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歐姆定律的表述

前言:想要寫(xiě)出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇?dú)W姆定律的表述范文,相信會(huì)為您的寫(xiě)作帶來(lái)幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫(xiě)作思路和靈感。

歐姆定律的表述范文第1篇

⑴請(qǐng)?jiān)诜礁窦埳袭?huà)出電流隨電壓變化的圖象(應(yīng)為“圖像”,下同)。

⑵分析圖象,可得出什么結(jié)論?

⑶小明在與其他實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)交流時(shí),又得到了電壓為6 V時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表(作者又補(bǔ)寫(xiě)了“表2:U=6V”)所示:分析這些數(shù)據(jù),可得出什么結(jié)論?

說(shuō)明:該題沒(méi)有給出答案。推測(cè)的答案應(yīng)為:

⑴圖像如右所示;

⑵電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。

⑶電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。

淺見(jiàn)1:分析圖像或“表1:R=5Ω ”中的6組對(duì)應(yīng)的3個(gè)數(shù)據(jù),不僅能夠得出教科書(shū)里編寫(xiě)的“結(jié)論”內(nèi)容:“電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比”,而且還可以得出教科書(shū)里沒(méi)有編寫(xiě)的、更具有普遍意義和實(shí)用價(jià)值的如下3條結(jié)論:

對(duì)于同一段導(dǎo)體均有:⑴U=IR;⑵I=U/R;⑶R=U/I=定值!

淺見(jiàn)2:我們強(qiáng)調(diào)“R=U/I=定值”的意義在于:

⑴它能簡(jiǎn)明、正確、完整的“表達(dá)出:某段導(dǎo)體中的I 跟 U 與 R三者之間的定量關(guān)系.”!正如西德5―9(10)年級(jí)(國(guó)民學(xué)校)《物理》課本(塞爾肖夫―烏勞貝爾著、安文鑄譯,文化教育出版社1982.7.第1次印刷本)第189頁(yè)里寫(xiě)的:“在一個(gè)通電導(dǎo)體上的電壓和導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度之比是一個(gè)固定的值(常數(shù)),這個(gè)關(guān)系叫歐姆定律”!眾所周知:歐姆是德國(guó)人!對(duì)照一下我國(guó)物理課本里歐姆定律的條文,應(yīng)該有所質(zhì)疑吧!

⑵在常規(guī)教學(xué)中,人們總把“R = U / I”說(shuō)成是歐姆定律公式“I = U / R”的變形式或稱(chēng)“導(dǎo)出式”。從上面的分析可知:“R = U / I”與“I = U / R”、同樣都是“實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)式”、是并列關(guān)系!“R = U / I = 定值”、更是醫(yī)治“I = U / R,R = U / I(因受“歐姆定律”不科學(xué)表述的誤導(dǎo))R跟U 成正比、R跟I成反比”錯(cuò)誤觀點(diǎn)的靈丹妙藥(注:參看課本第29頁(yè)第6題。歐姆定律的表述,不能丟掉前提條件、只講實(shí)驗(yàn)結(jié)果!正確的表述應(yīng)為:

①“某段電路中的電流,等于這段電路兩端的電壓除以這段電路的電阻”;或簡(jiǎn)化為“電路中的電流,等于它兩端的電壓除以它的電阻”;或“導(dǎo)體中的電流,等于它兩端的電壓與其電阻的比值”。

②假若非“要保留成什么比”,那么歐姆定律內(nèi)容只能這樣表述:“導(dǎo)體中的電流,當(dāng)電阻一定時(shí),跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比;當(dāng)兩端的電壓不變時(shí),跟這段導(dǎo)體的電阻成反比”;或簡(jiǎn)化為“導(dǎo)體中的電流,跟這段導(dǎo)體兩端的電壓與這段導(dǎo)體電阻的比值成正比”;或“導(dǎo)體中的電流,跟它兩端的電壓與其電阻的比值成正比”)。

⑶承認(rèn)“R = U / I”是一條獨(dú)立的科學(xué)結(jié)論,那就為“用伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)原理又提供了一條簡(jiǎn)明的理論依據(jù):勿須再書(shū)寫(xiě)“I = U / R ”(R = U / I)。

淺見(jiàn)3:該探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的最大錯(cuò)誤是:5Ω定值電阻“允許通過(guò)的最大電流是1.5A”!通過(guò)2.4A電流,它將變成P=UI=I2R=28.8w≈30w的電烙鐵啦!此時(shí)溫度對(duì)金屬電阻變大的影響可以忽略不計(jì)嗎?由此可知:“表1:R=5Ω ”里的6組對(duì)應(yīng)的的數(shù)據(jù),純屬憑空想象填寫(xiě)的,根本不是真實(shí)的實(shí)驗(yàn)記錄!

淺見(jiàn)4:該探究實(shí)驗(yàn)為什么不能采用“低電壓、弱電流的設(shè)計(jì)原則”呢?比如:U值順次取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2V……,1節(jié)干電池足夠用啦!則對(duì)應(yīng)的I值依次為:0.04、0.08、0.12、0.16、0.20、0.24A……。而且完全可以避免表A要選用“0~3A”、表V要選用“0~15V”的大量程!從而能夠提高測(cè)量的精確度(注:實(shí)驗(yàn)室使用的2.5級(jí)直流電表,本身允許誤差多達(dá)“±0.75個(gè)分度值”。所以探究時(shí)勿須考慮表針偏轉(zhuǎn)多大誤差最?。?/p>

淺見(jiàn)5:分析“表2:R=5Ω ”表中前6組數(shù)據(jù),不僅能夠得出“電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比?!报D―教科書(shū)里編寫(xiě)的“結(jié)論”內(nèi)容,而且仍然可以得出教科書(shū)里沒(méi)有編寫(xiě)的、更具有普遍意義和實(shí)用價(jià)值的如下3條結(jié)論:

對(duì)于同一段導(dǎo)體均有:⑴U=IR;⑵I=U/R;⑶R=U/I=定值!

歐姆定律的表述范文第2篇

電學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,通常都是分析表中數(shù)據(jù)和圖像等得出的。因受篇幅所限,僅舉兩例如下:

例1.某同學(xué)在“探究歐姆定律實(shí)驗(yàn)”時(shí)設(shè)計(jì)如下所示的表格(我市教育學(xué)院中教部物理室規(guī)定:凡是畫(huà)圖像或探究成比例的實(shí)驗(yàn),必須“全程、六點(diǎn)、等距”地測(cè)取6組對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù))。

分析表中測(cè)取的數(shù)據(jù),能得出哪些結(jié)論?“會(huì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),知道簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理方法”和“有初步的信息處理能力”等,都是新課標(biāo)規(guī)定的教學(xué)要求。教會(huì)學(xué)生能從全方位、多角度地分析表中測(cè)取的數(shù)據(jù)是十分重要的:

1.橫行分析:

橫行分析表格中的數(shù)據(jù),不僅可以得出“當(dāng)電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比”、繪出圖1所示的圖像,而且不論分析哪段導(dǎo)體上6組對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),均可以得出下列重要的實(shí)驗(yàn)結(jié)論:

⑴同一段導(dǎo)體在通常條件下,它兩端的電壓跟通過(guò)它的電流之比,是一個(gè)固定的值、即“R=U/I=定值”!我們認(rèn)為,強(qiáng)調(diào)“R=U/I=定值”這條電學(xué)結(jié)論的意義有:

