郁曉文
摘要:在初中物理電學(xué)學(xué)習(xí)初期,學(xué)生易出現(xiàn)“怵電”情緒,這將直接影響到學(xué)生對電學(xué)進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和掌握。究其原因,抽象的概念,一時難以想象的電流,以及電路圖的認(rèn)識和理解都給學(xué)生造成非常大的困擾。本文通過各種教學(xué)手段,尤其是通過實驗,不斷地將抽象的概念形象化,突破學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的各種障礙。
關(guān)鍵詞:初中物理;電學(xué);實驗;突破障礙
中圖分類號:G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A ? ? 文章編號:1992-7711(2015)14-050-2
一、運用已有知識幫助理解概念
物理概念是物理知識的重要組成部分,如果對于概念的界定模糊不清,理解上不透徹,則會直接導(dǎo)致運用時混淆。新舊知識之間存在著緊密的聯(lián)系,教師在教學(xué)過程中應(yīng)盡力找出新舊知識之間存在著的聯(lián)系,在課堂教學(xué)中實施知識的遷移。
利用已經(jīng)掌握的知識來認(rèn)識新知識,不但可以溫故已有知識,而且還能靈活運用已有知識,幫助理解概念,提高解決問題的能力。在《13.1初識家用電器和電路》一課中,如何感知用電器這一概念,提升認(rèn)識呢?學(xué)生可以列舉很多這樣的電器:空調(diào)、電視、電飯煲等,它們的共同特點就是使用電,消耗電能。教師引導(dǎo)學(xué)生:將電能轉(zhuǎn)換為了什么能呢?學(xué)生通過簡單的討論可以回答出:內(nèi)能、光能、聲能等,即我們需要的能量。這樣順理成章地將用電器理解為從能量轉(zhuǎn)換角度上看是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的轉(zhuǎn)換器,而不僅僅是利用電能進(jìn)行工作的裝置,使學(xué)生能從不同的角度去認(rèn)識,從而加深了對于用電器的理解。
二、規(guī)范物理用語,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度
生活中的問題描述和物理用語有時是不相符合的,甚至是錯誤的。這是教師在教學(xué)過程中要注意并要及時糾正的。如:本節(jié)課中出現(xiàn)了開關(guān)及其作用。生活中,將燈打開,時常是說“開燈”;將燈關(guān)了,也是說成“關(guān)燈”。開燈和關(guān)燈,都是生活中約定俗稱的語言,指的就是將開關(guān)閉合和斷開。在物理學(xué)中,開關(guān)的作用就是使電路接通和斷開,所以金屬片合在一起說成是:閉合,而金屬片彼此脫離說成是:斷開。在電學(xué)學(xué)習(xí)的一開始,就從物理和生活的不同描述加以區(qū)別,幫助學(xué)生形成好習(xí)慣,使物理用語的表達(dá)更加規(guī)范,有利于培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
三、巧設(shè)實驗,突破難點
物理是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,注重實證。勤于開展學(xué)生分組實驗,至少多開展演示實驗是突破難點最好的途徑。
這節(jié)課的難點是短路。教材描述是:用導(dǎo)線將電池兩極連接起來,此時電路中的電流很大,可能會燒毀電池和導(dǎo)線。這樣的描述,學(xué)生是似懂非懂的。他們沒有電流的概念,更沒有電流大到燒毀器材的印象,所以學(xué)生對于這樣的描述認(rèn)識是膚淺的。
此時教師通過一根鐵絲,在鐵絲的外面套上一根塑料管,接上可以提供大電流的電源,并提供一個開關(guān),一個6v的小燈泡。第一次實驗,小燈泡接入電路中,開關(guān)閉合時,小燈泡正常發(fā)光。第二次,小燈泡不接入電路,開關(guān)閉合,稍等片刻,鐵絲上方濃煙四起。學(xué)生看得目瞪口呆。這個實驗,比較形象地描述了電流過大造成的危害,使學(xué)生第一次建立起電流過大會燒壞電源和導(dǎo)線的印象,也第一次從課堂上意識到安全用電的重要性,為后繼家庭電路的學(xué)習(xí)埋下了伏筆。然后可以引導(dǎo)學(xué)生分析,煙是怎么形成的?
