影响电流做功因素合并的教学策略|影响电流做功的因素

  摘 要 科学探究环节一般包括:提出问题、猜想、设计实验、实验与收集数据、获得结论等几大环节。根据新课标的要求和新课改的推广,教师都认识到了科学探究的重要性,其中猜想环节在整个物理探究过程中显得尤其重要,猜想的合理与否,通常决定着整个探究的成败和付出的精力能否与收获成正比,而猜想环节中对学生所提出的影响因素的研究、合并和干扰因素的排除,有时会决定整个教学过程的逻辑性和精彩程度。
  关键字 电功 影响因素 合并 教学
  近期,参加了物理教研中心组组织的教学活动,听了几位教师上的示范课《科学探究:电流做功与哪些因素有关》,深受启发,感想颇多。特别对同仁在“猜想电流做功与哪些因素有关”的环节处理上有着自己不同的见解。
  在猜想“电流做功与哪些因素有关”时,大部分学生都容易猜想出:电功W与电流I、电压U 、电阻R、通电时间t有关。而在实际的探究中必须把电阻R这个影响因素合并,如何顺理成章地把电阻R合并到电流I、电压U这两个影响电功的因素中去,就是一个很不好处理的难点。
  几位授课教师的处理方法归纳如下:
  1.甲老师处理的方法:通过小灯泡亮度变化的小实验让学生猜想,电功W与电流I、电压U、通电时间t有关,把电阻R这因素规避掉,不让学生向这个方向猜想,让课堂教学更流畅。笔者认为:这样的教学方法不可取。原因有三:一是违背科学探究的教学规律。猜想与假设就是要让学生根据已学的知识、生活体验和实验现象,大胆地把所有可能影响研究目标的物理因素都一一列举,然后再运用控制变量法进行探究。规避的作法,显然不符合科学探究的教学规律。二是不利于学生创新思维的发展,这样的教学方法久而久之会禁锢学生的思维,把学生培养成教师牵着走的“小绵羊”。三是很难达到规避的目的。学习本节之前,学生已经学习了欧姆定律,并且至少半个月的时间都在运用欧姆定律知识,解决相关习题,电流I、电压U、电阻R之间的必然联系,在他们的大脑中已经根深蒂固。所以猜想到电流I、电压U这两个影响因素后,想要学生不去提出电阻R这个影响因素都难,这位教师是如何做到规避的,是否提前打过招呼就不得而知了。
  2.乙老师处理方法:首先在小电动机电路中串联电流表和滑动变阻器,在小动机两端并联上电压表,通过滑动变阻器的调节改变小电动机的转速,并观察电流表、电压表的示数变化,然后让学生根据这一现象进行猜想。学生猜想影响电功的因素中自然地出现了电阻R,教师因为课堂时间的关系为避免过多的讲解,只是随口说了一句:同学们前面已学过了欧姆定律,知道电流I、电压U、电阻R之间有必然联系,电阻R这一因素在电流I、电压U中已经体现,这一地方不再另做研究。笔者认为这样的处理方法自相矛盾,完全没有说服力。既然电流I、电压U、电阻R之间有必然联系,那恰恰说明电阻R可能是因素影响,怎么能不进行研究呢?显然有点含糊其辞,想蒙混过关的意思在里面。
  3.丙教师处理方法:让学生回忆前面做过的“测量小灯泡不同亮度时的电阻”这一实验现象进行猜想,学生猜想同样也出现了电阻R这一影响因素。该教师处理的方法是:同学们,电阻R这一因素在纯电阻电路中对电功W是有影响的,今后我们学习焦耳定律时,再做详细的研究,今天由于时间关系就不把它作为影响因素之一了。笔者认为这一处理方法,虽说比较合情合理,但纯电阻电路和焦耳定律都是新的物理概念,学生听了会有点云山雾罩的感觉,可能还有些喜欢思考的学生,思绪会停留在这一处,影响后面的听课。
  听完同仁的课后,我只是觉得这几种处理方法都不够理想,至于怎么处理更符合教学规律,更能培养学生在科学探究中排除一些多余的干扰因素的能力,也没有想到更好的处理方法。于是,我只能带着问题上课了,没想到在上课的过程中学生给了我很大的启发。
  教学片段实录:
  在给907班上课时,导入时用了与甲教师相似的方法,通过小灯泡的亮度及电流表和电压表的示数变化让学生进行猜想,学生猜想出:电功W与电流I、电压U、电阻R、通电时间t有关。
  师问:如何研究一个物理量与几个物理量之间的关系呢?
  生答:运用控制变量法。
  师问:(1)如何研究电功W与电流I的关系?要控制哪些量不变,而改变哪个量呢?
  板书:W I 如何判断W?
  生答:必须控制电压U、电阻R、通电时间t的相同,而改变电流I,再通过小灯泡的亮度来判断电功W的多少。
  板书:W I 如何判断W?
  师问:如何设计电路保持U、R、t不变,而可以改变I呢?
  就在此时突然有好几位学生皱起眉头,有的学生还脱口而出:电压U、电阻R都不变,电流I是不会变化的。
  教师提问看出问题的学生:你思考一下,具体说一说你的思路。
  学生思考后回答:想要控制电压U相同,需要将两小灯泡连接成并联电路;要使通过两小灯泡的电流不同,就必须要让两小灯泡的规格不同,而规格不同的小灯泡的电阻R是一定不同的。
  师问:这位同学说的真好,并联电路中,电压U是相同的,要改变电流I,必须通过不同电阻R来实现,所以电阻是不能控制不变的,那么我们应该怎么办呀?
  生答:排除这个干扰因素。
  师说:同学们真棒,不但能猜想出影响电功的因素,还能简化合并影响因素,你们的科学探究能力进了一大步,给自己来点掌声。
  这样,就很自然的将电阻R这个因素合并到另一影响因素电流I的研究中去了,既顺理成章又符合教学规律,提高了学生的科学探究能力。
  师问:(2)如何研究电功W与电流U的关系?要控制哪些量不变,而改变哪个量呢?
  师书:W U 如何判断W?
  生书:W U 如何判断W?
  通过第一次的经验,在这儿学生自然不费吹灰之力就能想到:想要控制电流I相同,需要将两小灯泡连接成串联电路;要使两小灯泡两端的电压U不同,就必须要让两小灯泡的规格不同,而规格不同的小灯泡的电阻R也是一定不同的。从而把电阻R的这一因素合并到对电压U的研究中去。
  《科学探究:电流做功与哪些因素有关》猜想环节中出现的电阻R因素直接合并到电流I、电压U中去很困难,不凡先不处理它,让学生从设计环节中自行发现问题,并解决之。既发挥了学生猜想的能力,又培养了学生发现问题、解决问题的能力,让学生从中获得成功的情感体验。
  总之,科学探究中对影响因素的合并、干扰因素的排除,是我们广大教学工作者不断探索的一个命题,我们只有在平时的教学工作中,断的尝试,不断优化,不断总结,才能在45分钟的课堂天地里,完成有效的科学探索之旅。

推荐访问:做功 电流 合并 因素