①能簡(jiǎn)明、準(zhǔn)確、完整的“表達(dá)出某段導(dǎo)體中的I跟U與R之間的定量關(guān)系”!正如西德5—9(10)年級(jí)(國(guó)民學(xué)校)物理課本(塞爾肖夫—烏勞貝爾著、安文鑄譯,文化教育出版社1982.7.第1次印刷本)P189里寫(xiě)的:“在一個(gè)通電導(dǎo)體上的電壓和導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度之比是一個(gè)固定的值(常數(shù)),這個(gè)關(guān)系叫歐姆定律”。

②在日常教學(xué)中,人們總把“R=U/I”、說(shuō)成是公式“I=U/R”的變形式。從上面的分析可知:“R=U/I”與“I=U/R”同樣都是實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)式、是并列關(guān)系!“R=U/I=定值”,更是醫(yī)治“I=U/R,R=U/I(因受歐姆定律表述的誤導(dǎo)):R跟U成正比、R跟I成反比”錯(cuò)誤觀點(diǎn)的靈丹妙藥。

③承認(rèn)“R=U/I”是一條獨(dú)立的科學(xué)結(jié)論,就為伏安法測(cè)電阻提供一條簡(jiǎn)明的原理:可以直接書(shū)寫(xiě)“R=U/I”。

⑵對(duì)同一段導(dǎo)體,它兩端的電壓,等于導(dǎo)體中的電流與其電阻的乘積;導(dǎo)體中的電流,等于它兩端的電壓除以其電阻;導(dǎo)體的電阻,等于它兩端的電壓與其電流的比值。即“U=IR、I=U/R和R=U/I”,都是由分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的三個(gè)并列的公式、均可以直接引用!

2.豎列分析:

豎列分析表格中的數(shù)據(jù),不僅可以得出“當(dāng)電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟它的電阻成反比”、繪出圖2所示的圖像和上述多條電學(xué)結(jié)論,而且還能發(fā)現(xiàn):由于R=U/I=定值,當(dāng)U一定時(shí),某段導(dǎo)體U/I的值大、對(duì)應(yīng)的I值小,說(shuō)明該導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用大;而導(dǎo)體不同,U/I的值通常不等。所以“在物理學(xué)里,可以用導(dǎo)體兩端的電壓,跟通過(guò)它的電流的比值來(lái)表示這段導(dǎo)體的電阻”,即“R=U/I”可以稱(chēng)作“電阻定義式”或“電阻表達(dá)式”(不叫“電阻定律式”),進(jìn)而給出定義電阻單位“1Ω=1V/A”的依據(jù);……

例2.摘引2011年蘇州中考物理22題:從下圖中所示的電阻A、B的I-U圖像可知,電阻值較大的是Ω。若將A和B兩電阻并聯(lián)接在電壓為2V電源上,則干路中的電流是A,此時(shí)電路總電阻值是Ω。賦分答案為:10;0.6和3.33。

在教學(xué)中我們引導(dǎo)學(xué)生:通過(guò)分析該圖像,除了會(huì)計(jì)算電阻(取電壓坐標(biāo)的U值,除以對(duì)應(yīng)電流坐標(biāo)的I值)、會(huì)計(jì)算電功率(略)和會(huì)組成串聯(lián)(從電流坐標(biāo)取I值、再找電壓坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的U值)、并聯(lián)電路(從電壓坐標(biāo)取U值、再找電流坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的I值)以外:重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)如下電學(xué)規(guī)律:

⑴不論對(duì)于A或B均有:導(dǎo)體中的電流,當(dāng)電阻一定時(shí),跟它兩端的電壓成正比;

⑵分析A和B有:導(dǎo)體中的電流,當(dāng)電壓一定時(shí),跟導(dǎo)體的電阻成反比;

⑶由⑴和⑵可得科學(xué)表述歐姆定律的內(nèi)容是:“導(dǎo)體中的電流,當(dāng)電阻一定時(shí),跟它兩端的電壓成正比;當(dāng)它兩端的電壓一定時(shí),跟導(dǎo)體的電阻成反比”。我們決不贊同“不說(shuō)前提條件、只講實(shí)驗(yàn)結(jié)果”的常規(guī)歐姆定律的表述!

⑷在并聯(lián)電路中,電流和電功率等的分配,均跟并聯(lián)導(dǎo)體的電阻成反比;

⑸在串聯(lián)電路中,電壓和電功率等的分配,均跟串聯(lián)導(dǎo)體的電阻成正比;

⑹不論對(duì)于A或B均有:當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時(shí),導(dǎo)體消耗電能的功率(電功率是表示電流做功快慢的物理量,是不能被消耗的!今后不要再說(shuō)“消耗的電功率”),跟通過(guò)它的電流的平方成正比!其公式是P=I2R;

歐姆定律的表述范文第3篇

關(guān)鍵詞:課程改革;物理規(guī)律;規(guī)律教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-6148(2008)5(S)-0032-3

物理規(guī)律教學(xué)在中學(xué)物理教學(xué)中占有重要地位,其教學(xué)成效直接影響到物理教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。提高物理規(guī)律教學(xué)效果的前提是了解物理規(guī)律內(nèi)涵、本質(zhì)和特征,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)設(shè)計(jì)科學(xué)的教學(xué)策略。

1 物理規(guī)律的內(nèi)涵

“規(guī)律就是相互聯(lián)系著的事物、現(xiàn)象、分子、元素(因素、要素)或方面的本質(zhì)之間的關(guān)系”。相應(yīng)的,物理規(guī)律就是物理現(xiàn)象、物理過(guò)程在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化的內(nèi)在、必然的聯(lián)系。

1.1 物理規(guī)律的類(lèi)型

經(jīng)過(guò)2000多年的建設(shè),物理大廈恢宏龐大,其組成規(guī)律自然紛繁復(fù)雜。為了認(rèn)識(shí)物理規(guī)律本身,我們有必要對(duì)物理規(guī)律進(jìn)行必要的分類(lèi)。從物理規(guī)律獲得途徑的角度來(lái)看,物理規(guī)律可分為實(shí)驗(yàn)規(guī)律和理論規(guī)律;從物理規(guī)律知識(shí)形式的角度來(lái)看,物理規(guī)律可分為定律、定理、原理等類(lèi)型;從過(guò)程中不同質(zhì)的運(yùn)動(dòng)角度來(lái)看,物理規(guī)律可分為力學(xué)規(guī)律、熱學(xué)規(guī)律、電磁規(guī)律、光學(xué)規(guī)律等;從“定性―定量”維度來(lái)看,物理規(guī)律可分為定性規(guī)律、定量規(guī)律。

