前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的歐姆定律的主要內(nèi)容主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【文章一:穩(wěn)恒電流】
穩(wěn)恒電流
一、主要內(nèi)容
本章內(nèi)容包括電流、產(chǎn)生持續(xù)電流的條件、電阻、電壓、電動勢、內(nèi)電阻、路端電壓、電功、電功率等基本概念,以及電阻串并聯(lián)的特點(diǎn)、歐姆定律、電阻定律、閉合電路的歐姆定律、焦耳定律、串聯(lián)電路的分壓作用、并聯(lián)電路的分流作用等規(guī)律。
二、基本方法
本章涉及到的基本方法有運(yùn)用電路分析法畫出等效電路圖,掌握電路在不同連接方式下結(jié)構(gòu)特點(diǎn),進(jìn)而分析能量分配關(guān)系是最重要的方法;注意理想化模型與非理想化模型的區(qū)別與聯(lián)系;熟練運(yùn)用邏輯推理方法,分析局部電路與整體電路的關(guān)系
三、錯解分析
在本章知識應(yīng)用的過程中,初學(xué)者常犯的錯誤主要表現(xiàn)在:不對電路進(jìn)行分析就照搬舊的解題套路亂套公式;邏輯推理時(shí)沒有逐步展開,企圖走"捷徑";造成思維"短路";對含有電容器的問題忽略了動態(tài)變化過程的分析。
【文章二:動量守恒定律】
本章內(nèi)容包括動量、沖量、反沖等基本概念和動量定理、動量守恒定律等基本規(guī)律。沖量是物體間相互作用一段時(shí)間的結(jié)果,動量是描述物體做機(jī)械運(yùn)動時(shí)某一時(shí)刻的狀態(tài)量,物體受到?jīng)_量作用的結(jié)果,將導(dǎo)致物體動量的變化。沖量和動量都是矢量,它們的加、減運(yùn)算都遵守矢量的平行四邊形法則。
二、基本方法
本章中所涉及到的基本方法主要是一維的矢量運(yùn)算方法,其中包括動量定理的應(yīng)用和動量守定律的應(yīng)用,由于力和動量均為矢量。因此,在應(yīng)用動理定理和動量守恒定律時(shí)要首先選取正方向,正規(guī)定的正方向一致的力或動量取正值,反之取負(fù)值而不能只關(guān)注力或動量數(shù)值的大小;另外,理論上講,只有在系統(tǒng)所受合外力為零的情況下系統(tǒng)的動量才守恒,但對于某些具體的動量守恒定律應(yīng)用過程中,若系統(tǒng)所受的外力遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)部相互作用的內(nèi)力,則也可視為系統(tǒng)的動量守恒,這是一種近似處理問題的方法。
三、錯解分析
在本章知識應(yīng)用的過程中,初學(xué)者常犯的錯誤主要表現(xiàn)在:只注意力或動量的數(shù)值大小,而忽視力和動量的方向性,造成應(yīng)用動量定理和動量守恒定律一列方程就出錯;對于動量守恒定律中各速度均為相對于地面的速度認(rèn)識不清。對題目中所給出的速度值不加分析,盲目地套入公式,這也是一些學(xué)生常犯的錯誤。
【文章三:質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動】
一、主要內(nèi)容
本章內(nèi)容包括位移、路程、時(shí)間、時(shí)刻、平均速度、即時(shí)速度、線速度、角速度、加速度等基本概念,以及勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律、平拋運(yùn)動的規(guī)律及圓周運(yùn)動的規(guī)律。在學(xué)習(xí)中要注意準(zhǔn)確理解位移、速度、加速度等基本概念,特別應(yīng)該理解位移與距離(路程)、速度與速率、時(shí)間與時(shí)刻、加速度與速度及速度變化量的不同。
二、基本方法
本章中所涉及到的基本方法有:利用運(yùn)動合成與分解的方法研究平拋運(yùn)動的問題,這是將復(fù)雜的問題利用分解的方法將其劃分為若干個簡單問題的基本方法;利用物理量間的函數(shù)關(guān)系圖像研究物體的運(yùn)動規(guī)律的方法,這也是形象、直觀的研究物理問題的一種基本方法。這些具體方法中所包含的思想,在整個物理學(xué)研究問題中都是經(jīng)常用到的。因此,在學(xué)習(xí)過程中要特別加以體會。
三、錯解分析
在本章知識應(yīng)用的過程中,初學(xué)者常犯的錯誤主要表現(xiàn)在:對要領(lǐng)理解不深刻,如加速度的大小與速度大小、速度變化量的大小,加速度的方向與速度的方向之間?;煜磺?對位移、速度、加速度這些矢量運(yùn)算過程中正、負(fù)號的使用出現(xiàn)混亂:在未對物體運(yùn)動(特別是物體做減速運(yùn)動)過程進(jìn)行準(zhǔn)確分析的情況下,盲目地套公式進(jìn)行運(yùn)算等。
【文章四:原子原子核】
原子原子核
一、主要內(nèi)容
本章內(nèi)容包括α粒子散射、能級、天然放射性現(xiàn)象、α射線、β射線、γ射線、核子、中子、質(zhì)子、原子核、核能、質(zhì)量虧損、裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、聚變等,以及原子核式結(jié)構(gòu)模、半衰期、核反應(yīng)方程、愛因斯坦的質(zhì)能方程等規(guī)律。
二、基本方法
本章所涉及的基本方法,由于知識點(diǎn)相對分散要加強(qiáng)物理現(xiàn)象的本質(zhì)的理解。運(yùn)用邏輯推理的方法,根據(jù)已有的規(guī)律和事實(shí)、條件作出新的判斷。核能的計(jì)算對有效數(shù)字的要求很高。
三、錯解分析
在本章知識應(yīng)用的過程中,初學(xué)者常犯的錯誤主要表現(xiàn)在:各個概念、現(xiàn)象混淆;對多種可能性的問題分析淺嘗則止;計(jì)算不過硬。
【文章五:電磁感應(yīng)】
一、主要內(nèi)容
本章內(nèi)容包括電磁感應(yīng)現(xiàn)象、自感現(xiàn)象、感應(yīng)電動勢、磁通量的變化率等基本概念,以及法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、右手定則等規(guī)律。
二、基本方法
本章涉及到的基本方法,要求能夠從空間想象的角度理解法拉第電磁感應(yīng)定律。用畫圖的方法將題目中所敘述的電磁感應(yīng)現(xiàn)象表示出來。能夠?qū)㈦姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象的實(shí)際問題抽象成直流電路的問題;能夠用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)分析解決電磁感應(yīng)問題;會用圖象表示電磁感應(yīng)的物理過程,也能夠識別電磁感應(yīng)問題的圖像。
關(guān)鍵詞:初中生物理;初步實(shí)驗(yàn);設(shè)計(jì)能力;培養(yǎng)淺議
初中生的初步實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力指的是在探究學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生按照一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑸樽约旱膶?shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)選擇最恰當(dāng)?shù)奶骄糠绞胶退璧钠鞑墓ぞ?,采用適當(dāng)?shù)奈锢碇R和實(shí)驗(yàn)技巧,對其進(jìn)行靈活、綜合的運(yùn)用,并擬定出具備可行性方案的能力。這不僅需要學(xué)生具備創(chuàng)新意識,而且還要扎根于厚實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)之上。
1.物理初步實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)原則與策略
1.1培養(yǎng)原則
初步實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)原則的確立能夠?yàn)榻虒W(xué)效果的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。首先是循序漸進(jìn),教學(xué)工作中必須遵循知識教學(xué)邏輯,要充分考慮到學(xué)生自身的心理發(fā)展順序,讓學(xué)生能夠更加有序的、系統(tǒng)完整的接受學(xué)科教育,促進(jìn)身心健康發(fā)展。在教學(xué)中不可以急于求成,要慢慢的潛移默化,讓學(xué)生邊學(xué)邊用,體會知識的樂趣,階段性的解決學(xué)術(shù)中的難題。第二個是因材施教的原則,從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā),讓教學(xué)層面的深廣度以及進(jìn)度都能夠符合學(xué)生的知識能力水平,充分結(jié)合學(xué)生的個性特點(diǎn),讓學(xué)生的才能品行都能夠充分發(fā)展。第三為激勵性原則,作為一種動力因素的存在,教師要爭取能夠利用多種方式去激勵學(xué)生獲得前進(jìn)的動力,逐步形成熱愛學(xué)習(xí)的習(xí)慣,挖掘?qū)W生潛能,提高教學(xué)的實(shí)際質(zhì)量,加快培養(yǎng)人才的步伐。第四為主體性原則,充分強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用,進(jìn)而引導(dǎo)主體人員——學(xué)生,學(xué)會充分結(jié)合社會環(huán)境以及自然環(huán)境的有利因素,放心嘗試,主動進(jìn)行探索追求,同時(shí)尊重學(xué)生在學(xué)術(shù)思想上的無限追求和創(chuàng)造力,教會其如何去獨(dú)立思考。最后為反饋內(nèi)化原則,學(xué)生在教師的引導(dǎo)下認(rèn)識到自身在學(xué)習(xí)及其它活動中的表現(xiàn),再通過參與和選擇,不斷將教師的要求轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨淼囊环N自覺行為,獲得持續(xù)性的發(fā)展。
