前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的歐姆定律基本內(nèi)容主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞:探究性實驗教學(xué); 閉合電路歐姆定律; 模擬實驗; 學(xué)生實驗
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A文章編號:1006-3315(2014)05-155-002
在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天,實施以創(chuàng)新精神和實踐能力為重點的素質(zhì)教育,重要的著眼點是轉(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)成接受知識的主要因素。這種依賴性強,靠模仿去接受知識的習(xí)慣,是一種較為簡單的學(xué)習(xí)心理,民考民預(yù)科生普遍認為物理難學(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、參與和探究為主,從自身社會生活實踐中獲取物理知識,并創(chuàng)造性地解決生活中的問題的一種學(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)探究性實驗教學(xué)的今天,迫切需要大量優(yōu)秀的、具有創(chuàng)新性的探究實驗來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,對探究式實驗教學(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)生實驗探究的興趣;增強學(xué)生的創(chuàng)新意識;培養(yǎng)學(xué)生實事求是,嚴謹認真的科學(xué)態(tài)度;養(yǎng)成交流與合作的良好習(xí)慣;發(fā)展學(xué)生的實踐能力。本文就《閉合電路歐姆定律》一節(jié)做探究性實驗教學(xué)設(shè)計。
一、教材和教學(xué)對象分析
閉合電路的歐姆定律主要分為電動勢和閉合電路的歐姆定律兩部分。電動勢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)容有兩個方面:電源電動勢由電源本身性質(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。電源電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓,在閉合電路里電源電動勢等于內(nèi)外電壓之和。本節(jié)難點是路端電壓和外電阻之間的關(guān)系。學(xué)生通過多媒體的仿真實驗記錄數(shù)據(jù),導(dǎo)出規(guī)律,使學(xué)生有感性的認識,課后讓學(xué)生進入實驗室,在做好仿真實驗的前提下,進行實驗,驗證結(jié)論,減少盲目性。
二、教學(xué)目標
1.知識目標
理解電動勢的定義。理解閉合電路歐姆定律及其公式,并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題。理解路端電壓隨電流(或外電阻)關(guān)系的公式表達和圖象表達,并能用來分析、計算有關(guān)問題。知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。
2.能力目標
通過路端電壓與外電阻的關(guān)系實驗探究,培養(yǎng)學(xué)生利用“實驗研究,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)問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。
3.情感態(tài)度與價值觀
通過多媒體仿真探究實驗和課后的學(xué)生探究實驗,激發(fā)學(xué)生求知欲和學(xué)習(xí)興趣,享受成功的樂趣,體會物理學(xué)研究的科學(xué)性。通過分析路端電壓與電流(外電阻)的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度,感受物理之美。通過學(xué)生之間的討論、交流與協(xié)作探究,培養(yǎng)團隊合作精神。
三、教學(xué)重點
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
電動勢的概念。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點,電動勢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)生自己用電壓表測量不同類型的電源兩極間的電壓,為引入電動勢的概念作鋪墊。再讓學(xué)生在電腦上進行仿真實驗,學(xué)生通過連接不同的開關(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。然后在課堂仿真實驗的基礎(chǔ)上進入實驗室實驗。避免了盲目性,引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,再進行討論,解釋現(xiàn)象原因。講授閉合電路中的功率,進一步從能量的轉(zhuǎn)化角度說明電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。最后,利用兩道例題來應(yīng)用閉合電路歐姆定律,并適當(dāng)?shù)匮由焱卣?,通過課外思考題,使學(xué)生對電動勢的概念有更深刻的理解。
