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1學習物理概念需要重視概念的形成過程
物理概念是物理知識的核心內容.著名科學家錢學森曾說過:“學習理科的關鍵是概念清,多練習.”學生的物理概念是否清楚對學好物理至關重要.學習物理概念需要重視物理概念的形成過程.學習物理概念需要知道為什么要引入它,它是如何定義的,定義式是什么,單位是什么,如何測量(或測定),有什么應用等.例如:密度是一個十分重要的物理概念,學習它要重視以下過程:在物理學中為了比較相同體積的不同物質的質量一般不同的特性引入了密度,單位體積的某種物質的質量叫做這種物質的密度,定義式是ρ=m/V,國際單位是kg/m3,常用單位是g/cm3,測密度的方法很多,但基本方法是測質量,測體積,再利用密度公式計算出密度,應用有求密度,求質量,求體積等等.速度、壓強、功率、比熱容、電功率等等都是重要的物理概念,望廣大師生重視其形成過程.
2學習物理規律需要重視規律的形成過程
物理規律是物理知識中的最核心內容,多數是從物理事實的分析中直接概括出來的,學習物理規律更需要重視物理規律的形成過程.要知道物理規律的實驗基礎、基本內容、數學表達式、適用范圍、應用等等.例如:歐姆定律是電學中最重要的規律之一,學習它,我們要知道歐姆定律的實驗基礎,歐姆定律是研究電流與電壓、電阻的關系,首先要用到控制變量法,電阻一定,研究電流與電壓的關系,電壓一定,研究電流與電阻的關系.電阻一定,可找一定值電阻(R=5 Ω),研究電流與電壓的關系,實際上要看電壓變,電流變不變,若變,如何變.如何改變定值電阻兩端的電壓呢?方法一:可以改變電源的電壓,方法二:可以通過滑動變阻器來改變定值電阻兩端的電壓.通過探究實驗得出電阻一定時,電流與電壓成正比.電壓一定,可找一穩壓電源,也可通過滑動變阻器來保持電阻兩端的電壓不變,研究電流與電阻的關系,實際上是看電阻變,電流變不變,若變,怎么變?改變電阻,還要知道它的值,可以逐次更換定值電阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω),移動滑動變阻器,保持電阻兩端的電壓(U=3 V)不變,從而測出相應的電流值.分析實驗數據得出,電壓一定時,電流與電阻成正比.
歐姆定律的基本內容是:通過導體的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比.數學表達式為I=U/R,歐姆定律是在金屬導體做實驗的基礎上,總結出來的,一定適用于金屬導體,對于其它的導體是否適用,要用實驗驗證,通過實驗證明,歐姆定律還適用于電解液導電,不適用于氣體導電,可見歐姆定律的適用范圍是適用于金屬導體,電解液導電,不適用于氣體導電.應用有三方面:(1)求電流,(2)求電壓,(3)求電阻.解題時要注意I、U、R三個物理量的對應性、同時性、統一性,即對應于同一導體、同一段電路,同一時刻、同一狀態,單位要統一于國際單位.
3學生實驗需要重視實驗過程
學習物理要以觀察、實驗為基礎,觀察自然界中的物理現象,進行學生實驗,能夠使學生對物理事實獲得具體的明確認識,這種認識是理解物理概念和規律的必要的基礎.學生實驗需要重視實驗過程,如要了解每個學生實驗的實驗目的、實驗原理、實驗方法、需要測量的物理量、實驗器材、實驗步驟、實驗記錄、實驗結論、必要的誤差分析等等都應該清楚.
4科學探究需要重視探究過程
科學探究就是讓學生模擬科學家的工作過程,按照一定的科學思維程序探索學習的過程,從中學習科學方法、發展科學探究所需要的能力、增進對科學探究的理解,體驗探究過程的心理感受.科學探究需要重視探究過程.科學探究的過程是一個創造的過程,而創造力的核心是創造性思維.因此,探究實質是一個思維的過程,這個思維的過程是模擬科學工作者進行科研的思維程序來進行的,這種思維程序就是學生科學探究的程序步驟.即提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作.
5做物理習題需要重視解題過程
學習物理要求概念清,多練習.可見做物理習題很重要,做題可以幫助我們鞏固所學的知識,檢驗學習效果,錘煉思維的靈活性,全面提高學生的科學素養,培養學生觀察、實驗能力,分析概括能力,運用物理知識解決簡單的實際問題的能力,以及創新精神和實踐能力.物理題型很多,如填空題、選擇題、實驗題、探究題、簡答題、計算題、作圖題、推理題等等.無論是做何種題型的物理習題,都需要重視解題過程.不同的題型,有不同的解題要求,不同的解題方法,不同的解題過程.一般來說,無論是做何種物理習題,都要正確理解題意,正確審題;明確相應的物理過程,物理情景,建立物理模型;運用相應的物理概念、物理規律,直接得出結果或結論.稍微有點靈活性,有點難度的題目,要分清層次,理清思路,找出聯系,或進行物理公式變換或公式推導,或運用數學思想(如列方程、列方程組)求解.最后就是檢查.
6學習物理需要重視有的物理量是過程量
物理學所研究的許多問題,都直接涉及到某一物理現象發生的整個過程,或者是過程中的某些狀態.因此,相應地就引人了許多關于描述某些物理過程的過程量和用來描述某些特定的物理狀態的狀態量.
過程量是描述物質系統狀態變化過程的物理量,如沖量、路程、功、熱量、速度改變量等都是過程量,它們都與一定的物理過程相對應.一般說來,物質系統從某一個狀態變化為另一個狀態,如果經歷不同的物理過程,雖然初始狀態與終了狀態量可能保持相同,但過程量不一定相同.
