歐姆定律科學(xué)方法篇1
1.教材的地位和作用
“歐姆定律”是在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻等概念以及使用電壓表、電流表、滑動變阻器之后的內(nèi)容，這樣的安排既符合學(xué)生由易到難、由簡到繁的認(rèn)知規(guī)律，又保持了知識的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。通過學(xué)習(xí)“歐姆定律”，主要使學(xué)生掌握在同一電路中電學(xué)三個基本物理量之間的關(guān)系，初步掌握運用歐姆定律解決簡單電學(xué)問題的思路和方法，同時也為下一步學(xué)習(xí)“電功率”以及“焦耳定律”等其他電學(xué)知識與電路分析和計算打下基礎(chǔ)，起到了承上啟下的作用。
2.教學(xué)目標(biāo)
（1）知識與技能
通過實驗探究電流跟電壓、電阻的定量關(guān)系，分析歸納得到歐姆定律。理解歐姆定律，能運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題。
（2）過程與方法
運用“控制變量法”探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系，歸納得出歐姆定律。
（3）情感態(tài)度與價值觀
通過對歐姆定律的認(rèn)識，體會物理規(guī)律的客觀性和普遍性，增強對科學(xué)和科學(xué)探究的興趣。
3.教學(xué)的重難點
重點：理解歐姆定律，能運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題。
難點：對歐姆定律的理解和應(yīng)用。
二、說教法
這節(jié)課可綜合應(yīng)用目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、講授和討論等多種形式的教學(xué)方法，提高課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。充分體現(xiàn)以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體的原則。
三、說學(xué)法
在物理教學(xué)中，應(yīng)該對學(xué)生進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo)，應(yīng)重視學(xué)情，突出自主學(xué)習(xí)，鍛煉實驗操作能力。在本節(jié)課的教學(xué)中，通過閱讀例題，讓學(xué)生在閱讀過程中進(jìn)行分析、推理，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力與分析推理能力。
四、說教學(xué)設(shè)計
在教學(xué)中公式的推導(dǎo)是建立在學(xué)生體驗的基礎(chǔ)上的，先由學(xué)生解題而后再去總結(jié)、引導(dǎo)，學(xué)生通過自主解決實際問題獲得感性認(rèn)識。教師該講的還是要講，該放手的就盡管讓學(xué)生去完成，即便會有一些問題，也可以讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題的源頭出在哪里，讓學(xué)生對問題進(jìn)行分析和討論，這樣既加深學(xué)生對歐姆定律的理
解，同時又能增強學(xué)生分析問題與解決問題的能力。
歐姆定律科學(xué)方法篇2
喬治?西蒙?歐姆生于德國埃爾蘭根城，父親是鎖匠。父親自學(xué)了數(shù)學(xué)和物理方面的知識，并教給少年時期的歐姆，喚起了歐姆對科學(xué)的興趣。16歲時他進(jìn)入埃爾蘭根大學(xué)研究數(shù)學(xué)、物理與哲學(xué)，由于經(jīng)濟(jì)困難，中途輟學(xué)，到1813年才完成博士學(xué)業(yè)。歐姆是一個很有天才和科學(xué)抱負(fù)的人，他長期擔(dān)任中學(xué)教師，由于缺少資料和儀器，給他的研究工作帶來不少困難，但他在孤獨與困難的環(huán)境中始終堅持不懈地進(jìn)行科學(xué)研究，自己動手制作儀器。
歐姆對導(dǎo)線中的電流進(jìn)行了研究。他從傅立葉發(fā)現(xiàn)的熱傳導(dǎo)規(guī)律受到啟發(fā)，導(dǎo)熱桿中兩點間的熱流正比于這兩點間的溫度差。因而歐姆認(rèn)為，電流現(xiàn)象與此相似，猜想導(dǎo)線中兩點之問的電流也許正比于它們之問的某種驅(qū)動力，即現(xiàn)在所稱的電動勢。歐姆花了很大的精力在這方面進(jìn)行研究。開始他用伙打電堆作電源，但是因為電流不穩(wěn)定，效果不好。后來他接受別人的建議改用溫差電池作電源，從而保證了電流的穩(wěn)定性。但是如何測量電流的大小，這在當(dāng)時還是一個沒有解決的難題。開始，歐姆利用電流的熱效應(yīng)，用熱脹冷縮的方法來測量電流，但這種方法難以得到精確的結(jié)果。后來他把奧斯特關(guān)于電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和庫侖扭秤結(jié)合起來，巧妙地設(shè)計了一個電流扭秤，用一根扭絲懸掛一磁針，讓通電導(dǎo)線和磁針都沿子午線方向平行放置；再用鉍和銅溫差電池，一端浸在沸水中，另一端浸在碎冰中，并用兩個水銀槽作電極，與銅線相連。當(dāng)導(dǎo)線中通過電流時，磁針的偏轉(zhuǎn)角與導(dǎo)線中的電流成正比。他將實驗結(jié)果于1826年發(fā)表。1827年歐姆又在《電路的數(shù)學(xué)研究》一書中，把他的實驗規(guī)律總結(jié)成如下公式：S=γE。式中S表示電流；E表示電動力，即導(dǎo)線兩端的電勢差，γ為導(dǎo)線對電流的傳導(dǎo)率，其倒數(shù)即為電阻。
歐姆定律發(fā)現(xiàn)初期，許多物理學(xué)家不能正確理解和評價這一發(fā)現(xiàn)，并遭到懷疑和尖銳的批評。研究成果被忽視，經(jīng)濟(jì)極其困難，使歐姆精神抑郁。直到1841年英國皇家學(xué)會授予他最高榮譽的科普利金牌，才引起德國科學(xué)界的重視。
歐姆在自己的許多著作里還證明了：電阻與導(dǎo)體的長度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積和傳導(dǎo)性成反比；在穩(wěn)定電流的情況下，電荷不僅在導(dǎo)體的表面上，而且在導(dǎo)體的整個截面上運動。
人們?yōu)榧o(jì)念他，將測量電阻的物理量單位以歐姆的姓氏命名。
歐姆定律科學(xué)方法篇3
歐姆定律有效性反思電路設(shè)計滑動變阻器教材安排是通過實驗探究來研究電流與電壓電阻關(guān)系，從而得出歐姆定律。這樣安排比較好，但實際學(xué)生動手參與率不高，學(xué)生的科學(xué)探究有效性不高，有點照本宣科，對歐姆定律不能真正實現(xiàn)探究的思想，如何改變你？
歐姆定律（初中學(xué)習(xí)的是部分電路歐姆定律）作為一個重要的物理規(guī)律，反映了電流、電壓、電阻這三個重要的電學(xué)量之間的關(guān)系，是電學(xué)中最基本的定律，是分析解決電路問題的金鑰匙。
歐姆定律這節(jié)課的特點是，十分重視科學(xué)方法教育，重視科學(xué)研究的過程。讓學(xué)生在認(rèn)知過程中體驗方法、學(xué)習(xí)方法，了解得出歐姆定律的過程。了解運用“控制變量法”研究多個變量關(guān)系的實驗方法，同時也為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識打下了基礎(chǔ)。
教材安排是通過實驗探究來研究電流與電壓電阻關(guān)系，從而得出歐姆定律。這樣安排比較好，但實際學(xué)生動手參與率不高，學(xué)生的科學(xué)探究有效性不高，有點照本宣科，對歐姆定律不能真正實現(xiàn)探究的思想。究其原因有三點：
1.本實驗是用歐姆定律來研究歐姆定律由于學(xué)生還沒學(xué)習(xí)歐姆定律很難理解為什么調(diào)節(jié)滑片的位置就能改變或保持這段電路兩端的電壓。
2.學(xué)生很難正確區(qū)分一段電路和整個電路兩個概念及它們之間的關(guān)系，在本實驗中研究AB這段電路中的電流與電壓和電阻的關(guān)系時不容易將這段從整個電路中分離出來，更不會分析探究它們之間的關(guān)系。
3.在一個電路圖中卻要分次研究兩個實驗規(guī)律先研究電流與電壓的關(guān)系，后又更換電阻，研究電流與電阻的關(guān)系，學(xué)生很難理解，更別說自己設(shè)計這個電路來探究其中規(guī)律了。
以上是學(xué)生探究實驗和分析實驗電路的障礙，如何來解決呢？
