厘清知识含义 彰显复习本质

2021-06-09 18:33刘永涛
中学教学参考·理科版 2021年1期
关键词:欧姆定律

刘永涛

[摘   要]物理中不同板块知识之间存在千丝万缕、错综复杂的联系,学生对某一知识点的学习程度与深度会影响他对其他板块知识的学习,甚至是整个物理知识的学习。文章以“欧姆定律”的复习为例,对不同板块知识进行归纳,彰显复习本质。

[关键词]知识含义;复习本质;欧姆定律

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058(2021)02-0051-02

中学物理由声、光、电、热等不同板块组成,看起来是不连贯的,互不影响的知识,学生在学习时往往会误认为学习的知识是一些碎片化的知识,其实恰恰相反,物理中不同板块知识之间存在千丝万缕、错综复杂的联系,学生对某一知识点的学习程度与深度会影响其他板块知识的学习,甚至是整个物理知识的学习。复习为不同板块物理知识的联系搭起了桥梁,为深化学生对物理知识的理解与掌握起到关键性作用,复习是再一次深度学习,是将之前遗忘或模糊的知识重新记忆起来,使其印象更加深刻,且能够应用学习的知识解决物理问题,达到举一反三的效果。

如图1是从传统教学中教师与学生角度探讨影响复习效果的因素,主要表现在教师缺少对学生认知因素的理解,让学生死记硬背知识,不停地刷题,进而导致教师拼命解题,学生机械学习,因而无法有效提升核心素养[1]。实际上,对不同知识板块的复习不是重复昨天的故事,不是知识的再回忆与加工,更不是对知识进行过滤再生成,应该是对知识进行结构化的改造,这是关系到学生在综合分析与解决问题时思维的批判性、灵活性、多样性以及逻辑性的改造升级[2]。为此,对知识的复习提出以下四点:(1)教师要以学生为中心,管好自己的嘴,让学生多说;(2)教师要起引导作用,尽量让学生去做;(3)让学生尽情展示自己的实力;(4)教师还要多让学生在课堂上展示自己的智慧,让学生充满学习的信心,增强学习的兴趣。本文以“欧姆定律”的复习为例,对不同板块知识进行归纳,彰显复习本质。

图1

一、厘清核心概念,为复习奠定坚实基础

欧姆定律是电学的核心概念,更是学生学习的电学知识。如图2甲是探究电流与电压和电阻关系的电路图,图2乙为实物图,理解欧姆定律需要注意以下几点,以便为复习奠定坚实的基础:①连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应滑至最大阻值处;②根据电源电压、定值电阻、滑动变阻器等选择电表合适的量程;③探究电流与电压的关系时控制电阻不变,探究电流与电阻的关系时控制电阻两端的电压不变;④探究电流与电压的关系时改变定值电阻两端电压,探究电流与电阻关系时保持不同定值电阻两端电压不变;⑤多次实验的目的是使实验结论具有普遍性;⑥不能用小灯泡替代定值电阻探究电流与电压的关系,原因是灯丝电阻受温度的影响。

[例1]图3中A和B為定值电阻I-U图像,若串联A、B接入电路,则闭合开关后[UAUB=]   ;若并联A、B接入电路,则闭合开关后,总电流[I=0.6 A],则U电源=   V。

分析: 根据题意,若串联A、B接入电路,电流I相同,[UAUB=12];若并联A、B接入电路,电压U相同,由图3可知,当[IA=0.4 A],[IB=0.2 A]时,[IA+IB=I=0.6 A],则[U电源=2 V]。

二、 重视学生实验,提高学生的实验能力

电阻的测量是欧姆定律学习过程中的重要实验,是贯穿电学学习的主线,如图4中甲、乙分别是测量定值电阻与小灯泡的电路图,复习本部分知识时需要区别以下几点:1.实验原理是[R=UI];2.电流表与定值电阻(或灯泡)串联,电压表与定值电阻(或灯泡)并联;3.电流表无示数,表示与电流表串联的电路断路;4.电压表无示数表示,定值电阻(或小灯泡)短路(或电压表短路或断路),或与电压表并联的电路以外部分断路;5.电流表指针满偏,表示电流表所选量程太小或与之串联的电路发生短路;6.电压表示数接近电源电压时,表示定值电阻(或小灯泡)发生断路,或滑动变阻器短路。