六、教學(xué)方法:探究性實驗教學(xué)法、多媒體仿真實驗探究,實驗室驗證、實驗分析、討論等方法
(一)電源。展示不同型號、種類電池、手搖發(fā)電機,對小燈泡供電。電源不同,結(jié)構(gòu)不同,但有相同的規(guī)律。演示:1用小燈泡點觸干電池,點觸蓄電池,小燈泡發(fā)光。2將小燈泡與手機電池相接,小燈泡發(fā)光。3手搖發(fā)電機,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)電機是將機械能轉(zhuǎn)化成電能。
(二)電源的電動勢:模擬實驗,介紹電路圖(如圖1),介紹實驗儀器。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),電荷定向移動形成電流,電荷電勢能減小.從能量轉(zhuǎn)化的角度初步理解電動勢的物理意義。觀察仿真實驗:電場中兩點間電勢差在數(shù)值上等于什么?利用計算機課件進行模擬實驗(如圖3)【模擬實驗一】:不閉合S2、S3,只閉合S1,觀察V1的大小。問題思考:(1)閉合開關(guān)S1后,此時伏特表V1測得的電壓?(2)此時外電阻多大?學(xué)生回答:電動勢越大,電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)越強。學(xué)生模擬實驗,分析得出(1)伏特表測電源電動勢;(2)外電路電阻無窮大。E在數(shù)值上等于外電路斷開時電源兩端點壓。
圖1 圖2圖3
一、 把電工儀表基本原理、測量機構(gòu)和測量線路始終作為教學(xué)的重點,它們是分析電工儀表的基本內(nèi)容
電工儀表(模擬儀表)的基本原理是把被測電量或非電電量變換成儀表指針的偏轉(zhuǎn)角,用儀表指針的機械運動來反映被測電量的大小。電工儀表通常由測量機構(gòu)和測量線路組成,測量機構(gòu)是實現(xiàn)電量轉(zhuǎn)換為指針偏轉(zhuǎn)角并使二者保持一定關(guān)系的機構(gòu)。它是電工儀表的核心,它告訴學(xué)生指針為什么會轉(zhuǎn)動。測量線路將被測電量或非電量轉(zhuǎn)換為測量機構(gòu)能直接測量的電量,它的特點轉(zhuǎn)化。測量線路必須根據(jù)測量機構(gòu)能直接測量的電量與被測量的關(guān)系來確定,一般由電阻,電容電感或其他電子元件組成。各種測量機構(gòu)都包含固定部分和可動部分。測量機構(gòu)都由產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩、反作用力矩和阻尼力矩的部件。這三種力矩共同作用在測量機構(gòu)的可動機構(gòu)上,是可動部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)并穩(wěn)定在某一位置上保持平衡。以上內(nèi)容是學(xué)習(xí)各種不同測量機構(gòu)的共性知識,是學(xué)習(xí)本課程的基礎(chǔ),對學(xué)生掌握好教材起到潛移默化的作用,教學(xué)中應(yīng)該首先確立它們的重要地位。
二、充分運用類比積木化的思維方式進行教學(xué)
一般說來,人們對所研究的對象比較陌生時,就可以把熟悉的事物與之類比,從而掌握被研究的事物的特征。在教學(xué)中以下知識時,運用類比方法會取得良好的效果。
1.磁電系儀表和電磁系、電動系儀表作類比,找出各種測量機構(gòu)的固定部分和可動部分部件;測量機構(gòu)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩反作用力矩和阻尼力矩的部件,找出它們的相同點和不同點。通過列表對比,加深對測量機構(gòu)的理解,觸類旁通,同時能盡快掌握學(xué)習(xí)方法,提高學(xué)習(xí)興趣。
2.搞好模擬萬用表和數(shù)字萬用表的類比教學(xué)。模擬萬用表采用高靈敏度的磁電系測量機構(gòu),測量線路是萬用表實現(xiàn)多種電量測量,多種量程變換的電路,測量線路能將各種待測電量轉(zhuǎn)換為磁電系測量機構(gòu)能接受的直流電流。數(shù)字萬用表采用數(shù)字電壓基本表做測量機構(gòu),測量線路利用交流/直流、電流/電壓、電阻/電壓、電容/電壓轉(zhuǎn)換器。將各種待測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓基本表能直接接受的直流電壓。通過對比使學(xué)生盡快掌握兩種萬用表測量機構(gòu)和使用方法的相同點和不同點。同時,通過測量機構(gòu)的對比,更能加深學(xué)生們對二者技術(shù)特性不同的理解,測量機構(gòu)決定儀表的技術(shù)特性。
在教學(xué)中運用類比方法,除去幫助學(xué)生理解掌握所學(xué)的知識外,還能使學(xué)生對電工儀表原理有更深的認識,從而達到培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和創(chuàng)造能力的目的。
三、注重電工儀表的選擇教學(xué)
學(xué)習(xí)本課程的目的之一,就是根據(jù)測量要求正確地選擇電工儀表。為了讓學(xué)生能正確選擇,在教學(xué)中教師應(yīng)強化以下兩方面教學(xué)。
1.掌握選擇測量方法的原則。一個物理量,可以通過直接測量法得到測量結(jié)果,也可以通過間接測量或比較法進行測量。選擇方法的原則:(1)所擇的方法必須達到測量要求;(2)在保證測量要求的前提下,選用最簡單的測量方法;(3)選用的測量方法應(yīng)保證測量儀表和被測元件不能被損壞。