關鍵詞:人教版;高中物理;素質教育;結合
中圖分類號:G633.7 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)34-0041-02
中學時代基礎教育的根本目標是提升全民族的基本素質,培養一批懷抱理想、充滿文化、具備道德、時刻有嚴明紀律性的良好公民,同時灌輸相應的基礎知識,為培養我國現代化建設所需要的各類人才奠定基礎。新時代背景下的高中物理教學目標,不再僅僅以分數為目的,開始重視學生的全面發展。素質教育中最關鍵的是以提高全民族素質為目的,以全面發展為根本任務。以下就物理教學中結合素質教育的途徑展開探討。
一、時代背景下素質教育與高中物理結合的基本教育內容
1.物理教學中對學生的思想素質教育。辯證唯物主義的思想要求在物理教學中用唯物主義的觀點客觀地地闡述物理知識,讓學生在潛移默化中接受物理知識并領會辯證唯物主義。愛國主義思想,即要求教師在授課過程中介紹科學家們為了祖國的發展獻身研究事業的事跡,講述我國目前的發展現狀以及存在的問題,表示出對青少年的殷切期望。從而也能培養學生的民族使命感,鼓勵學生為家鄉的富饒安定和祖國的繁榮富強而不斷學習。
2.物理教學中對學生的科學素質教育。在高中物理教學中結合科學的素質教育,不但要讓學生掌握物理知識,了解它們在生活中的實際應用,并提高相應的技能和技巧,還要注重培養學生對物理知識的探索能力,培養學生對科學的進取精神,讓學生從小養成實事求是的科學素質,為今后的研究做鋪墊。
3.物理教學中對學生的身心素質教育。身心教育是基礎素質教育的重要內容,其中最主要的就是幫助學生發展非智力因素。非智力因素的處理能夠直接影響到學生的發展。在高中物理教學中,發展學生的非智力因素主要是培養學生實事求是的態度以及克服困難的意志等。
4.物理教學中對學生的勞動素質教育。在物理教學中對學生進行勞動素質教育,主要是用來揭示物理學和生活實踐之間的關系。在高中物理教學中勞動素質教育主要體現在物理實踐教學中,教師要著重培養學生的實際動手能力及運用所學的知識解決實際物理問題的習慣和技巧。
二、素質教育與高中物理結合的基本原則
從物理教學的特點出發,結合素質教育的要求,總結出如下五條基本原則:
1.互動原則。教學活動和課堂教學的設計要注意“教”、“學”雙方的互動,真正體現教、學并存的關系。
2.發展原則。發展原則即是指高中物理教學要以促進學生的全面發展為目標。從廣度上講,就是人們常說的“全面發展”,這是我們實施素質教育的目標;從深度上講,指教學要著眼于學生的最近發展,要讓學生以前期學習為基礎逐步掌握新的知識。
3.結構原則。結構原則指在教學中要通過對知識結構的教學,為學生構建良好、有序的物理認知結構。幫助學生梳理知識結構,從而整體、有序地對知識進行系列性的了解。
4.內化原則。在物理教學中,教師必須創造條件,引導學生將物理知識結構內化為物理認知結構。
5.反饋原則。反饋原則即是將大腦里的主觀的物理轉化為外部實際存在的東西,比如應用所學的知識解決生活中的實際問題、解釋有關的物理現象等,之后從外界對學生的學習成果作出評價,學生再根據反饋,改正今后的學習行為。
三、以《歐姆定律》教學為例闡述素質教育與高中物理的結合
1.高二學生學科知識現狀和能力分析。高二學生在之前的學習階段中已經學習并掌握了電路方面的部分基本知識,學習了電壓、電流的基本含義,理論上而言已經完全具備了學習歐姆定律的能力。目前存在的問題就是現有教材中應用型的事例比較少,在實際的應用問題上,學生無法改變傳統的學習方法、思維和認知經驗,導致在學習方法上形成了無法突破的障礙。因此,在課堂教學中,老師要注重圖像教學法,利用ppt或者現場試驗的方法能夠讓學生想到或者看到,這樣就更易于學生理解這方面的知識。
2.學生生活環境與心理素質分析。電和電路是我們生活中很常見的事物,盡管不陌生,但是學生對電和電路的原理也不是很了解。教師可以利用學生對未知事物的探索心理培養學生的學習興趣,依靠這一興趣,學生才能自愿并大膽地嘗試新事物并深入了解新事物,以此為課堂操作和教學打基礎。
3.課程設計。《歐姆定律》是高中物理第二冊第十四章第一節的內容,教學對象是高二理科生。歐姆定律是下一章恒定電流的基礎內容,它的重要性不需要多加證明,高二物理中的歐姆定律是對初中內容的補充和延伸,在理解的基礎上加以實際的應用。本章按照如下的方案展開:首先從初中課本學過的基本電路知識引入歐姆定律,接下來解釋影響導體的電阻的因素,然后介紹半導體和超導體,在半導體和超導體的介紹中提高學生的學習興趣,培養學生對科學的向往,再然后引入電功和電功,最后介紹在閉合電路中的歐姆定律。具體幾點要求如下:①課程目的:全面提升學生的科學素養,讓學生掌握并利用圖象法分析問題,進行研究。②課程結構:注重全班同學的共同參與,調動課堂氛圍,因材施教,有利地利用學生現有的知識和理解力。③課程內容:體現這門課程的公共基礎性和參與性,聯系生活展望未來,了解時代需求。④課程實施:積極調動學生的積極性,營造良好的學習氛圍,鼓勵學生自己思考、主動參與、團隊合作,共同討論并得出結論,最后由老師作總結并指出存在的問題。這樣既能讓學生學到知識,也能培養學生的學習能力,還能培養學生的團隊意識,實現“人性化課堂”。