在教學(xué)中筆者對實驗教學(xué)做了適當(dāng)?shù)母淖儭Ｗ寣W(xué)生自己分兩步實驗來設(shè)計電路探究規(guī)律：先激疑，后激智，引出正確的電路設(shè)計，再完成正確的實驗操作。
第一步，研究電流與電壓的關(guān)系，他們的設(shè)計是：保持電阻不變，用改變電池節(jié)數(shù)來改變電池兩端的電壓。（因為學(xué)生很容易想到串聯(lián)電池越多電壓越大），于是我說，那你們就按你們的思路去探究，結(jié)果是能得出：電阻一定時，電壓越大，電流越大，卻得不出：電阻一定時，電流與電壓成正比的關(guān)系。此時，他們反問：問題出在哪呢？我接著反問：你們怎么知道定值電阻兩端的電壓是在成倍數(shù)的變化呢？學(xué)生馬上回答，因為電池是成倍的增加啊，我說，那你們用電壓表測測看，一測發(fā)現(xiàn)電壓并沒隨電池節(jié)數(shù)的成倍增加而成倍增大，學(xué)生反問：那怎么辦？有學(xué)生很快想到上節(jié)課學(xué)到滑動變阻器可以調(diào)節(jié)電壓，立即就串聯(lián)了滑動變阻器上去，結(jié)果，水到渠成，完成了該實驗，而且不用改變電池節(jié)數(shù)。現(xiàn)在再反問學(xué)生這兩種電路設(shè)計的區(qū)別在哪，問題在哪，優(yōu)勢在哪，這時老師點撥一下：因為導(dǎo)線也有電阻，學(xué)生就會豁然開朗，會心一笑，經(jīng)過一次挫折他們重新設(shè)計出探究電流與電壓關(guān)系的電路，同時也自行將這段電路從整個電路中分離出來，研究出這段電路中電流與電壓的關(guān)系：電阻一定時，電流與電壓成正比的關(guān)系。
第二步，研究電流與電阻的關(guān)系，起初他們的設(shè)計是：保持電池節(jié)數(shù)不變，再改變電阻。（因為學(xué)生很容易想到串聯(lián)電池節(jié)數(shù)不變，電壓也不變），很快，有些學(xué)生就想到在第一步中出現(xiàn)的問題，于是想到可以用滑動變阻器控制電壓不變，只要在原來的電路圖上改變電阻就行了，并想到如用電阻箱來改變就更好了，因為不僅改變方便，能多次成倍數(shù)改變電阻，并且能知道電阻的值，這樣也更方便找到電流與電阻的更具體的關(guān)系。
這樣分兩個實驗電路圖分別設(shè)計，分別實驗，避免了照搬照抄，死記硬背的教學(xué)模式，實驗從開始設(shè)計到實驗障礙，再到改進(jìn)實驗，總結(jié)規(guī)律，都是學(xué)生親身實踐，學(xué)生真正理解了：
1.兩步實驗中為何要用滑動變阻器，如何用滑動變阻器？
在研究電流與電壓的關(guān)系時，如果不用滑動變阻器，雖然能夠測量出R兩端的電壓和其中的電流，但該電路只能測量出一組電壓和電流的值，而從一組電流和電壓的數(shù)據(jù)是無法找出二者之間的關(guān)系的，應(yīng)該再測幾組電壓和電流，因此就需要改變R兩端的電壓，用滑動變阻器可以成倍地改變R兩端的電壓，簡單方便，當(dāng)然也可以采用改變電池節(jié)數(shù)的方法，但因為導(dǎo)線有電阻，很難成倍地改變R兩端的電壓，比較下來，當(dāng)然是用滑動變阻器更方便快捷。同時，滑動變阻器還可以起到保護(hù)電路的作用。
2.用控制變量法探究電流I與電阻R之間的關(guān)系實驗中，應(yīng)該如何操作？探究電流I與電壓U之間關(guān)系時，應(yīng)該如何操作？
探究電流I與電阻R之間的關(guān)系時，如何保持電壓U不變？即改變定值電阻的阻值的同時，該電阻兩端的電壓就發(fā)生了變化，因此，要及時調(diào)節(jié)滑動變阻器以保持電壓不變，觀察并記錄電流表的示數(shù)隨電阻的變化關(guān)系。
探究電流I與電壓U之間關(guān)系時，要不斷的改變電壓，即保持定值電阻的阻值不變的同時，要改變電阻兩端的電壓，因此，要及時調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓成倍地變化，觀察并記錄電流表的示數(shù)隨電壓的變化關(guān)系。
總之，這樣改進(jìn)充分發(fā)揮了實驗的作用，降低了教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生遇到問題的難度，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，更深入地理解和掌握了知識。既培養(yǎng)了思維能力，又培養(yǎng)了實驗?zāi)芰?，進(jìn)一步實現(xiàn)了以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體、思維為核心、能力為目標(biāo)的教學(xué)理念，開闊了學(xué)生思路，有效地提高物理教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
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[2]邢紅軍.論科學(xué)技術(shù)發(fā)展與中學(xué)物理課程改革.中學(xué)物理教考.
歐姆定律科學(xué)方法篇4
一、教材分析《歐姆定律》一課，學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)過，高中必修本（下冊）安排這節(jié)課的目的，主要是讓學(xué)生通過課堂演示實驗再次增加感性認(rèn)識；體會物理學(xué)的基本研究方法（即通過實驗來探索物理規(guī)律）；學(xué)習(xí)分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論的兩種常用方法——列表對比法和圖象法；再次領(lǐng)會定義物理量的一種常用方法——比值法．這就決定了本節(jié)課的教學(xué)目的和教學(xué)要求．這節(jié)課不全是為了讓學(xué)生知道實驗結(jié)論及定律的內(nèi)容，重點在于要讓學(xué)生知道結(jié)論是如何得出的；在得出結(jié)論時用了什么樣的科學(xué)方法和手段；在實驗過程中是如何控制實驗條件和物理變量的，從而讓學(xué)生沿著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理定律的歷史足跡體會科學(xué)家的思維方法．
本節(jié)課在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到復(fù)習(xí)初中知識的作用，另一方面為學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律奠定基礎(chǔ)．本節(jié)課分析實驗數(shù)據(jù)的兩種基本方法，也將在后續(xù)課程中多次應(yīng)用．因此也可以說，本節(jié)課是后續(xù)課程的知識準(zhǔn)備階段．
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生記住歐姆定律的內(nèi)容及適用范圍；理解電阻的概念及定義方法；學(xué)會分析實驗數(shù)據(jù)的兩種基本方法；掌握歐姆定律并靈活運用．
本節(jié)課的重點是成功進(jìn)行演示實驗和對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析．這是本節(jié)課的核心，是本節(jié)課成敗的關(guān)鍵，是實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)．
本節(jié)課的難點是電阻的定義及其物理意義．盡管用比值法定義物理量在高一物理和高二電場一章中已經(jīng)接觸過，但學(xué)生由于缺乏較多的感性認(rèn)識，對此還是比較生疏．從數(shù)學(xué)上的恒定比值到理解其物理意義并進(jìn)而認(rèn)識其代表一個新的物理量，還是存在著不小的思維臺階和思維難度．對于電阻的定義式和歐姆定律表達(dá)式，從數(shù)學(xué)角度看只不過略有變形，但它們卻具有完全不同的物理意義．有些學(xué)生常將兩種表達(dá)式相混，對公式中哪個是常量哪個是變量分辨不清，要注意提醒和糾正．
二、關(guān)于教法和學(xué)法根據(jù)本節(jié)課有演示實驗的特點，本節(jié)課采用以演示實驗為主的啟發(fā)式綜合教學(xué)法．教師邊演示、邊提問，讓學(xué)生邊觀察、邊思考，最大限度地調(diào)動學(xué)生積極參與教學(xué)活動．在教材難點處適當(dāng)放慢節(jié)奏，給學(xué)生充分的時間進(jìn)行思考和討論，教師可給予恰當(dāng)?shù)乃季S點撥，必要時可進(jìn)行大面積課堂提問，讓學(xué)生充分發(fā)表意見．這樣既有利于化解難點，也有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，使課堂氣氛更加活躍．