2.注重誤差理論相關(guān)知識的教學(xué)。測量是對客觀事物取得數(shù)量概念的一種過程。人們借助專門設(shè)備,通過實驗方法,得出以測量單位表示被測量的數(shù)值大小。測量結(jié)果以真實的接近程度,是否在誤差范圍內(nèi),決定測量的可信度。誤差理論的相關(guān)知識很多,我們首先應(yīng)明確誤差的分類,根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因可分系統(tǒng)誤差、偶然誤差、疏失誤差。誤差的表示分為絕對誤差、相對誤差和引用誤差。儀表的誤差分為基本誤差和附加誤差。教師可將各種帶“誤差”的名詞概念進行對比講解,讓學(xué)生掌握各種誤差之間的區(qū)別,加深對各種誤差的理解和認識。掌握了這些基礎(chǔ)知識就能判斷測量結(jié)果的準確程度,同時選擇電工儀表做理論上的準備。
3.加強準確度和靈敏度的教學(xué)。準確度是指測量結(jié)果與被測量真實之間相接近的程度,它是測量結(jié)果準確程度的量度。儀表的準確度是儀表量程內(nèi)的最大絕對誤差與儀表量程的百分比。它說明了儀表的準確程度,儀表準確程度的高低,直接反映了該儀表測量的準確性,即儀表的基本誤差有多少。利用準確度可以確定誤差范圍,根據(jù)測量要求和儀表的準確度可以正確選擇儀表。靈敏度是指以表對被測量變化的反應(yīng)能力,它反映了儀表所能測量的最小被測量,是指以表讀數(shù)變化量(指針角度的變化量)與被測量的變化量之比。靈敏度的倒數(shù)稱為儀表常數(shù),刻度不均勻的儀表靈敏度不是常數(shù)。儀表準確度和靈敏度反映儀表的測量能力,是測量選擇儀表的重要依據(jù),同時也是判斷測量結(jié)果是否符合要求的重要依據(jù)。理解掌握準確度、靈敏度概念,對于選擇儀表和學(xué)習(xí)相關(guān)知識是很有幫助的。
四、在教學(xué)中注意電工和電子線路知識與儀表與測量相結(jié)合
把電工電子知識運用到儀表與測量課程中,在實際教學(xué)中應(yīng)力求做到以下幾點:
1.使學(xué)生掌握磁路和電路的分析。分析磁通所通過的路徑是磁路,利用磁阻磁導(dǎo)率和磁路歐姆定律,電流與磁場的關(guān)系,以及磁場對電流的作用,分析儀表的技術(shù)特性、測量機構(gòu)。同時,利用電磁感應(yīng)原理和互感線圈同名端的知識分析由磁路聯(lián)系起來的電路,這對于掌握測量機構(gòu)和測量線路以及電工測量是很有幫助的。
2.讓學(xué)生掌握三相四線制電源電壓的向量圖,線電壓和相電壓的關(guān)系,RL串聯(lián)電路,復(fù)阻抗及復(fù)數(shù)形式的歐姆定律,這些電工學(xué)知識對于學(xué)習(xí)本課程知識以及分析本課程知識,對于掌握儀表使用與測量值都起到很大的幫助作用。
3.讓學(xué)生掌握電子線路中整流,集成運放知識,理想集運放的條件,以及輸入電阻的概念,這對于學(xué)習(xí)數(shù)字儀表及其他環(huán)節(jié)知識是非常重要的。
關(guān)鍵詞:電工基礎(chǔ);對比法;促進
中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2015)03-009-02
職業(yè)院校的學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)普遍較差,因此學(xué)生普遍認為電工基礎(chǔ)課難學(xué)。原因主要有兩方面:一是概念、定律多且十分抽象,在理解和記憶上難;二是習(xí)題靈活多變,解題難。電工基礎(chǔ)課不僅是教好、學(xué)好電工專業(yè)課的基本條件,也是學(xué)生全面掌握電工專業(yè)知識的必要條件。筆者在多年的教學(xué)實踐中,巧用對比法,收到了良好的效果。
一、利用對比法講授新課
《電工基礎(chǔ)》學(xué)習(xí)難度較大,我在備課時對講授方法進行了設(shè)計,常采用對比法。如在講授電壓源與電流源時,學(xué)生對電壓源比較熟悉,覺得電流源不好理解。于是,我從兩種電源在生產(chǎn)中的實例、物理模型、教學(xué)模型及各自特點一一加以對比。在對比中指出其相似和不同點,再進一步說明兩種模型等效的原理,互換的條件。并提醒大家注意在互換中及以后的網(wǎng)絡(luò)分析中分清理想電源和實際電源,注意與電壓源并聯(lián)的電阻及與電流源串聯(lián)的電阻在什么條件下不予考慮,并各以一例來說明這些電阻對外部電路沒有影響等等。
在交流電路的分析中,學(xué)生對電阻比較熟悉,對電感和電容卻接觸不多。我在講授中打破了教科書的順序,采用并行進度,以便橫向?qū)Ρ取N覐娜N符號的含義、定義、電路模型、參考量與參考方向,導(dǎo)出各自與電壓電流的關(guān)系,相量圖及相量形式的歐姆定律,從而形成感抗、容抗與電阻的鮮明對比。然后進一步闡明三種電路的能量轉(zhuǎn)換、功率關(guān)系。最后總結(jié)三種元件的性質(zhì)、特點,并各舉一例進行對比分析與定量計算。這樣安排,可以加強對重點難點的講解。既保持了縱向系統(tǒng)的完整性,又突出了橫向?qū)Ρ龋箤W(xué)生得到較深刻的印象。又如交流電路的諧振,串聯(lián)電路、并聯(lián)電路我各舉一例,從諧振的含義、諧振電路的特點、諧振的條件和諧振的應(yīng)用,并列往下講,分析其異同點。學(xué)生反映說,這樣聽課思路清晰,便于掌握各個物理量的概念和相互聯(lián)系。
二、利用對比法歸納總結(jié)
每講完一部分內(nèi)容,我都加以總結(jié)。在總結(jié)中,我注意用對比法去歸納全部內(nèi)容,列出定律、定理、各種物理量和相互關(guān)系以及各種電路分析方法,使基本內(nèi)容一目了然。經(jīng)過從整體到局部,從一般到個別的相互比較對照,進一步加強對基本概念的理解。如正弦量的表示方法,函數(shù)式與波形圖表達了正弦量的三要素,但不便于計算;有效值只反映正弦量強度的大小,不能反映各正弦量之間相位的關(guān)系,從而引出了相量法。相量表示了一個正弦量的大小和初相角。至于頻率,各運算量的頻率都一樣,所以略去旋轉(zhuǎn)因子。因此,相量法可以將正弦量以復(fù)數(shù)的形式方便地進行運算。由此可見,相量法是分析交流電路的有力工具。這樣對比解釋,使學(xué)生明確了相量法的重要性。
