■郇兆鹏 朱翠芹
欧姆定律是初中物理电学的黄金定律,是核心内容。如何构建欧姆定律应用的复习课模式是教师们普遍关心的问题。本节课以一个经典电路为载体,设置问题为主线,层层推进,让学生的认知达到新的高度,使复习课实现“压缩版”到“升级版”华丽变身。
初中物理复习 欧姆定律 问题
复习课如何上出特色,如何让学生处于积极的思维活动中?这个问题一直困扰着广大一线教师。由于教学内容都是学生学过的,实验又很难再做一遍,所以学生缺乏新鲜感,不能调动学生积极的思维,往往让教师觉得复习课力不从心,无计可施。
目前,大部分教师的复习课仍然是传统的温习,按照教材的章节顺序,把知识点简单地重复和再现,这样的复习课会让学生味同嚼蜡、索然无味。对学生的思维训练缺乏重视,极易造成学生的思维定式、束缚学生的创新意识。
没有学生的参与就没有成功有效的教学。怎样让学生真正成为课堂的主人和学习的主人?我们必须优化和丰富复习方式,将知识体系进行重建,以某些板块或道具为主线,进行相关知识的链接与拓展。教师可以通过问题引导,让学生产生认知上的冲突,将学生带入新的学习情境,产生新的碰撞,获得再次发现,从而把复习作为思维不断深化与拓展的训练过程,在新的认识高度上挖掘所学知识的内在联系及物理思维方法的规律所在,使复习成为学习与探索知识的延续,从而真正达到掌握知识、培养思维、提高能力的目的。
如何重建复习课的知识体系,不囿于传统的复习课模式,以问题为导向,让复习课实现由新课的“压缩版”到“升级版”的转变,达到认知的新高度呢?下面以“欧姆定律应用”为例,谈谈具体的做法。
(一)抛出经典电路,引入课题。
请同学们画出此电路对应的电路图。(图1)利用上面的电路,同学们可以完成哪些实验呢?
图1
学生:1.伏安法测电阻;2.欧姆定律;3.测小灯泡的电功率。
通过这样的引入,不仅激发了学生的兴趣和思维,还帮助教师顺理成章地引入了学习内容,显得水到渠成。
(二)利用这个电路所完成的三个重要实验。
1.伏安法测电阻(图2)。
图2
(2)需要测量的物理量是:电压、电流。
(3)滑动变阻器的作用是:改变待测电阻两端的电压。
(4)测量三组数据的目的是:取平均值减小误差。
(5)若用此方法测量小灯泡工作时的电阻,能否多次测量取平均值呢?
不能,因为小灯泡电阻随温度的升高而变大。
2.探究电流与电压、电阻的关系实验(欧姆定律)(图2)。
实验方法:控制变量法。
实验1.(1)保持不变,研究I随U的变化关系。
(2)滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压。
(3)测量三组数据的目的是:寻找普遍规律。
(4)实验结论:电阻一定时,电流跟电压成正比关系。
实验2.(1)保持不变,研究I随R的变化关系。
(2)滑动变阻器的作用:控制导体两端的电压不变。
(3)测量三组数据的目的是:寻找普遍规律。
(4)实验结论:电压一定时,电流跟电阻成反比关系。
3.测小灯泡电功率(图3)。
图3
将上述实验中的电阻换成小灯泡,就可以测小灯泡的电功率。
(1)实验目的:测小灯泡的额定电功率和实际电功率。
(2) 实验原理:P=UI。
(3)滑动变阻器的作用:多次改变小灯泡两端的电压。
(4)多次实验的目的:比较小灯泡在不同电压下的电功率。
(三)故障分析。
在完成以上实验时,连接好电路可能会出现一些异常情况,同学们能否根据现象快速排查故障?
1.一位同学连接好电路,在闭合开关时发现小灯泡不亮,电流表无示数,但电压表有示数。试分析电路中可能出现的故障。
2.另一位同学连接好电路闭合开关时,发现小灯泡特别亮。
3.一位同学在连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡特别暗,不管怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡亮度始终保持不变,这可能是什么原因?
4.一位同学连接好电路,在闭合开关时发现小灯泡不亮,电流表有示数,但电压表无示数。试分析电路中可能出现的故障。
(四)动态分析。
在实验中,我们可能要根据需要调节滑动变阻器等来达到目的,为了快速实现,我们可能需要预先判断各物理量的变化情况。动态变化一般有两种:一种是滑动变阻器移动引起的,一种是开关的状态引起的。
为了让同学们研究得更全面,我们在原来的电路上增加了电表和开关。如图4所示:
图4
1.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右移动,则电表的示数如何变化?
