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欧姆定律的表述

前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇欧姆定律的表述范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

欧姆定律的表述范文第1篇

⑴请在方格纸上画出电流随电压变化的图象(应为“图像”,下同)。

⑵分析图象,可得出什么结论?

⑶小明在与其他实验小组同学交流时,又得到了电压为6 V时的相关数据如下表(作者又补写了“表2:U=6V”)所示:分析这些数据,可得出什么结论?

说明:该题没有给出答案。推测的答案应为:

⑴图像如右所示;

⑵电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。

⑶电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。

浅见1:分析图像或“表1:R=5Ω ”中的6组对应的3个数据,不仅能够得出教科书里编写的“结论”内容:“电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比”,而且还可以得出教科书里没有编写的、更具有普遍意义和实用价值的如下3条结论:

对于同一段导体均有:⑴U=IR;⑵I=U/R;⑶R=U/I=定值!

浅见2:我们强调“R=U/I=定值”的意义在于:

⑴它能简明、正确、完整的“表达出:某段导体中的I 跟 U 与 R三者之间的定量关系.”!正如西德5―9(10)年级(国民学校)《物理》课本(塞尔肖夫―乌劳贝尔著、安文铸译,文化教育出版社1982.7.第1次印刷本)第189页里写的:“在一个通电导体上的电压和导体中的电流强度之比是一个固定的值(常数),这个关系叫欧姆定律”!众所周知:欧姆是德国人!对照一下我国物理课本里欧姆定律的条文,应该有所质疑吧!

⑵在常规教学中,人们总把“R = U / I”说成是欧姆定律公式“I = U / R”的变形式或称“导出式”。从上面的分析可知:“R = U / I”与“I = U / R”、同样都是“实验结论表达式”、是并列关系!“R = U / I = 定值”、更是医治“I = U / R,R = U / I(因受“欧姆定律”不科学表述的误导)R跟U 成正比、R跟I成反比”错误观点的灵丹妙药(注:参看课本第29页第6题。欧姆定律的表述,不能丢掉前提条件、只讲实验结果!正确的表述应为:

①“某段电路中的电流,等于这段电路两端的电压除以这段电路的电阻”;或简化为“电路中的电流,等于它两端的电压除以它的电阻”;或“导体中的电流,等于它两端的电压与其电阻的比值”。

②假若非“要保留成什么比”,那么欧姆定律内容只能这样表述:“导体中的电流,当电阻一定时,跟这段导体两端的电压成正比;当两端的电压不变时,跟这段导体的电阻成反比”;或简化为“导体中的电流,跟这段导体两端的电压与这段导体电阻的比值成正比”;或“导体中的电流,跟它两端的电压与其电阻的比值成正比”)。

⑶承认“R = U / I”是一条独立的科学结论,那就为“用伏安法测电阻”的实验原理又提供了一条简明的理论依据:勿须再书写“I = U / R ”(R = U / I)。

浅见3:该探究实验设计的最大错误是:5Ω定值电阻“允许通过的最大电流是1.5A”!通过2.4A电流,它将变成P=UI=I2R=28.8w≈30w的电烙铁啦!此时温度对金属电阻变大的影响可以忽略不计吗?由此可知:“表1:R=5Ω ”里的6组对应的的数据,纯属凭空想象填写的,根本不是真实的实验记录!

浅见4:该探究实验为什么不能采用“低电压、弱电流的设计原则”呢?比如:U值顺次取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2V……,1节干电池足够用啦!则对应的I值依次为:0.04、0.08、0.12、0.16、0.20、0.24A……。而且完全可以避免表A要选用“0~3A”、表V要选用“0~15V”的大量程!从而能够提高测量的精确度(注:实验室使用的2.5级直流电表,本身允许误差多达“±0.75个分度值”。所以探究时勿须考虑表针偏转多大误差最小)。

浅见5:分析“表2:R=5Ω ”表中前6组数据,不仅能够得出“电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。”――教科书里编写的“结论”内容,而且仍然可以得出教科书里没有编写的、更具有普遍意义和实用价值的如下3条结论:

对于同一段导体均有:⑴U=IR;⑵I=U/R;⑶R=U/I=定值!