在歸納交流電路時,我在板書設(shè)計中,仍采用對比法。在黑板的一邊擺出串聯(lián)電路的圖形、電壓三角形、阻抗三角形、功率三角形;在黑板的另一邊擺出了并聯(lián)電路圖,電流三角形,導(dǎo)納三角形、功率三角形;中間寫出對應(yīng)的計算公式,然后分析兩種電路的特點。通過這樣歸納總結(jié),使學(xué)生能較快地理清思路,一本厚書就這樣變薄了。
三、利用對比法加深理解和記憶
本課程中“等效”的概念貫穿全書,十分重要。一開始,許多學(xué)生并沒有真正理解“等效”的含義,只求表面變化。其實,等效的過程就是兩種模型的對比過程。如阻抗的串聯(lián)模型與并聯(lián)模型的等效互換是相對電路的兩個端口,有同樣的電壓和電流,不是指其中某一支路。我在講解中畫出兩者電路模型,導(dǎo)出各自的計算公式,并用同樣的參數(shù)從兩個方向各進行一次等效代換,指出其中的差別,從而使學(xué)生真正理解等效的內(nèi)在含義。又如星型與三角型的等效代換,它是變換前后對外等效。我從星型推向三角型,引出電阻值上升的結(jié)論。又從三角型推向星型,引出電導(dǎo)值上升的結(jié)論。兩邊對照,找出記憶規(guī)律。按照這種規(guī)律學(xué)生就很容易寫出從星型推向三角型及三角型推向星型的變換公式。經(jīng)過這樣的對比,加深了印象,使學(xué)生的記憶更牢固。
四、利用對比法進行解題分析
解題是對所學(xué)知識的綜合運用。學(xué)生常說聽得懂課,作不出題,這是因為他們對各種電路的分析方法掌握不好。如支路電流法、回路電流法、節(jié)點電壓法常常搞混,也搞不清到底用哪個簡便。針對這些情況,我及時課后輔導(dǎo),加強題解分析,突出各種電路分析方法的對比。將各自的特點、要求與適應(yīng)范圍一一加以比較,從中發(fā)現(xiàn)一定的技巧。首先要求學(xué)生牢固掌握基爾霍夫兩條定律,因為這兩條定律是解題的基礎(chǔ)。當(dāng)遇到某一具體電路時不要急于寫方程,要看清元件的連接關(guān)系,分析已知量與未知量。根據(jù)電路的特點:是回路少還是節(jié)點少,是已知電流源多還是已知電位點多,是部分求解還是全部求解,電路變形是否會簡化等等。通過這些分析才確定解題方法。力求使所設(shè)未知數(shù)最少,解題過程最簡單。我在習(xí)題講解中大部分講述了多種分析方法,最多的達八九種。最后歸納總結(jié),讓大家分析哪種方法好。這樣,大家搞清了各種分析方法的區(qū)別,又明白了對不同電路、不同已知條件和不同的要求,要用不同的解題方法去適應(yīng)。課堂上我有時畫兩個不同的電路,叫兩個學(xué)生上臺要求五分鐘內(nèi)寫出分析與解題方法,然后我再補充或?qū)Ρ取2贾米鳂I(yè)時,我不求多,但每做一題要求弄懂吃透,要求有圖形、有分析、有使用方法的對比。對于作業(yè)中一些易混淆的概念和易出錯誤的地方,我也擺出來讓大家評一評。通過這樣透徹分析,縱橫對比,大家不再死記硬背、生搬硬套,解題時也有了自己的分析方法與技巧。
五、注意的幾個問題
第一、對比要恰當(dāng),既要注意形式與內(nèi)容上的相關(guān)性,又要對比鮮明,不同點突出,即“對比度”大。要條理清晰,不要只是各種現(xiàn)象的簡單羅列,讓人覺得雜亂無章,這樣,就收不到應(yīng)有的效果。
第二、對比的兩者不要全是新內(nèi)容,最好有一個是相當(dāng)熟悉的。如交直流電路對比,在直流電路中兩個電阻分壓,而交流電路中,電阻、電感串聯(lián)。前者學(xué)生有多年的印象,而后者是初次接觸,相量概念還沒有牢固建立,這就需要在講解中從學(xué)過的知識引導(dǎo)到新的知識,突出講清新知識的特點和新舊知識的區(qū)別。
一、 概述學(xué)案教學(xué)的基本內(nèi)容
常規(guī)來講,學(xué)案教學(xué)是一種新式教學(xué)法,它以建構(gòu)、穩(wěn)固學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位為基準,所堅持的基本教學(xué)理念為素質(zhì)教育理念,其憑借一套獨特的教學(xué)流程在教學(xué)方法范疇內(nèi)站穩(wěn)了腳跟,而且體現(xiàn)了學(xué)生個性化發(fā)展的特征,對于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力有著十分可觀的成效,歸結(jié)此法的根本教學(xué)目的,即為教會學(xué)生如何提出問題、解決問題,提升學(xué)生“學(xué)”和老師“教”的課堂效率。關(guān)于學(xué)案的具體編寫對象,如今研究者們眾說紛紜,但大多數(shù)研究者都認為應(yīng)該由老師編寫,不過針對的對象則是學(xué)生。
學(xué)案教學(xué)的教學(xué)目標并不固定,哪怕是以學(xué)生為培養(yǎng)對象,其教學(xué)目標至少也可以分為三大種:一是以培養(yǎng)學(xué)生能力為目標,二是以培養(yǎng)學(xué)生能力與意識為目標,三是以學(xué)生全面發(fā)展為目標。關(guān)于學(xué)案教學(xué)的理論基礎(chǔ),主要有建構(gòu)主義理論、有意義學(xué)習(xí)理論、“最近發(fā)展區(qū)”理論以及系統(tǒng)科學(xué)理論四種,同時以現(xiàn)當(dāng)代某些心理學(xué)研究理論為輔助理論,共同形成了學(xué)案教學(xué)的理論基礎(chǔ)。