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，要使學(xué)生領(lǐng)會物理學(xué)的研究方法，領(lǐng)會怎樣提出研究課題，怎樣進(jìn)行實驗設(shè)計，怎樣合理選用實驗器材，怎樣進(jìn)行實際操作，怎樣對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及通過分析得出實驗結(jié)論和總結(jié)出物理規(guī)律．同時要讓學(xué)生知道，物理規(guī)律必須經(jīng)過實驗的檢驗，不能任意外推，從而養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的思維習(xí)慣．
三、對教學(xué)過程的構(gòu)想為了達(dá)成上述教學(xué)目標(biāo)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自覺性，對一些主要教學(xué)環(huán)節(jié)，有以下構(gòu)想：1．在引入新課提出課題后，啟發(fā)學(xué)生思考：物理學(xué)的基本研究方法是什么（不一定讓學(xué)生回答）？這樣既對學(xué)生進(jìn)行了方法論教育，也為過渡到演示實驗起承上啟下作用．2．對演示實驗所需器材及電路的設(shè)計可先啟發(fā)學(xué)生思考回答．這樣使他們既鞏固了實驗知識，也調(diào)動他們盡早投入積極參與．3．在進(jìn)行演示實驗時可請兩位同學(xué)上臺協(xié)助，同時讓其余同學(xué)注意觀察，也可調(diào)動全體學(xué)生都來參與，積極進(jìn)行觀察和思考．4．在用列表對比法對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，提出下面的問題讓學(xué)生思考回答：為了更直觀地顯示物理規(guī)律，還可以用什么方法對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析？目的是更加突出方法教育，使學(xué)生對分析實驗數(shù)據(jù)的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認(rèn)識．到此應(yīng)該達(dá)到本節(jié)課的第一次高潮，通過提問和畫圖象使學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒轉(zhuǎn)向高漲．5．在得出電阻概念時，要引導(dǎo)學(xué)生從分析實驗數(shù)據(jù)入手來理解電壓與電流比值的物理意義．此時不要急于告訴學(xué)生結(jié)論，而應(yīng)給予充分的時間，啟發(fā)學(xué)生積極思考，并給予適當(dāng)?shù)乃季S點撥．此處節(jié)奏應(yīng)放慢，可提請學(xué)生回答或展開討論，讓學(xué)生的主體作用得到充分發(fā)揮，使課堂氣氛掀起第二次高潮，也使學(xué)生對電阻的概念是如何建立的有深刻的印象．6．在得出實驗結(jié)論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步總結(jié)出歐姆定律，這實際上是認(rèn)識上的又一次升華．要注意闡述實驗結(jié)論的普遍性，在此基礎(chǔ)上可讓學(xué)生先行總結(jié)，以鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力．教師重申時語氣要加重，不能輕描淡寫．要隨即強調(diào)歐姆定律是實驗定律，必有一定的適用范圍，不能任意外推．7．為檢驗教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成，可自編若干概念題、辨析題進(jìn)行反饋練習(xí)，達(dá)到鞏固之目的．然后結(jié)合課本練習(xí)題，熟悉歐姆定律的應(yīng)用，但占時不宜過長，以免沖淡前面主題．
四、授課過程中幾點注意事項1．注意在實驗演示前對儀表的量程、分度和讀數(shù)規(guī)則進(jìn)行介紹．
2．注意正確規(guī)范地進(jìn)行演示操作，數(shù)據(jù)不能虛假拼湊．
3．注意演示實驗的可視度．可預(yù)先制作電路板，演示時注意位置要加高．有條件的地方可利用投影儀將電表表盤投影在墻上，使全體學(xué)生都能清晰地看見．
4．定義電阻及總結(jié)歐姆定律時，要注意層次清楚，避免節(jié)奏混亂．可把電阻的概念及定義在歸納實驗結(jié)論時提出，而歐姆定律在歸納完實驗結(jié)論后總結(jié)．這樣學(xué)生就不易將二者混淆．
5．所編反饋練習(xí)題應(yīng)重點放在概念辨析和方法訓(xùn)練上，不能把套公式計算作為重點．
歐姆定律科學(xué)方法篇5
一、實驗探究中錯誤資源的類型
1.技能性錯誤
技能性錯誤指學(xué)生因缺乏操作技能和儀表讀數(shù)技能而產(chǎn)生的錯誤。“探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”實驗包括電流表、電壓表、滑動變阻器等眾多電學(xué)器材，實驗操作具有綜合性，主要表現(xiàn)在：（1）兩表怎樣接入、如何選擇量程、如何讀數(shù)？（2）滑動變阻器涉及四個接線柱，怎樣接入可以達(dá)到實驗?zāi)康模浚?）電池盒電源的選擇。（4）連接電路應(yīng)注意斷開開關(guān)，滑片移到電阻最大的地方。（5）探究活動暫停時，及時斷開開關(guān)。由于學(xué)生對每種器材掌握程度可能不一樣，一旦這些器材整合在一起后，在操作或讀數(shù)上就容易犯錯，成為實驗探究的障礙。
2.客觀性錯誤
客觀性錯誤指并非由于學(xué)生知識、能力等主觀因素造成，而是由于客觀因素的影響而造成的錯誤。主要表現(xiàn)為：（1）器材自身原因。其一，器材使用時間過長，致使局部損壞，影響測量準(zhǔn)確性；其二，器材質(zhì)量有問題，如，劣質(zhì)電表在使用中指針來回晃動，影響學(xué)生收集數(shù)據(jù)，導(dǎo)致得不到正確的實驗結(jié)論；其三，器材設(shè)計復(fù)雜，如圖1，電池盒接線柱太多，電池的組裝和接線變成了難點，而這并不是實驗重點，人為地制造困難。（2）實驗綜合性強，只要一種儀器的使用存在短板，就會造成結(jié)論錯誤。（3）缺乏適度的引導(dǎo)，或沒有提供充裕的探究時間。第一種情況，探究盲目，導(dǎo)致學(xué)生“盲”中出錯；第二種情況，時間緊迫，導(dǎo)致學(xué)生“忙”中出錯。
3.生成性錯誤
生成性錯誤指在實驗探究中產(chǎn)生的、在教師預(yù)設(shè)之外的錯誤。怎樣利用這類錯誤資源，對教師的教學(xué)智慧是一種挑戰(zhàn)。在探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電壓的關(guān)系時，基于學(xué)生實際，預(yù)設(shè)的電路設(shè)計為圖2，預(yù)設(shè)的教學(xué)過程是：引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)該電路只能收集一組數(shù)據(jù)，不能發(fā)現(xiàn)規(guī)律，再啟發(fā)學(xué)生如何獲得多組數(shù)據(jù)，學(xué)生想到改變電池個數(shù)來改變電壓和電流，最后從操作方便程度和采集數(shù)據(jù)連續(xù)性方面，說明該電路存在缺陷，從而引導(dǎo)出串聯(lián)一個滑動變阻器。在筆者按部就班教學(xué)時，有學(xué)生提出用電阻箱代替定值電阻R，通過改變電阻箱電阻來收集多組數(shù)據(jù)，該方案得到一些學(xué)生的認(rèn)可，但該方案的最大錯誤是沒有控制R不變。
4.素養(yǎng)性錯誤
素養(yǎng)性錯誤指學(xué)生因缺乏科學(xué)素養(yǎng)所表現(xiàn)出的錯誤行為、習(xí)慣和意識?！读x務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》指出，物理課程應(yīng)“以提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨”，使學(xué)生“養(yǎng)成實事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度”，“具有保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的意識”?；厥渍n堂，實驗過程中學(xué)生篡改數(shù)據(jù)、拼湊數(shù)據(jù)的現(xiàn)象時有發(fā)生，而且學(xué)生節(jié)能意識淡薄，如，探究活動暫停，開關(guān)還一直閉合，沒有及時斷開開關(guān)。
5.觀念性錯誤