欧姆定律的表述范文第2篇

电学实验结论,通常都是分析表中数据和图像等得出的。因受篇幅所限,仅举两例如下:

例1.某同学在“探究欧姆定律实验”时设计如下所示的表格(我市教育学院中教部物理室规定:凡是画图像或探究成比例的实验,必须“全程、六点、等距”地测取6组对应的数据)。

分析表中测取的数据,能得出哪些结论?“会记录实验数据,知道简单的数据处理方法”和“有初步的信息处理能力”等,都是新课标规定的教学要求。教会学生能从全方位、多角度地分析表中测取的数据是十分重要的:

1.横行分析:

横行分析表格中的数据,不仅可以得出“当电阻一定时,导体中的电流跟它两端的电压成正比”、绘出图1所示的图像,而且不论分析哪段导体上6组对应的数据,均可以得出下列重要的实验结论:

⑴同一段导体在通常条件下,它两端的电压跟通过它的电流之比,是一个固定的值、即“R=U/I=定值”!我们认为,强调“R=U/I=定值”这条电学结论的意义有:

①能简明、准确、完整的“表达出某段导体中的I跟U与R之间的定量关系”!正如西德5—9(10)年级(国民学校)物理课本(塞尔肖夫—乌劳贝尔著、安文铸译,文化教育出版社1982.7.第1次印刷本)P189里写的:“在一个通电导体上的电压和导体中的电流强度之比是一个固定的值(常数),这个关系叫欧姆定律”。

②在日常教学中,人们总把“R=U/I”、说成是公式“I=U/R”的变形式。从上面的分析可知:“R=U/I”与“I=U/R”同样都是实验结论表达式、是并列关系!“R=U/I=定值”,更是医治“I=U/R,R=U/I(因受欧姆定律表述的误导):R跟U成正比、R跟I成反比”错误观点的灵丹妙药。

③承认“R=U/I”是一条独立的科学结论,就为伏安法测电阻提供一条简明的原理:可以直接书写“R=U/I”。

⑵对同一段导体,它两端的电压,等于导体中的电流与其电阻的乘积;导体中的电流,等于它两端的电压除以其电阻;导体的电阻,等于它两端的电压与其电流的比值。即“U=IR、I=U/R和R=U/I”,都是由分析实验数据得出的三个并列的公式、均可以直接引用!

2.竖列分析:

竖列分析表格中的数据,不仅可以得出“当电压一定时,导体中的电流跟它的电阻成反比”、绘出图2所示的图像和上述多条电学结论,而且还能发现:由于R=U/I=定值,当U一定时,某段导体U/I的值大、对应的I值小,说明该导体对电流的阻碍作用大;而导体不同,U/I的值通常不等。所以“在物理学里,可以用导体两端的电压,跟通过它的电流的比值来表示这段导体的电阻”,即“R=U/I”可以称作“电阻定义式”或“电阻表达式”(不叫“电阻定律式”),进而给出定义电阻单位“1Ω=1V/A”的依据;……

例2.摘引2011年苏州中考物理22题:从下图中所示的电阻A、B的I-U图像可知,电阻值较大的是Ω。若将A和B两电阻并联接在电压为2V电源上,则干路中的电流是A,此时电路总电阻值是Ω。赋分答案为:10;0.6和3.33。

在教学中我们引导学生:通过分析该图像,除了会计算电阻(取电压坐标的U值,除以对应电流坐标的I值)、会计算电功率(略)和会组成串联(从电流坐标取I值、再找电压坐标对应的U值)、并联电路(从电压坐标取U值、再找电流坐标对应的I值)以外:重点引导学生总结如下电学规律:

⑴不论对于A或B均有:导体中的电流,当电阻一定时,跟它两端的电压成正比;

⑵分析A和B有:导体中的电流,当电压一定时,跟导体的电阻成反比;

⑶由⑴和⑵可得科学表述欧姆定律的内容是:“导体中的电流,当电阻一定时,跟它两端的电压成正比;当它两端的电压一定时,跟导体的电阻成反比”。我们决不赞同“不说前提条件、只讲实验结果”的常规欧姆定律的表述!

⑷在并联电路中,电流和电功率等的分配,均跟并联导体的电阻成反比;

⑸在串联电路中,电压和电功率等的分配,均跟串联导体的电阻成正比;

⑹不论对于A或B均有:当导体的电阻一定时,导体消耗电能的功率(电功率是表示电流做功快慢的物理量,是不能被消耗的!今后不要再说“消耗的电功率”),跟通过它的电流的平方成正比!其公式是P=I2R;

欧姆定律的表述范文第3篇

关键词:课程改革;物理规律;规律教学

中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2008)5(S)-0032-3

物理规律教学在中学物理教学中占有重要地位,其教学成效直接影响到物理教学质量和学生科学素养的培养。提高物理规律教学效果的前提是了解物理规律内涵、本质和特征,并在此基础上结合学生的认知特点设计科学的教学策略。

1 物理规律的内涵

“规律就是相互联系着的事物、现象、分子、元素(因素、要素)或方面的本质之间的关系”。相应的,物理规律就是物理现象、物理过程在一定条件下发生、发展和变化的内在、必然的联系。

1.1 物理规律的类型

经过2000多年的建设,物理大厦恢宏庞大,其组成规律自然纷繁复杂。为了认识物理规律本身,我们有必要对物理规律进行必要的分类。从物理规律获得途径的角度来看,物理规律可分为实验规律和理论规律;从物理规律知识形式的角度来看,物理规律可分为定律、定理、原理等类型;从过程中不同质的运动角度来看,物理规律可分为力学规律、热学规律、电磁规律、光学规律等;从“定性―定量”维度来看,物理规律可分为定性规律、定量规律。