1.2教學(xué)策略
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中最為高級的層次,同時(shí)也是學(xué)生探索新知識的最佳途徑。教師可以幫助學(xué)生創(chuàng)造更多實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的機(jī)會,體會到設(shè)計(jì)的重要性所在,認(rèn)識最基本的原則,掌握具體的設(shè)計(jì)方法。可以從加強(qiáng)開展實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)開始,充分利用課本中出現(xiàn)的探究性實(shí)驗(yàn)案例,不再是一味的跟從教師的思路走,學(xué)生可以適當(dāng)活用自己所掌握的知識,或者將某些屬于驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為探究性實(shí)驗(yàn),到處找實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
例如對于二力平衡的條件探索、阿基米德原理等的實(shí)驗(yàn)。將驗(yàn)證性變?yōu)樘骄啃裕粩鄶U(kuò)大學(xué)生的實(shí)踐空間、提高思維分析能力。教師也可以主動將一些疑難問題,列為探究性實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容。在解答某些較難理解的問題時(shí),如果具備探究的條件,可以讓學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)方案來動手進(jìn)行實(shí)踐,通過分析歸納最后得到結(jié)論,對于學(xué)生來說是一種能力上的提高。也可以將生產(chǎn)或者生活的具體素材投放到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來,物理學(xué)科本來就來源于生活,回到生活也是理所應(yīng)當(dāng),讓學(xué)生在生活中走進(jìn)物理。不斷規(guī)范實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路,教師要充分挖掘教材資源,教授學(xué)生分析設(shè)計(jì)的方法,有意識的將規(guī)范性的設(shè)計(jì)方案交與學(xué)生。把握好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則問題,不僅需要科學(xué)的思維能力,還要掌握正確的方法步驟,最后還要用精準(zhǔn)的語言來描述現(xiàn)象的發(fā)生,記錄下所有的一切。
此外也要培養(yǎng)良好的品質(zhì)思維,此為核心環(huán)節(jié)??梢酝ㄟ^一些實(shí)驗(yàn)解決新奇現(xiàn)象來激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維,舉一反三、一題多變,要逐步培養(yǎng)學(xué)生的邏輯縝密與思維收斂。同時(shí),也要不斷地規(guī)范學(xué)生的物理用語,教師最初就要使用規(guī)范的語言,而學(xué)生也要在潛移默化的條件下,提高答題規(guī)范的能力。
2.物理初步實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的實(shí)踐分析
案例舉隅:《歐姆定律》
教學(xué)目標(biāo):掌握電壓電流表測量技術(shù),認(rèn)識電流、電壓以及電阻三者的關(guān)系,學(xué)會收集數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析。
教學(xué)器材:開關(guān)、電流電壓表各一個、滑動變阻器、不同規(guī)格的電阻器各一個、干電池若干、導(dǎo)線若干、多媒體PPT課件、投影儀。
教學(xué)設(shè)計(jì):從“如何讓燈泡發(fā)光或者變暗”的問題入手,引導(dǎo)學(xué)生主動進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索,激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的欲望。讓學(xué)生合理猜想電流、電壓以及電阻三者之間的關(guān)系。教師提示:針對物理問題,僅靠猜想是不行的,應(yīng)該勇敢進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行驗(yàn)證,教會學(xué)生采用控制變量法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。此后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),詢問學(xué)生需要準(zhǔn)備什么實(shí)驗(yàn)的器具,保持什么要素不變,如何改變電阻兩端的電壓。利用投影顯示出滑動變阻器的作用,畫出起先準(zhǔn)備好的電路圖。繼續(xù)圍繞該電路的形式,探討能否進(jìn)行電流與電阻的探究,根據(jù)學(xué)生各自設(shè)計(jì)的方案,表格填寫完整,將所有數(shù)據(jù)如實(shí)記錄。接著是交流討論的時(shí)間,教師通過投影展示學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及圖像,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)應(yīng)用表格如圖1、圖2所示:
(圖1:探究電流與電壓的關(guān)系)(圖2:探究電流與電阻的關(guān)系)
最后對課堂實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),引出歐姆定律的來由和公式,投影介紹歐姆的故事,課后再針對歐姆定律的具體內(nèi)容布置作業(yè)練習(xí),以達(dá)到鞏固復(fù)習(xí)的目的。
2021高考物理必考知識點(diǎn)總結(jié)有哪些你知道嗎?要學(xué)好任何一門課程,都要有適合自己的、良好的學(xué)習(xí)方法,只有這樣才會得到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。共同閱讀2021高考物理必考知識點(diǎn)總結(jié),請您閱讀!
高考物理必考知識點(diǎn)總結(jié)Ⅰ、復(fù)習(xí)要點(diǎn)
一、整理知識體系
現(xiàn)行高中物理教材主要分:力、熱、電、光、原子五個部分.綜合復(fù)習(xí)中,既可以根據(jù)各部分的內(nèi)容特點(diǎn),分別整理出各自的體系或主要線索,也可以不受傳統(tǒng)的五部分限制,重新歸納、整理。例如,高中物理主要內(nèi)容可概括為四大單元(物理實(shí)驗(yàn)與物理學(xué)史單元除外)。
(一)力和運(yùn)動
物體的運(yùn)動變化(包括帶電粒子在電場、磁場中的運(yùn)動)與受力作用有關(guān)。其中力的種類計(jì)有:重力(包括萬有引力)、彈力、摩擦力、浮力、電場力、磁場力(分安培力和洛舍茲力)以及分子力(包括表面張力),核力等。每種力有不同的產(chǎn)生原因及其特征。物體的運(yùn)動形式又可分為:平衡(包括靜止、勻速直線運(yùn)動、勻速轉(zhuǎn)動)、勻變速運(yùn)動(包括勻變速直線運(yùn)動、平拋、斜拋)、勻速圓周運(yùn)動、振動、波動等。每一種運(yùn)動形式有不同的物理?xiàng)l件及基本規(guī)律(或特征)。力和運(yùn)動的關(guān)系以五條重要規(guī)律為紐帶聯(lián)系起來。
(二)功和能
1.功重力功、彈力功、摩擦力功、浮力功、電場力功、磁場力功、分子力功、核力功。
2.能注意不同形式的能及能的轉(zhuǎn)換與守恒。
3.功能關(guān)系做功的過程就是能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過程。
功是能的轉(zhuǎn)化的量度。
(三)物質(zhì)結(jié)構(gòu)
(四)應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)知識現(xiàn)行高中物理有關(guān)應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)知識有:聲現(xiàn)象(樂音、噪聲、共鳴等多、靜電技術(shù)(靜電平衡、靜電屏蔽、電容儲電等)、交流電應(yīng)用(交流電產(chǎn)生、特征、規(guī)律、簡單交流電路、三相交流電及其連接、變壓器,遠(yuǎn)距離送電等)、無線電技術(shù)初步(電磁振蕩產(chǎn)生、調(diào)制、發(fā)送、電諧振、檢波、放大、整流等)、光路控制與成像(光的反射與折射定律、基本光學(xué)元件特性及常用光學(xué)儀器)、光譜與光譜分析、放射性及同位素、核反應(yīng)堆等。經(jīng)過這樣的歸納、整理,全部高中物理知識可濃縮在幾張小卡片紙上,便于領(lǐng)會和應(yīng)用。
Ⅱ、歸納思維方式
分析問題最基本的思維方式有兩種:綜合法和分析法.