觀念性錯誤指學(xué)生將課堂探究與真正的科學(xué)探究等同起來，意識不到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛與曲折，形成“物理發(fā)現(xiàn)不過如此”的錯誤觀念。學(xué)生探究的問題和模式都是由教材或教師給出的，而且教材中的各種提示為學(xué)生指明了探究方向。因此，學(xué)生感到概念規(guī)律的得出十分容易，順理成章，甚至感嘆自己生不逢時。但真正的科學(xué)探究都是在黑暗中摸索，沒有人可以引路，經(jīng)過許多年、很多次的不斷猜測和實驗，仍有可能以失敗告終。這些情況，學(xué)生是沒有遇到也體會不到的。當(dāng)介紹歐姆定律的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了約十年時間，付出了艱辛的努力時，學(xué)生在內(nèi)心深處并不認(rèn)同，他們認(rèn)為一堂課的功夫就探究出歐姆定律，哪里來的“艱辛與曲折”？
二、基于錯誤資源的實驗教學(xué)策略
1.變“講授”為“探索”，促進(jìn)實驗技能的構(gòu)建
實驗儀器的操作都有一定的規(guī)范，正確操作實驗儀器是一項基本技能。在剛接觸新儀器時就要嚴(yán)格要求、熟練掌握，為今后的綜合探究夯實基礎(chǔ)。對實驗儀器的教學(xué)，有人提倡采用講授式，以師講生聽為主，而教學(xué)實踐證明，這種方法不易引起學(xué)生興趣，扼殺學(xué)生使用新儀器的欲望?？茖W(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展，現(xiàn)在沒有的東西，可能明天就會出現(xiàn)，學(xué)生在未來的生活、工作中肯定會遇到許多新的科技產(chǎn)品，這些產(chǎn)品怎么使用，需要學(xué)生自己摸索。因此，物理課堂上，教師的一個重要職責(zé)就是培養(yǎng)學(xué)生探索新器材的能力，這是一種適應(yīng)現(xiàn)代化生活的能力。
基于這些考慮，可以采用探索式教法，充分調(diào)動學(xué)生對新鮮事物的好奇心和探究欲。比如，教學(xué)“電流表的使用”，可以將教材內(nèi)容編輯成儀器使用說明書的形式，在前面部分列出幾個注意事項，學(xué)生閱讀說明書后，試著去測電路中的電流。探索中，學(xué)生必然要經(jīng)歷犯錯、反思、糾錯的過程，而這正是學(xué)生自我建構(gòu)操作技能的過程，印象自然根深蒂固，同時，培養(yǎng)了學(xué)生使用新儀器的能力。又如，對電流表的讀數(shù)，教師先投影一組學(xué)生的表盤，但故意不顯示接線柱，如圖3，請學(xué)生讀數(shù)，有些學(xué)生馬上就報出讀數(shù)，但出現(xiàn)不同結(jié)果，還有學(xué)生猶豫不決，教師啟發(fā)學(xué)生為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象？學(xué)生反映，不知道接線柱。此時，學(xué)生就會明白，讀數(shù)先要明確接線柱或量程。接著，告訴學(xué)生是小量程，再請學(xué)生讀數(shù)，又出現(xiàn)了兩個答案：0.24A和0.28A。教師追問，到底哪個正確，為什么？引導(dǎo)學(xué)生要看清分度值，并回答不同量程下的分度值分別是多少？兩種量程、相同的偏轉(zhuǎn)角度，示數(shù)有何關(guān)系？經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)問題、分析原因”的探索過程，學(xué)生自主完成讀數(shù)技能的構(gòu)建，最后總結(jié)讀數(shù)步驟：先看量程，再看分度值。這種探索式教法同樣適合電壓表的使用與讀數(shù)，為探究歐姆定律作好技能鋪墊。
2.變“異?！睘椤罢！?，營造良好的探究環(huán)境
每堂探究課都有預(yù)期目標(biāo)和探究重點，而時間有限，所以，要為學(xué)生創(chuàng)造一個好的實驗環(huán)境，避免一些客觀的、非重點因素的干擾，為探究重點贏得更多時間。實驗器材使用時間過長或質(zhì)量不過關(guān)，不能正常工作，學(xué)生在操作過程中就會麻煩不斷，影響探究情緒。尤其是測量類器材，比如電流表和電壓表，如果器材質(zhì)量有問題，學(xué)生的數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確嗎？又談何發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中蘊藏的物理規(guī)律？因此，學(xué)校采購器材時應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對有問題的器材要及時更換，同時，檢修器材也非常重要，特別是使用頻繁高、易損耗的器材。建議教研組抽出專門的時間和精力，集中檢修，一來減輕實驗員的工作壓力，二來掌握一些檢修技能。當(dāng)提供的都是能正常使用的器材后，學(xué)生的實驗就不會受其他因素影響，從而保障探究正常進(jìn)行。
3.變“錯誤”為“正確”，彰顯錯誤資源的價值
學(xué)生對教師問題的即時性反映，折射出學(xué)生的原始思維和創(chuàng)造性火花，這些想法有的是正確的，有的雖然錯誤，但能給教學(xué)啟發(fā)，其價值不亞于正確的創(chuàng)意。學(xué)生錯誤的想法里可能蘊藏著創(chuàng)新思維，我們要善于發(fā)現(xiàn)并加以利用。
例如，圖2中，用電阻箱代替定值電阻R的方案是錯誤的，但這種想法在研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系時，卻可以派上用場。如圖4，用電阻箱代替定值電阻R，有以下優(yōu)點：其一，電阻箱是一種可讀出阻值的變阻器。初中階段學(xué)生對不能讀出示數(shù)的滑動變阻器使用頻率高，使用較熟練，但對電阻箱，教材只局限于讀出電阻大小，沒有機會讓學(xué)生體驗電阻箱的優(yōu)勢，而在這里，電阻箱的接線和讀數(shù)得到運用，體現(xiàn)了其教學(xué)價值，彌補教材的不足。其二，簡化實驗操作過程。本電路的連接在研究電流與電壓的關(guān)系時已經(jīng)得到強化，因此，連接電路不是本探究內(nèi)容的重點。當(dāng)定值電阻R不斷改變時，該電路局部要不斷拆裝、重組，這在技能上只是簡單重復(fù)，缺乏教育意義。而換為電阻箱后，只要旋轉(zhuǎn)旋鈕就能快速改變電阻，不需要拆裝電路，為數(shù)據(jù)的采集與分析等重點內(nèi)容爭取更多時間。其三，實驗探究提倡開放性，不應(yīng)是封閉的，數(shù)據(jù)的采集要常態(tài)化。如果選教師提供的三個定值電阻，學(xué)生會想，為什么要選這幾個電阻？隨機一點不可以嗎？是不是也能得出反比結(jié)論？而這一系列問題均由電阻箱的使用得到較好突破，供選擇的電阻值范圍更廣、更靈活，為學(xué)生采集數(shù)據(jù)拓展空間，增加實驗結(jié)論的可信度。
4.變“說教”為“身教”，給學(xué)生潛移默化的影響
在實驗細(xì)節(jié)上，教師苦口婆心，諄諄教導(dǎo)，而學(xué)生一意孤行，當(dāng)耳邊風(fēng)，教學(xué)效果一直欠佳。什么原因呢？要學(xué)生低碳環(huán)保，教師自己在實驗教學(xué)中的一言一行、一舉一動反饋給學(xué)生的卻是鋪張浪費；要學(xué)生尊重實驗事實，不得篡改數(shù)據(jù)，教師卻圖方便省事，不做實驗，空降實驗數(shù)據(jù)；要學(xué)生表達(dá)準(zhǔn)確，教師的教學(xué)語言卻欠科學(xué)性，甚至“腳踩西瓜皮，滑到哪是哪”。這樣矛盾的教學(xué)言行，怎能讓學(xué)生養(yǎng)成低碳環(huán)保的意識和實事求是的科學(xué)態(tài)度？要提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，除平常注意要求外，更重要的是教師要加強自身修養(yǎng)，以身垂范，給學(xué)生樹立良好的榜樣。
5.變“單一”為“飽滿”，落實三維教學(xué)目標(biāo)
探究教學(xué)不能僅局限于學(xué)生掌握物理概念和規(guī)律，還應(yīng)將歷史上物理學(xué)家進(jìn)行探究、獲得發(fā)現(xiàn)的歷史資料引入教學(xué)，通過歷史情境再現(xiàn)，展現(xiàn)科學(xué)研究方法，體驗科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛，實現(xiàn)教育價值最大化。
歷史上歐姆定律的建立過程與課堂上的科學(xué)探究有很大差異，將歐姆的探究過程和對他成功的分析補充到課堂中，可以使學(xué)生在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度上獲益。
