从能量角度谈电动势备课

蒋美学 蒋德琼

【摘 要】电动势教学一直是高中物理教学的重点和难点，学生对电动势这一抽象概念的理解存在困难。因而，在物理教学设计时，老师应注意电动势概念的建立。

【关键词】电动势;教学设计;物理概念

【中图分类号】G642       【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089（2019）09-0018-01

随着教育的不断发展和核心素养的提出，中学教师的教学方式方法也发生着巨大的变化。教师的教学不再是以往的填鸭式教育，教师更多关注的是培养学生的素养。教师教学观念的转变，对学生未来的发展有着巨大的影响。教学设计的成败与否，也直接关系到学生的本科目学习情况。

一、已有的知识基础

学生学习本节内容前已经学习了欧姆定律，知道电流的形成条件;知道欧姆定律的适用范围;知道导体的伏安特性曲线，并掌握该如何区分线性元件和非线性元件;掌握了电阻定律;以及电路的串、并联电路的特点等。欧姆定律的学习对学生学习闭合电路欧姆定律的理解有着促进作用，这对学生运用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系也起着铺垫的作用。学生学习该部分内容时，不会感到陌生。学生学习本节内容的难点是电源电动势的含义，对电动势概念的理解会感到吃力。

二、人教版和教科版教材对电动势概念的引入

教科版教材与人教版教材在本节内容电动势概念的引入各有不同。人教版教材以引入“非静电力”做功来引入电源从而引入电动势这一概念。教科版教材则是以课本上的一个小实验，引入电源和电动势。两种方法各有各的长处，但是人教版教材中的“非静电力”可能是学生学习的一个难点，学生在此之前并不知道什么是“非静电力”，并且容易让学生混淆本节内容的重、难点。教科版教材以一个小的实验引入电动势这一概念，应该是基于引发学生兴趣出发而做的设计。但在实际教学中，很多教师应该不会做该实验，其原因是实验现象不明显，让学生掌握理解电动势这一物理概念还是存在困难。

三、教学设计

1.创设情境—提出问题。

老师：同学们，通过前面的学习我们知道能量不可能凭空产生和消失，都是从一种能量转化为另外一种能量。同学们，思考以下几种物体的能量是怎么转化的呢？灯泡、电热毯、干电池、水力发电机。

学生：灯泡是电能转化为光能;电热毯是电能转化为内能;干电池是化学能转化为内能;水力发电机是其他形式的能转化为电能。

老师：水力发电机和干电池的能量转化和灯泡、电热毯的有什么不同？

学生：前两者是将其他形式能转化为电能，后两者恰好与前两者相反。

2.层层突破—建立物理概念。

老师：通过其他力做功可以得到其他形式的能，电源就是通过其他力做功将其他形式的能转化为电势能的装置。

老师：家庭电路的总电压和干电池电压大小不一样，怎么表征电源将其他形式能转化为电势能本领的大小呢？

老师：我们用电动势来表征电源将其他形式能转化为内能的本领，其大小由电源自身特性决定，跟电源体积无关，跟外电路无关。

3.同中求异—深化概念。

电源电动势和电势差，学生在区分是往往感到困难。造成学生困惑的原因主要是它们的单位相同，并且在一定的条件下它们之间又是相同的。

4.前后呼应—突出物理规律。

W其他=W内+W

q·E=q·U內+q·U

E=U内+U

纯电阻：E=U内+U=I（R+r）

上式最后一式就是闭合电路欧姆定律的表达式，从能量的角度出发推导出闭合电路欧姆定律的表达式。整个过程层层递进，学生也更能理解该公式的物理含义和物理意义，有助于学生对新知识的掌握。

四、教学反思

人教版的“非静电力”本身就是学生学习的一个难点，这种教学设计直接避免了“非静电力”做功，又让学生明白了电动势的含义。从能量的角度引入电动势这一概念，学生掌握和理解也更加容易。同时，从能量角度引入电动势对后面闭合电路欧姆定律的学习也起到了铺垫作用。整个教学设计的主线是能量，学生学习本节新内容也会更加容易。

参考文献

[1]普通高中课程标准实验教科书 物理选修3-1.教育科学出版社，2005.

[2]普通高中课程标准实验教科书 物理选修3-1.人民教育出版社，2010.