上面實驗僅能說明短路引起電流過大。
那會不會電流還未經(jīng)過用電器,用電器也會燒毀呢?面對問題,依舊要巧妙設(shè)計實驗來解決。
用一個小燈泡,一個開關(guān)和電源以及若干導(dǎo)線來演示也是可以的。教師連接了如圖所示的電路??上г谘菔緯r,出了一個意外:當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,用導(dǎo)線將燈泡兩端的接線柱連接起來,按理說,看到的現(xiàn)象是小燈泡立刻熄滅,但當(dāng)堂課的情況是:小燈泡依舊發(fā)光,只是亮度比以前暗了些。學(xué)生在下面的實驗現(xiàn)象也都是如此。教師在此實驗基礎(chǔ)上,和學(xué)生講:燈泡幾乎不亮,電流幾乎為零,就稍顯牽強(qiáng)了。事后分析教師和學(xué)生的實驗器材,發(fā)現(xiàn)問題出在導(dǎo)線上,如圖所示,導(dǎo)線與接插件之間不是焊接的,而是就用銅絲緊緊地卡在接插件上。由于接觸不良,兩頭都有不小的接觸電阻。從燈泡的亮度看,接觸電阻的阻值和小燈泡的電阻相當(dāng)。所以,導(dǎo)線并聯(lián)在小燈泡兩端,效果和一個約2~10Ω的電阻并聯(lián)在燈泡兩端的效果相同!
這個實驗是失敗的。第一,當(dāng)然是實驗現(xiàn)象不夠明顯,用燈泡亮度變暗是無法說明短路的。其次,即使燈炮短路了,那電流真的從導(dǎo)線里走了嗎?此時的學(xué)生是沒有建立起全電路概念的。怎么做最合適呢?
當(dāng)然,導(dǎo)線用焊接的是最好的,幾乎沒有電阻,實驗現(xiàn)象明顯。其次,從一個燈泡設(shè)計成兩個燈泡串聯(lián)。
如圖所示,當(dāng)用導(dǎo)線連接在一個燈泡兩端時,一個燈泡熄滅,另一個燈泡依舊能發(fā)光。證明:電流經(jīng)過了另一個燈泡,也倒過來證明短路時電流是從導(dǎo)線中流過去了。
四、構(gòu)建電路模型,學(xué)會分析電路
學(xué)會分析電路,將為以后的電學(xué)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。用電流的流向來分析電路是一種很好的方法。在每一次電路分析開始,教師要形成榜樣,注重電路中電流的流向,起點是電源正極,終點是電源負(fù)極。
在確定方向后,教師用一個實物連接圖,讓學(xué)生分析:為什么短路燈泡不亮了?沒有短路時,電流從:電源正極→電燈→開關(guān)→電源負(fù)極。當(dāng)用導(dǎo)線將電燈兩端連接起來后,電流從:電源正極→導(dǎo)線→電源負(fù)極。在電流流動過程中,少了一個用電器。沒有了用電器,將電能轉(zhuǎn)換為我們需要的能的目標(biāo)就沒有了,這樣的電路就失去了意義。所以總結(jié)出:短路在電路中盡量要避免,特別是將電池兩極直接用導(dǎo)線連接起來的情形。
通過以上電流的流向分析,學(xué)生對于短路這一抽象概念有了一定的了解。但由于電流看不見,摸不著,為了使學(xué)生進(jìn)一步加深對于短路及電流流向的理解,教師構(gòu)建了一個電路模型,制作了能顯示電流流向的動畫,如圖動畫一和動畫二所示。當(dāng)開關(guān)閉合時,學(xué)生可以清楚地看到電流在電路中的流動,以及小燈泡的亮暗,整個是一動態(tài)的過程。通過構(gòu)建電路模型,把抽象的東西直觀形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前,便于學(xué)生掌握概念。
通過一堂有生活實際,有電學(xué)演示,有動手實驗,有多媒體輔助教學(xué)的一課,對學(xué)生在學(xué)習(xí)電學(xué)初期所遇到的障礙,逐個破解,使學(xué)生對電學(xué)爆發(fā)出濃厚的興趣和強(qiáng)烈的求知欲,為后期電學(xué)的學(xué)習(xí)開啟了大門。
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