在歐姆所處的時代，他遇到的最大困難與挑戰(zhàn)有以下幾點[1]：（1）當(dāng)時的直流電源只有伏打電堆，最初用它進(jìn)行實驗，電流不穩(wěn)定，未能獲得理想結(jié)果。后來，接受其他科學(xué)家的建議，將伏打電堆改為溫差電源，提高了電流的穩(wěn)定性，使測量結(jié)果更準(zhǔn)確。這與他善于學(xué)習(xí)、關(guān)心科技發(fā)展、重視科學(xué)交流是分不開的。（2）在歐姆進(jìn)行研究時，沒有現(xiàn)成的電壓表和電流表，也不知道如何測電阻，也就是說，I、U、R均無法測量，這些問題都得一一解決。歐姆巧妙地設(shè)計出電流扭秤，用磁針的扭角實現(xiàn)了電流大小的測量；用相同粗細(xì)、不同長度的銅導(dǎo)線來得到不同電阻；用溫差電池兩個接點的溫度差得到不同電勢差，這在當(dāng)時是想象不到的，都是開創(chuàng)性研究。而且，歐姆憑直覺假定電流大小與扭秤的扭角成正比，電阻與導(dǎo)線長度成正比，而電壓與溫差電池的溫度差成正比。這種直覺思維，是科學(xué)創(chuàng)造力的重要表現(xiàn)。（3）歐姆定律發(fā)表后，遇到權(quán)威人士的反對甚至詆毀，認(rèn)為他的理論是空洞的臆造，許多年后他的成果才得到科學(xué)界的普遍認(rèn)同。為了科學(xué)研究，歐姆在孤獨與困難的環(huán)境中，自己動手制作儀器，堅持進(jìn)行科學(xué)探索，把全部生命都奉獻(xiàn)給了科學(xué)事業(yè)，這種獻(xiàn)身精神是值得欽佩和學(xué)習(xí)的。
通過物理學(xué)史的引入，“歐姆”在學(xué)生思想里不再只是一個物理量的單位，“歐姆定律”也不再只是一個物理公式，它們匯成了一部有血有肉、富有立體感的科學(xué)勵志故事，深深地感染和激勵著學(xué)生。
參考文獻(xiàn)
歐姆定律科學(xué)方法篇6
關(guān)鍵詞：類比法；全電路；電動勢；全電動歐姆定律
全電路歐姆定律是《電工基礎(chǔ)》第一章重要的一節(jié)內(nèi)容，后續(xù)的章節(jié)中多處電路的分析和計算要用這一定律，因此掌握全電路歐姆定律對于學(xué)好《電工基礎(chǔ)》這門課程至關(guān)重要。但是由于本節(jié)涉及較多的概念且各物理量之間的關(guān)系復(fù)雜，再加上教材未附加相應(yīng)的實驗，因此學(xué)生很難理解和接受。針對這種情況，我通過實踐，采用類比法講解本節(jié)內(nèi)容，取得了令人滿意的效果。下面我就什么叫類比法以及如何用類比法講全電路歐姆定律，介紹如下。
類比法是指在新事物同已知事物間具有類似方面比較，是人們所熟知幾種邏輯推理中，最富有創(chuàng)造性的?？茖W(xué)史上很多重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明，往往發(fā)端于類比。例如：安培從環(huán)形電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象類比推出了分子環(huán)形電流的假說；庫侖根據(jù)靜電力與萬有引力的類比，建立了庫侖定律等。類比又被譽為科學(xué)活動中“偉大的引路人”。是它首先推動了假說的產(chǎn)生，盡管類比不能代替論證，但可以理解新知識、新概念和規(guī)律提供依托。全電路是指含有電源的閉合電路，電流通過時，可用電流類比水流。在重力作用下，水在水管中是由高處向低處流動的，通過重力作功使水的重力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)樗膭幽?。電流是電荷的定向移動形成的，在電場力的作用下，正電荷在?dǎo)體中由電勢高處向電勢底處移動，通過電場力做功轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪?，即電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。我們知道重力使水向下流，但卻不能使水循環(huán)流動。要想實現(xiàn)循環(huán)流動，就必須在循環(huán)系統(tǒng)中有水泵，水泵不停把低處水抽向高處，這樣水就一直在循環(huán)流動。同樣，在電路中要想維持一個循環(huán)穩(wěn)定的電流，也要有一個“電泵”，即電源。這樣電荷就在電源內(nèi)部依靠電源力，把正電荷從低電位的負(fù)極經(jīng)內(nèi)電路送到高電位的正極，內(nèi)電路和外電路連接而成一個閉合電路，這樣電路中就有持續(xù)穩(wěn)定的電流了。
在水泵中，水泵功率的大小是看它把單位質(zhì)量的水提升多高，提升越高，其對水做的功率越多。同樣，電源的強弱是看它把單位正電荷的電勢提高的程度，提得越高對電荷所做的功就越多，即該電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)就越強。這樣一類比，就很生動形象地向?qū)W生引出了難懂又抽象的電動勢的概念。即電源力將單位正電荷從電源負(fù)極移到正極所做的功，用符號E表示。當(dāng)水流在水泵內(nèi)部時，要受水流阻力，同樣，電流通過電源內(nèi)部時，也受到阻礙，即電源內(nèi)阻，一般用符號r0表示。很明顯全電路就分為內(nèi)外兩部分：電源內(nèi)部的電路成為內(nèi)電路，電源外部的電路成為外電路，內(nèi)外電路電壓降之和等于電動勢，用E表示。有部分電路歐姆定律來類比全電路歐姆定律為：全電路中的電流I與電源的電動勢E成正比，與電路的總電阻（外電路的電阻R和內(nèi)電路的電阻r0之和）成反比，即I=/。由此事還可得出，E=IR+Ir0=U+Ur0，U是外電路中的電壓降，也是電源兩端的電壓，稱為路端電壓；Ir0是電源內(nèi)部的電壓降。通過類比，學(xué)生很容易理解和記憶全電路歐姆定律。下面舉一例題：
如圖電路中，已知電源電動勢E=24V，內(nèi)阻r0=2？贅，負(fù)載電阻R=10？贅，求：
（1）電路中的電流；
（2）電源的端電壓；
（3）負(fù)載電阻上的端電壓；
（4）電源內(nèi)阻上的電壓降。
解：根據(jù)全電路歐姆定律I=得：
（1）電路中的電I=流=24/10+2=2A
（2）電源中的端電壓U=E-Ir0=24-2×2=20V
（3）負(fù)載電阻上的端電壓U=IR=2×10=20V
（4）電源內(nèi)阻上的電壓降U=Ir0=2×2=4V
歐姆定律科學(xué)方法篇7
關(guān)鍵詞：《閉合電路歐姆定律》；教學(xué)設(shè)計；高中物理
一、教學(xué)設(shè)計
1.課題
閉合電路的歐姆定律（人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書選修3-1）
2.教材分析
本節(jié)內(nèi)容是全章的重點，是歐姆定律的延伸，教材從能量入手，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生推出閉合電路的歐姆定律，教學(xué)過程簡單、學(xué)生易于接受。之后應(yīng)用定律解決物理規(guī)律問題，使學(xué)生明白物理規(guī)律可以用已知定律從理論上導(dǎo)出，將理論應(yīng)用于實際。
3.教學(xué)目標(biāo)
知識與技能：①理解內(nèi)、外電路及電源的內(nèi)阻。②知道電源電動勢等于沒接入電路時兩極板間的電壓。③理解閉合電路的歐姆定律及其公式并能熟練地解決電路問題。過程與方法：①培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。②培養(yǎng)獨立思考、自主探究物理問題的能力。情感態(tài)度與價值觀：①激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲。②培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和合作學(xué)習(xí)精神。
4.教學(xué)重、難點
教學(xué)重點：①閉合電路歐姆定律的內(nèi)容。②路端電壓與電流的關(guān)系公式及圖像表示。教學(xué)難點：①閉合電路歐姆定律的應(yīng)用。②路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。
二、教學(xué)過程
1.自主學(xué)習(xí)
課前教師下發(fā)學(xué)案，學(xué)生根據(jù)學(xué)案進(jìn)行預(yù)習(xí)，重點思考并回答以下問題：
（1）什么是電源？
（2）電源電動勢的概念和物理意義是什么？
（3）什么是內(nèi)電路？什么是外電路？在回路中的電流方向如何？
（4）在內(nèi)、外電路中電勢是如何變化的？
（5）怎樣計算內(nèi)電路以及外電路中消耗的電能？
（6）如何計算電池內(nèi)部非靜電力所做的功？