二、以《變阻器》為例詳談學(xué)案教學(xué)在初中物理中的具體實踐
《變阻器》是初中物理學(xué)科中的一節(jié)課程內(nèi)容,其對于學(xué)生學(xué)習(xí)電學(xué)、了解“歐姆定律”有著十分重要的作用?,F(xiàn)以《變阻器》一節(jié)為例,設(shè)計出如下學(xué)案:
1、學(xué)習(xí)目標
了解滑動變阻器的構(gòu)造、在電路中的符號,理解變阻器的工作原理。探究怎樣用變阻器改變燈泡的亮度,了解正確使用變阻器的方法。運用所學(xué)解釋滑動變阻器改變電阻的原理,并動手操作使用滑動變阻器改變燈泡的亮度
2、重點難點
重點:滑動變阻器的構(gòu)造、使用方法和原理。難點:連接滑動變阻器來改變電路中的電流;正確分析電路中滑動變阻器滑片移動方向與引起電路中電流變化之間的對應(yīng)關(guān)系。
3、課前復(fù)習(xí)
(1)電阻:表示導(dǎo)體對電流作用的大小(2)決定電阻大小的三因素:____、_____、_____。(3)依照圖1連接電路,讓夾子在鉛筆芯上滑動,觀察燈泡的亮度,燈泡的亮度___,為什么?回答:因為連接入電路的鉛筆芯長度發(fā)生變化,即改變接入電路中的電阻線____來改變___,從而改變電路中的大小,使燈泡的亮度也改變。利用這個原理我們制成_____。
圖1 圖2
4、新課學(xué)習(xí):滑動變阻器
(1)原理:利用改變電路中接入的電阻線的____來改變____,從而改變電路中的____大小。(2)結(jié)構(gòu):如圖2,用電阻率較____的合金線制成,電阻線表面涂有絕緣漆,繞在____上,兩端分別接在兩個接線柱A、B上。C、D 是____,電阻幾乎為____。P是___:緊壓在電阻線上,電阻線與滑片接觸處的絕緣漆已刮去。(3)請畫出滑動變阻器在電路圖中的符號:____________(4)提問:利用滑動變阻器改變燈泡的亮度,怎樣把滑動變阻器接入電路?
5、小組討論
(1)當(dāng)滑動變阻器接在___、___兩個接線柱時,燈泡亮度最暗,此時電流最___,變阻器的電阻最___。左右移動滑片P___(“能”或“不能”)改變燈泡的亮度,電流大小(“有”或“無”)改變,即電阻___(“有”或“無”)改變。
(2)當(dāng)滑動變阻器接在___、___兩個接線柱時,燈泡亮度最亮,此時電流最___。左右移動滑片P___(“能”或“不能”)改變燈泡的亮度,電流大?。ā坝小被颉盁o”)改變,即電阻____(“有”或“無”)改變,變阻器的電阻最___幾乎為___。
(3)滑動變阻器接在___、___、___、____處能改變接入電路中的電阻;接在___、___處不能改變接入電路中的電阻。
6、小結(jié)
(1)改變滑動變阻器接入電路中電阻線的____,可以改變接入電路的電阻,從而改變電路中的____大小,使燈泡的亮度發(fā)生變化。(2)滑動變阻器要____聯(lián)接入電路。(3)____ (“能”或“不能”)同時接上面C、D或下面A、B接線柱,此時(“能”或“不能”)改變電阻,因此,要采用“一______一______ ”的接法。(4)判斷滑動變阻器電阻的變化:關(guān)鍵看____面所接的接線柱與間電阻線的長度變化。(5)電路在使用前應(yīng)將滑片移到電阻最____的位置,以保護電路。(6)探究過程中你還發(fā)現(xiàn)哪些問題? 請寫出。
以上即為初中物理《變阻器》一節(jié)內(nèi)容的具體教學(xué)學(xué)案,其主要分為確定教學(xué)目標、復(fù)習(xí)已學(xué)知識、學(xué)習(xí)新課、探究學(xué)習(xí)、小組討論以及小結(jié)歸納這幾個步驟,其全面調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,減少了學(xué)生記課堂筆記的時間,很大程度上提高了學(xué)生上課效率和課堂利用率,對于整個物理教學(xué)質(zhì)量的提升也大有裨益。
一、誤區(qū)透視
誤區(qū)一:重“知識”輕“能力”
案例1:某教師在上《歐姆定律》這節(jié)課時采用了合作學(xué)習(xí)的模式。他將書上的演示實驗改為學(xué)生分組實驗,讓學(xué)生親自動手,小組合作,共同探究通過導(dǎo)體的電流大小與哪些因素有關(guān)。
該教師在講解了實驗原理之后,又詳細介紹了實驗操作步驟和注意事項,最后要求學(xué)生合作完成探究任務(wù)。
案例思考:本案例中該教師過分追求知識目標的達成,把合作當(dāng)作一種動手實驗的手段,忽視了對學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。從表面上看,小組成員共同完成了探究任務(wù),實際上在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生只是跟著老師的指揮棒走,缺乏創(chuàng)新思維。通過這樣的“合作”,教師預(yù)設(shè)的教學(xué)知識目標固然能順利達成,但學(xué)生絕對體驗不到思維碰撞時的激情,經(jīng)歷不了主動探索過程中的曲折,更無法享受到協(xié)作創(chuàng)新后的驚喜,這樣的合作無疑是假合作。
誤區(qū)二:重“形式”輕“實效”
案例2:在學(xué)習(xí)《光合作用》這節(jié)課時,某教師設(shè)置了這樣一個問題:通過所學(xué)知識,小組討論你認為什么是光合作用?學(xué)生經(jīng)過看似熱烈的討論后,回答出了與書本內(nèi)容一字不差的答案。
案例思考:教學(xué)中有些教師過于追求表面的熱鬧,把合作學(xué)習(xí)當(dāng)作點綴,對合作學(xué)習(xí)的內(nèi)容及時機缺乏認真的設(shè)計,沒有考慮教學(xué)內(nèi)容的性質(zhì)、難度,也不管是否具有合作學(xué)習(xí)的價值,便盲目、勉強合作。
