)拓展空間，增加實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可信度。

4.變“說(shuō)教”為“身教”，給學(xué)生潛移默化的影響

在實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)上，教師苦口婆心，諄諄教導(dǎo)，而學(xué)生一意孤行，當(dāng)耳邊風(fēng)，教學(xué)效果一直欠佳。什么原因呢？要學(xué)生低碳環(huán)保，教師自己在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一言一行、一舉一動(dòng)反饋給學(xué)生的卻是鋪張浪費(fèi)；要學(xué)生尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，不得篡改數(shù)據(jù)，教師卻圖方便省事，不做實(shí)驗(yàn)，空降實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；要學(xué)生表達(dá)準(zhǔn)確，教師的教學(xué)語(yǔ)言卻欠科學(xué)性，甚至“腳踩西瓜皮，滑到哪是哪”。這樣矛盾的教學(xué)言行，怎能讓學(xué)生養(yǎng)成低碳環(huán)保的意識(shí)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度？要提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，除平常注意要求外，更重要的是教師要加強(qiáng)自身修養(yǎng)，以身垂范，給學(xué)生樹(shù)立良好的榜樣。

5.變“單一”為“飽滿”，落實(shí)三維教學(xué)目標(biāo)

探究教學(xué)不能僅局限于學(xué)生掌握物理概念和規(guī)律，還應(yīng)將歷史上物理學(xué)家進(jìn)行探究、獲得發(fā)現(xiàn)的歷史資料引入教學(xué)，通過(guò)歷史情境再現(xiàn)，展現(xiàn)科學(xué)研究方法，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛，實(shí)現(xiàn)教育價(jià)值最大化。

歷史上歐姆定律的建立過(guò)程與課堂上的科學(xué)探究有很大差異，將歐姆的探究過(guò)程和對(duì)他成功的分析補(bǔ)充到課堂中，可以使學(xué)生在知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度上獲益。

在歐姆所處的時(shí)代，他遇到的最大困難與挑戰(zhàn)有以下幾點(diǎn)[1]：（1）當(dāng)時(shí)的直流電源只有伏打電堆，最初用它進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電流不穩(wěn)定，未能獲得理想結(jié)果。后來(lái)，接受其他科學(xué)家的建議，將伏打電堆改為溫差電源，提高了電流的穩(wěn)定性，使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確。這與他善于學(xué)習(xí)、關(guān)心科技發(fā)展、重視科學(xué)交流是分不開(kāi)的。（2）在歐姆進(jìn)行研究時(shí)，沒(méi)有現(xiàn)成的電壓表和電流表，也不知道如何測(cè)電阻，也就是說(shuō)，I、U、R均無(wú)法測(cè)量，這些問(wèn)題都得一一解決。歐姆巧妙地設(shè)計(jì)出電流扭秤，用磁針的扭角實(shí)現(xiàn)了電流大小的測(cè)量；用相同粗細(xì)、不同長(zhǎng)度的銅導(dǎo)線來(lái)得到不同電阻；用溫差電池兩個(gè)接點(diǎn)的溫度差得到不同電勢(shì)差，這在當(dāng)時(shí)是想象不到的，都是開(kāi)創(chuàng)性研究。而且，歐姆憑直覺(jué)假定電流大小與扭秤的扭角成正比，電阻與導(dǎo)線長(zhǎng)度成正比，而電壓與溫差電池的溫度差成正比。這種直覺(jué)思維，是科學(xué)創(chuàng)造力的重要表現(xiàn)。（3）歐姆定律發(fā)表后，遇到權(quán)威人士的反對(duì)甚至詆毀，認(rèn)為他的理論是空洞的臆造，許多年后他的成果才得到科學(xué)界的普遍認(rèn)同。為了科學(xué)研究，歐姆在孤獨(dú)與困難的環(huán)境中，自己動(dòng)手制作儀器，堅(jiān)持進(jìn)行科學(xué)探索，把全部生命都奉獻(xiàn)給了科學(xué)事業(yè)，這種獻(xiàn)身精神是值得欽佩和學(xué)習(xí)的。

通過(guò)物理學(xué)史的引入，“歐姆”在學(xué)生思想里不再只是一個(gè)物理量的單位，“歐姆定律”也不再只是一個(gè)物理公式，它們匯成了一部有血有肉、富有立體感的科學(xué)勵(lì)志故事，深深地感染和激勵(lì)著學(xué)生。

篇(7)

【關(guān)鍵詞】線性元件;非線性元件;純電阻;非純電阻元件;歐姆定律

About linear, nonlinear element and pure resistance, impure resistor’s discussion

Zhang Feng

【Abstract】Linear, the mis alignment and the pure resistance, the impure resistor’s concept is separately from two different angles the classification which carries on to the electricity component, between them not direct relation.