测量定值电阻与测量小灯泡电阻有本质区别。测定值电阻时,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压和通过的电流,多次测量取平均值可以减小误差,其图像如图4丙,其电阻与电压、电流无关;测小灯泡电阻时,滑动变阻器的作用是改变小灯泡两端的电压和电流,其图像如图4丁,灯丝电阻随温度的升高而增大(求平均值没有意义)。

[例2]图5甲是小晓测量电源电压U和电阻R1的阻值的电路图。

(1)根据要求在图5乙中连接实物图。(要求:闭合开关后,滑片P向右移动,电阻变小)

(2)移动滑片P,图5丙中电流I =_________ A;在移动滑片过程中电压表示数与电流表示数的变化关系图像为图5丁,即电源U = _________V和电阻R1=_________Ω。

(3)在移动滑片P时,电流最小值为0.25 A,则变阻器电阻的最大值为_________ Ω。

分析:(1)根据题意:闭合开关后,滑片P向右移动时电阻变小,电路连接图如图6所示。

(2)如图5丁所示,电流表读数I = 0.5 A时,电压表示数U1=2 V,则有[U=0.5R1+2]…①,当电流表示数I2=1.5 A时,电压表示数U2=0,[U=1.5R1]…②,由①②两式解得:U=3 V、R1=2 Ω。

(3)当I最小=0.25 A时,[Rp最大=UI最小-R1=3 V0.25 A-2 Ω=10 Ω]。

三 、关注知识综合应用,培养学生创造性解决问题的能力

关注知识的综合应用是物理学习最根本的目的之一,是培养学生创造性解决问题能力的基础[3],在此,以串、并联电路电阻、电流、电压为例进行分析探讨,①电阻串联时,有[R总=R1+R2];电阻并联时[R总=][R1R2(R1+R2)]。②电流:串联[I总=I1=I2];并联[I总=I1+I2]。③电压:串联[U总=U1+U2];并联[U总=U1=U2]。④串联电路分压原理[R1R2] = [U1U2],并联电路分流原理[R1R2][=I2I1]。

[例3]测量环境湿度仪器的电路图如图7,U电源=6 V,R =l5 Ω,湿敏电阻R0(10 Ω~20 Ω),电阻随环境湿度的减小而增加,电压表(0~3 V),电流表(0~0.6 A)。闭合S,当湿度增大时,在确保电路安全的前提下,以下說法正确的是()。

A. R0电压变大,电流变大

B. 电压表与电流表比值为定值

C. R0最大电流等于0.24 A

D. R0的最小阻值等于15 Ω

分析:图7中定值电阻R与湿敏电阻R0串联,闭合开关S后,当环境的湿度增加时,R0阻值变小,根据[I=U(R+R0)]可知,电路中电流变大,R0两端的电压也变大;电压表示数与电流表示数的比值为定值电阻R的阻值,保持不变;由于电压表量程为0~3 V,即[UR最大=3 V],根据串联电路分压原理[RR0=URU0]得:[15 ΩR0最小=3 V3 V],[R0最小=15 Ω],此时电路最大电流I最大=0.2 A。答案选BD。

教师在复习教学中,一定要以学生原有认知为基础,引发学生的学习兴趣,激发学生的学习情感,复习要符合学生的认知规律,将知识含义与复习本质有机结合。

[参考文献]

[1]  马云秀.实验与问题“互为驱动” 培养高阶思维能力:以“自感与互感”教学为例[J].中学物理教学参考,2018(Z1):13-16.

[2]  赵妍妮,陈晨.培养科学思维 提升解题技能:例谈2018年南京中考电学综合试题[J].物理教师,2019(9):50-52.

[3]  吴刚.在习题教学中培养学生的高阶思维能力[J].物理教师,2019(1):86-89.

(责任编辑 易志毅)

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