1.1.1 实验规律与理论规律

从物理规律建立基础和过程的不同,可以将物理规律划分为实验规律和理论规律两种。实验规律是在观察和实验的基础上,通过分析归纳总结出来的,中学物理中的绝大多数规律都属于实验规律。如电磁感应定律、欧姆定律等即为实验规律。理论规律是由已知的物理规律经过理论推导,得出的新物理规律。动能定理、万有引力定律等即为理论规律。我们以万有引力定律为例来说明一下理论规律的建立过程。牛顿在伽利略的自由落体运动定律、牛顿自己的第三定律、开普勒的行星运动第三定律等前人工作的基础上,应用他超凡的数学才能,通过理论计算建立了万有引力定律。

1.1.2 定律、定理与原理

从物理规律知识形式的角度来看,可以将物理规律划分为物理定律、定理与原理三种类型。通过大量具体事实(包括实验和观察)归纳而成的结论称为物理定律,如牛顿第二定律、电磁感应定律、光的折射和反射定律等。通过一定的论据,经过逻辑推理而证明为真实的结论称为物理定理,如动量定理、动能定理等属于物理定理类。对大家公认的具有普遍性,而且可以作为其它规律基础的物理规律一般称为物理原理,如我们中学阶段比较熟悉的功能原理、叠加原理等即属于物理原理类。

1.1.3 定性规律与定量规律

从“定性―定量”维度来看,可以将物理规律划分为定性与定量两种类型。定性规律揭示的是各物理量间必然联系的存在和发展趋势;定量规律揭示的是必然联系中量的相互制约。例如牛顿第一定律就定性的描述了一切物体在不受外力作用或所受合外力为零的情况下的运动趋势,不反映外力与运动趋势之间的量化关系,属于定性规律。而定量规律则不同,如欧姆定律,除文字描述外,我们还可以用公式I=U/R来揭示各物理量之间的相互制约关系。

不同的物理规律分类之间并不是完全对立的,比如欧姆定律即属于物理定律,又是实验规律,同时也属于定量规律。

1.2 物理规律的特点

1.2.1 物理规律的实践性

物理学是一门以实验为基础的自然学科。中学物理的众多规律都是在实践、实验的基础上建立起来的。新课程标准倡导“从生活走向物理,从物理走向社会”,在教学中应重视引导学生运用物理规律解决生活实际问题,在使用中进一步加深学生对物理规律及其物理意义的理解,这对学生能力的发展、科学素养的提升,显得尤为重要!

1.2.2 物理规律的联系性

物理规律都存在一定的联系,包括物理规律内在的概念、现象之间的联系;规律与规律之间的关系。

以牛顿运动定律为例,牛顿第一定律是说物体不受外力时做什么运动;牛顿第二定律公式F=ma揭示了物体的惯性质量、所受到的合外力与由此而产生的加速度之间的关系,是阐述物体受力时做什么运动,二者是从不同的角度回答了力与运动的关系。第一定律是第二定律的基础,没有第一定律,就不会有第二定律。虽然第一定律可以看成是第二定律的特例,但不能取消第一定律。

1.2.3 物理规律的对应性

物理规律中的各物理量都针对于某一研究对象。如果是状态量则对应于某一时刻、某一位置、某一状态。如果是过程量则对应于某一段时间、某一个过程、某一空间等,这就是物理规律的对应性。如,欧姆定律U=IR中各量均对应于同一导体、同一段电路在同一时刻的量值。

1.2.4 物理规律的因果性

因果性是物理规律的重要特点,任何物理规律都是在规律所表述的具体条件下才具有规律所阐述的结论。例如牛顿运动定律是在研究宏观低速运动物体的“前因”下,才有其结论的“正果”修成。

1.2.5 物理规律的发展性

物理规律是认识的结果,是在一定的事实基础上,归纳、推理得出的结论,具有历史局限性,只能部分地反映客观世界及其内在联系。规律会随着人的认识能力的提高和认识的深入不断发展。发展有时是温和的――是对已有规律的修正、丰富;有时是激进的――是对已有规律的否定、颠覆。换言之,物理规律不是绝对的真理,而是逐渐发展变化的,具有一定的相对性。如从经典力学到相对论、量子力学的发展变化过程。

2 物理规律教学的重要性

物理新课程改革强调改变过去过于注重知识传授的一维目标而向三维课程目标迈进。教学要以人为本,在学生获得知识的过程中,同样注重学生终身学习与发展所需的各种能力的培养。如何实现物理规律教学由传统向新课程理念的转变,应进一步明确物理规律教学在新课程实施过程中所发挥的重要作用。

