摘 要:初中學生正處于半幼稚、半成熟的從具體形象思維到抽象邏輯思維的過渡時期,這個時期的邏輯思維沒有優(yōu)勢,其感性思維能力要遠遠強于理性思維能力.在很大程度上,這階段的思維習慣和思維活動是直接與感性經(jīng)驗相聯(lián)系的,本文通過課堂設(shè)置的游戲幫助學生“淺入淺出”地建立直觀、感性的物理世界,架設(shè)起感性思維和理性思維的橋梁,讓學生在趣味中理解物理知識.
關(guān)鍵詞:電阻;游戲;實驗;類比;趣味
初中階段的物理學習是學生系統(tǒng)的科學素養(yǎng)培養(yǎng)的啟蒙時期,它對于培養(yǎng)學生的科學思維能力、養(yǎng)成科學的思維習慣至關(guān)重要的.而初中學生正處于半幼稚、半成熟的從具體形象思維到抽象邏輯思維的過渡時期,這個時期的邏輯思維沒有優(yōu)勢,其感性思維能力要遠遠強于理性思維能力.在很大程度上,這階段的思維習慣和思維活動是直接與感性經(jīng)驗相聯(lián)系的,怎么樣“淺入淺出”地幫助學生建立直觀、感性的物理世界,架設(shè)起感性思維和理性思維的橋梁,是擺在一個初中物理教師面前的問題.
在電學學習過程中,電荷是看不見、摸不著,電荷在導體中定向移動形成電流,學生憑肉眼是無論如何都無法看見的.在上《電阻》一節(jié)時,筆者進行了這樣的教學.
在課堂引入時,讓學生做了一個游戲:
【教師】同學們好!上新課之前,大家來做一個小游戲:請九位同學到前面來,九位同學分為三組,三人一組,下面請三組同學進行一個比賽,大家想不想看?。?/p>
同學們吼起來:想!
【教師】三組同學請聽清楚,每組的三個同學一起向前進發(fā),通過組與組間的過道(課前預(yù)設(shè)三個不同的過道:一個寬、一個窄、另一個與窄的過道寬度一樣,但放三個凳子),到達教室的另一邊,摸一下墻再沿原路回到起點,看哪一組最快?但要注意安全,各組聽清要求沒有?
【九位同學】聽清楚了!
【教師】好,下面請體育委員發(fā)出口令!
【體育委員】各就各位,預(yù)備,走!
三組同學開始從前往后走,摸下墻后折返回來,其他同學觀察.
【教師】哪一組先完成呢?
【學生】走寬過道的一組先完成.
【教師】為什么走窄過道的一組同學走得慢呢?
【學生】因為過道窄一些.
【教師】過道窄是表面現(xiàn)象,大家要透過現(xiàn)象認識本質(zhì),每個人都走過路,在走路過程中會遇到前進的阻力.
【學生】過道窄,受到的阻力大,所以前進得慢;反之,過道寬,受到的阻力小,前進得快.
【教師】為什么走有凳子的窄過道的一組同學走得最慢呢?
【學生】因為過道窄而且有新的障礙物,遇到的阻力更大
游戲做完之后,和學生從力學的角度分析阻礙學生前進的實質(zhì)是“阻力”.然后把話題再轉(zhuǎn)到電學,當講到影響導體電阻的因素時完成四個學生實驗.
【實驗1】在課本63面的電路基礎(chǔ)上,接入電流表.分別把兩根不同的導體與小燈泡和電流表串聯(lián)接入電路,檢查好后閉合開關(guān),觀察電路中小燈泡的亮度,讀出電流表示數(shù)并記錄下來.
學生觀察到的現(xiàn)象為:電路中接入銅絲時小燈泡發(fā)光較亮、電流表示數(shù)較大;電路中接入鎳鉻合金絲時小燈泡發(fā)光較暗、電流表示數(shù)較小.
【師生一起分析】剛才在游戲中,同學們在前進的道路上都要受到了阻力,一組前進得快,是因為受到的阻力?。涣硪唤M前進得慢,是因為受到的阻力大.也就是說人在前進過程中,受到的阻力越大,前進得越緩慢.
實驗中,閉合開關(guān),正電荷從電源正極出來,沿導線定向移動,電荷看不見、摸不著,可以把導線看作是電流的過道,把電荷看作是在過道上向前運動的同學,同學在過道中行走會遇到阻礙,同樣電荷在導體中運動也會受到阻力.電荷受到的阻力越大,電荷的定向移動就越慢,電荷定向移動得越慢,電流就越小.也就是說,導線對電荷的阻礙作用大的時候,電路中電流就??;反之,導線對電荷的阻礙作用小的時候,電路中的電流就大.這就是說導線對電荷的運動有阻礙,而且這種阻礙作用有大有小,這就是電阻概念的含義.