誤區(qū)三:重“合作”輕“獨立”
案例3:某教師在上《土壤中有什么》這節(jié)課時,在探究如何證明土壤中存在有機物這個環(huán)節(jié)時,他提出探究任務(wù)后馬上讓學(xué)生進行合作,各小組的學(xué)生都很爭氣,在規(guī)定的時間內(nèi),完成了設(shè)計探究方案的教學(xué)任務(wù)。課后,這位老師在教學(xué)回顧時肯定了自己的教學(xué)密度,卻不無遺憾地說:“我們的學(xué)生素質(zhì)還是不行,設(shè)計的探究方案太單一,也缺乏創(chuàng)新?!豹?/p>
案例思考:本案例中,學(xué)生急于完成老師布置的任務(wù),缺少獨立思考時間,必然導(dǎo)致小組成員思維受到限制,交流嚴重不暢,“缺乏創(chuàng)新的單一方案”。
誤區(qū)四:重“學(xué)生”輕“教師”
案例4:師:請同學(xué)們四人小組合作,用彈簧測力計、小木塊、鉤碼和你們現(xiàn)有的器材來研究滑動摩擦力大小跟哪些因素有關(guān),開始吧?。◣熣f完后,站在講臺上觀望)
學(xué)生:有的拿著彈簧測力計拉鉤碼,有的用彈簧測力計稱小木塊的重量,有的拿著鉤碼無從下手,有的……
案例思考:在上述鏡頭中該教師希望通過合作實踐,展示學(xué)生的動手能力,但遺憾的是老師沒有對學(xué)生的小組合作進行有效的指導(dǎo)和調(diào)控,致使學(xué)生接受學(xué)習(xí)任務(wù)后無法順利開展。
二、矯正策略
(一)營造合作學(xué)習(xí)的環(huán)境——立足于三維目標
合作學(xué)習(xí)理論認為,學(xué)習(xí)是滿足個體內(nèi)部需要的過程,“只有愿意學(xué),才能學(xué)得好”。教師應(yīng)充分關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的需要,立足于學(xué)生發(fā)展的三維目標,營造一個互相需求、心理相容的學(xué)習(xí)環(huán)境,在教學(xué)中消除學(xué)生種種顧慮,讓學(xué)生敢于回答問題,樂于討論問題,勤于探究問題,實現(xiàn)師生、生生多向交流,多邊互動,使學(xué)生在輕松愉快的學(xué)習(xí)氣氛中獲取知識,增長才干,學(xué)會與他人交往。
案例1中,教師提出探究課題后,只需說明實驗原理,而不需詳細地說明實驗步驟,留一個思維空間給學(xué)生,讓學(xué)生自己動腦、動手,教師只需在學(xué)生遇到困難時給予適當(dāng)?shù)乃季S點撥即可。
(二)設(shè)計合作學(xué)習(xí)的內(nèi)容——追求形與質(zhì)和諧
要提高合作學(xué)習(xí)的實效性,教師必須科學(xué)設(shè)計合作學(xué)習(xí)內(nèi)容。合作學(xué)習(xí)的任務(wù)應(yīng)有一定的難度,問題應(yīng)有一定的挑戰(zhàn)性,是個體獨立學(xué)習(xí)解決不了的。問題還應(yīng)有一定的現(xiàn)實意義,要與現(xiàn)實生活、生產(chǎn)科技有密切關(guān)系,有利于激發(fā)學(xué)生主動性與小組活動的激情,以發(fā)揮共同體的創(chuàng)造性。
案例2中教師提出的合作學(xué)習(xí)內(nèi)容過于籠統(tǒng),光合作用的內(nèi)涵也不是僅靠討論就能總結(jié)得出的。如果將案例中合作學(xué)習(xí)的內(nèi)容改為“探究光合作用所需的條件是什么”,這樣的合作內(nèi)容更具體,探究的可操作性更強,更能激發(fā)學(xué)生的探究欲望。
(三)培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)的技能——獨立與合作統(tǒng)一
實施合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式的過程中,教師要讓學(xué)生認識到有些問題僅靠獨立的、個體化的學(xué)習(xí)是難以解決的,只有依賴集體的智慧才可以創(chuàng)造性地解決,從而使學(xué)生積極地參與到合作學(xué)習(xí)中來。教師應(yīng)教會學(xué)生掌握必要的合作技能,如傾聽、表達、交流、建議、說服等,讓學(xué)生明白合作技能的基本內(nèi)容,弄清每種技能的作用,并結(jié)合課堂教學(xué),讓學(xué)生清楚應(yīng)該怎樣進行有效合作。
案例3中的教師如果能在平時教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的技能,在合作學(xué)習(xí)中給予學(xué)生充分的時間獨立思考,那么他的遺憾將不再重演。
(四)扮演合作學(xué)習(xí)的導(dǎo)演——教師應(yīng)適時介入
教師要充分發(fā)揮主導(dǎo)作用,加強對合作學(xué)習(xí)的監(jiān)控。在學(xué)生進行小組活動時,教師要通過觀察了解學(xué)生在干什么,他們在合作過程中遇到什么問題,發(fā)現(xiàn)問題后適時地介入小組活動中并加以指導(dǎo)。如果小組對合作任務(wù)不清楚,教師要耐心向?qū)W生說明任務(wù)及操作程序。當(dāng)小組討論無法進行下去的時候,教師可提出一些啟發(fā)性的問題,使小組討論順利開展。當(dāng)小組討論有了一定的結(jié)果時,要注意開展集體交流,真正實現(xiàn)相互溝通、相互補充,達到共識、共享、共進的目的。
案例4中,教師可以事先設(shè)置幾個生活中摩擦力的問題讓學(xué)生思考,如笨重的講臺為什么推不動而輕便的課桌很容易推動?摩擦力看不見摸不著用什么來呈現(xiàn)?