1.1.1 實(shí)驗(yàn)規(guī)律與理論規(guī)律

從物理規(guī)律建立基礎(chǔ)和過(guò)程的不同,可以將物理規(guī)律劃分為實(shí)驗(yàn)規(guī)律和理論規(guī)律兩種。實(shí)驗(yàn)規(guī)律是在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)分析歸納總結(jié)出來(lái)的,中學(xué)物理中的絕大多數(shù)規(guī)律都屬于實(shí)驗(yàn)規(guī)律。如電磁感應(yīng)定律、歐姆定律等即為實(shí)驗(yàn)規(guī)律。理論規(guī)律是由已知的物理規(guī)律經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo),得出的新物理規(guī)律。動(dòng)能定理、萬(wàn)有引力定律等即為理論規(guī)律。我們以萬(wàn)有引力定律為例來(lái)說(shuō)明一下理論規(guī)律的建立過(guò)程。牛頓在伽利略的自由落體運(yùn)動(dòng)定律、牛頓自己的第三定律、開(kāi)普勒的行星運(yùn)動(dòng)第三定律等前人工作的基礎(chǔ)上,應(yīng)用他超凡的數(shù)學(xué)才能,通過(guò)理論計(jì)算建立了萬(wàn)有引力定律。

1.1.2 定律、定理與原理

從物理規(guī)律知識(shí)形式的角度來(lái)看,可以將物理規(guī)律劃分為物理定律、定理與原理三種類(lèi)型。通過(guò)大量具體事實(shí)(包括實(shí)驗(yàn)和觀察)歸納而成的結(jié)論稱(chēng)為物理定律,如牛頓第二定律、電磁感應(yīng)定律、光的折射和反射定律等。通過(guò)一定的論據(jù),經(jīng)過(guò)邏輯推理而證明為真實(shí)的結(jié)論稱(chēng)為物理定理,如動(dòng)量定理、動(dòng)能定理等屬于物理定理類(lèi)。對(duì)大家公認(rèn)的具有普遍性,而且可以作為其它規(guī)律基礎(chǔ)的物理規(guī)律一般稱(chēng)為物理原理,如我們中學(xué)階段比較熟悉的功能原理、疊加原理等即屬于物理原理類(lèi)。

1.1.3 定性規(guī)律與定量規(guī)律

從“定性―定量”維度來(lái)看,可以將物理規(guī)律劃分為定性與定量?jī)煞N類(lèi)型。定性規(guī)律揭示的是各物理量間必然聯(lián)系的存在和發(fā)展趨勢(shì);定量規(guī)律揭示的是必然聯(lián)系中量的相互制約。例如牛頓第一定律就定性的描述了一切物體在不受外力作用或所受合外力為零的情況下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),不反映外力與運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)之間的量化關(guān)系,屬于定性規(guī)律。而定量規(guī)律則不同,如歐姆定律,除文字描述外,我們還可以用公式I=U/R來(lái)揭示各物理量之間的相互制約關(guān)系。

不同的物理規(guī)律分類(lèi)之間并不是完全對(duì)立的,比如歐姆定律即屬于物理定律,又是實(shí)驗(yàn)規(guī)律,同時(shí)也屬于定量規(guī)律。

1.2 物理規(guī)律的特點(diǎn)

1.2.1 物理規(guī)律的實(shí)踐性

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。中學(xué)物理的眾多規(guī)律都是在實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”,在教學(xué)中應(yīng)重視引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律解決生活實(shí)際問(wèn)題,在使用中進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)物理規(guī)律及其物理意義的理解,這對(duì)學(xué)生能力的發(fā)展、科學(xué)素養(yǎng)的提升,顯得尤為重要!

1.2.2 物理規(guī)律的聯(lián)系性

物理規(guī)律都存在一定的聯(lián)系,包括物理規(guī)律內(nèi)在的概念、現(xiàn)象之間的聯(lián)系;規(guī)律與規(guī)律之間的關(guān)系。

以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為例,牛頓第一定律是說(shuō)物體不受外力時(shí)做什么運(yùn)動(dòng);牛頓第二定律公式F=ma揭示了物體的慣性質(zhì)量、所受到的合外力與由此而產(chǎn)生的加速度之間的關(guān)系,是闡述物體受力時(shí)做什么運(yùn)動(dòng),二者是從不同的角度回答了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。第一定律是第二定律的基礎(chǔ),沒(méi)有第一定律,就不會(huì)有第二定律。雖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 物理規(guī)律的對(duì)應(yīng)性

物理規(guī)律中的各物理量都針對(duì)于某一研究對(duì)象。如果是狀態(tài)量則對(duì)應(yīng)于某一時(shí)刻、某一位置、某一狀態(tài)。如果是過(guò)程量則對(duì)應(yīng)于某一段時(shí)間、某一個(gè)過(guò)程、某一空間等,這就是物理規(guī)律的對(duì)應(yīng)性。如,歐姆定律U=IR中各量均對(duì)應(yīng)于同一導(dǎo)體、同一段電路在同一時(shí)刻的量值。

1.2.4 物理規(guī)律的因果性

因果性是物理規(guī)律的重要特點(diǎn),任何物理規(guī)律都是在規(guī)律所表述的具體條件下才具有規(guī)律所闡述的結(jié)論。例如牛頓運(yùn)動(dòng)定律是在研究宏觀低速運(yùn)動(dòng)物體的“前因”下,才有其結(jié)論的“正果”修成。

1.2.5 物理規(guī)律的發(fā)展性

物理規(guī)律是認(rèn)識(shí)的結(jié)果,是在一定的事實(shí)基礎(chǔ)上,歸納、推理得出的結(jié)論,具有歷史局限性,只能部分地反映客觀世界及其內(nèi)在聯(lián)系。規(guī)律會(huì)隨著人的認(rèn)識(shí)能力的提高和認(rèn)識(shí)的深入不斷發(fā)展。發(fā)展有時(shí)是溫和的――是對(duì)已有規(guī)律的修正、豐富;有時(shí)是激進(jìn)的――是對(duì)已有規(guī)律的否定、顛覆。換言之,物理規(guī)律不是絕對(duì)的真理,而是逐漸發(fā)展變化的,具有一定的相對(duì)性。如從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論、量子力學(xué)的發(fā)展變化過(guò)程。

2 物理規(guī)律教學(xué)的重要性

物理新課程改革強(qiáng)調(diào)改變過(guò)去過(guò)于注重知識(shí)傳授的一維目標(biāo)而向三維課程目標(biāo)邁進(jìn)。教學(xué)要以人為本,在學(xué)生獲得知識(shí)的過(guò)程中,同樣注重學(xué)生終身學(xué)習(xí)與發(fā)展所需的各種能力的培養(yǎng)。如何實(shí)現(xiàn)物理規(guī)律教學(xué)由傳統(tǒng)向新課程理念的轉(zhuǎn)變,應(yīng)進(jìn)一步明確物理規(guī)律教學(xué)在新課程實(shí)施過(guò)程中所發(fā)揮的重要作用。

2.1 物理規(guī)律教學(xué),有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解

新課程改革倡導(dǎo)從三個(gè)維度對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面的培養(yǎng),知識(shí)的理解歷來(lái)是一個(gè)重要培養(yǎng)目標(biāo)。依據(jù)布魯納的認(rèn)知結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)理論,我們教學(xué)的目的,就是引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)一個(gè)理解物理知識(shí)的學(xué)科結(jié)構(gòu),從而運(yùn)用知識(shí)解決具體問(wèn)題。在最終建構(gòu)的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)中,分散的各個(gè)點(diǎn)表示物理概念,聯(lián)接各點(diǎn)的線(xiàn)就代表了物理規(guī)律,通過(guò)點(diǎn)和線(xiàn)及其之間的相互聯(lián)系的講解,引導(dǎo)學(xué)生在頭腦中建構(gòu)物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖。