綜合法是從已知量著手,根據(jù)題中給定的物理狀態(tài)或物理過程。“順流而下”,直到把待求量跟已知量的關(guān)系全部找出來為止。
分析法則“逆流上朔”。從題中所要求解的未知量開始。首先找出直接回答題目所求的定律或公式。在這些關(guān)系式電。除了待求的未知量外,還會包含著某些過渡性的未知量。然后再根據(jù)這些過渡性來知量與題中已知條件之間的關(guān)系,引用新的關(guān)系式,逐步上朔,直到把所有的未知量都能用已知量表示出來為止。有些問題(如靜力平衡問題等),它的物理過程并不能很明確地分成幾個互相銜接的階段或者各個過程中的未知量互相交織,互有牽連,此時(shí)常可以不分先后。只根據(jù)問題所描述的物理狀態(tài)(或物理過程)的相互聯(lián)系。列出用某個狀態(tài)(或過程)有關(guān)的獨(dú)立方程式,聯(lián)立求解。原則上,任何一個題目都可以從這兩種思維方式著手求解。值得注意的是,解決具體問題時(shí),不必拘泥于刻板的程式,而是應(yīng)該側(cè)重于對問用中所描述的狀態(tài)(或過程)的分析推理,著力找出解題的關(guān)鍵所在,并以此為突破口下手.同時(shí)應(yīng)聯(lián)合運(yùn)用其他的思維技巧,如等效變換,對稱性、反證法、假設(shè)法、類比、邏輯推理等。
Ⅲ、綜合數(shù)學(xué)技巧
運(yùn)用數(shù)學(xué)技巧,包含著極其豐富的內(nèi)容??傮w上要求能運(yùn)用數(shù)學(xué)工具和語言,表述物理概念和規(guī)律;對物理問題進(jìn)行推理、論證和變換;處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);導(dǎo)出球驗(yàn)證物理規(guī)律;進(jìn)行準(zhǔn)確的演算等。就解決某幀體的物理問回而言,要求能靈活地運(yùn)用多種數(shù)學(xué)工具(如方程、此例、函數(shù)、圖象、不等式、指數(shù)和對數(shù)、數(shù)列、極限、極值、數(shù)學(xué)歸納、三角、平面解析幾何等)。綜合復(fù)習(xí)中可全面概述其在物理中的典型應(yīng)用,并側(cè)重于比例、函數(shù)及其圖象(包括識圖、用圖、作圖)、以及運(yùn)用數(shù)學(xué)遞推方法從特解導(dǎo)出通解等。必須注意,運(yùn)用數(shù)學(xué)僅是研究物理問題的一種有力的工具,側(cè)重點(diǎn)還是應(yīng)放在對問題中物理內(nèi)容的分析上.對大多數(shù)能從物理本質(zhì)上著手解決的問題,一般不必要求作嚴(yán)格的數(shù)學(xué)論證。
Ⅳ、檢查知識缺陷
整理體系、抓住主線索后,還需做好檢查知識缺陷的工作。應(yīng)注意自覺看書,尤其不能疏忽那些應(yīng)用性強(qiáng)、包含(或隱含)著物理內(nèi)容的“知識角落”。如對某些實(shí)驗(yàn)的裝置、原理的理解;某些自然現(xiàn)象的解釋;物理原理在生產(chǎn)技術(shù)上的應(yīng)用以及與高中物理有關(guān)的科技新動態(tài)和重要的物理學(xué)史實(shí)等.不少學(xué)生由于缺乏良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣戲迷戀于復(fù)習(xí)資料中,往往會在這些方面失分。如以往考試中解釋太陽光譜中暗線的形成);分光鏡的結(jié)構(gòu);低壓汞蒸汽光譜;三相變壓器及超導(dǎo)現(xiàn)象;直線加速器;日光燈接法;電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者等。在綜合復(fù)習(xí)中應(yīng)予以足夠的重視。
熱學(xué)輔導(dǎo)
熱學(xué)包括分子動理論、熱和功、氣體的性質(zhì)幾部分。
一、重要概念和規(guī)律
1.分子動理論
物質(zhì)是由大量分子組成的;分子永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動;分子間存在相互作用的引力和斥力。說明:(1)阿伏伽德羅常量NA=6.02X1023摩-1。它是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁,有很重要的意義;(2)布朗運(yùn)動是指懸浮在液體(或氣體)里的固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動,不是分子本身的運(yùn)動。它是由于液體(或氣體)分子無規(guī)則運(yùn)動對固體微粒碰撞的不均勻所造成的。因此它間接反映了液體(或氣體)分子的無序運(yùn)動。
2.溫度
溫度是物體分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志。它是大量分子熱運(yùn)動的平均效果的反映,具有統(tǒng)計(jì)的意義,對個別分子而言,溫度是沒有意義的。任何物體,當(dāng)它們的溫度相同時(shí),物體內(nèi)分子的平均動能都相同。由于不同物體的分子質(zhì)量不同,因而溫度相同時(shí)不同物體分子的平均速度并不一定相同。
3.內(nèi)能
定義物體里所有分子的動能和勢能的總和。決定因素:物質(zhì)數(shù)量(m).溫度(T)、體積(V)。改變方式做功――通過宏觀機(jī)械運(yùn)動實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)換;熱傳遞――通過微觀的分子運(yùn)動實(shí)現(xiàn)物體與物體間或同一物體各部分間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。這兩種方式對改變內(nèi)能是等效的。定量關(guān)系E=W+Q(熱力學(xué)第一定律)。
4.能量守恒定律
能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消旯它產(chǎn)能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體。必須注意:不消耗任何能量,不斷對外做功的機(jī)器(永動機(jī))是不可能的。利用熱機(jī),要把從燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能,全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能也是不可能的。
5.理想氣體狀態(tài)參量
理想氣體始終遵循三個實(shí)驗(yàn)定律(玻意耳定律、查理定律、蓋?呂薩克定律)的氣體。描述一定質(zhì)量理想氣體在平衡態(tài)的狀態(tài)參量為:溫度氣體分子平均動能的標(biāo)志。體積氣體分子所占據(jù)的空間。許多情況下等于容器的容積。壓強(qiáng)大量氣體分子無規(guī)則運(yùn)動碰撞器壁所產(chǎn)生的。其大小等于單位時(shí)間內(nèi)、器壁單位面積上所受氣體分子碰撞的總沖量。內(nèi)能氣體分子無規(guī)則運(yùn)動的動能.理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)。
6.一定質(zhì)量理想氣體的實(shí)驗(yàn)定律
玻意耳定律:PV=恒量;查理定律:P/T=恒量;蓋?呂薩克定律:V/T=恒量。
7.一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程
PV/T=恒量
說明(1)一定質(zhì)量理想氣體的某個狀態(tài),對應(yīng)于P一V(或P-T、V-T)圖上的一個點(diǎn),從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài),相當(dāng)于從圖上一個點(diǎn)過渡到另一個點(diǎn),可以有許多種不同的方法。如從狀態(tài)A變化到B,可以經(jīng)過的過程許多不同的過程。為推導(dǎo)狀態(tài)方程,可結(jié)合圖象選用任意兩個等值過程較為方便。(2)當(dāng)氣體質(zhì)量發(fā)生變化或互有遷移(混合)時(shí),可采用把變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題,利用密度公式、氣態(tài)方程分態(tài)式等方法求解。
二、重要研究方法
1、微觀統(tǒng)計(jì)平均
熱學(xué)的研究對象是由大量分子組成的.其宏觀特性都是大量分子集體行為的反映。不可能同時(shí)也無必要像力學(xué)中那樣根據(jù)每個物體(每個分子)的受力情況,寫出運(yùn)動方程。熱學(xué)中的狀態(tài)參量和各種現(xiàn)象具有統(tǒng)計(jì)平均的意義。因此,當(dāng)大量分子處于無序運(yùn)動狀態(tài)或作無序排列時(shí),所表現(xiàn)出來的宏觀特性――如氣體分子對器壁的壓強(qiáng)、非晶體的物理屬性等都顯示出均勻性。當(dāng)大量分子作有序排列時(shí),必顯示出不均勻性,如晶體的各自異性等。研究熱學(xué)現(xiàn)象時(shí),必須充分領(lǐng)會這種統(tǒng)計(jì)平均觀點(diǎn)。
2.物理圖象
氣體性質(zhì)部分對圖象的應(yīng)用既是一特點(diǎn),也是一個重要的方法。利用圖象??墒刮锢磉^程得到直觀、形象的反映,往往使對問題的求解更為簡便。對物理圖象的要求,不僅是識圖、用圖,而且還應(yīng)變圖一即作圖象變換。如圖P-V圖變換成p-T圖或V-T圖等。
3.能的轉(zhuǎn)化和守恒
各種不同形式的能可以互相轉(zhuǎn)化,在轉(zhuǎn)化過程中總量保持不變。這是自然界中的一條重要規(guī)律。也是指導(dǎo)我們分析研究各種物理現(xiàn)象時(shí)的一種極為重要的思想方法。在本講中各部分都有廣泛的滲透,應(yīng)牢固把握。
三、基本解題思路
熱學(xué)部分的習(xí)題主要集中在熱功轉(zhuǎn)換和氣體性質(zhì)兩部分,基本解題思路可概括為四句話:
1.選取研究對象.它可以是由兩個或幾個物體組成的系統(tǒng)或全部氣體和某一部分氣體。
(狀態(tài)變化時(shí)質(zhì)量必須一定。)
2.確定狀態(tài)參量.對功熱轉(zhuǎn)換問題,即找出相互作用前后的狀態(tài)量,對氣體即找出狀態(tài)變化前后的p、V、T數(shù)值或表達(dá)式。
3、認(rèn)識變化過程.除題設(shè)條件已指明外,常需通過究對象跟周圍環(huán)境的相互關(guān)系中確定。
4.列出相關(guān)方程.
光學(xué)輔導(dǎo)
光學(xué)包括兩大部分內(nèi)容:幾何光學(xué)和物理光學(xué).幾何光學(xué)(又稱光線光學(xué))是以光的直線傳播性質(zhì)為基礎(chǔ),研究光在煤質(zhì)中的傳播規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科;物理光學(xué)是研究光的本性、光和物質(zhì)的相互作用規(guī)律的學(xué)科.
一、重要概念和規(guī)律
(一)、幾何光學(xué)基本概念和規(guī)律
1、基本規(guī)律
光源發(fā)光的物體.分兩大類:點(diǎn)光源和擴(kuò)展光源.點(diǎn)光源是一種理想模型,擴(kuò)展光源可看成無數(shù)點(diǎn)光源的集合.光線――表示光傳播方向的幾何線.光束通過一定面積的一束光線.它是溫過一定截面光線的集合.光速――光傳播的速度。光在真空中速度最大。恒為C=3×108m/s。丹麥天文學(xué)家羅默第一次利用天體間的大距離測出了光速。法國人裴索第一次在地面上用旋轉(zhuǎn)齒輪法測出了光這。實(shí)像――光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件后,由實(shí)際光線形成的.虛像――光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件后,由發(fā)實(shí)際光線的延長線形成的。本影――光直線傳播時(shí),物體后完全照射不到光的暗區(qū).半影――光直線傳播時(shí),物體后有部分光可以照射到的半明半暗區(qū)域.
2.基本規(guī)律
(1)光的直線傳播規(guī)律先在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直線傳播的例證。
(2)光的獨(dú)立傳播規(guī)律光在傳播時(shí)雖屢屢相交,但互不擾亂,保持各自的規(guī)律繼續(xù)傳播。
(3)光的反射定律反射線、人射線、法線共面;反射線與人射線分布于法線兩側(cè);反射角等于入射角。
(4)光的折射定律折射線、人射線、法織共面,折射線和入射線分居法線兩側(cè);對確定的兩種介質(zhì),入射
角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一個常數(shù).介質(zhì)的折射串n=sini/sinr=c/v。全反射條件①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);②入射角大于臨界角A,sinA=1/n。
(5)光路可逆原理光線逆著反射線或折射線方向入射,將沿著原來的入射線方向反射或折射.