關(guān)鍵詞:中學(xué)物理教學(xué) 問題設(shè)計 問題意識
現(xiàn)代教育把知識看作一種過程,它除了關(guān)心所傳授的知識的數(shù)量外,更關(guān)心的是“通過什么途徑和方法使學(xué)生獲得知識”。被譽為“德國教師的教師”的第斯多惠有一句至理名言:“一個壞的教師奉送真理,一個好的教師則教人發(fā)現(xiàn)真理。”然而,在我國的傳統(tǒng)教學(xué)中,教師多教少問,學(xué)生多接受少思考,表現(xiàn)為“滿堂灌”和“注入式”的教學(xué)形式。即使有少部分問題,也僅僅是教師提出問題,學(xué)生被動回答,而不是啟發(fā)式地給學(xué)生提生問題的情境;或?qū)W生提出問題,教師解答,而不給學(xué)生提供自行解決問題的辦法和機會。因此就有了楊振寧博士的評價:中國學(xué)生與美國學(xué)生的最大區(qū)別就在于中國學(xué)生不善提問題、不愿提問題。試想,如果中國的教育培養(yǎng)的學(xué)生是一批批只知忙于不假思索地接受知識的“書呆子”,那將會是多么可怕的前景。因此,轉(zhuǎn)變教育觀念,培養(yǎng)學(xué)生的自主意識、問題意識,是至關(guān)重要、勢在必行的。
一、物理教學(xué)中問題設(shè)計的原則
1、問題設(shè)計的針對性
針對性原則是指針對學(xué)生們的實際情況、不同的教學(xué)內(nèi)容、不同層次的學(xué)生,緊緊圍繞教學(xué)目標,使“問題”的解決就是教學(xué)目標的達成。
(1)針對學(xué)生問題產(chǎn)生的根源,進行科學(xué)問題情境的創(chuàng)設(shè)。
如教學(xué)“升華和凝華”時,學(xué)生會把汽化和升華、液化和凝華混淆,很容易誤認為升華和凝華需要通過液化這一過程??梢耘e例:夏天吃冰棍時冰棍會融化成液體,那就是從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的液化;放在衣柜里的樟腦會變小,那就是從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的升華,并不出現(xiàn)液態(tài)的過程。通過實例的分析、對比和思考,得出升華和凝華是物質(zhì)的固態(tài)、氣態(tài)之間直接變化的結(jié)論,從而達到了避免思維混淆的目的。
(2)針對學(xué)生的認知發(fā)展水平,進行科學(xué)問題情境的創(chuàng)設(shè)。
如在“力”的教學(xué)中,為了說明力的作用效果,可創(chuàng)設(shè)這樣的情境:一個運動員投鉛球,投出的鉛球在空中劃過一條弧線,最后落地,并在地上砸出一個坑。然后提出一系列問題:是什么讓鉛球從靜止到運動的?運動過程中它的速度大小是怎么變的?又是什么使它靜止的?地面為什么會出現(xiàn)一個坑?通過這種問題設(shè)計,學(xué)生就能夠根據(jù)自己的知識水平和能力,總結(jié)出力的兩個作用效果。
2、問題設(shè)計的趣味性
愛因斯坦說過:“興趣和愛好是最好的老師?!迸d趣是學(xué)生學(xué)習(xí)與研究問題的直接動力。心理學(xué)研究表明,濃厚的學(xué)習(xí)興趣可使大腦、各種感官處于最活躍狀態(tài),以最佳狀態(tài)接受教學(xué)信息;能促使學(xué)生自覺地集中注意力,全神貫注于學(xué)習(xí)活動。因此,真正成功的教學(xué)不是強制,而是激發(fā)學(xué)生的興趣。要使所設(shè)計的問題能激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,就必須要求問題中蘊涵一定的趣味性。例如:在講解“力的合成與分解”時,首先讓學(xué)生思考用均勻細棉線提重物,用一根棉線易斷,還是兩根易斷?這時學(xué)生大都認為用一根棉線提重物時易斷。教師可以演示:一根線能提起重物,而用兩根夾角較大的線提重物時,線卻斷了。這種出乎意料的結(jié)果立即提起了學(xué)生的興趣,接著教師可以因勢利導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生積極探索。興趣是學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力,是學(xué)好物理的前提。如果教師用促人深省的發(fā)問、用妙趣橫生的游戲、用引人入勝的故事、用簡單明了的實驗作為物理課的引入環(huán)節(jié),不僅能滿足初中學(xué)生的好奇心,吸引他們的注意力,而且他們將以一種輕松的心境和濃厚的興趣學(xué)習(xí)新課。
3、問題設(shè)計的啟發(fā)性
啟發(fā)性問題的提出可以借助觀察和實驗、討論和講述某一現(xiàn)象來啟發(fā)學(xué)生的思維;可以借助設(shè)疑來啟發(fā)學(xué)生思考;可以設(shè)置懸念,啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生主動去探索等等。例如:在學(xué)習(xí)磁場時,讓學(xué)生觀察磁體和小磁針不接觸就可以相互作用的實驗,提問學(xué)生:為什么小磁針有了新的指向?提問環(huán)節(jié)一旦具有啟發(fā)性,課堂上就會出現(xiàn)學(xué)生積極、主動求知的局面。
4、問題設(shè)計的直觀性和真實性