【Key words】Linear element; Nonlinear element; Pure resistance; Impure resistor; Ohm’s law

在歐姆定律一章的教學(xué)過(guò)程中常常會(huì)遇到有些資料或者一線教學(xué)的教師，對(duì)線性、非線性元件及純電阻、非純電阻元件和歐姆定律的適用關(guān)系出現(xiàn)一些概念上的混亂。所以在此我們就這個(gè)問(wèn)題做一些專門(mén)的討論。

人們對(duì)通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究中，發(fā)現(xiàn)溫度變化不大時(shí)，常見(jiàn)的金屬導(dǎo)體中所通過(guò)的電流與其兩端所加的電壓是成正比的，即電壓與電流的比值是確定的；而對(duì)不同的金屬導(dǎo)體這個(gè)比值是不同的。看來(lái)電壓與電流的比值可以反映導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，于是物理學(xué)中將其比值定義為導(dǎo)體的電阻。但是在后來(lái)的研究中發(fā)現(xiàn)也有一些導(dǎo)體所通過(guò)的電流與加在其兩端的電壓并不成正比，于是人們把電壓與電流成正比的導(dǎo)體材料叫做線性元件（伏安特性曲線是直線），而把不成正比的導(dǎo)體材料叫做非線性元件。實(shí)驗(yàn)表明常見(jiàn)的線性元件除金屬外還有電解質(zhì)溶液。而常見(jiàn)的氣態(tài)導(dǎo)體、半導(dǎo)體材料都是非線性元件。

我們知道物理學(xué)中的歐姆定律是實(shí)驗(yàn)定律，其內(nèi)容表述是：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，而跟導(dǎo)體的電阻成反比。這是由于歐姆當(dāng)初實(shí)驗(yàn)是用常見(jiàn)的金屬導(dǎo)體來(lái)做實(shí)驗(yàn)所得出的該結(jié)論。由此看來(lái)歐姆定律是只對(duì)線性元件而言的，或者說(shuō)歐姆定律的適用范圍只是線性元件。需要注意的是I=U/R這個(gè)公式對(duì)非線性元件仍然是成立的，對(duì)非線性元件I=U/R是在某一個(gè)工作狀態(tài)下所對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系。

人們對(duì)用電器工作中能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題的研究中，注意到有一類用電器所消耗的電能是全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的，即電流做功用來(lái)全部產(chǎn)生焦耳熱。所以電流所做的功W=UIt和焦耳實(shí)驗(yàn)定律中得到的電熱Q=IR2t二者是相等的，即UIt=IR2t。化簡(jiǎn)得到U/I=R，可以理解為這種用電器對(duì)電流的阻礙作用全部來(lái)自于電阻，所以這種用電器被稱之為純電阻元件。相反，有些用電器所消耗的電能并沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即電流所做的功是大于所產(chǎn)生的焦耳熱的，由UIt>IR2t可化簡(jiǎn)得到U/I>R，可以理解為這種用電器對(duì)電流的阻礙作用不純粹來(lái)自于電阻而是還有其它的阻礙作用(將來(lái)可由反電動(dòng)勢(shì)、感抗、容抗等概念予以解釋），所以這種用電器被稱之為非純電阻元件。

所以對(duì)純電阻元件，其電壓、電流、電阻之間還是具有等量關(guān)系的，U/I=R I=U/R U=IR都是成立的。而對(duì)非純電阻元件因?yàn)閁/I>R，所以I，U，R之間也就不再具有等量關(guān)系了。

總之，線性、非線性元件與純電阻、非純電阻元件的概念是分別從兩個(gè)不同的角度對(duì)電學(xué)元器件所進(jìn)行的分類，他們之間無(wú)直接的聯(lián)系。純電阻元件可能是線性的也可能是非線性的，而對(duì)非純電阻元件則通常都是非線性的，當(dāng)然從概念上講也不排除將來(lái)會(huì)發(fā)現(xiàn)或人為合成出線性的非純電阻元件。非線性元件不適用于歐姆定律是由于電流與電壓不成正比；非純電阻元件不適用于歐姆定律則是對(duì)電流的阻礙作用不僅有電阻還有感抗或容抗等作用，所以U/I>R。