3.常用光學(xué)器件及其光學(xué)特性
(1)平面鏡點(diǎn)光源發(fā)出的同心發(fā)散光束,經(jīng)平面鏡反射后,得到的也是同心發(fā)散光束.能在鏡后形成等大的、正立的虛出,像與物對鏡面對稱。
(2)球面鏡凹面鏡有會聚光的作用,凸面鏡有發(fā)散光的作用.
(3)棱鏡光密煤質(zhì)的棱鏡放在光疏煤質(zhì)的環(huán)境中,入射到棱鏡側(cè)面的光經(jīng)棱鏡后向底面偏折。隔著棱鏡看到物體的像向項(xiàng)角偏移。棱鏡的色散作用復(fù)色光通過三棱鏡被分解成單色光的現(xiàn)象。
(4)透鏡在光疏介質(zhì)的環(huán)境中放置有光密介質(zhì)的透鏡時(shí),凸透鏡對光線有會聚作用,凹透鏡對光線有發(fā)散作用.透鏡成像作圖利用三條特殊光線。成像規(guī)律1/u+1/v=1/f。線放大率m=像長/物長=|v|/u。說明①成像公式的符號法則――凸透鏡焦距f取正,凹透鏡焦距f取負(fù);實(shí)像像距v取正,虛像像距v取負(fù)。②線放大率與焦距和物距有關(guān).
(5)平行透明板光線經(jīng)平行透明板時(shí)發(fā)生平行移動(側(cè)移).側(cè)移的大小與入射角、透明板厚度、折射率有關(guān)。
4.簡單光學(xué)儀器的成像原理和眼睛
(1)放大鏡是凸透鏡成像在。u
(2)照相機(jī)是凸透鏡成像在u>2f時(shí)的應(yīng)用.得到的是倒立縮小施實(shí)像。
(3)幻燈機(jī)是凸透鏡成像在f
(4)顯微鏡由短焦距的凸透鏡作物鏡,長焦距的透鏡作目鏡所組成。物于物鏡焦點(diǎn)外很靠近焦點(diǎn)處,經(jīng)物鏡成實(shí)像于目鏡焦點(diǎn)內(nèi)很靠近焦點(diǎn)處。再經(jīng)物鏡在同側(cè)形成一放大虛像(通常位于明視距離處)。
(5)望遠(yuǎn)鏡由長焦距的凸透鏡作物鏡,轅焦距的〕透鏡作目鏡所組成。極遠(yuǎn)處至物鏡的光可看成平行光,經(jīng)物鏡成中間像(倒立、縮小、實(shí)像)于物鏡焦點(diǎn)外很靠近焦點(diǎn)處,恰位于目鏡焦點(diǎn)內(nèi),再經(jīng)目鏡成虛像于極遠(yuǎn)處(或明視距離處)。
(6)眼睛等效于一變焦距照相機(jī),正常人明視距約25厘米。明視距離小子25厘米的近視眼患者需配戴凹透鏡做鏡片的眼鏡;明視距離大于25厘米的遠(yuǎn)視25者需配戴凸透鏡做鏡片的眼鏡。
(二)物理光學(xué)――人類對光本性的認(rèn)識發(fā)展過程
(1)微粒說(牛頓)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光像一群彈性小球的微粒。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)光的直線傳播、光的反射現(xiàn)象。困難問題無法解釋兩種媒質(zhì)界面同時(shí)發(fā)生的反射、折射現(xiàn)象以及光的獨(dú)立傳播規(guī)律等。
(2)波動說(惠更斯)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光是某種振動激起的波(機(jī)械波)。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)光的干涉和衍射現(xiàn)象。
①個的干涉現(xiàn)象――楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)
條件兩束光頻率相同、相差恒定。裝置(略)?,F(xiàn)象出現(xiàn)中央明條,兩邊等距分布的明暗相間條紋。解釋屏上某處到雙孔(雙縫)的路程差是波長的整數(shù)倍(半個波長的偶數(shù)倍)時(shí),兩波同相疊加,振動加強(qiáng),產(chǎn)生明條;兩波反相疊加,振動相消,產(chǎn)生暗條。應(yīng)用檢查平面、測量厚度、增強(qiáng)光學(xué)鏡頭透射光強(qiáng)度(增透膜).
②光的衍射現(xiàn)象――單縫衍射(或圓孔衍射)
條件縫寬(或孔徑)可與波長相比擬。裝置(略)。現(xiàn)象出現(xiàn)中央最亮最寬的明條,兩邊不等距發(fā)表的明暗條紋(或明暗鄉(xiāng)間的圓環(huán))。困難問題難以解釋光的直進(jìn)、尋找不到傳播介質(zhì)。
(3)電磁說(麥克斯韋)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光是一種電磁波。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)赫茲實(shí)驗(yàn)(證明電磁波具有跟光同樣的性質(zhì)和波速)。各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理無線電波自由電子的運(yùn)動;紅外線、可見光、紫外線原子外層電子受激發(fā);x射線原子內(nèi)層電子受激發(fā);γ射線原子核受激發(fā)。可見光的光譜發(fā)射光譜――連續(xù)光譜、明線光譜;吸收光譜(特征光譜。困難問題無法解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象。
(4)光子說(愛因斯坦)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光由一份一份不連續(xù)的光子組成每份光子的能量E=hν。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)光電效應(yīng)現(xiàn)象。裝置(略)?,F(xiàn)象①入射光照到光電子發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的;②入射光頻率必須大于光陰極金屬的極限頻率ν。;
③當(dāng)ν>v。時(shí),光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比;④光電子的最大初動能與入射光強(qiáng)無關(guān),只隨著人射光燈中的增大而增大。解釋①光子能量可以被電子全部吸收.不需能量積累過程;②表面電子克服金屬原子核引力逸出至少需做功(逸出功)hν。;③入射光強(qiáng)。單位時(shí)間內(nèi)入射光子多,產(chǎn)生光電子多;④入射光子能量只與其頻率有關(guān),入射至金屬表,除用于逸出功外。其余轉(zhuǎn)化為光電子初動能。困難問題無法解釋光的波動性。
(5)光的波粒二象性基本觀點(diǎn)認(rèn)為光是一種具有電磁本性的物質(zhì),既有波動性。又有粒子性。大量光子的運(yùn)動規(guī)律顯示波動性,個別光子的行為顯示粒子性。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)微弱光線的干涉,X射線衍射.
二、重要研究方法
1.作圖鋒幾何光學(xué)離不開光路圖。
利用作圖法可以直觀地反映光線的傳播,方便地確定像的位置、大小、倒正、虛實(shí)以及成像區(qū)域或觀察范圍等.把它與公式法結(jié)合起來,可以互相補(bǔ)充、互相驗(yàn)證。
2.光路追蹤法用作圖法研究光的傳播和成像問題時(shí),抓住物點(diǎn)上發(fā)出的某條光線為研究對象。
不斷追蹤下去的方法.尤其適合于研究組合光具成多重保的情況。
3.光路可逆法在幾何光學(xué)中,一所有的光路都是可逆的,利用光路可逆原理在作圖和計(jì)算上往在都會帶來方便。
實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。近年來對學(xué)生物理知識的各種全面測試中(如高考等)也非常重視對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?。因此,物理?shí)驗(yàn)的`復(fù)習(xí)是整個總復(fù)習(xí)中不可缺少的一個重要組成部分.
一、實(shí)驗(yàn)的基本類型和要求
中學(xué)物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)大體可以分為四范其要求如下:
1.基本儀器的使用除了初中已接觸過的常用儀器(如天平秤、彈簧秤、壓強(qiáng)計(jì)、氣壓計(jì)、溫度計(jì)、安培計(jì)、伏特計(jì)等)外.高中又學(xué)習(xí)了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、螺旋測微器、游標(biāo)卡尺、萬用電表等,要求了解儀器的基本結(jié)構(gòu),熟悉各主要部件的名稱,懂得工作(測量)原理,掌握合理的操作方法,會正確讀數(shù),明確使用注意事項(xiàng)等.