四、結束語
隨著教育部門對素質教育要求的提高,對高素質人才培養的重視,高中物理教學工作面臨著新的要求。面對這種情況,學校要加強對物理教學工作的重視,積極樹立科學的素質教育理念,不斷提升教學團隊的教學素質,從而不斷提高物理教學的質量,實現人才培養的終極目標。
參考文獻:
[1]董曉莉.物理教學中激發學生的學習興趣[J].中學生數理化(教與學),2011,(04).
[2]王大可.談高中物理實驗教學中的素質教育[J].科教新報(教育科研),2011,(18).
[3]歐偉.淺談如何在初中物理教學中提高學生的觀察能力[J].新課程學習(學術教育),2010,(09).
【關鍵詞】直流電路;典型分析方法;一題多解
1.引言
直流電路是電路學中最基本的內容,學好直流電路這一章節對《電路基礎》這門課程的學習有著極大的意義。而對于入學前基礎薄弱的專科學生來說,學好直流電路顯得尤為重要。
對于如我院的專科學生來說,由于他們的基礎比較差,所以在學習直流電路的一些理論或概念時不太容易理解,因為其中很多理論或概念都是看不見摸不著的,如電壓、電流、功率等。這里筆者準備就直流電路的一些典型電路的分析方法來講解如何更好的幫助學生學習直流電路,通過比較各種不同的分析方法和一題多解的方式來記住各種分析方法的特點和適用情況,從而讓學生學會如何選擇最合理、最簡捷的思路,培養思維的靈活性。
2.例題分析
例題:電路參數如圖1所示,試求ix的值
2.1 支路電流法
支路電流法是以支路電流為求解對象,是一種最基本的電路分析方法。特點:適用于任何電路分析,但當支路過多時求解和計算的過程會過于繁瑣,此時應避免用它解題。適用情況:多用于分析支路少,求各個支路電流的電路。
解:首先標出各支路電流參考方向,如圖2所示,對節點b列kcl方程有:i+12+ix=0,對大回路列klv方程有:48+3i=5ix+4ix,由上述兩式可解得ix=1a。
2.2 疊加定理
疊加定理是把一個復雜的多電源電路分解為若干個單電源的簡單電路來分析計算。特點:將復雜電路轉換為若干簡單的單電源電路,在獨立源不多的情況下,可以減少繁瑣的聯立方程式,從而簡化計算。適用情況:多用于分析電源少的線性電路。
解:根據疊加定理,圖1可轉換為圖3(a)和圖3(b),48v電壓源和12a電流源分別單獨作用,對圖3(a)運用kvl得(5+3)i'x+4i’x=48,解得i’x=4a;對圖3(b)運用kvl得5i''x+3(i''x+12)=-4i''x,解得i''x=-3a;由疊加定理得ix=i'x+i''x=4-3=1a。
2.3 戴維南定理
戴維南定理是指任一含源線性時不變二端網絡,都可以用一個電壓源uoc和一個電阻ro的串聯電路來等效。特點:可以將任何復雜的二端口電路轉化為簡單的電壓源與電阻串聯的形式,簡化計算步驟。適用情況:適用于分析電路中某一支路電壓電流而無需計算其他支路的電壓或電流的情況,因為運用此定理轉化電路后,除所求支路沒變化外,其他支路的電路連接情況都有所改變。
解:根據戴維南定理,首先求兩端的開路電壓uoc,斷開待求支路,得圖4(a),因為開路,所以ix=0,uoc=12*3=36v(控制支路ix=0,所以受控源的響應為0);然后求內阻r,由于電路中包含受控源,所以我們需要在端口加上電壓u,用加壓求流法求內阻r,對圖4(b)運用全歐姆定律有:(5+3)ix+4ix=u,由r=u/ix=12ω;最后將所斷開支路接到等效電路(如圖4(c))中運用全歐姆定律進行求解,有36+12ix=48,解得ix=1a。
3.總結
通過上面三種方法的學習和比較,我們發現電路分析的方法相當靈活,只要分析的正確,都能得到最終的答案,但是其中解題的過程和復雜程度卻不盡相同。那么我們怎樣才能從各種各樣類型的題目中找到合適的解題辦法呢,要學會這個技巧首先要熟悉各種分析方法的特點和適用范圍,他們既互相聯系,又互相補充。通過對以上三種方法的比較和學習,再配以適當的練習和實驗,可使學生較為牢固的掌握直流電路的基本內容,為后面幾章的內容打下堅實的基礎。
參考文獻:
[1]電路基礎典型電路分析方法研究.《科技與企業》雜志 2011年11月(上).