2.2 物理規(guī)律教學(xué),有助于學(xué)生思維能力的發(fā)展

作為智力核心的思維能力的培養(yǎng)對(duì)學(xué)生的發(fā)展是至關(guān)重要的。物理規(guī)律教學(xué)既是物理知識(shí)教學(xué)的核心內(nèi)容,同時(shí)也是對(duì)學(xué)生思維能力培養(yǎng)的重要途徑。

物理規(guī)律教學(xué)是在學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)(已有的對(duì)實(shí)驗(yàn)和事實(shí)認(rèn)識(shí))基礎(chǔ)上,教師指導(dǎo)學(xué)生探索物理規(guī)律的過(guò)程。根據(jù)規(guī)律建立的思維過(guò)程和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),選擇適當(dāng)?shù)耐緩椒椒ǎ笇?dǎo)學(xué)生對(duì)感性材料進(jìn)行思維加工,認(rèn)識(shí)到物理規(guī)律中某些物理概念之間的內(nèi)在聯(lián)系,考慮到物理規(guī)律的近似性與局限性,從而概括出物理規(guī)律。作為近似反映物理對(duì)象、物理過(guò)程在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化的物理規(guī)律的建立,離不開(kāi)觀察、實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)推理,也離不開(kāi)物理思維,是諸多因素相結(jié)合的產(chǎn)物,學(xué)生在理解具有這些特點(diǎn)的物理規(guī)律的同時(shí),其思維能力就會(huì)得到培養(yǎng)。

2.3 物理規(guī)律教學(xué),有助于學(xué)生科學(xué)方法的掌握

物理規(guī)律的教學(xué)過(guò)程,其實(shí)也是科學(xué)方法教育的過(guò)程。我們知道物理規(guī)律的獲得,少不了一些科學(xué)方法的使用,在物理規(guī)律教學(xué)過(guò)程中,合理運(yùn)用一些研究方法并適時(shí)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行顯性教育,使學(xué)生不僅學(xué)到了物理規(guī)律,同時(shí)也學(xué)到了科學(xué)方法,培養(yǎng)了能力,可謂一舉多得。

例如,在牛頓第一定律的教學(xué)過(guò)程中,教師重點(diǎn)要向?qū)W生說(shuō)明的,除了牛頓第一定律的內(nèi)容外,就是講解這個(gè)規(guī)律獲得過(guò)程中所用到的一個(gè)重要的科學(xué)方法――理想實(shí)驗(yàn)法。在歐姆定律、牛頓第二定律等的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中,可以重點(diǎn)要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,在這一過(guò)程中,使學(xué)生明確研究3個(gè)變量的關(guān)系時(shí),通常采用“控制變量”的方法。

2.4 物理規(guī)律教學(xué),有助于學(xué)生科學(xué)探究能力的形成

提倡對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究能力的培養(yǎng),是新課程改革的一大亮點(diǎn),在新教材的編寫(xiě)中貫穿了科學(xué)探究精神并安排了一些科學(xué)探究的內(nèi)容。由于物理規(guī)律的實(shí)踐性特點(diǎn),便于在課堂教學(xué)中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué),創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,從而激發(fā)學(xué)生探究物理問(wèn)題的興趣,經(jīng)歷物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,并能使學(xué)生更好地運(yùn)用物理規(guī)律去解釋生活中的物理現(xiàn)象、解決生活中遇到的物理問(wèn)題。

2.5 物理規(guī)律教學(xué),有助于學(xué)生情感、態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)

我們知道,情感、態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng),是物理新課程改革所倡導(dǎo)的三維課程目標(biāo)中的一個(gè)維度。在物理規(guī)律的教學(xué)過(guò)程中,無(wú)時(shí)無(wú)刻不滲透著對(duì)學(xué)生情感、態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)。我們?cè)谶M(jìn)行物理規(guī)律教學(xué)時(shí),可以通過(guò)創(chuàng)造良好的物理學(xué)習(xí)氛圍、對(duì)相關(guān)物理學(xué)史內(nèi)容的選擇性介紹、開(kāi)展科技創(chuàng)作活動(dòng)、采用科學(xué)探究的教學(xué)方式等等,對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感、態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)。

比如,在進(jìn)行牛頓第一定律的教學(xué)過(guò)程中,就可以適當(dāng)?shù)亟o學(xué)生講述一下它的發(fā)展歷史,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)使學(xué)生在了解亞里士多德、伽利略、笛卡兒、牛頓等大科學(xué)家的觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上,使其不畏權(quán)威、理性求真的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神得到培養(yǎng)。而在進(jìn)行萬(wàn)有引力定律教學(xué)的時(shí)候,可以聯(lián)系神舟六號(hào)載人飛船的發(fā)射與回收過(guò)程進(jìn)行講解,把物理知識(shí)與科技發(fā)展、應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合,能使學(xué)生獲得一個(gè)更為寬廣的視野,有助于學(xué)生形成科學(xué)的價(jià)值觀。

3 物理規(guī)律教學(xué)的基本策略

當(dāng)明確了物理規(guī)律教學(xué)在新課程實(shí)施過(guò)程中所發(fā)揮的重要作用之后,為行之有效的進(jìn)行物理規(guī)律教學(xué),我們提出以下基本策略。

3.1 活化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué):為學(xué)生提供主動(dòng)獲得規(guī)律的機(jī)會(huì)

在物理學(xué)的產(chǎn)生、建立和發(fā)展過(guò)程中,物理實(shí)驗(yàn)是歸納物理規(guī)律、產(chǎn)生物理假說(shuō)的實(shí)踐基礎(chǔ),是驗(yàn)證理論預(yù)言和假說(shuō)的主要依據(jù);在物理規(guī)律教學(xué)中,物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生操作技能的主要途徑,是發(fā)展學(xué)生非智力因素的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)歷程,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中體悟物理規(guī)律所反映的各物理量之間的相互關(guān)系,有助于更新學(xué)生頭腦中的物理觀念、提高物理規(guī)律的教學(xué)質(zhì)量。

3.2 強(qiáng)化物理思想教學(xué),使學(xué)生感受物理學(xué)的理性美

在進(jìn)行物理規(guī)律教學(xué)時(shí),為了讓學(xué)生最有效地掌握好物理規(guī)律,達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的能力要求,應(yīng)該在規(guī)律教學(xué)的過(guò)程中滲透科學(xué)史、科學(xué)思想的教育,引起學(xué)生對(duì)物理思想在物理規(guī)律建立過(guò)程中所發(fā)揮作用的重視,使學(xué)生感受到物理學(xué)的理性美,同時(shí)給學(xué)生以更多的啟示。

教師在采用此策略教學(xué)時(shí),應(yīng)明確兩點(diǎn):一是滲透物理思想的教學(xué)策略主要是指向?qū)W生展示物理規(guī)律建立的思想史;二是科學(xué)史的歷史發(fā)展邏輯與課本上的知識(shí)邏輯并不相同,規(guī)律教學(xué)過(guò)程中要引導(dǎo)學(xué)生感悟到二者的異同,處理好二者之間的辨證關(guān)系,在了解真實(shí)歷史發(fā)展過(guò)程的同時(shí)明了知識(shí)邏輯的呈現(xiàn)脈絡(luò)。

3.3 重視規(guī)律應(yīng)用教學(xué),讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)在社會(huì)發(fā)展中的作用

物理規(guī)律來(lái)源于生活實(shí)踐,反過(guò)來(lái)應(yīng)鍛煉學(xué)生將物理規(guī)律運(yùn)用于社會(huì)生活實(shí)際的能力。因此,在教學(xué)中應(yīng)重視引導(dǎo)學(xué)生利用物理規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題,讓學(xué)生體會(huì)到物理學(xué)在社會(huì)發(fā)展中的重要地位,增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)而在使用中進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)物理規(guī)律及其物理意義的理解,這對(duì)學(xué)生能力的發(fā)展、科學(xué)素養(yǎng)的提升,顯得尤為重要!