2.1 物理规律教学,有助于学生对知识的理解

新课程改革倡导从三个维度对学生进行全面的培养,知识的理解历来是一个重要培养目标。依据布鲁纳的认知结构学习理论,我们教学的目的,就是引导学生建构一个理解物理知识的学科结构,从而运用知识解决具体问题。在最终建构的物理知识结构中,分散的各个点表示物理概念,联接各点的线就代表了物理规律,通过点和线及其之间的相互联系的讲解,引导学生在头脑中建构物理知识网络图。

2.2 物理规律教学,有助于学生思维能力的发展

作为智力核心的思维能力的培养对学生的发展是至关重要的。物理规律教学既是物理知识教学的核心内容,同时也是对学生思维能力培养的重要途径。

物理规律教学是在学生的感性认识(已有的对实验和事实认识)基础上,教师指导学生探索物理规律的过程。根据规律建立的思维过程和学生的认知特点,选择适当的途径方法,指导学生对感性材料进行思维加工,认识到物理规律中某些物理概念之间的内在联系,考虑到物理规律的近似性与局限性,从而概括出物理规律。作为近似反映物理对象、物理过程在一定条件下发生、发展和变化的物理规律的建立,离不开观察、实验和数学推理,也离不开物理思维,是诸多因素相结合的产物,学生在理解具有这些特点的物理规律的同时,其思维能力就会得到培养。

2.3 物理规律教学,有助于学生科学方法的掌握

物理规律的教学过程,其实也是科学方法教育的过程。我们知道物理规律的获得,少不了一些科学方法的使用,在物理规律教学过程中,合理运用一些研究方法并适时适当地进行显性教育,使学生不仅学到了物理规律,同时也学到了科学方法,培养了能力,可谓一举多得。

例如,在牛顿第一定律的教学过程中,教师重点要向学生说明的,除了牛顿第一定律的内容外,就是讲解这个规律获得过程中所用到的一个重要的科学方法――理想实验法。在欧姆定律、牛顿第二定律等的实验探究过程中,可以重点要求学生设计实验方案,在这一过程中,使学生明确研究3个变量的关系时,通常采用“控制变量”的方法。

2.4 物理规律教学,有助于学生科学探究能力的形成

提倡对学生进行科学探究能力的培养,是新课程改革的一大亮点,在新教材的编写中贯穿了科学探究精神并安排了一些科学探究的内容。由于物理规律的实践性特点,便于在课堂教学中开展实验教学,创设问题情境,从而激发学生探究物理问题的兴趣,经历物理规律发现的过程,培养学生的科学探究能力,并能使学生更好地运用物理规律去解释生活中的物理现象、解决生活中遇到的物理问题。

2.5 物理规律教学,有助于学生情感、态度与价值观的培养

我们知道,情感、态度与价值观培养,是物理新课程改革所倡导的三维课程目标中的一个维度。在物理规律的教学过程中,无时无刻不渗透着对学生情感、态度与价值观的培养。我们在进行物理规律教学时,可以通过创造良好的物理学习氛围、对相关物理学史内容的选择性介绍、开展科技创作活动、采用科学探究的教学方式等等,对学生进行情感、态度与价值观的培养。

比如,在进行牛顿第一定律的教学过程中,就可以适当地给学生讲述一下它的发展历史,激发学生的学习兴趣,同时使学生在了解亚里士多德、伽利略、笛卡儿、牛顿等大科学家的观点的基础上,使其不畏权威、理性求真的科学态度与科学精神得到培养。而在进行万有引力定律教学的时候,可以联系神舟六号载人飞船的发射与回收过程进行讲解,把物理知识与科技发展、应用技术相结合,能使学生获得一个更为宽广的视野,有助于学生形成科学的价值观。

3 物理规律教学的基本策略

当明确了物理规律教学在新课程实施过程中所发挥的重要作用之后,为行之有效的进行物理规律教学,我们提出以下基本策略。

3.1 活化物理实验教学:为学生提供主动获得规律的机会

在物理学的产生、建立和发展过程中,物理实验是归纳物理规律、产生物理假说的实践基础,是验证理论预言和假说的主要依据;在物理规律教学中,物理实验是培养学生操作技能的主要途径,是发展学生非智力因素的一个重要环节。通过实验重现物理规律的发现历程,使学生在实验操作过程中体悟物理规律所反映的各物理量之间的相互关系,有助于更新学生头脑中的物理观念、提高物理规律的教学质量。

3.2 强化物理思想教学,使学生感受物理学的理性美

在进行物理规律教学时,为了让学生最有效地掌握好物理规律,达到课程标准所规定的能力要求,应该在规律教学的过程中渗透科学史、科学思想的教育,引起学生对物理思想在物理规律建立过程中所发挥作用的重视,使学生感受到物理学的理性美,同时给学生以更多的启示。