[2] 邱關源主編:《電路》,高等教育出版社.
感生電流干擾
這是音響工程中遇到最多的情況。每一件器材的金屬外殼、信號線都會產生很多感生電流。在正常音頻系統連接關系的設計中,已經充分考慮了消除此感生電流的方法。但需要我們在施工中正確認識并加以利用,才能很好的消除。
一般音頻器材在設計輸入輸出阻抗時,將輸入阻抗設計得較高,如調音臺、周邊或功放為20KΩ平衡輸入或10KΩ不平衡輸入,話筒輸入2KΩ左右,而輸出阻抗則較低,多數為100Ω,功放輸出為2-16Ω。這么設計是為了很好的利用電路中的共振現象來調整信噪比。當線路中有共振現象時,信號輸出為最大值,雖然信號得到了最大值,但噪也提高了。電子產品本身的本底噪聲值是相對固定的。只要后級設備接收到的信號有效值電平中的噪聲值低于它本身的本底噪聲值,那么可以認為這個信號是沒有噪聲的。然后利用放大器電路將信號放大則完成了接口電路的工作。功放輸出采用低阻是因為最后一級中已經沒有放大線路了,這時無論是共振還是感應到的干擾電流都不足以推動揚聲器運動,因此音箱線是采用無屏蔽結構的材料。
理解了接口阻抗的關系,我們就必須按照專門的接口來正確連接器材。正常信號線采用兩芯雙絞屏蔽線。一般的連接有三種方式。一是采用卡龍母插頭對卡龍公插頭,二是采用兩芯插頭對兩芯插頭,三是不規范的轉換連接,如卡龍母插頭對兩芯插頭。也有器材全部用三芯接口,但利用插座的內部彈片完成平衡到不平衡的轉換的。
因為輸入阻抗遠遠大于線路阻抗,因此信號線的粗細對信號質量影響不大。但需要關注的是信號線屏蔽層的連接關系。有些設備特別是功放器都有一個轉換開關,是懸浮地和真大地的轉換。開關撥到懸浮地表示信號插頭的接地端是與機器外殼分離的:撥到真大地連接時,表示信號插頭的接地端是與機器外殼連接到一起的。在大型工程中,接地點的設計往往成了系統噪聲影響的關鍵。
一般小系統中器材較少,受環境電磁干擾較少,而且不能得到很好的地線連接,如接地電阻過高,與其他燈光設備共用一個接地點時,可以采用懸浮地連接。即將所有接地開關撥向懸浮地,并將電源插頭中的地線去除。
當系統有較多器材時,就有必要考慮利用真大地來增強器材整體的屏蔽作用了,并且要考慮等電位接地的工作。如果要接地,為了避免各級接地線路間的壓降,使器材外殼有一個盡量接近的電位,接地線路一定要夠粗。如果不能保證,那么將各器材間接地點各取一條線,在機柜底部接地點進行單點接地。然后將這個接地點與配電柜接地點連接。
工程設計及施工不合理造成的噪聲
大型工程中,設計不合理造成的噪聲也很多。比如將硅箱和供電線路距離調音臺、周邊等距離太近(特別是調音臺,因為它是系統最前端,對弱信號放大量較大):在周邊功放柜中疊裝了燈光供電設備:機柜中強電線路與信號弱電線路分布在一起:長距離布線時將信號線與電源線放在一個線槽(距離太近)等等。
施工不合適也會導致噪聲。包括焊接不良的現象,工程中甚至會出現廣播的聲音。一般為了不將各級器材感應到的電流疊加而增加整體的噪聲,在焊接連接頭時就需要考慮單向屏蔽,即屏蔽層只與上級設備連接,而不與后級設備連接。例如,輸出端為卡龍母頭時,1腳焊接的屏蔽層需要與接外殼的焊片焊接,而末端為卡龍公接頭時,根本就沒有這個焊接片:如果是兩芯對兩芯連接時,則前級信號線的白色和屏蔽層焊接到地端,后級接頭將屏蔽層剪斷,紅色接熱端,只將白色線連接到插頭地端,最大程度減少外部電磁干擾。
四.設計與施工中的預防方案
以某一大型綜合項目為例。
某個酒店大型綜合音視頻工程,有多功能演繹廳,專業會議廳,多間卡拉0K包房,并且有網絡點歌系統,每間包房和演繹廳、會議廳均可以播放閉路電視。演繹廳有獨立的功放房、耳光室、硅箱房。每個項目間距離都超過100米。除了每個子項目獨立的功能,還需要將多功能演繹廳和專業會議廳的信號交互傳輸,將多功能廳演出節目的音視頻信號傳輸到每間包房。
在實際調試中,各項目獨立工作則正常,只要信號一連接就出現電噪聲。
工程設計要點:
此工程中演繹廳最為復雜,因此工程設計以它為核心。
(1)除了滿足功能要求設計,這里需要特別考慮的是工程設計。因為各項目間要聯網,因此所有的音頻系統必須使用同一相電供電,包括所有的包房系統、閉路電視系統、視頻監控系統等。
(2)演繹廳燈光供電回路采用單獨供電,與音響系統取不同的零線和地線:
(3)演繹廳音響系統采用兩臺穩壓器穩壓,前級設備和功放分別配備合適功率的產品,并一定采用相同相位:
(4)各系統間線路盡量使用好的屏蔽線,如采用雙層屏蔽線材(除了錫箔屏蔽外,還有兩層屏蔽網),各線路布線按照同一流向同一單獨金屬線槽(管)的方式布線,可以不同流向的信號線先穿獨立鐵管,然后放在一個總線槽內:
(5)總電源線和燈光輸出線盡量遠離音視頻弱電線槽,并有獨立強電槽:
(6)電腦燈和數字硅箱控制線走獨立線管:
(7)各線槽間接口必須穩定連接,采用螺絲或鉚釘可靠導電方式連接。如果不能確定,則需要用接地排線連接:
(8)因為閉路電視在大樓輸入端有接地,因此末端分配器一定要進入等電位接地回路。
(9)機房接地點設計合理:總控室、功放房、其他會議室音頻信號接地點接地電阻小于1Ω,硅箱房燈光接地點接地電阻小于4Ω。
(10)各線槽按照不同功能要求接地。音頻系統的接音頻地,燈光系統的接燈光地:
(11)連接線按照單點接地方法焊接:
(12)若電腦燈和電腦變色燈數量教多,而且采用一臺控制臺來控制,則需要在燈光架處安裝信號分配(隔離)器,或者采用無線信號發送接受器:
(13)電腦點歌服務器與包房工作站之間必須采用非屏蔽五類線或六類線:
(14)視頻設備(數字快球或數字解碼器)與控制器之間采用屏蔽雙絞線連接,但屏蔽層只連接控制鍵盤一端,視頻設備間不接屏蔽層:
(15)演繹廳機房送到包房的信號線采用雙層屏蔽線穿金屬鐵管方式,兩端鐵管分別良好接地,信號線單點接地平衡傳輸:
(16)如果視頻器材產生電磁干擾,可以考慮用雙絞線傳輸器傳輸視頻信號,采用帶屏蔽雙絞線傳輸,但屏蔽層單點接地:
有了以上工程設計的要求,并且嚴格執行,系統中的電源干_就會得到很好的控制。只要嚴格施工,并且細心檢查,就能根除音頻系統中的噪聲問題。
五.名詞解釋
1.樂音與噪音
有人定義音樂作品中所使用的音稱為樂音(musical tone),其余皆稱為噪音(noise):也有人定義鋼琴鍵盤上一個周期所包含的十二個鍵為“樂音”,其余為“噪音”:也有不少書籍定義“樂音”為震動有規則的音響,“噪音”為震動無規則的音響。
(1)白噪聲
白噪聲(white noise),整個音頻頻率范圍內,功率密度譜均勻分布且等比例寬度的能量相等的一種噪聲,換句話說,此信號在各個頻段上的功率是一樣的,由于白光是由各種頻率(顏色)的單色光混合而成,因而此信號的這種具有平坦功率譜的性質被稱作是“白色的”,此信號因此也被稱作白噪聲。一般用于測試音響設備的頻率響應等特性。
(2)粉紅噪聲
粉紅噪聲(Pink Noise),是一種頻率覆蓋范圍很寬的聲音,低頻能下降到接近OHz(不包括OHz)高頻端能上到二十幾千赫,而且它在等比例帶寬內的能量是相等的(誤差只不過0.1dB左右)。比如用1/30ct帶通濾波器去計算分析,我們會發現,它的每個頻帶的電平值都是相等的(2/3oct、1/6oct、1/12oct也是一樣),這就是為什么在測試聲場頻率特性中要用粉紅噪聲作為標準信號源的原因,也是一種隨機測試信號。這種信號隨著頻率每升高一個八度,信號強度就衰減3dB,由于人耳對音量的感受是對數型的,所以“粉紅噪聲”這種每升高一個八度、強度就衰減3dB的特性,在人耳里聽起來反而感覺每個頻段的音量大小都是一致的。