3.4 提升教師科學(xué)素養(yǎng),為實(shí)施新課程背景下的物理規(guī)律教學(xué)奠定良好基礎(chǔ)

我們將其作為一項(xiàng)策略提出,重在強(qiáng)調(diào)教師對(duì)新課程理念與目標(biāo)的鉆研、對(duì)物理規(guī)律的理解、對(duì)物理規(guī)律教學(xué)的整體認(rèn)識(shí)與把握等。同時(shí)該策略也是關(guān)系到物理規(guī)律教學(xué)實(shí)施效果的重要因素,教師應(yīng)努力提升自己的科學(xué)素養(yǎng),進(jìn)而才會(huì)有足夠的信心調(diào)控物理規(guī)律教學(xué),為學(xué)生的全面發(fā)展創(chuàng)造最好的先決條件,從而取得最佳教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn):

歐姆定律的表述范文第4篇

其實(shí),再難的學(xué)習(xí)內(nèi)容只要我們能夠掌握其中的方法、技巧、要領(lǐng),注重練習(xí),善于總結(jié),就能達(dá)到“山重水復(fù)疑無(wú)路,柳暗花明又一村”的境界。這里筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,談?wù)剰母旧辖鉀Q這個(gè)問(wèn)題的點(diǎn)滴體會(huì)。

一、聯(lián)系生活實(shí)踐,多動(dòng)手腦,培養(yǎng)興趣

讓物理融入生活,是物理教學(xué)的初衷;從生活走向物理,則是物理教學(xué)的途徑。電學(xué)知識(shí)與我們的生活聯(lián)系非常緊密。為什么燈泡用久了會(huì)發(fā)黑?為什么燈泡絲要做成螺旋狀?電飯煲是如何煮飯的?探究起來(lái),妙趣無(wú)窮。

因此,鼓勵(lì)學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際,是學(xué)以致用的需要,是物理知識(shí)化難為簡(jiǎn)的需要,更是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的需要。“興趣是最好的老師”,有了興趣就有了成功的動(dòng)力。

在實(shí)驗(yàn)課上,我們可以設(shè)置與生活息息相關(guān)、讓學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解相關(guān)電學(xué)知識(shí)。例如,在課后習(xí)題中有一個(gè)興趣實(shí)驗(yàn)“自制水果電池”,學(xué)生可以進(jìn)行分組探究,每個(gè)小組都可以向?qū)嶒?yàn)室借一只電壓表和一些導(dǎo)線(xiàn),每個(gè)小組成員都自備不同種類(lèi)的水果和蔬菜。通過(guò)實(shí)驗(yàn)去探究水果電池的正負(fù)極,水果電池的電壓的影響因素等。最后讓各個(gè)小組展示他們的研究成果。這不僅滿(mǎn)足了學(xué)生的求知欲,還最大限度地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

其實(shí),四驅(qū)車(chē)、自制電鈴、簡(jiǎn)易電話(huà)……學(xué)生完全可以利用所學(xué)的電學(xué)知識(shí)自己設(shè)計(jì)完成。教師應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生在保證安全的前提下自己動(dòng)腦動(dòng)手進(jìn)行這些小制作,并給予學(xué)生適當(dāng)展示成果的機(jī)會(huì),呵護(hù)學(xué)生“破壞和創(chuàng)造”的熱情。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力,又提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的水平,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)了成功的快樂(lè)。

二、打好基礎(chǔ),發(fā)展學(xué)生思維

學(xué)好電學(xué)知識(shí)要抽絲剝繭,抓住重點(diǎn),即應(yīng)牢固掌握基本概念、基本定理和主要公式。

1.明確每個(gè)符號(hào)的物理意義,能掌握電學(xué)的基本規(guī)律。電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)包括“五概念四規(guī)律”,即電流、電壓、電阻、電功、電功率;歐姆定律、焦耳定律、串聯(lián)電路的特點(diǎn)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)。對(duì)于以上重點(diǎn)概念,能讓學(xué)生知道為什么引入它們,如何定義,單位是什么(對(duì)物理量),有什么重要應(yīng)用等;對(duì)于規(guī)律,應(yīng)著重理解它們反映的是哪些物理量、有什么樣的關(guān)系或變化規(guī)律、這些規(guī)律的成立條件和適用范圍是什么。學(xué)習(xí)時(shí),要分清主次、突出重點(diǎn),以重點(diǎn)帶動(dòng)一般,切勿平均使用力量。

2.能掌握公式的使用條件,對(duì)公式進(jìn)行正確變形,并能熟記和應(yīng)用。理解這些規(guī)律可以,例如,數(shù)學(xué)中a=c/b說(shuō)明a與b成反比,a與c成正比,但在物理ρ=m/V定義式中,ρ與m、V的大小無(wú)關(guān);在I=U/R中,卻有I與U成正比,I與R成反比等,這就要求學(xué)生對(duì)物理的基本概念理解深刻。

又例如,在學(xué)習(xí)“電路連接的基本方式”后,利用串聯(lián)電路只有一條電流路徑的特點(diǎn)及開(kāi)關(guān)與用電器一般串聯(lián)的知識(shí),向?qū)W生提出這樣一個(gè)問(wèn)題:一個(gè)電路中有一個(gè)電源,一個(gè)開(kāi)關(guān)S,兩個(gè)燈泡L1和L2,且這兩個(gè)燈泡串聯(lián),當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),L1、L2均發(fā)亮,但S閉合后,L1不發(fā)光,L2發(fā)光,這種情況是否存在?若存在畫(huà)出可能的電路圖。由于已有知識(shí)的干擾,將學(xué)生置于“矛盾”之中。學(xué)生只有敢于想象,沖出開(kāi)關(guān)只能與用電器串聯(lián)的定勢(shì),才能解決這個(gè)問(wèn)題,既加深了知識(shí)的理解,又鍛煉了思維的深刻性和廣闊性。

三、重視畫(huà)圖和識(shí)圖

學(xué)習(xí)物理離不開(kāi)圖形。復(fù)雜電路設(shè)計(jì),都是主要依靠“圖形語(yǔ)言”來(lái)表述的,圖像能夠變抽象思維為形象思維,更精確地掌握物理過(guò)程,有了圖就能作狀態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。

例如,在計(jì)算有關(guān)電路的習(xí)題時(shí),已給出的電路圖往往很難分析出電路的連接方式,而電路連接的方式不清楚,就無(wú)法正確選用串、并聯(lián)電路的規(guī)律。如果能熟練地將所給出的電路圖畫(huà)成等效電路圖,就會(huì)很容易地看出電路的連接特點(diǎn),使有關(guān)問(wèn)題迎刃而解。