（7）內(nèi)電路和外電路上消耗的電能與電源內(nèi)部非靜電力做的功有什么關(guān)系？
（8）路端電壓與負(fù)載的關(guān)系是怎樣的？
【設(shè)計意圖】課前預(yù)習(xí)使學(xué)生將學(xué)習(xí)活動延伸到了課外，保證了學(xué)生思考的空間，增加了有效學(xué)習(xí)的時間。只有學(xué)生本人了解自己已經(jīng)掌握了哪些知識，需要學(xué)習(xí)哪些知識，才能有針對性地進(jìn)行相關(guān)復(fù)習(xí)、查閱資料，避免傳統(tǒng)課堂“一刀切”的現(xiàn)象，學(xué)生帶著問題積極主動地學(xué)習(xí)新知識，滿足了高中生思維發(fā)展和自我意識發(fā)展的需要，有利于開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的潛能。
2.交流探究
師友之間根據(jù)預(yù)習(xí)情況交流學(xué)習(xí)。由徒弟向師傅講解本節(jié)課的相關(guān)內(nèi)容，師傅補充完善不足之處，在合作中解決疑難問題，突破重難點。教師巡視了解每對師徒的學(xué)習(xí)情況，對學(xué)習(xí)過程中存在疑問的師徒進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，對學(xué)習(xí)深度不夠的師徒進(jìn)行誘導(dǎo)點撥。如，有些師友根據(jù)理論知識推導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律之后便欣然接受，此時教師應(yīng)該提醒學(xué)生設(shè)計實驗對其進(jìn)行驗證；在師友探討路端電壓與負(fù)載的關(guān)系之前，教師應(yīng)提出問題：能否用實驗探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，并引導(dǎo)師友合作設(shè)計實驗方案，完成實驗步驟，分析實驗數(shù)據(jù)完成U-I圖像，進(jìn)而依據(jù)圖像解釋U、I的關(guān)系以及在短路、斷路中的特殊現(xiàn)象。
【設(shè)計意圖】該環(huán)節(jié)采用學(xué)生之間交流合作學(xué)習(xí)的方式完成本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，并在教師的點撥下激發(fā)了學(xué)生動手設(shè)計實驗驗證物理定律和探究物理規(guī)律的積極性，從而通過學(xué)生的親身經(jīng)歷完成了教學(xué)重難點內(nèi)容的學(xué)習(xí)。這一做法顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)中教師“高高在上”的地位，而是十分“親民”走到學(xué)生之中參與、啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，消除了教師與學(xué)生之間的距離感。同時，學(xué)生之間通過交流不僅可以在學(xué)習(xí)上取長補短、互利共贏，更可以在性格上相互影響、共同發(fā)展，這樣不但能鍛煉學(xué)生與人交流合作的能力，又有利于開拓思路、培養(yǎng)他們的探索精神和創(chuàng)新能力。
3.互助提高
鼓勵學(xué)生積極上臺講解本節(jié)課自己學(xué)到的知識，板演相關(guān)例題，其他學(xué)生認(rèn)真聽講并進(jìn)行補充，也可以提出自己的質(zhì)疑并闡述觀點進(jìn)行全班討論。教師注意指導(dǎo)學(xué)生使用物理術(shù)語，規(guī)范學(xué)生的解題步驟，引導(dǎo)學(xué)生歸納需要注意的問題以及總結(jié)相關(guān)規(guī)律。
【設(shè)計意圖】全國教育心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)教師所青睞的講授式教學(xué)方式學(xué)生對知識的記住率只有5%，而極少數(shù)教師鼓勵的學(xué)生教別人的方法，使學(xué)生本人對知識的記住率高達(dá)95%。本環(huán)節(jié)中，教師把課堂真正讓位給學(xué)生，讓學(xué)生做主講，不但鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力，同時在學(xué)生教會其他同學(xué)時自己也會收獲新的體會，而全班同學(xué)的參與交流又可以各抒己見、集思廣益、通力合作，真正實現(xiàn)人人參與、人人發(fā)展、人人進(jìn)步的高效課堂的發(fā)展趨勢。
4.總結(jié)歸納
教師組織學(xué)生一起梳理本節(jié)課的知識點，針對學(xué)生仍然不理解以及容易產(chǎn)生錯誤的知識點予以講解；明確學(xué)生易混、易錯、易漏的問題，對解題規(guī)律、注意事項、解題方法和技巧等進(jìn)行全面的總結(jié)，歸納出知識體系，以便學(xué)生能夠得心應(yīng)手的運用。例如，教師應(yīng)強調(diào)閉合電路歐姆定律反映的只是電動勢與路端電壓的數(shù)量上的關(guān)系，他們的本質(zhì)是不同的，電動勢反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小，而路端電壓反映了外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)的大小，因而用電壓表直接接在電源兩級上，其示數(shù)不等于電源電動勢，但很接近電源電動勢：U=IRV=?RV=，當(dāng)RV>r時，U≈E。
【設(shè)計意圖】本節(jié)課的問題是由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)解決的，規(guī)律也是由學(xué)生自己探究驗證出來的，甚至例題都是學(xué)生自己解讀體悟的，可以說全程都是由學(xué)生自己完成的，因而在本環(huán)節(jié)中學(xué)生可以很容易地總結(jié)歸納出本節(jié)課的知識體系，真正做到將學(xué)來的知識變?yōu)樽约核鶕碛械闹R，實現(xiàn)學(xué)習(xí)效率的最大化。
5.當(dāng)堂鞏固
教師根據(jù)學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況出示有代表性的一或兩道典型題，學(xué)生在規(guī)定時間完成后師友當(dāng)堂交換批改，之后交流做題心得與體會。教師檢查學(xué)生的掌握情況，布置課后作業(yè)。
【設(shè)計意圖】本環(huán)節(jié)的設(shè)計意在幫助學(xué)生檢驗學(xué)習(xí)成果，深化學(xué)生對各個知識點的認(rèn)知，培養(yǎng)他們自行解決物理問題的信心和決心，端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。同時，教師可以根據(jù)學(xué)生的掌握情況，及時反饋、適時調(diào)整并通過課后作業(yè)將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動延伸到課下，為下節(jié)課埋下伏筆，使整堂課留有余味。
三、課堂教學(xué)設(shè)計建議
在設(shè)計學(xué)案時應(yīng)當(dāng)充分分析教材以及學(xué)生，做到環(huán)環(huán)相扣，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生完成自學(xué)；在學(xué)生進(jìn)行交流探究時，教師應(yīng)該注意學(xué)生探究的內(nèi)容要與本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容相關(guān)，探究要有深度不能屈于表面；在互助提高階段，教師應(yīng)該積極鼓勵內(nèi)向的學(xué)生大膽發(fā)言，提高其與同學(xué)溝通以及表達(dá)能力。本文中《閉合電路歐姆定律》的教學(xué)設(shè)計依據(jù)高中學(xué)生個性心理發(fā)展特點，通過課前預(yù)習(xí)以及課上互助式學(xué)習(xí)充分地調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，有利于改變傳統(tǒng)教學(xué)方式在高中物理教學(xué)中出現(xiàn)的弊端，以便于為物理教師的有效教學(xué)提供參考。
參考文獻(xiàn)：
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[2]李志剛，吳越.活力課堂[M].上海：上海教育出版社，2009.