(3)楞次定律
楞次定律,是確定感應電動勢(感應電流)方向的定律。
定律內容一般表述為:閉合回路中感應電流(感應電動勢)的方向,總是使它產生的磁場去阻礙引起感應電流(感應電動勢)的磁通量的變化。當通過回路的磁通量增大時,感應電流的磁場與原磁場方向相反:當通過回路的磁通量減小時,感應電流的磁場與原磁場方向相同。當磁體與線圈由于相對運動產生感應電流時,用楞次定律判定出的感應電流方向總是起阻礙相對運動的作用。我們可把楞次定律表述為:感應電流的效果總是反抗引起感應電流的原因。楞次定律符合能量轉化與守恒定律。
楞次定律是判定感生電動勢(感應電流)方向的普遍定律。楞次定律判定的對象是閉合回路,適用于一切電磁感應現象。
(4)能量守恒定律
定律內容:能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉化為別的形式,或者從一個物體轉移到別的物體,在轉化或轉移的過程中其總量不變。
(5)基爾霍夫定律
基爾霍夫定律闡明了集總參數電路中流入和流出節點的各電流間以及沿回路的各段電壓間的約束關系的定律。1845年由德國物理學家G.R.基爾霍夫提出。集總參數電路指電路本身的最大線性尺寸遠小于電路中電流或電壓的波長的電路,反之則為分布參數電路。基爾霍夫定律包括電流定律和電壓定律。
基爾霍夫電流定律(KCL):任一集總參數電路中的任一節點,在任一瞬間流出該節點的所有電流的代數和恒為零,即:就參考方向而言,流出節點的電流在式中取正號,流入節點的電流取負號。基爾霍夫電流定律是電荷守恒定律在電路中的體現。
基爾霍夫電壓定律(KVL)是描述回路中各支路(或各元件)電壓之間關系的。KVL的基本內容為:在集總電路中,任何時刻,沿任意閉合路徑各段電路電壓的代數和恒等于零。即:u=O。這是由能量守恒定律得到的。
(6)歐姆定律
歐姆定律,是計算電路導體中電流與電壓的關系的定律。定律內容一般表述為:在同一電路中.導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電流成反比。
一、規律教學在物理教學中的意義
中學物理是一門以觀察和實驗為基礎、以探究物理規律并應用物理規律為目的的學科。物理規律(包括定律、定理、原理和定則等)是物理現象、過程在一定條件下發生、發展和變化的必然趨勢及其本質聯系的反映。它是中學物理基礎知識最重要的內容,是物理知識結構體系的樞紐。因此,規律教學是中學物理教學的中心任務。
物理規律教學是物理教學的根本方法之一。教學實踐證明:只有重視物理規律,才能有利于掌握物理知識,提高思維能力、探究實踐能力、自主學習能力和分析問題總結規律的能力,還可以激發學生學習物理的興趣。這對全面提高物理教學質量有著重要的意義。
二、物理規律的類型
1.實驗規律
物理學中的絕大多數規律,都是在觀察和實驗的基礎上,通過分析歸納總結出來的,我們把它們叫做實驗規律。如歐姆定律、焦耳定律、電磁感應定律、阿基米德原理、功的原理等。
2.理想規律
有些物理規律不能直接用實驗來證明,但是具有足夠數量的經驗事實。如果把這些經驗事實進行整理分析,去掉非主要因素,抓住主要因素,推理到理想的情況下,總結出來的規律,我們把它叫做理想規律。如牛頓第一定律。
3.理論規律
有些物理規律是以已知的事實為根據,通過推理總結出來的,我們把它叫做理論規律。如能量守恒定理是根據能量相互轉化和轉移推導出來的。又如萬有引力定律是牛頓經過科學推理而發現的。
三、如何上好規律課
在物理規律的教學過程中,不僅要讓學生掌握規律本身,還要對規律的建立過程、研究問題的科學方法進行深入了解和親身體驗,更重要的是讓學生知道如何應用規律來解決具體問題。為此,對不同的物理規律應采用不同的教學方法。
1.創設情境,激發興趣,培養學生良好的學習聽課習慣
例如,在講氣化和液化時,用手指沾水(或酒精)在黑板上寫“同學們好”,不一會兒水干了,提問:“水到哪兒去了?”學生觀察現象,思考解答問題,得出蒸發的概念。用創設的情境引入蒸發,學生感到自然,容易接受,更易激發學習興趣,學生會很認真地聽課。教師強調觀察什么、思考什么,這樣可以培養學生良好的學習聽課習慣。
2.設計方案,經歷探究,體驗過程,在過程中培養學生的創造性思維和動手能力
弄清物理規律的發現過程,實驗規律都是經過多次觀察和實驗,進行歸納推理得到的。理想規律都是由物理事實,經過合理推理而發現的。理論規律是由已知規律經過理論推導而得到的新規律。實驗規律的教學方法:
(1)探索實驗法――尋找物理規律
探索實驗法就是根據某些物理規律的特點,設計學生分組實驗,讓學生通過自己做實驗,總結出有關的物理規律。
(2)驗證實驗法――加深物理規律的理解
驗證實驗法是采用證明規律的方法進行教學,從而使學生理解和掌握物理規律。具體實施時先由教師和學生一起提出問題,將物理規律直接告訴學生,然后教師指導學生并和學生一起通過觀察分析有關現象、實驗結論,驗證物理規律。
(3)演示實驗法
演示實驗法就是教師通過精心設計的演示實驗,引導學生觀察,根據實驗現象,師生共同分析、歸納,總結出有關的物理規律。
3.總結概括,感知規律,通過規律教學,讓學生形成物理知識體系
4.物理規律往往都是在一定的條件下建立或推導出來的,只能在一定的范圍內使用,超越這個范圍,物理規律則不成立,有時甚至會得出錯誤結論
在物理理論規律教學中,要引導學生注意物理規律的適用范圍,使他們能夠正確使用物理規律解決實際問題。
5.在規律教學中,要指導學生運用物理規律去分析和解決具體的物理問題,在使用中進一步加深對物理規律及其物理意義的理解,通過反饋進行矯正知識
6.延伸遷移,舉一反三,開拓創新,鞏固提高
一 閉合電路中的四個功率
1 電源的功率:是描述閉合電路中電源把其它形式的能轉化為電能快慢的物理量。它在數量上等于總電流I與電源電動勢E的乘積,即P=IE
2 電源的輸出功率:是指外電路上的電功率,它在數量上等于總電流I與路端電壓U的乘積。P出=IU
3 電源內部損耗的功率:指內電阻的熱功率,即P內=I2r
4 電源外部損耗的功率:指外電阻的熱功率,即P外=I2R
二 四功率之間的關系
1 根據能量守恒定律可得P=P出+P內
2 對于純電阻電路P出=P外
3 對于非純電阻電路P出≥P外
可見無論是純電阻電路還是非純電阻電路都滿足輸出功率和熱功率的基本定義,而區別在于電源的輸出功率和外電阻的熱功率的關系。對于純電阻電路而言兩者相等,對于非純電阻電路而言兩者不等。
下面就純電阻電路的輸出功率做進一步的討論:
由上式可以看出,當外電阻等于電源內電阻時(R=r),電源輸出功率最大,其最大輸出功率為E24r
當R〉r時,隨R增大P出減小,隨R減小,P出增大
當R〈r時,隨R增大P出減小,隨R減小,P出減小,如下圖所示:
(因為歐姆定律P=UR只適用于純電阻電路,所以公式P=U2R只適用于純電阻電路,既可以用來求電源的輸出功率,也可以用來求外電阻的熱功率。)
二 電源效率
電源的效率是指電源的輸出功率與電源的功率之比,即
(純電阻和非純電阻電路均適用)對純電阻電路,電源的效率為
由上式看出,外電阻越大,電源的效率越高。
當R=r,P出=P出m4x時,η=50%。
外電阻短路即R=0,η=0;
外電路斷開時,電源不工作,η=0。
三 典型例題分析
1 如下圖所示電路中,已知電源電動勢E=3V,內電阻r=1Ω,R1=2Ω,滑線變阻器R的阻值可連續增大,求:
(1)當R多大時,R消耗的功率最大?
(2)當R多大時,R1消耗的功率最大?