對(duì)于這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí),教師應(yīng)當(dāng)明確歐姆定律應(yīng)用于某一電阻還是整個(gè)電路,教會(huì)學(xué)生根據(jù)現(xiàn)成的圖形學(xué)會(huì)識(shí)圖、繪圖。教師對(duì)于學(xué)生電路圖的學(xué)習(xí),一定要有耐心,畢竟學(xué)生開(kāi)始接觸電學(xué),不可能一下就能掌握和識(shí)別電路圖。尤其是開(kāi)始接觸電路圖,一定要每個(gè)圖都幫助學(xué)生分析到位,這里寧可慢一點(diǎn),也要為學(xué)生打下扎實(shí)的基礎(chǔ),有了識(shí)別電路圖的本領(lǐng),學(xué)習(xí)歐姆定律及計(jì)算,難度會(huì)相應(yīng)減小許多。

四、引導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué),還應(yīng)注意把所學(xué)的物理知識(shí)與日常生活、生產(chǎn)中的現(xiàn)象結(jié)合起來(lái),其中也包含與物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的結(jié)合,因?yàn)榇罅康奈锢硪?guī)律是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的。在認(rèn)真完成課內(nèi)規(guī)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上,還可以布置一些學(xué)生自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。

例如,可以設(shè)計(jì)在缺少電流表或缺少電壓表的條件下測(cè)量未知電阻的實(shí)驗(yàn)。這些都需要同學(xué)們自己獨(dú)立思考、探索,不斷提高自己的觀察、判斷、發(fā)散思維等能力,使自己對(duì)物理知識(shí)的理解更深刻。

五、引導(dǎo)學(xué)生做好綜合應(yīng)用題

電學(xué)知識(shí)頭緒多,綜合性強(qiáng),做綜合應(yīng)用題時(shí),學(xué)生往往感到無(wú)從下手,稍有疏忽就會(huì)造成錯(cuò)誤。在教學(xué)中,教師應(yīng)在以下兩個(gè)方面起引導(dǎo)作用。

第一方面,學(xué)生在解題過(guò)程中由于物理知識(shí)理解不透,常會(huì)出現(xiàn)生搬硬套的現(xiàn)象,這時(shí),教師要找準(zhǔn)癥結(jié)給予指點(diǎn)。

例如,在學(xué)過(guò)“電功率知識(shí)”后,學(xué)生討論“220 V,40 W”和“220 V,100 W”兩盞燈串聯(lián)在電路中,哪個(gè)更亮?大多數(shù)學(xué)生會(huì)認(rèn)為:100 W的燈泡比40 W的燈泡更亮,這說(shuō)明學(xué)生被燈泡的額定功率所迷惑,而忽視了燈泡的明暗程度與燈泡的實(shí)際功率有關(guān)。找到癥結(jié)后,教師讓學(xué)生思考“220 V,40 W”和“220 V,100 W”的兩個(gè)燈泡,哪個(gè)電阻大?將它們串聯(lián)起來(lái),通過(guò)它們的電流大小怎樣?最后引導(dǎo)學(xué)生利用公式“P=I■R”來(lái)判斷哪個(gè)燈泡會(huì)更亮。

第二方面,對(duì)于難度較大的題目,教師應(yīng)采用降低梯度,分設(shè)疑點(diǎn)的方法,將學(xué)生引向正確軌道。

歐姆定律的表述范文第5篇

2015年,國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于全面加強(qiáng)和改進(jìn)學(xué)校美育工作的意見(jiàn)》指出,“將美育貫穿在學(xué)校教育的全過(guò)程各方面,滲透在各個(gè)學(xué)科之中”,“挖掘不同學(xué)科所蘊(yùn)涵的豐富美育資源”,“深入挖掘數(shù)學(xué)、物理等自然學(xué)科中的美育價(jià)值”。而中學(xué)實(shí)施美育的一個(gè)重要途徑是在各學(xué)科中進(jìn)行滲透。從這個(gè)角度出發(fā),充分發(fā)揮物理教科書(shū)的美育功能就成為美育在物理學(xué)科滲透的一個(gè)重要方面。

為此,我們?cè)诰幹平炭茣?shū)時(shí),必須深入挖掘物理中的美育素材,并通過(guò)恰當(dāng)?shù)膬?nèi)容編排、框架搭建、體例設(shè)計(jì)、欄目設(shè)置、呈現(xiàn)方式等手段展現(xiàn)物理之美,使其真正進(jìn)入學(xué)生的審美視野。本文以教科版初中《物理》為例,分析物理教科書(shū)中的不同美,探討如何實(shí)現(xiàn)其美育功能。

一、呈現(xiàn)物理現(xiàn)象之美

我們生活在一個(gè)美麗的物理世界,它不停地運(yùn)動(dòng)、變化、發(fā)展,體現(xiàn)出和諧、簡(jiǎn)潔、統(tǒng)一的形態(tài)、秩序、節(jié)奏。世界的這種美突出地表現(xiàn)在物理現(xiàn)象之中。中學(xué)物理主要包括力學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和原子物理學(xué)等內(nèi)容,其涉及的物理現(xiàn)象可謂是千姿百態(tài)、美輪美奐。教科書(shū)主要通過(guò)三種方式呈現(xiàn)物理現(xiàn)象之美。

1.情境引入:用物理現(xiàn)象之美創(chuàng)設(shè)情境、引入新課,可以吸引學(xué)生注意,激發(fā)學(xué)生興趣。比如,在“聲”一章的首頁(yè)上,開(kāi)篇就用“鶯啾燕囀、蟬唱蟲(chóng)吟、風(fēng)吼雷鳴、車(chē)轔馬嘶,流水潺潺,林葉颯颯……”一段文字描繪了自然界的生靈之聲,立刻使學(xué)生置身于一個(gè)悅耳的聲音世界;在“重力”和“浮力的大小”中分別以有關(guān)蘋(píng)果落地和阿基米德的兩個(gè)美麗傳說(shuō)引入;“歐姆定律”中則以芭蕾舞劇《天鵝湖》舞臺(tái)上美輪美奐的燈光說(shuō)起。

2.演示實(shí)驗(yàn)類(lèi)欄目:利用實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)物理現(xiàn)象之美,可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,給學(xué)生豐富的感官刺激并留下深刻的印象。如“會(huì)‘跳舞’的燭焰”演示了音箱前隨音樂(lè)“翩翩起舞”的燭焰,生動(dòng)地說(shuō)明了聲音具有能量;“制造云和雨”模擬了云和雨的形成過(guò)程,表現(xiàn)了水的物態(tài)變化的壯麗景象;“雞蛋的沉浮”則通過(guò)往清水中不斷加鹽就可以使下沉的雞蛋不斷上浮的神奇現(xiàn)象,巧妙揭示了物體沉浮的條件。