2.基本物理量的測量初中物理中巴學(xué)過長度、時(shí)間、質(zhì)量、力、溫度、電流強(qiáng)度、電壓等物理量的測量,高中物理進(jìn)一步學(xué)習(xí)了對微小長度和極短時(shí)間、加速度(包括g)、速度、電阻和電阻率、電動勢、折射率、焦距等物理量的測量。
要求明確被測物理量的含義,懂得具體的測量原理。掌握正確的實(shí)驗(yàn)方法(包括了解實(shí)驗(yàn)儀器、器材的規(guī)格性能、會安裝和調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置、能選擇合理的實(shí)驗(yàn)步驟,正確進(jìn)行數(shù)據(jù)測量以及能分析和排除實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的常見故障等),妥善處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出結(jié)果。
3.驗(yàn)證物理規(guī)律計(jì)有驗(yàn)證共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則、有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡條件、牛頓第二定律、機(jī)械能守恒定律、玻意耳定律等。
其要求與物理量的測量相同,著重注意分析實(shí)驗(yàn)誤差,并能有效地采取相應(yīng)措施盡量減少實(shí)驗(yàn)誤差,提高準(zhǔn)確度。
4.觀察、研究物理現(xiàn)象,組裝儀器如研究平拋運(yùn)動、彈性碰撞、描繪等勢線、研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象、變壓器的作用、觀察光的衍射現(xiàn)象。
把電流計(jì)改裝為伏特計(jì)等.其中,對觀察型實(shí)驗(yàn),只要求會正確使用儀器,顯示出(或觀察到)物理現(xiàn)象,并通過直覺的觀察定性了解影響該現(xiàn)象的有關(guān)因素。對研究型實(shí)驗(yàn)(包括組裝儀器),要求不僅能使用儀器,掌握正確的實(shí)驗(yàn)研究方法,把有關(guān)現(xiàn)象的物理內(nèi)客反映出來;或把有關(guān)參數(shù)測量出來,還能夠通過具體的測量作進(jìn)一步的定量研一究或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)。
二、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想
在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中涉及的主要設(shè)計(jì)思想為:
1.壘積放大法把某些物理量(有時(shí)往在是難以直接測量的測量的微小量)累積后測量,或把它們放大后顯示出來的一種方法。
如通過若干次全振動的時(shí)間測出單擺的振動周期;把員楊螺桿的微小進(jìn)退.通過周長較大的可動到度盤顯示出來(螺旋測微器)等。
2.平衡法根據(jù)物理系統(tǒng)內(nèi)普遍存在的對立的、矛盾的雙方使系統(tǒng)偏離平衡的物理因素,列出對應(yīng)的平衡方程式,從而找出影響平衡的一種方法如用天平測質(zhì)量、驗(yàn)證有固定轉(zhuǎn)動因乎銜條件、驗(yàn)證玻意耳定律等。
3.控制法在多因素的物理現(xiàn)象中,可以先控制某些量不變,依次研究某一個因素對現(xiàn)象產(chǎn)生影響的一種方法。
如牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)??梢韵缺3仲|(zhì)量一定,研究加速度與力的關(guān)系等。
4.轉(zhuǎn)換法用某些容易直接測量,(或顯示)的量(或現(xiàn)象)代替不容易直接測(或顯示)的量(或現(xiàn)象)。
或者根據(jù)研究對象在一定條件下可以有相同的效果作間接的觀察、測量。如把流逝的時(shí)間轉(zhuǎn)換成振針周期性的振動;把對電流、電壓、電阻的測量轉(zhuǎn)換成對指針偏角的測量;用從等高處拋出的兩球的水平位移代替它們的速度等。
5.留跡法把瞬息即逝的(位置、軌跡、圖象等)記錄下來的一種方法。
如通過紙帶上打出的小點(diǎn)記錄小車的位置Z用描述法畫出平拋物體的運(yùn)動軌跡;用示波器顯示變化的波形等。
三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理是對原始實(shí)驗(yàn)記錄的科學(xué)加工。通過數(shù)據(jù)處理,往往可以從一堆表面上難以覺察的、似乎毫無聯(lián)系的數(shù)據(jù)中找出內(nèi)在的規(guī)律,在中學(xué)物現(xiàn)中只要求掌握數(shù)據(jù)處理的最簡單的方法.
1.列表法把被測物理量分類列表表示出來。
通常需說明記錄表的要求(或稱為標(biāo)題)、主要內(nèi)容等。表中對各物理量的排列月慣上先原始記錄數(shù)據(jù),后計(jì)算果。列表法可大體反映某些因素對結(jié)果的影響效果或變化趨勢,常用作其他數(shù)據(jù)處理方法的一種輔助手段。
2.算術(shù)平均值法把待測物理量的若干次測且值相加后除以測量次數(shù)。
必須注意,求取算術(shù)平均值時(shí),應(yīng)按原測量儀器的準(zhǔn)確度決定保留有效數(shù)字的位數(shù)。通??上扔?jì)算比直接測量值多一位,然后再四會五入。
3.圖象法把實(shí)驗(yàn)測得的量按自變量和應(yīng)變量的函數(shù)關(guān)系在坐標(biāo)平面上用圖象直觀地顯示出來.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出圖象時(shí)。
最基本的要求是:
(1)兩坐標(biāo)軸要選取恰當(dāng)?shù)姆侄?/p>
(2)要有足夠多的描點(diǎn)數(shù)目
(3)畫出的圖象應(yīng)盡是穿過較多的描點(diǎn)在圖象呈曲線的情況下,可先根據(jù)大多數(shù)描點(diǎn)的分布位置(個別特殊位置的奇異點(diǎn)可舍去),畫出穿過盡可能多的點(diǎn)的草圖,然后連成光滑的曲線,避免畫成拆線形狀。
四、實(shí)驗(yàn)誤差分析
測量值與待測量真實(shí)值之差,稱為測量誤差。主要來源于儀器(如性能和結(jié)構(gòu)的不完善)、環(huán)境(如溫度、濕度、外磁場的影響等)、實(shí)驗(yàn)方法(如實(shí)驗(yàn)方法粗糙、實(shí)驗(yàn)理論不完善等)、人為因素(如觀測者個人的生理、心理習(xí)慣、不同觀察者的反應(yīng)快慢不一等)四方面。在中學(xué)物理中只要求定性分析實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因,了解絕對誤差和相對誤差的概念。
高考物理必須掌握的16種題型技巧01.直線運(yùn)動問題
題型概述:直線運(yùn)動問題是高考的熱點(diǎn),可以單獨(dú)考查,也可以與其他知識綜合考查。單獨(dú)考查若出現(xiàn)在選擇題中,則重在考查基本概念,且常與圖像結(jié)合;在計(jì)算題中常出現(xiàn)在第一個小題,難度為中等,常見形式為單體多過程問題和追及相遇問題。
思維模板
解圖像類問題關(guān)鍵在于將圖像與物理過程對應(yīng)起來,通過圖像的坐標(biāo)軸、關(guān)鍵點(diǎn)、斜率、面積等信息,對運(yùn)動過程進(jìn)行分析,從而解決問題;對單體多過程問題和追及相遇問題應(yīng)按順序逐步分析,再根據(jù)前后過程之間、兩個物體之間的聯(lián)系列出相應(yīng)的方程,從而分析求解,前后過程的聯(lián)系主要是速度關(guān)系,兩個物體間的聯(lián)系主要是位移關(guān)系。
02.物體的動態(tài)平衡問題
題型概述:物體的動態(tài)平衡問題是指物體始終處于平衡狀態(tài),但受力不斷發(fā)生變化的問題。物體的動態(tài)平衡問題一般是三個力作用下的平衡問題,但有時(shí)也可將分析三力平衡的方法推廣到四個力作用下的動態(tài)平衡問題。
思維模板
(1) 解析法:解決此類問題可以根據(jù)平衡條件列出方程,由所列方程分析受力變化;
(2) 圖解法:根據(jù)平衡條件畫出力的合成或分解圖,根據(jù)圖像分析力的變化。
03.運(yùn)動的合成與分解問題
題型概述:運(yùn)動的合成與分解問題常見的模型有兩類。一是繩(桿)末端速度分解的問題,二是小船過河的問題,兩類問題的關(guān)鍵都在于速度的合成與分解。
思維模板
(1)在繩(桿)末端速度分解問題中,要注意物體的實(shí)際速度一定是合速度,分解時(shí)兩個分速度的方向應(yīng)取繩(桿)的方向和垂直繩(桿)的方向;如果有兩個物體通過繩(桿)相連,則兩個物體沿繩(桿)方向速度相等。
(2)小船過河時(shí),同時(shí)參與兩個運(yùn)動,一是小船相對于水的運(yùn)動,二是小船隨著水一起運(yùn)動,分析時(shí)可以用平行四邊形定則,也可以用正交分解法,有些問題可以用解析法分析,有些問題則需要用圖解法分析。
04.拋體運(yùn)動問題
題型概述:拋體運(yùn)動包括平拋運(yùn)動和斜拋運(yùn)動,不管是平拋運(yùn)動還是斜拋運(yùn)動,研究方法都是采用正交分解法,一般是將速度分解到水平和豎直兩個方向上.