分析與解答:在求R消耗的最大功率時,把R1歸入內電阻,當R=R1+r時,R消耗的功率最大;但在求R1消耗的最大功率時,因為R1為定值電阻,不能套用上述方法,應用另一種思考方法求解,由P1=I2R,可知,只要電流最大,P1就最大,所以當把R調到零時,R1上有最大功率。
解:(1)把R1歸為內阻,當R=r+R1=3Ω時,R消耗功率最大,
(2)由P1=I2R可知,當I最大時,P1最大,要使I最大,則應使R=0。 當R=0時,消耗的功率最大。
電源的輸出功率最大時外電阻的功率不一定最大。外電阻等于內電阻時電源的輸出功率最大,當外電阻不能等于內電阻時越接近內電阻電源的輸出功率最大。判斷外電阻的功率最大時要靈活運用"歸內法"和"電流最大法"。
2 有一起重機用的是直流電動機,如下圖所示,其內阻 ,線路電阻 ,電源電壓 ,電源內阻忽略不計。伏特表的示數為110V,求(1)通過電動機的電流;(2)輸入到電動機的功率;(3)電動機的發熱功率 ,電動機輸出的機械功率。
分析與解答:電源的內阻忽略即不計內電阻的焦耳熱,P內=I2r=0。
(1)電動機為非純電阻,所以不能直接應用歐姆定律求其電流,可是我們看到R和電動機是串聯關系,兩者的電流相等。可以通過求流過R的電流來求本題的第一問。
(2)輸入到電動機的功率也就是我們上面討論的電源的輸出功率:P入=UI=110×4W=440W
(3)電動機的熱功率為電動機的內阻所消耗的熱功率:Pm=P入-Pr=(440-12.8)W=427.2W
結論:①電功 W=IUt和焦耳熱Q=I2Rt,兩者并不一定相等。
(1)對純電阻電路(只含白熾燈、電爐等電熱器的電路)中電流做功完全用于產生熱,電能轉化為內能,故電功W等于電熱Q;這時W= Q=UIt=I2Rt。 轉貼于
(2)對非純電阻電路中的能量轉化,電能除了轉化為內能外,還轉化為機械能、化學能等。即W=Q+E其它。
練習:1、一盞電燈直接接在恒定的電源上,其功率為100W,若將這盞燈先接上一段很長的導線后,再接在同一電源上,在導線上損失的電功率是9W,那么此時電燈實際消耗的電功率將()
A.大于91W B.小于91W
C.等于91W D.條件不足,無法確定
②理發用的電吹風機中有電動機和電熱絲,電動機帶動風葉轉動,電熱絲給空氣加熱,得到熱風將頭發吹干。設電動機線圈電阻為R1 ,它與電熱絲電阻值R2 串聯后接到直流電源上,吹風機兩端電壓為U,電流為I消耗的功率為P,則有( )
A.P=UIB.P=I2(R1+R2)
C.P〉UID.P〉I2(R1+R2)
答案:1B 2AD
例1(2010年安徽卷)實際的電源都有一定的電阻,如干電池,我們需要用它的電壓U和電阻r兩個物理量來描述它,實際計算過程中,可以把它看成是由一個電壓為U、電阻為零的理想電源與一個電阻值為r的電阻串聯而成,如圖1所示:
在圖2中R1=14 Ω,R2=9 Ω,當只閉合S1時,電流表讀數JI=0.2A;當只閉合S2時,電流表讀數I2=0.3A,把電源按圖1中的等效方法處理,求電源的電壓U和電阻r。
解析 這道題以高中閉合電路的歐姆定律為背景,要求初中學生去解答,學生只要認真理解試題中提供電源的相關信息,再利用初中知識:串聯電路電流、電阻特點、歐姆定律,就能順利解題。
教學銜接啟示 高中物理教學要找出初、高中知識的結合點,所謂知識的結合點,就是指初三和高一都涉及的,但內容在深度、廣度上有所不同的知識,教師在備課時應分析高、初中的知識點,找出兩者間的結合點,從結合點展開教學,學生自然感到順理成章,也容易理解和掌握,例如人教版高中物理必修l第三章第二節《彈力》教學,學生在初中時對壓力、支持力、拉力已有初步的了解,這便是知識的結合處,所以,在上這節課時可以不直接從彈性形變入手來介紹彈力,而從對壓力、支持力、拉力的認識來引入,教師用多媒體在屏幕上演示放在桌上的書對桌面的壓力和桌面對書的支持力,分析力產生的原因,從而引出形變的概念,講清彈力產生的條件,最后做微形形變實驗,得到只要物體之間存在著接觸并產生擠壓作用,必然會產生形變的結論,從而形成彈力的概念,這樣教學,在高、初中知識之間搭建一個“引橋”,減緩了知識的坡度,促進學生對高中知識的同化和順應,另外,像第四章牛頓第一定律、牛頓第三定律,第七章功、功率、重力勢能等知識點都是存在知識的結合處,只要教師深入挖掘分析,一定會給初、高中物理教學銜接帶來益處。
例2(2007年汕頭市卷)圖3是法拉第發明的能夠產生持續電流的機器——發電機,金屬圓盤可以看成是由無數根長度等于圓盤半徑的導線組成的,金屬圓盤在磁極間不斷轉動,每根導線都在做切割磁感線運動,從而產生持續的電流,某校探究小組仿制了這個發電機裝置(如圖4),對影響電流大小的因素進行如下探究:
①當圓盤轉速增大時,電流表指針偏轉增大,說明電流大小跟______有關;
②保持圓盤轉速不變,換用一個半徑更大的金屬圓盤,發現電流表指針偏轉更大,說明電流大小還跟______有關;
③保持圓盤轉速不變,換用_______,發現電流表指針偏轉更大,說明電流大小跟磁場強弱有關,
解析
這道題是以高中知識法拉第電磁感應定律為背景,以圖片的形式向學生介紹法拉第發明的發電機,引導學生沿著科學家的足跡,仿制發電機探究感應電流(電動勢)的大小跟什么因素有關。
教學銜接啟示 高中物理教學要適當滲透物理學史,“物理學發展史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地,這塊寶地很值得我們去開墾,這些精神財富很值得我們去發掘,”高中物理教學引入物理學史,除了能使學生掌握扎實的知識與技能之外,最重要的是能激發學生學習物理的興趣、培養學生學習物理的情感、掌握學習物理的科學方法、激勵學生自主探索的精神,高一新生不適應物理教學,正與學生學習興趣不濃厚、缺乏自主探索精神有很大關系,因此,在高中物理教學中,適當滲透物理學史,這將有助于學生完成初中到高中的物理銜接。
例如人教版高中物理必修1第二章第四節《自由落體運動》的教學,如果僅按教材的邏輯順序“自由落體運動的定義、自由落體運動的加速度、自由落體運動的規律”來展開教學,這無疑已失去了物理學史的本來面目,失去了有聲有色,波瀾壯闊的科學斗爭的歷史光輝,使學生容易失去興趣,如果按照物理學史客觀發展順序提出問題,幫助學生揭示出科學探究的一般程序:觀察一猜想、假設一實驗驗證一修正推廣,使學生感受到物理知識并不是那么難以理解,而是非常親切、具有真實感,同時受到科學的思維方法的熏陶,促進學生從“被動思考、獲得知識”向“積極思考、勇于探索”轉化,獲得真正的智慧。
高中物理教材提供了許多物理學史方面的內容,為滲透物理學史教育提供了方便,教學時可以根據實際需要進行適當增減,當然,在課堂教學中引入物理學史,應抓住重點、言簡意賅,切記喧賓奪主、主次顛倒,才能真正起到事半功倍的教學效果。
在高中滲透物理學史,除了上述課堂教學滲透方式外,還可以在作業中滲透,如學完牛頓第一定律以后,可布置作業:閱讀課文、查閱資料或網站搜索完成表1,并思考各位物理學家的貢獻。
例3(2004赤峰市卷)實驗可以得出:在溫度不變時,導線的電阻跟它的長度成正比,跟它的橫截面積成反比,寫成公式為:R=ρl/S,其中R表示導線的電阻,z表示導線的長度,s表示導線的橫截面積,ρ是比例常數,叫電阻率,不同材料的ρ不同。
現有一段粗細均勻的細電阻絲,用你在初中物理實驗中使用過的儀器和掌握的實驗方法,如何用公式R=ρl/s測這段金屬絲的電阻率ρ?