教师在采用此策略教学时,应明确两点:一是渗透物理思想的教学策略主要是指向学生展示物理规律建立的思想史;二是科学史的历史发展逻辑与课本上的知识逻辑并不相同,规律教学过程中要引导学生感悟到二者的异同,处理好二者之间的辨证关系,在了解真实历史发展过程的同时明了知识逻辑的呈现脉络。

3.3 重视规律应用教学,让学生体会物理学在社会发展中的作用

物理规律来源于生活实践,反过来应锻炼学生将物理规律运用于社会生活实际的能力。因此,在教学中应重视引导学生利用物理规律解决实际问题,让学生体会到物理学在社会发展中的重要地位,增强学习兴趣,进而在使用中进一步加深学生对物理规律及其物理意义的理解,这对学生能力的发展、科学素养的提升,显得尤为重要!

3.4 提升教师科学素养,为实施新课程背景下的物理规律教学奠定良好基础

我们将其作为一项策略提出,重在强调教师对新课程理念与目标的钻研、对物理规律的理解、对物理规律教学的整体认识与把握等。同时该策略也是关系到物理规律教学实施效果的重要因素,教师应努力提升自己的科学素养,进而才会有足够的信心调控物理规律教学,为学生的全面发展创造最好的先决条件,从而取得最佳教学质量。

参考文献:

欧姆定律的表述范文第4篇

其实,再难的学习内容只要我们能够掌握其中的方法、技巧、要领,注重练习,善于总结,就能达到“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”的境界。这里笔者结合教学实践,谈谈从根本上解决这个问题的点滴体会。

一、联系生活实践,多动手脑,培养兴趣

让物理融入生活,是物理教学的初衷;从生活走向物理,则是物理教学的途径。电学知识与我们的生活联系非常紧密。为什么灯泡用久了会发黑?为什么灯泡丝要做成螺旋状?电饭煲是如何煮饭的?探究起来,妙趣无穷。

因此,鼓励学生联系生活实际,是学以致用的需要,是物理知识化难为简的需要,更是激发学生学习兴趣的需要。“兴趣是最好的老师”,有了兴趣就有了成功的动力。

在实验课上,我们可以设置与生活息息相关、让学生感兴趣的实验帮助学生理解相关电学知识。例如,在课后习题中有一个兴趣实验“自制水果电池”,学生可以进行分组探究,每个小组都可以向实验室借一只电压表和一些导线,每个小组成员都自备不同种类的水果和蔬菜。通过实验去探究水果电池的正负极,水果电池的电压的影响因素等。最后让各个小组展示他们的研究成果。这不仅满足了学生的求知欲,还最大限度地激发了学生的学习兴趣。

其实,四驱车、自制电铃、简易电话……学生完全可以利用所学的电学知识自己设计完成。教师应当鼓励学生在保证安全的前提下自己动脑动手进行这些小制作,并给予学生适当展示成果的机会,呵护学生“破坏和创造”的热情。这样既培养了学生的动手操作能力,又提高了学生的设计实验的水平,让学生在实验中体验了成功的快乐。

二、打好基础,发展学生思维

学好电学知识要抽丝剥茧,抓住重点,即应牢固掌握基本概念、基本定理和主要公式。

1.明确每个符号的物理意义,能掌握电学的基本规律。电学基础知识包括“五概念四规律”,即电流、电压、电阻、电功、电功率;欧姆定律、焦耳定律、串联电路的特点、并联电路的特点。对于以上重点概念,能让学生知道为什么引入它们,如何定义,单位是什么(对物理量),有什么重要应用等;对于规律,应着重理解它们反映的是哪些物理量、有什么样的关系或变化规律、这些规律的成立条件和适用范围是什么。学习时,要分清主次、突出重点,以重点带动一般,切勿平均使用力量。

2.能掌握公式的使用条件,对公式进行正确变形,并能熟记和应用。理解这些规律可以,例如,数学中a=c/b说明a与b成反比,a与c成正比,但在物理ρ=m/V定义式中,ρ与m、V的大小无关;在I=U/R中,却有I与U成正比,I与R成反比等,这就要求学生对物理的基本概念理解深刻。

又例如,在学习“电路连接的基本方式”后,利用串联电路只有一条电流路径的特点及开关与用电器一般串联的知识,向学生提出这样一个问题:一个电路中有一个电源,一个开关S,两个灯泡L1和L2,且这两个灯泡串联,当开关S断开时,L1、L2均发亮,但S闭合后,L1不发光,L2发光,这种情况是否存在?若存在画出可能的电路图。由于已有知识的干扰,将学生置于“矛盾”之中。学生只有敢于想象,冲出开关只能与用电器串联的定势,才能解决这个问题,既加深了知识的理解,又锻炼了思维的深刻性和广阔性。

三、重视画图和识图

学习物理离不开图形。复杂电路设计,都是主要依靠“图形语言”来表述的,图像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。