思維模板
(1)平拋運(yùn)動物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動,在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動,其位移滿足x=v0t,y=gt2/2,速度滿足vx=v0,vy=gt;
(2)斜拋運(yùn)動物體在豎直方向上做上拋(或下拋)運(yùn)動,在水平方向做勻速直線運(yùn)動,在兩個方向上分別列相應(yīng)的運(yùn)動方程求解。
05.圓周運(yùn)動問題
題型概述:圓周運(yùn)動問題按照受力情況可分為水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動和豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動,按其運(yùn)動性質(zhì)可分為勻速圓周運(yùn)動和變速圓周運(yùn)動。水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動多為勻速圓周運(yùn)動,豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動一般為變速圓周運(yùn)動.對水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動重在考查向心力的供求關(guān)系及臨界問題,而豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動則重在考查最高點(diǎn)的受力情況。
思維模板
(1)對圓周運(yùn)動,應(yīng)先分析物體是否做勻速圓周運(yùn)動,若是,則物體所受的合外力等于向心力,由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物體的運(yùn)動不是勻速圓周運(yùn)動,則應(yīng)將物體所受的力進(jìn)行正交分解,物體在指向圓心方向上的合力等于向心力。
(2)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動可以分為三個模型:
①繩模型:只能對物體提供指向圓心的彈力,能通過最高點(diǎn)的臨界態(tài)為重力等于向心力;
②桿模型:可以提供指向圓心或背離圓心的力,能通過最高點(diǎn)的臨界態(tài)是速度為零;
③外軌模型:只能提供背離圓心方向的力,物體在最高點(diǎn)時(shí),若v
06.牛頓運(yùn)動定律綜合應(yīng)用問題
題型概述:牛頓運(yùn)動定律是高考重點(diǎn)考查的內(nèi)容,每年在高考中都會出現(xiàn),牛頓運(yùn)動定律可將力學(xué)與運(yùn)動學(xué)結(jié)合起來,與直線運(yùn)動的綜合應(yīng)用問題常見的模型有連接體、傳送帶等,一般為多過程問題,也可以考查臨界問題、周期性問題等內(nèi)容,綜合性較強(qiáng).天體運(yùn)動類題目是牛頓運(yùn)動定律與萬有引力定律及圓周運(yùn)動的綜合性題目,近幾年來考查頻率極高。
思維模板
以牛頓第二定律為橋梁,將力和運(yùn)動聯(lián)系起來,可以根據(jù)力來分析運(yùn)動情況,也可以根據(jù)運(yùn)動情況來分析力.對于多過程問題一般應(yīng)根據(jù)物體的受力一步一步分析物體的運(yùn)動情況,直到求出結(jié)果或找出規(guī)律。對天體運(yùn)動類問題,應(yīng)緊抓兩個公式:
GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①
GMm/R2=mg ②
對于做圓周運(yùn)動的星體(包括雙星、三星系統(tǒng)),可根據(jù)公式①分析;對于變軌類問題,則應(yīng)根據(jù)向心力的供求關(guān)系分析軌道的變化,再根據(jù)軌道的變化分析其他各物理量的變化。
07.機(jī)車的啟動問題
題型概述:機(jī)車的啟動方式??疾榈挠袃煞N情況,一種是以恒定功率啟動,一種是以恒定加速度啟動,不管是哪一種啟動方式,都是采用瞬時(shí)功率的公式P=Fv和牛頓第二定律的公式F-f=ma來分析。
思維模板
機(jī)車以額定功率啟動.機(jī)車的啟動過程如圖所示,由于功率P=Fv恒定,由公式P=Fv和F-f=ma知,隨著速度v的增大,牽引力F必將減小,因此加速度a也必將減小,機(jī)車做加速度不斷減小的加速運(yùn)動,直到F=f,a=0,這時(shí)速度v達(dá)到最大值vm=P額定/F=P額定/f。
這種加速過程發(fā)動機(jī)做的功只能用W=Pt計(jì)算,不能用W=Fs計(jì)算(因?yàn)镕為變力)。
08.以能量為核心綜合應(yīng)用問題
題型概述:以能量為核心的綜合應(yīng)用問題一般分四類:
第一類為單體機(jī)械能守恒問題,
第二類為多體系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題,
第三類為單體動能定理問題,
第四類為多體系統(tǒng)功能關(guān)系(能量守恒)問題。
多體系統(tǒng)的組成模式:
兩個或多個疊放在一起的物體,用細(xì)線或輕桿等相連的兩個或多個物體,直接接觸的兩個或多個物體。
思維模板
能量問題的解題工具一般有動能定理,能量守恒定律,機(jī)械能守恒定律。
(1)動能定理使用方法簡單,只要選定物體和過程,直接列出方程即可,動能定理適用于所有過程;
(2)能量守恒定律同樣適用于所有過程,分析時(shí)只要分析出哪些能量減少,哪些能量增加,根據(jù)減少的能量等于增加的能量列方程即可;
(3)機(jī)械能守恒定律只是能量守恒定律的一種特殊形式,但在力學(xué)中也非常重要.很多題目都可以用兩種甚至三種方法求解,可根據(jù)題目情況靈活選取。
09.力學(xué)實(shí)驗(yàn)中速度的測量問題
題型概述:速度的測量是很多力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),通過速度的測量可研究加速度、動能等物理量的變化規(guī)律,因此在研究勻變速直線運(yùn)動、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律、探究動能定理、驗(yàn)證機(jī)械能守恒等實(shí)驗(yàn)中都要進(jìn)行速度的測量。
速度的測量一般有兩種方法:
一種是通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻閃照片等方式獲得幾段連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移從而研究速度;另一種是通過光電門等工具來測量速度。
思維模板
用第一種方法求速度和加速度通常要用到勻變速直線運(yùn)動中的兩個重要推論:
①vt/2=v平均=(v0+v)/2,
②Δx=aT2,為了盡量減小誤差,求加速度時(shí)還要用到逐差法.用光電門測速度時(shí)測出擋光片通過光電門所用的時(shí)間,求出該段時(shí)間內(nèi)的平均速度,則認(rèn)為等于該點(diǎn)的瞬時(shí)速度,即:v=d/Δt。
10.電容器問題
題型概述:電容器是一種重要的電學(xué)元件,在實(shí)際中有著廣泛的應(yīng)用,是歷年高考常考的知識點(diǎn)之一,常以選擇題形式出現(xiàn),難度不大,主要考查電容器的電容概念的理解、平行板電容器電容的決定因素及電容器的動態(tài)分析三個方面。
思維模板
(1)電容的概念:電容是用比值(C=Q/U)定義的一個物理量,表示電容器容納電荷的多少,對任何電容器都適用.對于一個確定的電容器,其電容也是確定的(由電容器本身的介質(zhì)特性及幾何尺寸決定),與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關(guān)。
(2)平行板電容器的電容:平行板電容器的電容由兩極板正對面積、兩極板間距離、介質(zhì)的相對介電常數(shù)決定,滿足C=εS/(4πkd)
(3)電容器的動態(tài)分析:關(guān)鍵在于弄清哪些是變量,哪些是不變量,抓住三個公式[C=Q/U、C=εS/(4πkd)及E=U/d]并分析清楚兩種情況:一是電容器所帶電荷量Q保持不變(充電后斷開電源),二是兩極板間的電壓U保持不變(始終與電源相連)。
11.帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題
題型概述:帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題本質(zhì)上是一個綜合了電場力、電勢能的力學(xué)問題,研究方法與質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)一樣,同樣遵循運(yùn)動的合成與分解、牛頓運(yùn)動定律、功能關(guān)系等力學(xué)規(guī)律,高考中既有選擇題,也有綜合性較強(qiáng)的計(jì)算題。
思維模板(1)處理帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題應(yīng)從兩種思路著手
①動力學(xué)思路:重視帶電粒子的受力分析和運(yùn)動過程分析,然后運(yùn)用牛頓第二定律并結(jié)合運(yùn)動學(xué)規(guī)律求出位移、速度等物理量。
②功能思路:根據(jù)電場力及其他作用力對帶電粒子做功引起的能量變化或根據(jù)全過程的功能關(guān)系,確定粒子的運(yùn)動情況(使用中優(yōu)先選擇)。
(2)處理帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題應(yīng)注意是否考慮粒子的重力
①質(zhì)子、α粒子、電子、離子等微觀粒子一般不計(jì)重力;
②液滴、塵埃、小球等宏觀帶電粒子一般考慮重力;
③特殊情況要視具體情況,根據(jù)題中的隱含條件判斷。
(3)處理帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題應(yīng)注意畫好粒子運(yùn)動軌跡示意圖,在畫圖的基礎(chǔ)上運(yùn)用幾何知識尋找關(guān)系往往是解題的突破口。
12.帶電粒子在磁場中的運(yùn)動問題
題型概述:帶電粒子在磁場中的運(yùn)動問題在歷年高考試題中考查較多,命題形式有較簡單的選擇題,也有綜合性較強(qiáng)的計(jì)算題且難度較大,常見的命題形式有三種:
(1)突出對在洛倫茲力作用下帶電粒子做圓周運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)量(半徑、速度、時(shí)間、周期等)的考查;
(2)突出對概念的深層次理解及與力學(xué)問題綜合方法的考查,以對思維能力和綜合能力的考查為主;
(3)突出本部分知識在實(shí)際生活中的應(yīng)用的考查,以對思維能力和理論聯(lián)系實(shí)際能力的考查為主.