要求:(1)寫出實驗步驟;(2)直接寫出p的表達式,(為簡單,每個要測的量只測一次,需畫電路圖的要畫出。)
解析 這道題是以高中知識電阻定律為背景的較復雜的間接測量型實驗題,要求學生運用數學知識進行公式推導、得出測量原理,根據使用過的儀器和實驗方法即可作答。
由于這道測量型實驗涉及測量物理量較多,測量方法多是間接測量,再加上要進行數學推導運算,所以解答此題有一定的難度。
教學銜接啟示 初中教學要注重基礎知識和基本技能,培養數學解題能力,初中教材內容要求學生了解、知道的多,理解的少;定性多、定量少,而高中則要求學生理解應用多、定量研究、數學工具與技巧的應用多,因此,升入高一的學生不能適應高中物理教學則在所難免,知識是遷移的大道,在初中物理教學中注重基礎,在部分定量計算中有意識培養數學能力,對初、高中物理教學銜接會起到促進作用。
注重基礎知識,就要讓學生深刻理解物理基本概念和基本規律,例如速度、密度、機械效率、杠桿的平衡條件、歐姆定律等都是初中階段的重要概念和規律,要重視這些概念和規律的建立過程,知道它們的由來,二是要讓學生弄清每一概念的內涵和外延,在掌握物理規律和表達式的同時,還要明確公式中量的意義和單位、適用條件、應用時的注意事項、使
學生掌握初中階段物理學科完整的基礎知識,真正培養學生的物理思維能力。
注重基本技能,尤其要重視測量型實驗的技能,實驗是物理學的基礎,物理量的測量是實驗活動的基本內容和最大量的工作,在測量性實驗中,熟悉各種儀器及儀表的操作規則是實驗的基礎,明確實驗原理和實驗的基本方法是重點。
初中物理常用的測量工具有八種,分為兩類:一類是直讀式的測量儀器,如刻度尺、溫度計、彈簧測力計、量筒(量杯)、秒表、電流表、電壓表,一類是比較式的測量儀器,天平,在這些測量工具(量杯除外)中,其相鄰的刻度之間的長度與相關物理量之間都成線性關系,有其共同的特性,在使用這些測量工具時,教師應有意識地引導學生去綜合、對比,注意它們的單位、量程、最小分度值,讓學生養成以刻度的分度值為基礎的觀察力。
在物理測量實驗中,根據測量原理(思路)及運算難度,將測量方法分為三種:(1)直接測量,如用天平測固體質量;用電壓表測電壓等,(2)簡單間接測量,如用刻度尺測量規則物體的體積;用電壓表、電流表測電阻等,(3)復雜間接測量,如上述例3。
培養數學解題能力,首先要培養學生的基本計算能力,如指數運算、密度、速度復合單位之間的換算等,其次要培養學生把物理問題轉化為數學問題的能力及運用數學知識對物理問題進行分析、計算的能力,如初中液體內部壓強規律、浮力公式、并聯電路的總電阻等的推導雖然不是中考的內容,但也要讓學生經歷推導過程,因為是培養運用運用數學知識解決物理問題的最佳時機。
例4(2006年宿遷市卷)物體只在重力作用下由靜止開始下落的運動,叫做自由落體運動,這種運動只在沒有空氣的空間才能發生,在有空氣的空間,如果空氣阻力的作用比較小可以忽略,物體的下落也可以近似地看作自由落體運動,為了探究自由落體運動快慢與哪些因素有關,小明有如下猜想:
猜想一:物體下落的快慢與物體的材料有關:
猜想二:物體下落的快慢與物體下落的高度有關:
猜想三:物體下落的快慢與物體的質量有關,
為驗證猜想的正確性,幾位同學用三個金屬球做了一系列的實驗,實驗數據記錄如表2:
(1)為驗證猜想一:應比較實驗序號______和______,結論是:_______。
(2)請你幫助小明驗證猜想三:
①器材:0.5 kg的鐵球A、1 kg的鐵球B和皮尺,還需要的器材是_____;
②實臉步驟:
③結論:
(3)小敏同學也對這個問題進行了研究,她讓兩片完全相同的紙(一張平展,另一張對折)同時從三樓由靜止開始下落,她發現兩片紙______(填“同時”或“不同時”)著地,此下落過程一中兩片紙作的_____(填“是”或“不是”)自由落體運動,因為______。
解析 這道題是以高中知識自由落體運動為背景的探究性實驗題,重點考查探究實驗中控制變量法及運用控制變量法進行設計實驗、通過實驗數據歸納分析實驗結論的能力,這道題是考查探究要素比較全面的中考題。
教學銜接啟示
初中教學要注重探究性實驗,培養思維能力,初中物理以直觀教學為主,所以初中學生物理知識的獲得是建立在形象思維基礎上的;而高中較多的是在抽象思維的基礎上進行概括,在學生思維活動中呈現的是經過抽象概括的物理模型,因而升入高一的學生在自身的思維能力上出現臺階,初中物理教學要以探究性實驗為切入點,培養學生思維能力,對初、高中物理教學銜接起到重要作用。
一、夯實基礎
考試說明中要求的五種能力(理解能力、推理能力、分析綜合能力、應用數學處理物理問題的能力、實驗能力)的培養和形成,無一不是以掌握基本概念和基本規律為基礎,只有真正打好基礎才能全部提高能力。同時,注重基本知識的考查也是高考的重要考查內容之一。高考對基本物理概念和規律的考查,并不是單純考查這些概念和規律本身是什么,而是考查學生對這些概念和規律的理解程度,是否真正理解了這些概念和規律,是否知道這些概念和規律的實質,是否理解這些概念和規律的適用范圍,等等。這些概念和規律覆蓋了高中物理的全部內容,學生掌握了這些基本內容就基本具備了進入高校深造的條件,因此在高三物理總復習教學中必須切實地注重基本知識和基本規律,夯實基礎。
二、加強實驗
高考物理一貫重視對實現能力的考查,實驗試題的比例保持在13%左右。目前,高考物理實驗考查的內容包括三個方面:第一,《考試說明》中規定的學生實驗;第二,比較重要的演示實驗;第三,比較新的簡單的實驗情境,考查考生運用所學實驗知識解決新問題的能力。這些內容包括儀器的使用和讀數、實驗原理、實驗方法和步驟、實驗結論和數據處理方法,對影響實驗正確性的原因作定性判斷。高考試卷中實驗命題的原則是通過筆試的方法來鑒別實驗能力的高低,是否真正做過實驗;對實驗的考查已從簡單的實驗知識記憶轉向考查實驗的思想、方法和原理的理解。針對高考試卷中實驗考查的轉型,我們在物理總復習中必須切實重視物理實驗復習,不僅要重視實驗知識內容的復習與鞏固,而且要重視實際操作技能、實驗的思想、方法和原理的鞏固和提高,最重要的措施是必須讓學生親自動手做實驗。
三、少講精練