例如,在计算有关电路的习题时,已给出的电路图往往很难分析出电路的连接方式,而电路连接的方式不清楚,就无法正确选用串、并联电路的规律。如果能熟练地将所给出的电路图画成等效电路图,就会很容易地看出电路的连接特点,使有关问题迎刃而解。

对于这部分内容的学习,教师应当明确欧姆定律应用于某一电阻还是整个电路,教会学生根据现成的图形学会识图、绘图。教师对于学生电路图的学习,一定要有耐心,毕竟学生开始接触电学,不可能一下就能掌握和识别电路图。尤其是开始接触电路图,一定要每个图都帮助学生分析到位,这里宁可慢一点,也要为学生打下扎实的基础,有了识别电路图的本领,学习欧姆定律及计算,难度会相应减小许多。

四、引导学生做好实验

实验教学,还应注意把所学的物理知识与日常生活、生产中的现象结合起来,其中也包含与物理实验现象的结合,因为大量的物理规律是在实验的基础上总结出来的。在认真完成课内规定实验教学的基础上,还可以布置一些学生自己设计的实验。

例如,可以设计在缺少电流表或缺少电压表的条件下测量未知电阻的实验。这些都需要同学们自己独立思考、探索,不断提高自己的观察、判断、发散思维等能力,使自己对物理知识的理解更深刻。

五、引导学生做好综合应用题

电学知识头绪多,综合性强,做综合应用题时,学生往往感到无从下手,稍有疏忽就会造成错误。在教学中,教师应在以下两个方面起引导作用。

第一方面,学生在解题过程中由于物理知识理解不透,常会出现生搬硬套的现象,这时,教师要找准症结给予指点。

例如,在学过“电功率知识”后,学生讨论“220 V,40 W”和“220 V,100 W”两盏灯串联在电路中,哪个更亮?大多数学生会认为:100 W的灯泡比40 W的灯泡更亮,这说明学生被灯泡的额定功率所迷惑,而忽视了灯泡的明暗程度与灯泡的实际功率有关。找到症结后,教师让学生思考“220 V,40 W”和“220 V,100 W”的两个灯泡,哪个电阻大?将它们串联起来,通过它们的电流大小怎样?最后引导学生利用公式“P=I■R”来判断哪个灯泡会更亮。

第二方面,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,将学生引向正确轨道。

欧姆定律的表述范文第5篇

2015年,国务院办公厅印发的《关于全面加强和改进学校美育工作的意见》指出,“将美育贯穿在学校教育的全过程各方面,渗透在各个学科之中”,“挖掘不同学科所蕴涵的丰富美育资源”,“深入挖掘数学、物理等自然学科中的美育价值”。而中学实施美育的一个重要途径是在各学科中进行渗透。从这个角度出发,充分发挥物理教科书的美育功能就成为美育在物理学科渗透的一个重要方面。

为此,我们在编制教科书时,必须深入挖掘物理中的美育素材,并通过恰当的内容编排、框架搭建、体例设计、栏目设置、呈现方式等手段展现物理之美,使其真正进入学生的审美视野。本文以教科版初中《物理》为例,分析物理教科书中的不同美,探讨如何实现其美育功能。

一、呈现物理现象之美

我们生活在一个美丽的物理世界,它不停地运动、变化、发展,体现出和谐、简洁、统一的形态、秩序、节奏。世界的这种美突出地表现在物理现象之中。中学物理主要包括力学、声学、热学、电磁学、光学和原子物理学等内容,其涉及的物理现象可谓是千姿百态、美轮美奂。教科书主要通过三种方式呈现物理现象之美。

1.情境引入:用物理现象之美创设情境、引入新课,可以吸引学生注意,激发学生兴趣。比如,在“声”一章的首页上,开篇就用“莺啾燕啭、蝉唱虫吟、风吼雷鸣、车辚马嘶,流水潺潺,林叶飒飒……”一段文字描绘了自然界的生灵之声,立刻使学生置身于一个悦耳的声音世界;在“重力”和“浮力的大小”中分别以有关苹果落地和阿基米德的两个美丽传说引入;“欧姆定律”中则以芭蕾舞剧《天鹅湖》舞台上美轮美奂的灯光说起。

2.演示实验类栏目:利用实验呈现物理现象之美,可以激发学生的好奇心和求知欲,调动学生的积极性,给学生丰富的感官刺激并留下深刻的印象。如“会‘跳舞’的烛焰”演示了音箱前随音乐“翩翩起舞”的烛焰,生动地说明了声音具有能量;“制造云和雨”模拟了云和雨的形成过程,表现了水的物态变化的壮丽景象;“鸡蛋的沉浮”则通过往清水中不断加盐就可以使下沉的鸡蛋不断上浮的神奇现象,巧妙揭示了物体沉浮的条件。