3.插圖:在“測(cè)量物體的速度”中用很大版面的攝影作品展現(xiàn)了獵豹、羚羊、游隼、雨燕、鴕鳥(niǎo)、旗魚(yú)等野生動(dòng)物的速度之美;在“磁與電”的章首頁(yè)設(shè)置了表現(xiàn)來(lái)自太陽(yáng)的帶電粒子在地磁兩極的天空激發(fā)出的瑰麗極光的插圖;在“通過(guò)透鏡看世界”中,既有望遠(yuǎn)鏡中月球環(huán)形山和正在孕育新恒星的星云的宏觀之美,也有顯微鏡下細(xì)胞、塵埃和西瓜表皮上絨毛的微觀之美。

無(wú)論是情境引入、演示實(shí)驗(yàn)類(lèi)欄目還是插圖,都能讓學(xué)生深刻體驗(yàn)到物理現(xiàn)象之美。在中學(xué)物理教科書(shū)中,給學(xué)生呈現(xiàn)生活和自然中的物理現(xiàn)象之美,旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生“透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)”的哲學(xué)思維。

二、詮釋物理規(guī)律之美

物理規(guī)律(包括定律、定理、原理、法則、公式等)是整個(gè)中學(xué)物理的核心內(nèi)容,它反映了物理現(xiàn)象、物理過(guò)程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律,它反映了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化的各個(gè)因素之間的本質(zhì)聯(lián)系,揭示了事物本身屬性之間的內(nèi)在聯(lián)系。

值得注意的是,對(duì)物理美的追求,不僅滲透到科學(xué)創(chuàng)造的原動(dòng)力中,成為激發(fā)物理學(xué)家破譯宇宙密碼的強(qiáng)烈激情與靈感,而且也滲透到物理理論體系的構(gòu)建與表述中。

1.簡(jiǎn)潔美:教科版初中《物理》建立規(guī)律時(shí)經(jīng)常采用“問(wèn)題―實(shí)驗(yàn)探究―物理學(xué)家工作―語(yǔ)言陳述規(guī)律―公式表示”的呈現(xiàn)方式來(lái)表現(xiàn)物理規(guī)律之美。以歐姆定律的建立為例,教科書(shū)首先從舞臺(tái)上燈光強(qiáng)弱和聲音大小的控制是如何實(shí)現(xiàn)的說(shuō)起,引出問(wèn)題;然后設(shè)計(jì)了“實(shí)驗(yàn)探究:電流跟電阻、電壓的關(guān)系”,讓學(xué)生自己親身經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過(guò)程;接著介紹了歐姆用電流扭秤進(jìn)行的艱苦研究,讓學(xué)生了解物理學(xué)家曾做過(guò)的工作;最后,給出了歐姆定律的精煉的語(yǔ)言描述――“導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比”,以及更加簡(jiǎn)潔的公式――“I=U/R”。通過(guò)這種呈現(xiàn)方式,使學(xué)生知道物理學(xué)的發(fā)展并不是一帆風(fēng)順的,物理規(guī)律的建立是一個(gè)長(zhǎng)期復(fù)雜的過(guò)程,也從而更能深刻地體會(huì)到最后得到的物理規(guī)律所具有的高度概括和內(nèi)涵深刻的簡(jiǎn)潔美。教科書(shū)中牛頓第一定律、阿基米德原理等規(guī)律的建立過(guò)程也與此相類(lèi)似。

2.統(tǒng)一美:教科版初中《物理》極力展現(xiàn)物理規(guī)律的統(tǒng)一美。如在章節(jié)安排上,將介紹“電生磁”的“磁與電”一章與介紹“磁生電”的“電磁相互作用及應(yīng)用”一章先后安排在一起,從物理學(xué)家?jiàn)W斯特到法拉第發(fā)現(xiàn),從通電螺線(xiàn)管到導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)探究,從電磁鐵到發(fā)電機(jī)的原理應(yīng)用,讓學(xué)生系統(tǒng)地、全面地、對(duì)比地、聯(lián)系地進(jìn)行認(rèn)知,體會(huì)電與磁的相互轉(zhuǎn)化和完美統(tǒng)一。更進(jìn)一步,在“物體磁性從哪里來(lái)”標(biāo)題下,介紹了分子電流假說(shuō)――“物體磁化的過(guò)程,實(shí)際上是物體內(nèi)微型小磁針按順序‘整隊(duì)’的過(guò)程”,展現(xiàn)了微觀機(jī)理與宏觀性質(zhì)的統(tǒng)一美;在介紹發(fā)電機(jī)時(shí),講到了“一臺(tái)發(fā)電機(jī)的電流通過(guò)了另一臺(tái)發(fā)電機(jī)的線(xiàn)圈,后一臺(tái)發(fā)電機(jī)竟然轉(zhuǎn)動(dòng)了起來(lái)” 的偶然發(fā)現(xiàn),發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)竟然可以完美轉(zhuǎn)化,展現(xiàn)了物理原理的對(duì)稱(chēng)統(tǒng)一美。在教科書(shū)的框架設(shè)計(jì)上,能量始終作為一條重要的主線(xiàn),貫穿于每一種運(yùn)動(dòng)形式之中,把能量的觀點(diǎn)滲透到每一部分內(nèi)容之中,從而加強(qiáng)了各種運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在聯(lián)系和統(tǒng)一。

此外,物理規(guī)律的和諧美、對(duì)稱(chēng)美等在教科書(shū)中也有不同程度的體現(xiàn)。

三、傳播物理思想之美

物理學(xué)既是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué),又是一門(mén)具有嚴(yán)密邏輯體系和數(shù)學(xué)表述、推理的理論科學(xué)。它從初期萌芽到近現(xiàn)展,都以其豐富的方法論和科學(xué)觀以及充滿(mǎn)哲理的物理思想影響著人們的思想、觀點(diǎn)、方法和思維方式。因此,物理學(xué)又是一門(mén)帶有方法論性質(zhì)的科學(xué),物理學(xué)思想飽含智慧之美。

1.變量控制之美

變量控制思想的魅力在于,可將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,能排除干擾、直接顯露單一因素對(duì)被研究對(duì)象變化的影響情況,從而揭示事物本質(zhì)。

教科版初中《物理》教科書(shū)特別重視實(shí)驗(yàn)和探究,對(duì)于課程標(biāo)準(zhǔn)“學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)說(shuō)明”規(guī)定的20個(gè)實(shí)驗(yàn),從教材結(jié)構(gòu)上均占一個(gè)四級(jí)標(biāo)題(部分“大”實(shí)驗(yàn)單獨(dú)成節(jié)),此外還設(shè)置了“實(shí)驗(yàn)探究”欄目,從教學(xué)的可行性角度保證學(xué)生經(jīng)歷動(dòng)手動(dòng)腦的探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)過(guò)程,并得到明確的結(jié)論。通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在大腦中形成正確的知識(shí)框架,并在思想、方法和技能方面得到學(xué)習(xí)和提高。其中,對(duì)于變量控制思想之美的滲透,可謂是深入骨髓。如在探究影響滑動(dòng)摩擦力大小、浮力大小、滑輪組的機(jī)械效率大小、電阻大小因素時(shí)以及電流跟電阻、電壓的關(guān)系,電功率跟電流、電壓的關(guān)系,影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素等內(nèi)容中均運(yùn)用了變量控制的思想。