下面我們來(lái)看兩個(gè)涉及線性、非線性元件與純電阻、非純電阻元件的電學(xué)問(wèn)題;

例題1. 要描繪某電學(xué)元件(最大電流不超過(guò)6 mA，最大電壓不超過(guò)7 V)的伏安特性曲線，設(shè)計(jì)電路如圖1-1所示。圖中定值電阻R為1 kΩ，用于限流；電流表量程為10 mA，內(nèi)阻約為5 Ω；電壓表(未畫(huà)出)量程為10 V，內(nèi)阻約為10 kΩ；電源電動(dòng)勢(shì)E為12V，內(nèi)阻不計(jì)。

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇：

a.阻值0~200 Ω，額定電流0.3 A

b.阻值0~20 Ω，額定電流0.5 A

本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是(填“a”或“b”)。

(2)正確接線后，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：

a. 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，電壓表是并聯(lián)在M與(填“O”或“P”)之間的。 b.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在圖1-2中畫(huà)出該元件的伏安特性曲線。

(3)畫(huà)出待測(cè)元件兩端電壓UMO隨MN間電壓UMN變化的示意圖(無(wú)需數(shù)值)。

【答案】(1)a (2)a. P b.見(jiàn)解析中圖1-4

(3)見(jiàn)解析中圖1-5

【解析】(1)由于電源內(nèi)阻不計(jì)，所以若使用變阻器b時(shí)，流過(guò)其電阻絲的電流(觸頭右側(cè)部分)I＞12/20 A=0.6 A＞0.5 A，會(huì)燒毀變阻器，故只能用變阻器a。 (2)a. 由題表格數(shù)據(jù)知，被測(cè)元件的電阻R=U/I在不同電壓下都在1 kΩ以上，與電壓表內(nèi)阻很接近，故為減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，即電壓表應(yīng)接在M與P兩點(diǎn)之間。b. 以縱軸表示電流，以橫軸表示電壓建立坐標(biāo)系，在縱軸上以5小格(1大格)表示1 mA，在橫軸上以5小格(1大格)表示1 V，將表格中各組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)描繪在坐標(biāo)系中，然后用平滑的曲線將描出的各點(diǎn)連接起來(lái)，即得伏安特性曲線。 (3)UMO隨MN間電壓UMN的變化如圖1-5所示。

例題2 抽油煙機(jī)是現(xiàn)代廚衛(wèi)不可缺少的用具，下表是“惠康牌”家用抽油煙機(jī)說(shuō)明書(shū)中的主要技術(shù)參數(shù)表．用多用表測(cè)量得兩只電動(dòng)機(jī)的線圈電阻均為R＝90 Ω.若保險(xiǎn)絲的熔斷電流是保險(xiǎn)絲允許通過(guò)的電流的1.5倍，啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)當(dāng)作純電阻處理，則

(1)這種抽油煙機(jī)保險(xiǎn)絲的熔斷電流不得低于多少？

(2)兩電動(dòng)機(jī)每分鐘消耗的電能為多少？

(3)兩電動(dòng)機(jī)每分鐘所做的有用功是多少？

(4)這種油煙機(jī)的機(jī)械效率是多少？

思維引導(dǎo) 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程和工作過(guò)程有何不同？啟動(dòng)過(guò)程中電功的作用是什么？工作過(guò)程中電功分為幾部分？電動(dòng)機(jī)的有用功部分是做什么工作？效率的計(jì)算方法是什么？

解析 (1)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)通過(guò)的電流大于正常工作時(shí)的電流，所以保險(xiǎn)絲的熔斷電流應(yīng)以啟動(dòng)時(shí)通過(guò)的電流來(lái)確定．I＝UR×2＋P燈U＝5.1 A．所以保險(xiǎn)絲的熔斷電流至少：I′＝1.5I＝7.7 A.

(2)兩電動(dòng)機(jī)每分鐘消耗的電能E＝2Pt＝22 200 J

(3)電動(dòng)機(jī)所做的有用功是用于排風(fēng)的，故兩電動(dòng)機(jī)每分鐘所做的有用功為：

W＝PΔV＝300×15 J＝4 500 J

(4)該抽油煙機(jī)的效率η＝WE×100%＝20.3%