物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),物理學(xué)的基本內(nèi)容是人們在大量的觀察和實驗基礎(chǔ)上形成的。因此在物理教學(xué)中對問題進行設(shè)計時,要強調(diào)它的直觀性與真實性。直觀、真實的物理情境更接近學(xué)生的生活體驗,更容易調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機,促使學(xué)生結(jié)合已有的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)、探討問題。例如:汽車剎車時,人會向前傾倒;運動員彎腿跳得更高;“神舟6號”飛船與我們所學(xué)的哪些物理知識有關(guān)?這一系列現(xiàn)實性的問題,從生活實際出發(fā),極易引發(fā)學(xué)生的關(guān)注和思考,同時還可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心社會,了解物理在社會發(fā)展和人類活動中的重要作用。
二、中學(xué)物理教學(xué)中問題設(shè)計的途徑
1、利用實驗進行問題設(shè)計
物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),各種物理實驗以其直觀性、形象性為學(xué)生提供了豐富的感性材料,使其充滿著趣味性、思維性、挑戰(zhàn)性、探索性和創(chuàng)造性,能有效地激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。例如在學(xué)習(xí)“電路組成”時,教師給學(xué)生一些組成電路的器材,問:“能自己連接一個電路讓小燈泡發(fā)光嗎?”學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣立刻被調(diào)動起來了,這就培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力和動手能力。接著請學(xué)生講出:要使小燈泡發(fā)光及便于控制,必須有哪些器材?學(xué)生自然而然能想到一個完整的電路必備的元件及作用。在此基礎(chǔ)上,要繼續(xù)讓學(xué)生做一做:若給你2個小燈泡,你能讓它們同時發(fā)光嗎?要讓一個開關(guān)控制一個燈泡,該怎樣連接電路?從而導(dǎo)出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路,并且可以問:“家中的電燈是串聯(lián)的還是并聯(lián)的?”學(xué)生在動手操作、方案設(shè)計、成果展示、實際應(yīng)用等一系列活動中學(xué)得輕松愉快。
2、挖掘教材,利用新舊知識的聯(lián)系進行問題設(shè)計
物理各部分知識之間有著密切的內(nèi)在聯(lián)系,教師在教學(xué)中應(yīng)尋求新舊知識之間的聯(lián)系創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生們積極主動地學(xué)習(xí),力求以“舊”引“新”,利用“新”來鞏固和深化“舊”。例如:在“測量小燈泡電阻”引課時可這樣提出問題:電流可以用電流表測量,電壓可以用電壓表測量。那么,用什么方法測量電阻呢?學(xué)生有歐姆定律的認知基礎(chǔ),所以很自然地就能想到了如何測小燈泡的電阻。
3、利用信息技術(shù)和多媒體進行問題設(shè)計
多媒體集文字、圖形、圖像、聲音等各種信息傳輸手段于一體,具有很強的真實感和表現(xiàn)力,可將物理教學(xué)中許多“死”的、抽象的、微觀的知識再現(xiàn)為“活”的、形象的、宏觀的物理問題情境,利用這些進行問題設(shè)計,使學(xué)生一看就能知其然、知其所以然。例如:引入電壓時,可用多媒體播放水流的形成和電流的形成過程,并讓學(xué)生思考它們的相似處。
4、聯(lián)系社會生活進行問題設(shè)計
在日常生活中蘊含著大量的物理學(xué)知識,利用學(xué)生熟悉的生產(chǎn)、生活情景以及他們所關(guān)心的熱門科技話題提出問題,創(chuàng)設(shè)問題情境,可以使學(xué)生認識到物理學(xué)的現(xiàn)實意義,并能逐步培養(yǎng)學(xué)生“從生活走向物理,從物理走向社會”的基本理念。
例如:(1)為什么你在行駛的火車上會發(fā)現(xiàn)近處的樹木在后退,而遠處的樹木在前進?(2)為什么海水看上去是藍色的,而舀起來卻是無色的?(3)為什么火車的玻璃窗安裝兩層玻璃?(4)為什么先看到閃電,后聽到雷聲?(5)紙盒為何能燒開水?(6)舊日光燈管兩端為何會發(fā)黑?……這些問題,都極易引發(fā)學(xué)生的關(guān)注和思考,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時還可引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心社會,了解物理在社會發(fā)展和人類活動中的重要作用。
古人云:“學(xué)起于思,思源于疑。”在新課標深入實施的今天,廣大物理學(xué)科教學(xué)工作者在教學(xué)實踐中要建立先進的教學(xué)理念,創(chuàng)設(shè)適宜的問題教學(xué)情境,培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、探究問題、解決問題,從而真正達到“授之以漁”的目的。
參考文獻