思維模板
在處理此類運(yùn)動問題時(shí),著重把握“一找圓心,二找半徑(R=mv/Bq),三找周期(T=2πm/Bq)或時(shí)間”的分析方法。
(1)圓心的確定:因?yàn)槁鍌惼澚指向圓心,根據(jù)fv,畫出粒子運(yùn)動軌跡中任意兩點(diǎn)(一般是射入和射出磁場的兩點(diǎn))的f的方向,沿兩個洛倫茲力f作出其延長線的交點(diǎn)即為圓心.另外,圓心位置必定在圓中任一根弦的中垂線上(如圖所示)。
(2)半徑的確定和計(jì)算:利用平面幾何關(guān)系,求出該圓的半徑(或運(yùn)動圓弧對應(yīng)的圓心角),并注意利用一個重要的幾何特點(diǎn),即粒子速度的偏向角(φ)等于圓心角(α),并等于弦AB與切線的夾角(弦切角θ)的2倍(如圖所示),即?φ=α=2θ
(3)運(yùn)動時(shí)間的確定:t=φT/2π或t=s/v,其中φ為偏向角,T為周期,s為軌跡的弧長,v為線速度。
13.帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動問題
題型概述:帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動是高考的熱點(diǎn)和重點(diǎn)之一,主要有下面所述的三種情況:
(1)帶電粒子在組合場中的運(yùn)動:在勻強(qiáng)電場中,若初速度與電場線平行,做勻變速直線運(yùn)動;若初速度與電場線垂直,則做類平拋運(yùn)動;帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中,在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動。
(2)帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動:在疊加場中所受合力為0時(shí)做勻速直線運(yùn)動或靜止;當(dāng)合外力與運(yùn)動方向在一直線上時(shí)做變速直線運(yùn)動;當(dāng)合外力充當(dāng)向心力時(shí)做勻速圓周運(yùn)動。
(3)帶電粒子在變化電場或磁場中的運(yùn)動:變化的電場或磁場往往具有周期性,同時(shí)受力也有其特殊性,常常其中兩個力平衡,如電場力與重力平衡,粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動。
思維模板
分析帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動,應(yīng)仔細(xì)分析物體的運(yùn)動過程、受力情況,注意電場力、重力與洛倫茲力間大小和方向的關(guān)系及它們的特點(diǎn)(重力、電場力做功與路徑無關(guān),洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功),然后運(yùn)用規(guī)律求解,主要有兩條思路:
(1)力和運(yùn)動的關(guān)系:根據(jù)帶電粒子的受力情況,運(yùn)用牛頓第二定律并結(jié)合運(yùn)動學(xué)規(guī)律求解。
(2)功能關(guān)系:根據(jù)場力及其他外力對帶電粒子做功的能量變化或全過程中的功能關(guān)系解決問題。
14.以電路為核心的綜合應(yīng)用問題
題型概述:該題型是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn),高考對本題型的考查主要體現(xiàn)在閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、電學(xué)實(shí)驗(yàn)等方面.主要涉及電路動態(tài)問題、電源功率問題、用電器的伏安特性曲線或電源的U-I圖像、電源電動勢和內(nèi)阻的測量、電表的讀數(shù)、滑動變阻器的分壓和限流接法選擇、電流表的內(nèi)外接法選擇等。
思維模板
(1)電路的動態(tài)分析是根據(jù)閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律及串并聯(lián)電路的性質(zhì),分析電路中某一電阻變化而引起整個電路中各部分電流、電壓和功率的變化情況,即有R分R總I總U端I分、U分
(2)電路故障分析是指對短路和斷路故障的分析,短路的特點(diǎn)是有電流通過,但電壓為零,而斷路的特點(diǎn)是電壓不為零,但電流為零,常根據(jù)短路及斷路特點(diǎn)用儀器進(jìn)行檢測,也可將整個電路分成若干部分,逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障,運(yùn)用閉合電路或部分電路歐姆定律進(jìn)行推理。
(3)導(dǎo)體的伏安特性曲線反映的是導(dǎo)體的電壓U與電流I的變化規(guī)律,若電阻不變,電流與電壓成線性關(guān)系,若電阻隨溫度發(fā)生變化,電流與電壓成非線性關(guān)系,此時(shí)曲線某點(diǎn)的切線斜率與該點(diǎn)對應(yīng)的電阻值一般不相等。
電源的外特性曲線(由閉合電路歐姆定律得U=E-Ir,畫出的路端電壓U與干路電流I的關(guān)系圖線)的縱截距表示電源的電動勢,斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻。
15.以電磁感應(yīng)為核心的綜合應(yīng)用問題
題型概述:此題型主要涉及四種綜合問題
(1)動力學(xué)問題:力和運(yùn)動的關(guān)系問題,其聯(lián)系橋梁是磁場對感應(yīng)電流的安培力。
(2)電路問題:電磁感應(yīng)中切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源,這樣,電磁感應(yīng)的電路問題就涉及電路的分析與計(jì)算。
(3)圖像問題:一般可分為兩類:
一是由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出相應(yīng)的物理量的函數(shù)圖像;
二是由給定的有關(guān)物理圖像分析電磁感應(yīng)過程,確定相關(guān)物理量。
(4)能量問題:電磁感應(yīng)的過程是能量的轉(zhuǎn)化與守恒的過程,產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程是外力做功,把機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程;感應(yīng)電流在電路中受到安培力作用或通過電阻發(fā)熱把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能等。
思維模板
解決這四種問題的基本思路如下:
(1)動力學(xué)問題:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢,然后由閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向,進(jìn)而求出安培力的大小和方向,再分析研究導(dǎo)體的受力情況,最后根據(jù)牛頓第二定律或運(yùn)動學(xué)公式列出動力學(xué)方程或平衡方程求解。
(2)電路問題:明確電磁感應(yīng)中的等效電路,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求出感應(yīng)電動勢的大小和方向,最后運(yùn)用閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律求解路端電壓、電功率等。
(3)圖像問題:綜合運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、左手定則、右手定則、安培定則等規(guī)律來分析相關(guān)物理量間的函數(shù)關(guān)系,確定其大小和方向及在坐標(biāo)系中的范圍,同時(shí)注意斜率的物理意義。
(4)能量問題:應(yīng)抓住能量守恒這一基本規(guī)律,分析清楚有哪些力做功,明確有哪些形式的能量參與了相互轉(zhuǎn)化,然后借助于動能定理、能量守恒定律等規(guī)律求解。
16.電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電阻的測量問題
題型概述:該題型是高考實(shí)驗(yàn)的重中之重,每年必有命題,可以說高考每年所考的電學(xué)實(shí)驗(yàn)都會涉及電阻的測量.針對此部分的高考命題可以是測量某一定值電阻,也可以是測量電流表或電壓表的內(nèi)阻,還可以是測量電源的內(nèi)阻等。
思維模板
測量的原理是部分電路歐姆定律、閉合電路歐姆定律;常用方法有歐姆表法、伏安法、等效替代法、半偏法等。
高三物理必背知識點(diǎn)整理1.動量和沖量
(1)動量:運(yùn)動物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動量,即p=mv.是矢量,方向與v的方向相同.兩個動量相同必須是大小相等,方向一致.
(2)沖量:力和力的作用時(shí)間的乘積叫做該力的沖量,即I=Ft.沖量也是矢量,它的方向由力的方向決定.
2.動量定理:物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化.表達(dá)式:Ft=p′-p或Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式,運(yùn)用它分析問題時(shí)要特別注意沖量、動量及動量變化量的方向.
(2)公式中的F是研究對象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力.
(3)動量定理的研究對象可以是單個物體,也可以是物體系統(tǒng).對物體系統(tǒng),只需分析系統(tǒng)受的外力,不必考慮系統(tǒng)內(nèi)力.系統(tǒng)內(nèi)力的作用不改變整個系統(tǒng)的總動量.
(4)動量定理不僅適用于恒定的力,也適用于隨時(shí)間變化的力.對于變力,動量定理中的力F應(yīng)當(dāng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值.
3.動量守恒定律:一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變.
表達(dá)式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
(1)動量守恒定律成立的條件
①系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零.
②系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多,如碰撞問題中的摩擦力,爆炸過程中的重力等外力比起相互作用的內(nèi)力來小得多,可以忽略不計(jì).
③系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動量的分量保持不變.
(2)動量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬時(shí)性;③相對性;④普適性.
4.爆炸與碰撞
(1)爆炸、碰撞類問題的共同特點(diǎn)是物體間的相互作用突然發(fā)生,作用時(shí)間很短,作用力很大,且遠(yuǎn)大于系統(tǒng)受的外力,故可用動量守恒定律來處理.
(2)在爆炸過程中,有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動能,系統(tǒng)的動能爆炸后會增加,在碰撞過程中,系統(tǒng)的總動能不可能增加,一般有所減少而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
(3)由于爆炸、碰撞類問題作用時(shí)間很短,作用過程中物體的位移很小,一般可忽略不計(jì),可以把作用過程作為一個理想化過程簡化處理.即作用后還從作用前瞬間的位置以新的動量開始運(yùn)動.