2.若再闭合开关S1,则电表示数如何变化?
(五)滑动变阻器的调节范围。
我们知道,滑动变阻器在任何一个实验中还有保护电路的使命,因此,实验中滑动变阻器可能不能随意调节,这就涉及滑动变阻器调节范围的问题。
如图5,电源电压为4.5V,电流表量程为0-0.6A,电压表量程为0-3V,R1上标有“5Ω,0.5A”字样,R2的最大值为20Ω,为了保护电路元件的安全,求滑动变阻器的调节范围。
图5
(六)考点演练:综合应用。
五个颇具导向性的问题,让学生沉浸在动感的思维中,获得成功的体验与喜悦,结合基本知识的复习,精心编制一道能力题,让学生利用本节课所学内容解决问题,再次让学生成为课堂的主人。如图6所示,甲图是小明设计的测量一个小灯泡额定功率的电路图。已知滑动变阻器R(20Ω1A),电源电压为12V,小灯泡L的额定电压为6V、额定功率约为3W。
甲
乙
1.请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示实物图连接完整。
2.若小明连接电路后闭合开关,灯不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障是 _______ 。
3.小明排除故障后,进行实验。发现电压表的示数是5V,接着小明应该向______移动滑片,使小灯泡正常发光。
4.小灯泡正常发光时,电流表的指针如图丙所示,通过小灯泡的电流为_____ A,其额定功率为W,此时小灯泡的电阻为______ Ω。
5.该实验能否用来研究导体中的电流与电压的关系?
6.若小灯泡的电压不能超过其额定电压,则滑动变阻器的最小值为 。
(一)精心设计,出新出趣。
图6
对于复习的内容,学生已经学过,虽然有印象,但只是模糊的轮廓,必须帮助学生重新复习,但是,如果只是将旧知识加以罗列和简单重复,学生会提不起兴趣,失去了复习的意义。那么,怎样把这些零散的“珍珠”串联起来,形成一条“项链”,让学生在串项链的过程中体会乐趣,并能最终因欣赏自己串联好的项链而获得成功的喜悦。这就需要教师对所复习的内容精心设计,靠一条主线的支撑,以唤起学生对那些零散知识的回忆,并能进行分类归纳,达到认知上的新高度。本节课以初中物理电学的一个经典电路为载体,围绕这根主线,教师通过问题的层层推进,将电学的几个重要实验、实验中的故障排除、电路动态变化、滑动变阻器的调节范围等问题串联起来,让学生在学习中不断出现新问题的碰撞与挑战,充分调动了学生的欲望,培养了思维能力。尤其是最后精心编制的一道综合应用题,虽然只有一题,但通过问题的改编,把一节课复习的内容全部融合到一个题目中,学生抓住了知识的纵横联系,形成知识系统结构,达到认知的新高度。
(二)系统归纳,提高效率。
本节复习课不仅容量大,而且都很重要,在上完这节课后,学生并未觉得累。这是因为,本节课内容虽然多,但由于教师的精心设计,把同类知识系统归纳,让学生觉得是水到渠成之事,所以不觉得累。例如,本节课所有内容的复习用的都是同一个电路,这就为学生需要重新分析电路节约了时间。又如在复习三个实验时,有很多共同但又有区别的问题:滑动变阻器的作用、多次实验的目的等。这样的问题前后联系又有区别,放在一起系统归纳,不仅理清学生的思维,也节约了时间,提高了复习效率。
(三)思路清晰,前后连贯。
虽然是复习课,但是也要考虑前后的衔接,这样才会符合学生的逻辑思维,加深学生的记忆,抓住学生的注意力。本节课始终以一个电路为主线展开问题的设计。首先出示电路,让学生画出对应的电路图,激发学生的思考欲望。接着让学生看着电路图,回想用这个电路可以做哪些实验?这个问题的抛出有两个意图:一是为引出下面的复习内容,二是让学生回答问题之前对要学内容有了一个粗略的或者是片段式的回忆,但对知识又不是那么明了,引起学生的学习欲望。接下来就顺理成章地进行了三个重要实验的复习。这个环节结束了,抛出这样一个问题:同学们在做刚才的几个实验中总会遇到一些异常现象,你能否快速排除故障?很自然地进行到了故障分析环节,学生的思维连贯起来,不会觉得又多了一个学习任务而感到厌烦。故障排除后,又是一个自然的问题:实验要根据要求调节滑动变阻器,那么你知道调节时各个物理量的变化吗?滑动变阻器可以随意调节吗?这自然就引出了动态分析和变阻器的调节范围问题。所以说,有了这样清晰的思路和前后连贯,才能紧紧抓住学生的思维,达到高效的复习。