作者簡介：孫雨，1989年出生，女，吉林四平人，碩士研究生。
歐姆定律科學(xué)方法篇8
當(dāng)學(xué)生身處考場，遇到某個熟悉的情景或知識點時，曾經(jīng)爛記于心的東西，卻怎么想也想不起來。原來儲存的學(xué)科知識去哪兒了呢？難道又都還給老師了嗎？本來儲存好的知識，用時卻提取不出來，是哪個環(huán)節(jié)出了問題呢？教師和學(xué)生應(yīng)該如何避免這一情況出現(xiàn)呢？下面筆者以《多用電表的原理》這節(jié)課的教學(xué)案例來加以說明。
《多用電表的原理》是物理人教版選修3-1第2章《恒定電流》的第8節(jié)，本節(jié)是閉合電路歐姆定律的具體應(yīng)用，是必考實驗之一（《實驗：練習(xí)使用多用電表》）的鋪墊，學(xué)生理解并掌握本節(jié)課，至關(guān)重要。然而，歐姆表的原理對學(xué)生來說是個難點，教師該如何突破這一難點，做到既讓學(xué)生當(dāng)時能夠理解，又能讓學(xué)生課下用到時能隨時提取相關(guān)信息并加以應(yīng)用，這對教師也是一個挑戰(zhàn)。筆者就本節(jié)課中歐姆表的原理做了一些思考，現(xiàn)通過兩個案例加以比較分析。
2案例展示
21案例一展示
211引入
教師：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過把電流表改裝成電壓表和量程較大的電流表的原理，那么我們能否把電流表改裝成能夠測量導(dǎo)體電阻，并能直接讀出電阻數(shù)值的歐姆表呢？下面我們從一個例題說起。
212以例題形式呈現(xiàn)歐姆表的改裝
（1）用導(dǎo)線把A、B直接連起來，此時應(yīng)把可變電阻R1調(diào)節(jié)為多少才能使電流表恰好達(dá)到滿偏電流？
（2）調(diào)到滿偏后保持R1的值不變，在A、B間接一個150 Ω的電阻R2，電流表指針指著多少刻度的位置？
（3）如果把任意電阻R接在A、B間，電流表讀數(shù)I與R的值有什么關(guān)系？
解析：（1）因電流表電阻Rg的值不能忽略，此時可以把電流表視為一個電阻來計算。由閉合電路歐姆定律，有Ig=ERg+r+R。
由以上式子可得：
R1=EIg-Rg-r=142 Ω
這表示，當(dāng)兩個接線柱直接連到一起，且表頭指針恰好滿偏時，可變電阻R1的值為142 Ω。
（2）保持可變電阻R1的值不變，把R2=150 Ω接在A、B之間，設(shè)這時電流表讀數(shù)為I2，由閉合電路歐姆定律I2=ER+r+R1+R2=5 mA。這表示，接入R2后，電表指在“5 mA”刻度的位置。
（3）把任意電阻R接到A、B之間、設(shè)電流表讀數(shù)為I，則：
I=ER+r+R1+R
代入數(shù)值后，得：
I=1.5 V150 Ω+R
解出：
R=1.5 VI-150 Ω
教師：通過以上計算同學(xué)們得到什么啟發(fā)？如何將電流表的表盤轉(zhuǎn)換成測量電阻的表盤呢？
學(xué)生討論，代表發(fā)言：將電流表的“10 mA”刻度線標(biāo)為“0 Ω”，“5 mA”刻度線標(biāo)為“150 Ω”，其他電流刻度按R=1.5I-150 Ω的規(guī)律轉(zhuǎn)為電阻的標(biāo)度，如果把改好的刻度表盤裝回表頭，這樣，電流表就改裝成了直接測電阻的儀器。
2.1.3分組實驗
學(xué)生活動――動手改成一個歐姆表并標(biāo)出各個電流對應(yīng)的電阻值。
（1）利用以下器件進(jìn)行改裝，電流表（0～0.6 A）、干電池（2節(jié)）、滑動變阻器（1個）、紅黑表筆各1個。
（2）計算改裝后的歐姆表的內(nèi)阻以及1 Ω、10 Ω、20 Ω、30 Ω、40 Ω所對應(yīng)的電流值。
（3）更改電流表的刻度表盤，把0 Ω、∞和中值電阻這3個特殊值先標(biāo)上，再標(biāo)1 Ω、10 Ω、20 Ω、30 Ω、40 Ω的值。
（4）觀察更改后的刻度，總結(jié)歐姆表刻度的特點：刻度不均勻，左密右疏。
（5）利用自己改裝的歐姆表測量已知電阻的阻值。
總結(jié)：歐姆表依據(jù)定律制成，它是由改裝而成的；內(nèi)部由、和三部分組成。歐姆表內(nèi)阻為RΩ=歐姆表中值電阻R中=歐姆表表盤刻度特點：、。
22案例二展示
221引入
教師：通過前面的學(xué)習(xí)我們知道，一塊靈敏電流計可以改裝成電壓表，也可以改裝成大量程的電流表，那么我們能不能設(shè)計出既能測電壓又能測電流的集多種功能于一體的電表呢？剛才發(fā)給同學(xué)們的電表其實就具備這種功能，所以稱為多用電表，又稱萬能電表。同學(xué)們觀察一下，這塊電表還有其他功能嗎？對，它還可以測電阻的阻值，也就是還可以充當(dāng)歐姆表的角色。大家再觀察表盤刻度，你有什么新發(fā)現(xiàn)嗎？
學(xué)生一邊聽，一邊觀察，一邊思考并分享自己的新發(fā)現(xiàn)。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，歐姆表刻度盤的刻度不均勻且左大右小、左密右疏時，都情不自禁的問為什么。
教師：為什么用作歐姆表時，表盤刻度那么有個性呢？要回答這個問題，我們首先來研究如何將同樣一塊靈敏電流計改裝成歐姆表。
222探究靈敏電流計改裝成歐姆表
（1）探究靈敏電流計改裝成歐姆表的電路圖。
教師提出問題：
①要完成改裝我們應(yīng)建立哪兩個物理量間的關(guān)系？
②我這里有一塊靈敏電流計和一個待測電阻，要測出待測電阻的阻值還需要哪些儀器？
③測量的原理是什么？需要知道哪些物理量，請畫出電路圖（在黑板上畫出靈敏電流計表頭和待測電阻）。
學(xué)生先單獨思考并討論。
教師提問一位中等成績的學(xué)生，他可能不能完全解決這一問題，教師做適當(dāng)引導(dǎo)――電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)需要有電流，哪個儀器可以使電路中產(chǎn)生電流呢？
學(xué)生在教師引導(dǎo)下很容易想到電源，并能說出測量原理為閉合電路的歐姆定律。
教師：現(xiàn)在請同學(xué)們畫出電路圖并列出測量待測電阻阻值的表達(dá)式，說明需要知道哪些物理量。
學(xué)生：由E=Ix（Rg+r+Rx），得Rx=EIx-（Rg+r），需要知道電源電動勢和內(nèi)阻以及靈敏電流計的內(nèi)阻。
教師：由此可見，Rx不同，對應(yīng)的電路中的電流不同，也就是說每個電流刻度代表的待測電阻的阻值也不同，我們只需將相應(yīng)的電流的刻度改成電阻阻值就可以作為歐姆表了。電流越大代表的待測電阻的阻值越小，所以歐姆表的刻度是“左大右小”。
（2）以實際情景為切入點，探究歐姆表的改裝。
情景設(shè)置一：電源的電動勢E=15 V，內(nèi)阻r=05 Ω，表頭滿偏電流Ig=10 mA，電流表電阻Rg=75 Ω，A、B為接線柱。
問題1：用如圖3所示的裝置能否測出阻值較小的電阻？為什么？
問題2：為了保護(hù)電路，我們至少需要串聯(lián)一個多大的電阻？
問題3：假設(shè)電路中串聯(lián)一個R=142 Ω的電阻，將一待測電阻接入A、B之間，若發(fā)現(xiàn)靈敏電流計示數(shù)為I1=5 mA，此電阻阻值為多少？
問題4：在問題3的基礎(chǔ)上，靈敏電流計示數(shù)分別表示10 mA 、8 mA、 6 mA 、4 mA 、2 mA、0 mA時對應(yīng)的待測電阻的阻值分別是多少？
問題5：要用此裝置直接測出電阻，我們只需把相應(yīng)電流刻度改成電阻刻度，請同學(xué)們對表頭進(jìn)行刻度的改裝。新的歐姆表的總內(nèi)阻R內(nèi)為多少？當(dāng)直接將A、B用導(dǎo)線相連時，對應(yīng)電流是多少？
問題6：若問題3中串聯(lián)的電阻R′=292 Ω，待測電阻為0，對應(yīng)的電流為多少？若將此裝置改裝成歐姆表，有什么缺點？
問題7：為了充分利用表盤，應(yīng)選擇怎樣的定值電阻？為了方便調(diào)節(jié)，可以把定值電阻換成什么電學(xué)原件？