少講、精練,給學生充分的時間去思考,充分激發學生學習的內在動力,使學生養成主動參與,積極思考的良好學習習慣。我們要十分注重精選例題,多講些一題多變、一題多解的高考真題。在選題時,教師要緊緊圍繞課時復習目標,使基礎知識、基本技能、基本方法、基本思想、解題規律重復出現。這符合學生的認識規律,有助于學生掌握問題的來龍去脈,縮短從模仿到靈活運用的過程,能深深烙在學生的腦海中。針對易錯易混的地方,可搞易錯易混專項訓練。為強化重難點,可搞重難點歸納訓練題。為提高學生的審題能力和靈活分析問題、解決問題的能力,在訓練中可專找一些概念性強、隱蔽性強、靈活性強、文字說明多的小靈活題、小綜合題,做專項訓練。針對學生聯系能力差和建模能力差的問題,可搞一些聯系實際的熱點問題進行訓練。為提高學生的審題能力,可要求學生細讀題、慢審題,在題眼和信息點上,在重點詞句上作記號。對于答題規范性方面,在平時的教學中應給學生示范最規范的解答過程,在考試中,無論是校內考試還是校際聯考,都要嚴格評分,寧嚴勿松,使學生養成規范答題的好習慣。要求學生答題步驟不能跳躍過大,書寫不能潦草,中間結論表達式要寫,等等。對每次測驗和練習,都堅持認真批改,全面統計。為發揮學生的學習自主性,還要求學生對自己做錯了的習題,先認真思考,仔細閱讀解答,然后大家共同選好需要教師講評的題號。這樣講評更具針對性,課堂教學的效率更高。
四、尋找規律
以高考計算題為例,我認為有如下策略:一是提高審題能力。有三個步驟,第一步,聯想知識,讓這些知識在大腦中處于激活狀態。第二步,建立圖景是審題的中心。第三步,尋找已知量與未知量的關系是審題的關鍵。二是注意計算題的解題格式。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位。計算題的解題格式應寫成詩的語言,而不能寫成散文。將簡要的文字說明,原理、方程式寫成詩的表達形式,既能體現思維,又會給閱卷老師舒服的感覺。寫成散文的形式,顯得凌亂,思維不清,會使閱卷老師印象不佳。三是解題中要注意的問題。對象的選擇:要明確所研究的對象是單一物體還是物體系。要科學地選擇對象,以便能求解出問題或使問題求解方便。過程的選擇:要根據發生過程的時間先后順序有效地選擇過程,要明確是對哪一過程進行研究,是對單一過程進行研究,還是對全過程進行研究。方法的選擇:要根據所研究的對象及其過程,科學地選擇規律來建立方程。解方程的問題:先進行文字求解,找出要求量的文字表達式,最后帶數字進行計算。四是解題方法的選擇。守恒法:運用動量守恒與能量守恒求解。定理法:運用動量定理與動能定理求解。定律法:運用牛頓運動定律、歐姆定律、法拉第電磁感應定律求解。公式法:運用力學與電學中的其它公式求解(巧用公式)。圖像法:運用S-t、V-t圖像進行求解。結論法:非常重要的常見的二級結論可以作公式。
五、回歸課本
〔中圖分類號〕 G633.7
〔文獻標識碼〕 C
〔文章編號〕 1004―0463(2008)08(B)―0064―01
物理學是研究物質最基本、最普遍的運動形態及其規律的科學。觀察和實驗是物理學研究的基本方法,是獲得感性材料,探索物理規律的基本手段。實驗有助于學生加深對基礎知識的理解,有助于發展思維能力,特別是在由應試教育向素質教育轉軌的今天,加強實驗教學,對培養學生能力,提高學生素質具有十分重要的意義。
一、演示實驗的直觀性、可信性
教師在課堂上完成某個物理實驗無疑具有真實性和可信性。但教師要注意實驗中的關鍵過程和實驗結果,一定要在學生共同參與下完成,這樣就要注意到演示實驗應直觀簡單,要有一定的可視度,現象要顯而易見,能充分說明問題。
二、實驗數據的客觀性和實驗構思方法的教育性
任何實驗,誤差是難免的,尤其是演示實驗所用的儀器一般都比較簡單,所以在進行演示實驗的測量時應該嚴肅認真,既不能避談誤差,也不能弄虛作假,教師應向學生說明存在誤差以及造成誤差的原因,這樣有利于培養學生實事求是的科學態度。
對學生進行實驗構思方法的教育是現行中學物理教學的薄弱環節。在教學中,教師要結合教材講一些科學技術發展史,讓學生思考當年科學家曾經探討過的問題,從而使學生了解前人探索真理的足跡,能激發學生的學習熱情,使學生在方法論上得到啟示,從事物原形上得到借鑒,弄清事物的來龍去脈。
了解實驗的構思方法,對培養學生自覺的創造性和獨立工作、獨立實驗的能力是很有好處的。如,歐姆定律是用控制變量的方法研究出來的。
三、演示實驗的主體作用
演示實驗教學,不能只是讓學生看看表演,活躍一下課堂氣氛,而應充分調動學生學習的主動性,發揮學生的主體作用。
1.將演示實驗做成師生共同進行的探究實驗
讓學生以“小科學家”的身份重新探究這些基本知識,成為科學知識的主動探索者。教師的主導作用是以課本知識作為基本內容,用科學家探索客觀規律的方法,充分調動學生的主觀能動性,發揮學生的主體作用,進行“再發現”。
對于探索物理規律的演示實驗,我們采用的主要教學程序是:教師提出探索課題引導學生進行“猜想”學生設計實驗方案進行探索學生、教師動手實驗得出實驗數據(或實驗現象等)分析和處理實驗數據得出對應的關系式(或分析實驗現象的變化過程得出結論)推理、概括出物理公式,總結出物理規律,從而驗證“猜想”的正確與否。
如,在教學《探究摩擦力的大小與什么有關》中,我們首先要引導學生聯系生活經驗進行“猜想”。提出問題:(1)滑動摩擦力可能跟壓力的大小有關;(2)滑動摩擦力可能與接觸面的粗糙有關;(3)滑動摩擦力可能與接觸面的大小有關。教師指出,以上只是“猜想”的可能結論,是否正確,還需要通過實驗來驗證和理論上的論證。那么應該怎樣設計實驗來驗證上述“猜想”是否正確呢?這可要用控制變量的實驗方法,接著引導學生從上述實驗目的和實驗方法出發來設計實驗裝置,從而使學生對實驗的設計思想和實驗裝置的原理有了透徹的理解,進而進行實驗,記錄拉力的大小。學生分析數據不難得出正確的結論,從而驗證出猜想(1)(2)是正確的,猜想(3)是錯誤的。
2.將演示實驗變成邊教邊做實驗
采用邊引導邊實驗邊分析的教學方法,使學生由被動地去接受知識變為主動地去獲取知識,真正成為學習的主人。
如,在教學《二力平衡》中,采用邊引導、邊實驗、邊分析、再引導、再實驗、再分析的做法,首先從日常生活中實例出發,提出“什么是二力平衡”的問題,然后讓學生通過實驗從二力平衡現象中尋找二力平衡的條件,實驗過程中教師向學生提出思考性的問題:“兩個力在什么條件下才會平衡?”學生對實驗現象的觀察常常不夠仔細,往往簡單地就作出結論:“二力平衡條件是二力的大小相等,方向相反。”學生總結的這個結論是否正確呢?教師引導學生再仔細觀察下面兩個針對學生的片面結論而設計的實驗來進一步探索。
實驗1:兩個力大小相等,方向相反,分別作用在兩個物體上(用兩個小車拼合在一起來代替原來的一個小車進行實驗)。
實驗2:兩個力大小相等,方向相反,作用在同一物體(小車)上,但兩個力的作用線不在同一直線上。
兩個實驗結果都表明,物體(小車)不會保持靜止狀態,這樣學生通過實驗,自己否定了前面的片面結論。