把電荷類比為游戲中的同學,把電荷的定向移動類比為幾個同學在過道中的運動,同學在過道中運動要受到阻力,同樣電荷在通道上運動也要受到阻力,這樣讓學生很容易理解電阻的概念.
接著進行了第二個實驗:
【實驗2】在實驗1電路的基礎(chǔ)上,分別把兩根粗細相同、長度相同的銅絲和鎳鉻合金絲與小燈泡和電流表串聯(lián)接入電路,閉合開關(guān),觀察電路中小燈泡的亮度,讀出電流表示數(shù)并記錄下來.
學生觀察到現(xiàn)象為:電路中接入銅絲時小燈泡發(fā)光較亮、電流表示數(shù)較大;電路中接入鎳鉻合金絲時小燈泡發(fā)光較暗、電流表示數(shù)較小.
【教師】電流小,說明電阻大.因為導線的長度、粗細相同,一根是銅絲,另一根是鎳鉻合金絲,只有材料不一樣.那么可以得到的結(jié)論是什么呢?哪位同學告訴老師.
【學生】說明電阻大小與導體的材料有關(guān).
【教師】剛才同學們通過兩個窄的過道時,兩個一樣寬度、一樣長度的過道,一個路面上有凳子,另一個沒有,可以這樣說,沒有凳子的過道是水泥路面,有凳子的過道是水泥和木材構(gòu)成的混合路面,顯然人在有凳子的路面行走遇到的阻力大一些.同學大部分都住在農(nóng)村,以前回家,特別是下雨天,走在泥巴路上,深一腳淺一腳的,走起來十分吃力,行動得很緩慢;隨著村村通工程的建設(shè),現(xiàn)在回家,都走在水泥路上,無論天晴還是下雨,走起來就順暢一些,這是因為泥巴路和水泥路的路面材料不一樣導致的.
通過“導線”類比“道路”,道路是讓人行走的,導體是讓電荷通行的.道路材料不同,對人的阻力不同.同樣,導線的材料不同,對電荷的阻力也不同,很容易讓學生理解材料對電阻的影響.
【實驗3】在實驗2的基礎(chǔ)上將鎳鉻合金絲一半接入電路,閉合開關(guān),觀察電路中小燈泡的亮度,讀出電流表示數(shù)并記錄下來.
學生觀察到現(xiàn)象為:電路中接入一半鎳鉻合金絲時小燈泡發(fā)光較亮、電流表示數(shù)較大;電路中接入全部鎳鉻合金絲時小燈泡發(fā)光較暗、電流表示數(shù)較小.
【教師】電流小,說明電阻大.因為都是鎳鉻合金絲,即材料相同,粗細也一樣,一根是整段鎳鉻合金絲,一根只有半截鎳鉻合金絲.所以得到的結(jié)論是:
【學生】電阻大小與導體的長度有關(guān).
【教師追問】是什么關(guān)系呢?
【學生】長度越長,電阻越大.
【教師】是不是還欠缺點什么呢?
【學生】在其他條件相同的情況下.
【教師】同樣寬度的泥巴路,一段泥巴路很長、一段泥巴路很短,大家都有切身感受的吧!長度越長走起來越費力.
通過道路的長短類比導線的長短對運動的阻礙作用,學生也容易理解.
【實驗4】在實驗3的基礎(chǔ)上,將兩個半截鎳鉻合金絲合并成一股接入電路,閉合開關(guān),觀察電路中小燈泡的亮度,讀出電流表示數(shù)并記錄下來.
學生觀察到現(xiàn)象為:電路中接入一半鎳鉻合金絲時小燈泡發(fā)光較暗、電流表示數(shù)較小;電路中接入兩個半截合股的鎳鉻合金絲時小燈泡發(fā)光較亮、電流表示數(shù)較大.
【教師】電流大,說明電阻小.因為都是鎳鉻合金絲,即材料相同,長度一樣,一根是單根鎳鉻合金絲,另一根為雙根鎳鉻合金絲.所以得到的結(jié)論是:
【學生】電阻大小與導體的橫截面積有關(guān).
【教師追問】是什么關(guān)系呢?
【學生】在其他條件相同的情況下,橫截面積越大,電阻越小.
【教師】剛才游戲當中,為什么一組前進很困難呢?就是因為道路很窄,也就是橫截面積小造成的.道路寬,橫截面積大,人走起來就快一些;同樣,導線粗,橫截面積大,電荷運動快,表現(xiàn)為電流強度大.
整節(jié)課設(shè)計了一個游戲引入新課,接著進行四個實驗,然后類比游戲中遇到的情況,讓學生在趣味中輕松理解電荷的運動、材料、長度和橫截面積對導體電阻的影響,較好地從形象思維轉(zhuǎn)化為理性思維.
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