學(xué)生：通過思考、計算、分析、比較，學(xué)生能將表盤改裝，且能明白為了充分利用表盤，將電表整個裝置兩端直接相連，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器使指針指到滿偏電流，對應(yīng)所測電阻為0。為下節(jié)課《多用電表的使用》打下堅實基礎(chǔ)。
（3）設(shè)置情景，學(xué)生自己完成改裝，加強對歐姆表的理解。
情景設(shè)置二：電源的電動勢為E，表頭的滿偏電流為Ig，表頭刻度盤如圖1所示，給定一個滑動變阻器，請將此電流表改裝成歐姆表。
學(xué)生通過計算自主完成改裝，檢驗結(jié)果，并進(jìn)一步分析――進(jìn)行調(diào)零后R內(nèi)=EIg。
由Ix=ERx+R內(nèi)
得Rx=EIx-R內(nèi)=（IgIx-1）R內(nèi)
由此可見，若中值電阻確定，歐姆表的刻度盤也就確定了。
3案例分析比較
31直觀感受引起矛盾沖突的引入PK平鋪直敘的引入
兩個案例中，顯然第二個案例的引入更能抓住學(xué)生的眼球。學(xué)生通過觀察多用電表會新奇地發(fā)現(xiàn)非常規(guī)的東西――歐姆表的刻度線是左大右小，左密右疏，且刻度不均勻。好奇心油然而生，對下面的學(xué)習(xí)會充滿了期待，學(xué)習(xí)積極性自然不言而喻。況且關(guān)于歐姆表的刻度特點，學(xué)生的掌握程度比講完改裝原理后再總結(jié)出來更能持久，更利于以后學(xué)習(xí)中提取。
認(rèn)知心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為，每個學(xué)生頭腦中都有一個認(rèn)知結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)認(rèn)知結(jié)構(gòu)與外界刺激發(fā)生不平衡時，才能引起學(xué)習(xí)需要。而在教學(xué)開始，案例二中教學(xué)設(shè)計能激起學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新知識之間的矛盾，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更接近學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，因而比平鋪直敘的案例一的設(shè)計更勝一籌。
32完整的探究過程PK缺少環(huán)節(jié)的研究過程
科學(xué)探究是一個過程，它主要包括：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作等要素。歐姆表的改裝這節(jié)課，重點在于理解歐姆表的原理，而不是實驗，做實驗也沒什么意義，所以有些教師認(rèn)為談探究簡直是風(fēng)馬牛不相及?？墒牵⒉皇撬械奶骄慷冀?jīng)歷以上過程，我們所謂的探究應(yīng)該是一種思想和意識。
“如何將靈敏電流計改裝成歐姆表”是本節(jié)課的頂層設(shè)計，是學(xué)習(xí)目標(biāo)和教學(xué)重點。案例二中，一開始通過學(xué)生觀察多用電表提出疑問，教師圍繞這一重點展開一系列的活動，讓學(xué)生在明確目標(biāo)后進(jìn)行思考討論，鍛煉其解決問題的能力。案例一中，教師沒讓學(xué)生明確本節(jié)課要解決什么問題，沒有樹立一個探究的思想，也沒從培養(yǎng)學(xué)生的探究思維能力著手設(shè)計問題，甚至根本沒給學(xué)生思考的機會就直接進(jìn)入例題，學(xué)生開始肯定是一頭霧水，只是悶著頭做題，只有做完第三問才領(lǐng)會到例題的目的。目標(biāo)是前進(jìn)的動力，一個人沒有目標(biāo)，他的一生就會碌碌無為，毫無生氣。一個環(huán)節(jié)沒有目標(biāo)，學(xué)生就失去了努力的方向，失去了學(xué)習(xí)的樂趣，教師也就缺少了評價的標(biāo)準(zhǔn)。
33目的明確、啟發(fā)學(xué)生積極思考的情景設(shè)置PK以知識講解為目的、缺乏思維含量的例題教學(xué)
案例二中的情景設(shè)置一，是在前面學(xué)生設(shè)計出歐姆表改裝電路的基礎(chǔ)上，給定實際情景，精心設(shè)置一些問題，對電表改裝中出現(xiàn)的問題拎出來讓學(xué)生思考討論并加以解決。問題1和問題2不僅是問題3的鋪墊，而且培養(yǎng)了學(xué)生的問題意識，滲透了電學(xué)中的“保護(hù)電路”的環(huán)保意識和安全思想。問題3和問題4主要解決了刻度盤的改裝問題，回饋前面學(xué)生的疑問“為什么刻度盤左密右疏”。問題5幫助學(xué)生強化對改裝后的歐姆表的整體認(rèn)識，并強化當(dāng)待測電阻阻值為零時，指針指到最右端的I=Ig處，新刻度盤的阻值為0處。問題6，通過具體數(shù)據(jù)，說明了只有歐姆表內(nèi)阻為特定值時，刻度盤才能充分利用，學(xué)生通過比較分析，自然做出優(yōu)化的選擇。問題7，進(jìn)一步引發(fā)學(xué)生優(yōu)化實驗，培養(yǎng)學(xué)生的精益求精的思想。
34遞進(jìn)關(guān)系的情景設(shè)置PK畫蛇添足的學(xué)生實驗
案例二中情景設(shè)置二，是在情景設(shè)置一的基礎(chǔ)上，從最優(yōu)化的方案出發(fā)，以字母的形式出現(xiàn)，加深對歐姆表改裝的原理的理解，并給下節(jié)課歐姆表的換檔教學(xué)提供了理論支持，可謂一舉兩得。從特殊到一般的整體設(shè)計，更易于學(xué)生接受，接近學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，提供了解決一般問題的方法。而案例一中，雖冠以“學(xué)生實驗”的美名，實則僅是前面例題教學(xué)的簡單重復(fù)，如果說有一個作用的話，那就是強化前面的例題教學(xué)，起到鞏固所學(xué)知識的作用，但沒更深層次的作用，有些浪費時間。
35易于知識提取的教學(xué)PK只注重知識儲存的教學(xué)
知識儲存與知識提取有什么關(guān)系呢？筆者認(rèn)為兩者之間有兩層關(guān)系：①知識儲存是知識提取的基礎(chǔ)。沒有知識儲存何談知識提??？巧婦難為無米之炊，知識儲存之于知識提取，猶如一磚一瓦之于高樓大廈。②知識提取檢驗了知識儲存的效果。上課時學(xué)生似乎都懂了，可做作業(yè)時卻不會做；更有甚者，學(xué)生做作業(yè)時會了，可一進(jìn)入考場卻又?jǐn)∠玛噥怼ＶR提取發(fā)生了困難，說明知識儲存效果不好。
教師在教學(xué)過程中，既要有讓學(xué)生儲存學(xué)科知識的意識，又要有讓學(xué)生易于提取相應(yīng)學(xué)科知識的意識。也就是說，教學(xué)設(shè)計應(yīng)是一個易于知識提取的知識儲存過程。怎樣的教學(xué)才是易于學(xué)生知識提取的教學(xué)呢？筆者認(rèn)為，這里的主角應(yīng)該是學(xué)生。學(xué)生上課時要有直觀感受，懷有好奇心和求知欲；應(yīng)明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，并能積極思考；積極參與學(xué)習(xí)活動，通過討論取長補短；通過努力，獲取一定的成就感和認(rèn)同感。在這個過程中，教師就是個掌舵者，主導(dǎo)著學(xué)生的活動，決定了學(xué)生知識儲存的效率、效果。
案例一中，教師為了減小理解的難度，直接從例題出發(fā)，講解多用電表的原理，學(xué)生雖然當(dāng)時能理解，但不會在大腦中形成很深的印象，幾天之后恐怕很難再回憶起來。也就是說儲存過程越是簡單，儲存方式越是單一，越不利于知識的提取。而案例二中，教師通過調(diào)動學(xué)生的各種感官，多次進(jìn)行討論，利用學(xué)生間的互動，提高知識提取的效果。設(shè)計思路比較清晰，設(shè)置一些學(xué)生跳一跳才能夠解決的問題，引發(fā)學(xué)生思考，經(jīng)過自己思考，有了自己的想法，所儲存的知識經(jīng)過理解和重新加工，更有利于提取。
4案例反思
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