3.插图:在“测量物体的速度”中用很大版面的摄影作品展现了猎豹、羚羊、游隼、雨燕、鸵鸟、旗鱼等野生动物的速度之美;在“磁与电”的章首页设置了表现来自太阳的带电粒子在地磁两极的天空激发出的瑰丽极光的插图;在“通过透镜看世界”中,既有望远镜中月球环形山和正在孕育新恒星的星云的宏观之美,也有显微镜下细胞、尘埃和西瓜表皮上绒毛的微观之美。

无论是情境引入、演示实验类栏目还是插图,都能让学生深刻体验到物理现象之美。在中学物理教科书中,给学生呈现生活和自然中的物理现象之美,旨在激发学生的学习兴趣和求知欲望,更重要的是培养学生“透过现象看本质”的哲学思维。

二、诠释物理规律之美

物理规律(包括定律、定理、原理、法则、公式等)是整个中学物理的核心内容,它反映了物理现象、物理过程在一定条件下必然发生、发展和变化的规律,它反映了物质运动变化的各个因素之间的本质联系,揭示了事物本身属性之间的内在联系。

值得注意的是,对物理美的追求,不仅渗透到科学创造的原动力中,成为激发物理学家破译宇宙密码的强烈激情与灵感,而且也渗透到物理理论体系的构建与表述中。

1.简洁美:教科版初中《物理》建立规律时经常采用“问题―实验探究―物理学家工作―语言陈述规律―公式表示”的呈现方式来表现物理规律之美。以欧姆定律的建立为例,教科书首先从舞台上灯光强弱和声音大小的控制是如何实现的说起,引出问题;然后设计了“实验探究:电流跟电阻、电压的关系”,让学生自己亲身经历发现规律的过程;接着介绍了欧姆用电流扭秤进行的艰苦研究,让学生了解物理学家曾做过的工作;最后,给出了欧姆定律的精炼的语言描述――“导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比”,以及更加简洁的公式――“I=U/R”。通过这种呈现方式,使学生知道物理学的发展并不是一帆风顺的,物理规律的建立是一个长期复杂的过程,也从而更能深刻地体会到最后得到的物理规律所具有的高度概括和内涵深刻的简洁美。教科书中牛顿第一定律、阿基米德原理等规律的建立过程也与此相类似。

2.统一美:教科版初中《物理》极力展现物理规律的统一美。如在章节安排上,将介绍“电生磁”的“磁与电”一章与介绍“磁生电”的“电磁相互作用及应用”一章先后安排在一起,从物理学家奥斯特到法拉第发现,从通电螺线管到导体切割磁感线的实验探究,从电磁铁到发电机的原理应用,让学生系统地、全面地、对比地、联系地进行认知,体会电与磁的相互转化和完美统一。更进一步,在“物体磁性从哪里来”标题下,介绍了分子电流假说――“物体磁化的过程,实际上是物体内微型小磁针按顺序‘整队’的过程”,展现了微观机理与宏观性质的统一美;在介绍发电机时,讲到了“一台发电机的电流通过了另一台发电机的线圈,后一台发电机竟然转动了起来” 的偶然发现,发电机和电动机竟然可以完美转化,展现了物理原理的对称统一美。在教科书的框架设计上,能量始终作为一条重要的主线,贯穿于每一种运动形式之中,把能量的观点渗透到每一部分内容之中,从而加强了各种运动的内在联系和统一。

此外,物理规律的和谐美、对称美等在教科书中也有不同程度的体现。

三、传播物理思想之美

物理学既是一门实验科学,又是一门具有严密逻辑体系和数学表述、推理的理论科学。它从初期萌芽到近现展,都以其丰富的方法论和科学观以及充满哲理的物理思想影响着人们的思想、观点、方法和思维方式。因此,物理学又是一门带有方法论性质的科学,物理学思想饱含智慧之美。

1.变量控制之美

变量控制思想的魅力在于,可将复杂问题简单化,能排除干扰、直接显露单一因素对被研究对象变化的影响情况,从而揭示事物本质。

教科版初中《物理》教科书特别重视实验和探究,对于课程标准“学生必做实验说明”规定的20个实验,从教材结构上均占一个四级标题(部分“大”实验单独成节),此外还设置了“实验探究”栏目,从教学的可行性角度保证学生经历动手动脑的探究式学习活动过程,并得到明确的结论。通过探究实验让学生在大脑中形成正确的知识框架,并在思想、方法和技能方面得到学习和提高。其中,对于变量控制思想之美的渗透,可谓是深入骨髓。如在探究影响滑动摩擦力大小、浮力大小、滑轮组的机械效率大小、电阻大小因素时以及电流跟电阻、电压的关系,电功率跟电流、电压的关系,影响电磁铁磁性强弱的因素等内容中均运用了变量控制的思想。