2.圖像處理之美

教科版初中《物理》創(chuàng)造性地采用了“準(zhǔn)圖像處理方法”,即讓學(xué)生頭腦中先建立“實(shí)物圖像”,再過(guò)渡到用數(shù)學(xué)圖像。這樣做,雖擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容,但有效地降低了學(xué)習(xí)難度,使全體學(xué)生都很容易理解、消除對(duì)圖像的畏懼情緒,有助于學(xué)生掌握?qǐng)D像處理方法,感受到圖像處理思想的美。

比如,在八年級(jí)上冊(cè)第二章“氣泡的速度”實(shí)驗(yàn)探究中,采用了讓學(xué)生在玻璃管中畫(huà)出不同時(shí)刻氣泡位置的方式,使學(xué)生接觸了“準(zhǔn)圖像”(這樣的繪圖方式學(xué)生在小學(xué)數(shù)學(xué)、小學(xué)科學(xué)中多有接觸,并不存在多少障礙),為第五章“物態(tài)變化”中順利利用時(shí)間―溫度曲線(xiàn)圖像進(jìn)行物態(tài)變化描述奠定了基礎(chǔ)。在九年級(jí)上冊(cè)中,我們把對(duì)物理圖像的運(yùn)用進(jìn)一步深化,如在第五章第2節(jié)“測(cè)量電阻”中,引導(dǎo)學(xué)生初步認(rèn)識(shí)、繪制U-I圖像就是一個(gè)案例。需要說(shuō)明的是,此處采用了數(shù)字化傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)直接進(jìn)行繪圖的方式,在此演示的基礎(chǔ)上,才讓學(xué)生自己繪制這樣的曲線(xiàn),而非一步到位把這一較為陌生的圖像完全推給學(xué)生完成。

3.理想模型之美

教科版初中《物理》非常重視培養(yǎng)學(xué)生建立理想模型的思想,通過(guò)各種手段讓學(xué)生體會(huì)到成功建立和使用理想模型解決問(wèn)題帶來(lái)的愉悅感。比如,在講勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),規(guī)定“如果物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度變化不大,軌跡近似為直線(xiàn),就可以近似看做勻速直線(xiàn)”;在講光線(xiàn)的時(shí),旁注中將其定義為“通常用一條帶箭頭的直線(xiàn)表示光的徑跡和方向”;在講重心時(shí),對(duì)其描述是“對(duì)于整個(gè)物體,從效果上看,可以認(rèn)為物體各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)”;在講牛頓第一定律時(shí),利用實(shí)驗(yàn)探究和對(duì)伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的介紹,讓學(xué)生感受理想斜面模型的美妙;在講連通器時(shí),以圖說(shuō)的形式假想了連通器底部存在一個(gè)小液片,巧妙地聯(lián)系到了壓強(qiáng)的知識(shí);在講磁感線(xiàn)時(shí),首先在“觀察”欄目中用鐵屑模擬出磁感線(xiàn)的形式,然后正文中描述其為“帶箭頭的曲線(xiàn)”,最后旁注中直接明示出“磁感線(xiàn)是一種假想的線(xiàn)!”

四、謳歌物理學(xué)家之美

在物理學(xué)發(fā)展史中,物理學(xué)家宛如璀璨星辰,他們用偉大的智慧照亮了物理學(xué)的發(fā)展之路,同時(shí)他們高尚的品德也閃爍著美麗動(dòng)人的光芒。從這個(gè)意義上來(lái)講,物理學(xué)家在探索過(guò)程中所展現(xiàn)出來(lái)的人格之美、精神之美,本身就是一部絕好的美育教材。

中學(xué)物理中涉及到上百個(gè)物理學(xué)家,這些物理學(xué)家雖然所處的年代和經(jīng)歷各不相同,但是他們都具有許多共同的美德。在教科書(shū)的編制中,可以結(jié)合物理學(xué)史把反映物理學(xué)家之美的素材有機(jī)地穿去,去陶冶學(xué)生的情操,美化學(xué)生的心靈,塑造學(xué)生的人格。

比如,在“物質(zhì)的密度”一節(jié)后的“物理在線(xiàn)”欄目中,介紹了英國(guó)物理學(xué)家瑞利根據(jù)兩次實(shí)驗(yàn)中氮?dú)饷芏鹊臉O細(xì)微差別發(fā)現(xiàn)氬氣的故事,展現(xiàn)了物理學(xué)家的一絲不茍、精益求精的精神;在“力與運(yùn)動(dòng)”一章的章首頁(yè)用三段分別文字介紹了亞里士多德、伽利略和牛頓的工作,展現(xiàn)了物理學(xué)家在追求真理的道路上前赴后繼、勇于創(chuàng)新的精神;在“電現(xiàn)象”一節(jié)的標(biāo)題處,是一副表現(xiàn)富蘭克林在雷雨天用風(fēng)箏引導(dǎo)閃電的圖片,展現(xiàn)了物理學(xué)家熱愛(ài)科學(xué)、勇于獻(xiàn)身的精神;在“歐姆定律”一節(jié)中,介紹了歐姆歷經(jīng)十年研究電流與電壓和電阻關(guān)系的事跡,展現(xiàn)了科學(xué)家持之以恒、堅(jiān)持不懈的精神。

五、頌揚(yáng)物理人文之美

英國(guó)學(xué)者諾斯曾在一次演講中明確提出了一個(gè)問(wèn)題:存在科學(xué)與人文兩極,兩極之間是互不理解的鴻溝。鴻溝的產(chǎn)生一個(gè)很重要的根源就是教育,長(zhǎng)期存在的文理分科的教育模式使得學(xué)生不僅匱乏另一極的具體知識(shí),更重要的是沒(méi)有另一極的素養(yǎng)和精神層面的滋養(yǎng)。

針對(duì)此種情況,我們有必要在中學(xué)物理教科書(shū)中創(chuàng)設(shè)物理與人文相互融合的通道,介紹物理學(xué)對(duì)人類(lèi)文化和文明的貢獻(xiàn),彰顯物理人文之美, 從而實(shí)現(xiàn)人文素養(yǎng)的滲透,以期彌合學(xué)生心中“科學(xué)與人文之間的鴻溝”。

教科版初中《物理》非常重視科學(xué)教育與人文教育的結(jié)合,比如,在“改變世界的熱機(jī)”“電磁相互作用及應(yīng)用”“電磁波與信息技術(shù)”三章中介紹了物理學(xué)對(duì)以蒸汽機(jī)、電力、信息技術(shù)等為代表的三次工業(yè)革命的貢獻(xiàn),讓學(xué)生了解物理學(xué)對(duì)人類(lèi)文明和社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)作用;在“聲與現(xiàn)代科技”一節(jié)中,詳細(xì)介紹了超聲、次聲和聲識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用,在課后的“發(fā)展空間”中介紹了我國(guó)古代勞動(dòng)人民利用聲學(xué)原理建造的天壇回音壁和鶯鶯塔;“改變世界的機(jī)械”一節(jié)描繪了一幅“世界處處皆機(jī)械”的場(chǎng)景,課后插圖《巧妙的自動(dòng)機(jī)構(gòu)》非常童趣地表現(xiàn)了機(jī)械給生活帶來(lái)的方便;在九年級(jí)下冊(cè)的最后一章“物理學(xué)的發(fā)展與能源技術(shù)創(chuàng)新”中,給學(xué)生介紹了新能源的發(fā)展趨勢(shì)和可持續(xù)發(fā)展的理念。

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