马虎奎甘肃省临夏回民中学731100
【摘要】为了巩固基础,明确教学目标,突破重点,解决难点,提高高中“闭合电路欧姆定律”的教学效果,使学生掌握基础知识和基本技能,文章对本节课教学做了如下设计,取得了很好的教学效果。
【关键词】物理教学;闭合电路欧姆定律;教学设计;教学效果
中图分类号:G623.5文献标识码:A文章编号:ISSN1001-2982(2019)05-082-01
“闭合电路欧姆定律”安排在高中物理选修3-1第二章第七节,具有承上启下的作用,是对该章知识的全面总结,也是该章其他内容展开的基础,能让学生从部分电路“欧姆定律”的认知上升到“闭合电路欧姆定律”的掌握,又能从静态电路的计算提高到对含电源电路的动态分析及计算。“闭合电路欧姆定律”是功和能的关系在物理学中的重要体现形式,是功能关系学习的素材,在高考中被列为重点考查内容。本节课重点介绍闭合电路的结构、闭合电路中内外电路电势的变化、路端电压和负载的关系。下面,就对“闭合电路欧姆定律”第一课时的教学设计进行论述。
一、创新导入
学生在前面的学习中,掌握和理解了静电力做功与电势差的关系,理解了静电力做功与电势能的转化关系,学会了从非静电力做功的角度来定义电源的电动势。基于对初中物理部分电路欧姆定律学习,学生可以从功能关系的概念演绎到闭合电路欧姆定律理论的学习上来。在课前知识的准备上,电源的电动势这个概念是必须复习的,因为这个概念学生很难接受。教师只有类比电场力做功的公式,才能使学生全面、深刻地理解和掌握。一个电路中如果正电荷沿电路一圈,把这样的电路叫闭合电路,那么闭合电路中非静电力做的功(电源提供的电能)是如何在闭合电路中消耗的呢?在新课的导入上考虑到本节课应用到能量转化和电源的知识,用复习导入效果比较好,因此新课导入复习了以下知识:1)电动势。定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。定义式:E=W/q→W=Eq=EIt。物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小,是表征电源特性的物理量。2)焦耳定律。内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比。关系式:Q=I2Rt。
二、清晰教学过程
(1)关于闭合电路的认识。教师可以展示一个闭合电路,让学生认识哪一部分是内电路、哪一部分是外电路。认识了电路以后,教师就要用学生容易理解的方法教学闭合电路中沿电流方向电势的变化(包括内电路和外电路)。
(2)结合实际生活现象讲解电势变化。儿童滑梯两端的高度差相当于内、外电阻两端的电势差,电源就像升降机,升降机举起的高度相当于电源的电动势。教师可以让学生根据此比喻探究闭合电路中电流与电动势、电阻有什么关系,培养学生的创新精神和实践能力,拉近物理与生活的距离,增强学生的物理学习兴趣。教师可以请一名学生扮演一个正电荷,把学生在整个装置中的运动看成正电荷在闭合电路中的运动,将电势比作高度,这样学生们就很容易接受沿电流方向电势的变化情况了。在教学干电池的电势时,教师可以这样讲解:如果电源是一节干电池的话,在外电路,沿电流的方向电势逐渐降低,在内电路,电源的正负极附近存在着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从低电势移送到高电势处,那么这两个反应层中,沿电流方向电势升中有降。“有降”的原因是在电源内部电流还是要经过导体电阻,故升中有降。
(3)讲解闭合电路的电流方向电势变化。外电路:正电荷受静电力作用,从高电势向低电势运动,沿电流方向电势降落,静电力做正功,电势能减小,电能转化为其他形式的能。内电路:电源内部,非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处,沿电流方向电势升高,沿电流方向电势“升中有降”,非静电力做正功,电势能增加,其他形式的能转化为电能。
三、创设“问题情境”的教学设计具体实践
首先,通过问题的提出激发学生的求知欲。例如:将一个小灯泡接在已充电的电容器两极,另一个小灯泡在干电池两端,会观察到什么现象?并展示生活中的一些电源,演示手摇发电机使小灯泡发光和利用纽扣电池发声的音乐卡片实验,使学生进行思考这些现象出现的原因。通过观察学生会发现手摇发电机是将机械能转化成电能的过程,停止摇动就没有电能,灯泡就不会亮,而干电池、蓄电池是将化学能转化成电能,其化学能能够为干电池提供持续供电的功能,因此小灯泡能够持续发光。然后教师再在这个基础上提出问题:什么是电源的电动势?之后指出电源电动势的概念,帮助学生认识电源的正负极,并画出等效的电路图,利用学生已知的知识,如电势相当于高度,电势差则相当于高度差,这样学生就能够很好的对电势差以及电源电动势的内电压和外电压等概念进行理解了。
其次,在教学中可采用类比、启发、多媒体等多种方法进行教学。教师在课堂教学汇总可借助于多媒体播放flash课件,借助于升降机举起的高度差或者儿童滑梯两端的高度差,帮助学生更好的理解电源电动势。
最后,要通过实验来引导学生进行探究。物理学是一门以实验为基础的科学,观察和实验是提出问题的基础,在实验教学中应鼓励学生观察要细致人微,要善于从实验中发现问题,直观、形象的实验现象能激发学生思考。可以让学生通过实验来探究路端电压与外电阻(电流)的关系,得出路端电压与外电阻(电流)的关系,再从理论上进行分析。然后演示电动势分别为3V和9V(旧)的电源向一个灯泡供电实验,引发学生学习的兴趣,让学习进行讨论,解释现象原因。通过这种方式能够让学生很容易就明白流过灯泡的实际电流不仅与电源的电动势有关,还与电路中的总电阻有关,从而顺理成章的得出闭合电路欧姆定律,完成课堂教学任务。
四、结束语
构建具有“探究性的学习、问题式的教学、合作化的课堂”的课堂教学方式,让学生真正了解自然科学探究的含义,是每一位物理教师的责任。在学习物理基础知识和基本技能的同时,不失机会地体验科学探究过程,学生可以积累科学研究方法,增强创新意识和实践能力。
参考文献
[1]刘小平.关于高中物理“闭合电路欧姆定律”的推导[J].湖南中学物理,2016(06).
[2]何孝福.高中物理“闭合电路欧姆定律”教学设计分析[J].高中数理化,2015(06).