2.图像处理之美

教科版初中《物理》创造性地采用了“准图像处理方法”,即让学生头脑中先建立“实物图像”,再过渡到用数学图像。这样做,虽扩展了实验数据处理的内容,但有效地降低了学习难度,使全体学生都很容易理解、消除对图像的畏惧情绪,有助于学生掌握图像处理方法,感受到图像处理思想的美。

比如,在八年级上册第二章“气泡的速度”实验探究中,采用了让学生在玻璃管中画出不同时刻气泡位置的方式,使学生接触了“准图像”(这样的绘图方式学生在小学数学、小学科学中多有接触,并不存在多少障碍),为第五章“物态变化”中顺利利用时间―温度曲线图像进行物态变化描述奠定了基础。在九年级上册中,我们把对物理图像的运用进一步深化,如在第五章第2节“测量电阻”中,引导学生初步认识、绘制U-I图像就是一个案例。需要说明的是,此处采用了数字化传感器实验系统直接进行绘图的方式,在此演示的基础上,才让学生自己绘制这样的曲线,而非一步到位把这一较为陌生的图像完全推给学生完成。

3.理想模型之美

教科版初中《物理》非常重视培养学生建立理想模型的思想,通过各种手段让学生体会到成功建立和使用理想模型解决问题带来的愉悦感。比如,在讲匀速直线运动时,规定“如果物体运动过程中速度变化不大,轨迹近似为直线,就可以近似看做匀速直线”;在讲光线的时,旁注中将其定义为“通常用一条带箭头的直线表示光的径迹和方向”;在讲重心时,对其描述是“对于整个物体,从效果上看,可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点”;在讲牛顿第一定律时,利用实验探究和对伽利略斜面实验的介绍,让学生感受理想斜面模型的美妙;在讲连通器时,以图说的形式假想了连通器底部存在一个小液片,巧妙地联系到了压强的知识;在讲磁感线时,首先在“观察”栏目中用铁屑模拟出磁感线的形式,然后正文中描述其为“带箭头的曲线”,最后旁注中直接明示出“磁感线是一种假想的线!”

四、讴歌物理学家之美

在物理学发展史中,物理学家宛如璀璨星辰,他们用伟大的智慧照亮了物理学的发展之路,同时他们高尚的品德也闪烁着美丽动人的光芒。从这个意义上来讲,物理学家在探索过程中所展现出来的人格之美、精神之美,本身就是一部绝好的美育教材。

中学物理中涉及到上百个物理学家,这些物理学家虽然所处的年代和经历各不相同,但是他们都具有许多共同的美德。在教科书的编制中,可以结合物理学史把反映物理学家之美的素材有机地穿去,去陶冶学生的情操,美化学生的心灵,塑造学生的人格。

比如,在“物质的密度”一节后的“物理在线”栏目中,介绍了英国物理学家瑞利根据两次实验中氮气密度的极细微差别发现氩气的故事,展现了物理学家的一丝不苟、精益求精的精神;在“力与运动”一章的章首页用三段分别文字介绍了亚里士多德、伽利略和牛顿的工作,展现了物理学家在追求真理的道路上前赴后继、勇于创新的精神;在“电现象”一节的标题处,是一副表现富兰克林在雷雨天用风筝引导闪电的图片,展现了物理学家热爱科学、勇于献身的精神;在“欧姆定律”一节中,介绍了欧姆历经十年研究电流与电压和电阻关系的事迹,展现了科学家持之以恒、坚持不懈的精神。

五、颂扬物理人文之美

英国学者诺斯曾在一次演讲中明确提出了一个问题:存在科学与人文两极,两极之间是互不理解的鸿沟。鸿沟的产生一个很重要的根源就是教育,长期存在的文理分科的教育模式使得学生不仅匮乏另一极的具体知识,更重要的是没有另一极的素养和精神层面的滋养。

针对此种情况,我们有必要在中学物理教科书中创设物理与人文相互融合的通道,介绍物理学对人类文化和文明的贡献,彰显物理人文之美, 从而实现人文素养的渗透,以期弥合学生心中“科学与人文之间的鸿沟”。

教科版初中《物理》非常重视科学教育与人文教育的结合,比如,在“改变世界的热机”“电磁相互作用及应用”“电磁波与信息技术”三章中介绍了物理学对以蒸汽机、电力、信息技术等为代表的三次工业革命的贡献,让学生了解物理学对人类文明和社会发展的推动作用;在“声与现代科技”一节中,详细介绍了超声、次声和声识别技术的特点及应用,在课后的“发展空间”中介绍了我国古代劳动人民利用声学原理建造的天坛回音壁和莺莺塔;“改变世界的机械”一节描绘了一幅“世界处处皆机械”的场景,课后插图《巧妙的自动机构》非常童趣地表现了机械给生活带来的方便;在九年级下册的最后一章“物理学的发展与能源技术创新”中,给学生介绍了新能源的发展趋势和可持续发展的理念。

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