一、深入淺出,激發(fā)興趣
物理是一門理性化很強(qiáng)的學(xué)科,在學(xué)生的心目中它枯燥、抽象。但是,只要我們動點(diǎn)心思,用幾句小口訣就可以使復(fù)雜的知識深入淺出,而且能活躍氣氛,提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。例如,學(xué)習(xí)光的反射時(shí),將反射作圖規(guī)律概括成“一面兩點(diǎn)三條線,對稱莫忘記心間”,幫助學(xué)生畫圖入門,并為后面的平面鏡成像學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。講電學(xué)畫圖時(shí)用“橫平豎直拐角方,元件畫在圖中央”,培養(yǎng)學(xué)生良好的畫圖習(xí)慣。在學(xué)習(xí)電路圖設(shè)計(jì)時(shí)四句口訣解決所有問題,“清查元件莫心慌,確定連接是關(guān)鍵。畫完支路畫干路,按部就班在心間”。在學(xué)習(xí)凸透鏡成像規(guī)律時(shí)“物三像二成小像,物二像三成大像”(以透鏡為中心,到一倍焦距為一區(qū),一倍焦距到二倍焦距為二區(qū),二倍焦距以外為三區(qū))。電學(xué)解題三二一九法:三是確定串并聯(lián)和兩表的作用,二是兩個不變(電源電壓不變,定值電阻的阻值不變)。一是一個歐姆定律。力學(xué)的四步法:1.明確知識點(diǎn);2.確定公式或者影響因素;3.找不變的量和相關(guān)量的變化;4.落實(shí)結(jié)論。這些有生命力的方式和方法師生在學(xué)習(xí)過程中感受到快樂并收獲了成功的喜悅,極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。
二、巧用游戲。加深理解
在物理教學(xué)中,把學(xué)生不容易理解的物理概念或規(guī)律與學(xué)生熟悉的現(xiàn)象進(jìn)行類比,可以達(dá)到理解知識深刻的目的。例如,在學(xué)習(xí)“決定電阻大小的因素”時(shí),我用班級列與列、行與行與之間距離大小類比成電阻,人群流動量類比成電流學(xué)習(xí)。先是兩個橫截面積一樣,但長度不一樣的距離讓學(xué)生比賽。再用兩個長度一樣但橫截面積相差很大的列與列之間的距離進(jìn)行比賽。特別是后一個游戲,真正理解了為什么橫截面積越大,電阻越小,讓學(xué)生在游戲中掌握知識,并達(dá)到事半功倍的效果。學(xué)習(xí)“凸透鏡成像”時(shí)除了用口訣幫助學(xué)生記憶外,我們還自編了小雙簧,一個學(xué)生當(dāng)透鏡,找兩個穿黑衣服的同學(xué)上來分居左右,找好距離當(dāng)焦點(diǎn)。再找兩個穿紅衣服的學(xué)生分居左右在二倍焦距的點(diǎn),剩下的學(xué)生就是兩個兩個上來表演物像移動的小雙簧,生澀的知識在游戲中變得興趣盎然。
三、精心設(shè)問。引導(dǎo)思考
提問是上課中的常事,如果能很好地利用提問,構(gòu)建有效問題串,就會使學(xué)生思維敏捷,喜歡上物理課。這就要求我們在上課前把要提問的、探究解決的問題預(yù)先設(shè)計(jì),使之有層次、有系統(tǒng)、前一問后一問有聯(lián)系,層層深入。比如在講電學(xué)復(fù)習(xí)的時(shí)候,可以用這樣的開場白:“同學(xué)們,電學(xué)實(shí)際上就是三個演員在一個舞臺上演出了很多精彩的節(jié)目,你們知道這三個演員是誰嗎?這一個舞臺又是什么?你知道精彩的節(jié)目有哪些嗎?請你列出節(jié)目單,并簡述節(jié)目的主要內(nèi)容?!睂W(xué)生的熱情很高,討論非常熱烈。大家一致認(rèn)為三個演員分別是電壓、電流、電阻,而一個“舞臺”就是“電路圖”。精彩的節(jié)目有研究電流與電壓的關(guān)系、研究電流與電阻的關(guān)系、伏安法測電阻、測小燈泡的功率等。學(xué)生的思維一直處于興奮狀態(tài),教學(xué)效果顯著。在學(xué)新課理解電流、電壓和電阻過程中把三個量想象成爺爺、爸爸、孫子三輩人,學(xué)生自然能清晰地知道沒有電阻就沒有電壓,沒有電壓自然也就沒有電流,從而清晰地知道三者之間的關(guān)系。
四、反思方法??偨Y(jié)規(guī)律
[關(guān)鍵詞]初中物理 素質(zhì)教育 傳授知識 培養(yǎng)能力
[中國分類號]G427 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1006-5962(2012)03(a)-0109-01
物理學(xué)是一門基礎(chǔ)自然科學(xué),它是自然界客觀規(guī)律的反映,物理教學(xué)的過程就是一個不斷提出問題和解決問題的過程。如何在初中物理教學(xué)中進(jìn)行素質(zhì)教育,我經(jīng)過這幾年實(shí)踐,提出一些看法,供大家參考。
1 改變教育教學(xué)方法,創(chuàng)造條件
素質(zhì)教育強(qiáng)調(diào)必須創(chuàng)造更多的機(jī)會讓學(xué)生能夠通過自身的參與和實(shí)踐感悟科學(xué)方法,學(xué)習(xí)科學(xué)知識。素質(zhì)教育不僅僅是教師做給學(xué)生看、講給學(xué)生聽的過程,教師要根據(jù)物理學(xué)科的特點(diǎn),利用學(xué)校的實(shí)驗(yàn)器材和學(xué)生自己擁有的材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),盡可能讓學(xué)生動手,進(jìn)行觀察和探究,教師講、學(xué)生聽的舊教學(xué)模式必須改變,教師應(yīng)積極探索以學(xué)生活動為主的多種課堂教學(xué)形式。例如:在學(xué)習(xí)“電是什么”時(shí),我要求學(xué)生提前預(yù)習(xí),并且引導(dǎo)學(xué)生利用銅導(dǎo)線、塑料瓶、鋁箔紙自制驗(yàn)電器,在教學(xué)中學(xué)生用自己的儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),教學(xué)效果非常好。
學(xué)生學(xué)習(xí)的多數(shù)物理知識都是通過歸納和理論推導(dǎo)得出的,僅僅通過傳統(tǒng)的以講授為主的歸納和講解引入概念和規(guī)律是不夠的,教學(xué)中必須強(qiáng)化學(xué)生自身參與的歸納和推導(dǎo)訓(xùn)練,只有這樣才能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性。例如:在學(xué)習(xí)“電阻的串聯(lián)和并聯(lián)”時(shí),我讓學(xué)生到黑板上來利用歐姆定律理論推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,通過這堂課,學(xué)生知道了理論推導(dǎo)并不可怕,只要掌握好了基礎(chǔ)知識,自己一樣可以推導(dǎo)。
2 充分重視學(xué)生的發(fā)展,充分重視學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)和保持
在物理教學(xué)中,教師要充分重視學(xué)生的發(fā)展,要善于激發(fā)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,常用的手段主要有出乎意料的演示、生動形象的類比、深入淺出的解釋、生活中以及社會中的有趣事例、幽默風(fēng)趣的語言、探究性的學(xué)習(xí)活動和小實(shí)驗(yàn)、學(xué)生對問題的討論等等。
要善于發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身的不足。教師應(yīng)當(dāng)善于設(shè)定一些情境和實(shí)驗(yàn),使學(xué)生用已有的物理知識和技能不足以解決所面臨的問題,從而清楚地看到自己已有物理知識的不足,并努力通過新的學(xué)習(xí)活動掌握新的物理知識。
例如:在牛頓第一定律建立過程中做演示實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生直接觀察到的是:小車從斜面滑下,經(jīng)過不同粗糙平面時(shí)滑行的距離不同,反映出阻力大小對運(yùn)動的影響,但牛頓定律所敘述的是”不受外力作用”的物體所處的狀態(tài),而不受力的物體客觀上是不存在的。這里要打通學(xué)生的思維障礙,就要引導(dǎo)學(xué)生描繪理想化的物理圖景,并進(jìn)行推理。根據(jù)學(xué)生所觀察到的現(xiàn)象,平面越光滑(平面對小車的阻力越小),小車從斜面上滑下后在水平平面上運(yùn)動的距離就越遠(yuǎn),再引導(dǎo)學(xué)生想象出“如果物體不受外力作用或所受外力作用之合為零,即物體在一個既光滑又無限長的水平軌道上運(yùn)動”的情景,學(xué)生自然地得出“物體總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)”。最后告訴學(xué)生:我們今天所得出的結(jié)論,是伽利略、牛頓等幾代物理學(xué)家通過大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)想象推理、歸納才得出的一條重要定律。這一堂課,學(xué)生既順利地建立起了牛頓第一定律的概念,也了解了物理學(xué)研究的方法,培養(yǎng)了學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、積極思維、大膽猜測、嚴(yán)密推理、歸納結(jié)論的綜合素質(zhì)。也可以根據(jù)一定的需要、依據(jù)必然規(guī)律,靈活多變的組合相關(guān)因素,鼓勵提出新的設(shè)想;問題的答案可能不是單一的,而是多樣的,甚至是開放式的。這種方法有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,特別是學(xué)生學(xué)會設(shè)定虛擬條件,根據(jù)解決問題的需要提出新方法,設(shè)想虛擬大前提,并且學(xué)會聯(lián)想和利用看起來并非相關(guān)因素的時(shí)候,他們的創(chuàng)造性思維能力就會插上騰飛的翅膀。要達(dá)到這個目的,就需要教師在認(rèn)真研究教材基礎(chǔ)上,提出適合學(xué)生實(shí)際的問題,引導(dǎo)其創(chuàng)新思維。
3 創(chuàng)造活躍、平等、和諧的課堂氣氛
在課堂上,可利用教材在每章開頭的幾個問題對學(xué)生提問,能引起學(xué)生注意,從而啟動學(xué)生動腦思考,活躍思維。教學(xué)中充分利用這些問題,可以生動的引入新課,使學(xué)生明確本節(jié)課要解決什么問題;也可以利用這些問題,使學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際,帶著問題去學(xué)習(xí),尋求解決問題的方法,積極渴望從課堂知識中去找答案,緊緊地抓住了學(xué)生的求知心理,為課堂教學(xué)的成功打好基礎(chǔ)。如講測量物體長度時(shí),先出示有關(guān)反映長短尺寸的圖片讓學(xué)生判斷其長度并提問:你的視覺判斷正確嗎?激發(fā)學(xué)生動手去進(jìn)行長度的測量,學(xué)習(xí)掌握測量長度的方法。
講平面鏡成像時(shí),先出示平面鏡成像圖片,提問物像等大嗎?物、像距鏡面的距離相等嗎?在水深為兩米的水面上看月亮,像距水面有多遠(yuǎn)?這時(shí)有的學(xué)生認(rèn)為是“2m”,有的學(xué)生認(rèn)為是“3.8×108m”,不同的答案,激發(fā)了學(xué)生尋求正確答案的求知欲,為接受平面鏡成像的規(guī)律點(diǎn)亮了“燈”。
一、物理圖像功能在高中物理實(shí)踐教學(xué)中的意義
高中物理是一門具有公理化邏輯體系的學(xué)科,對學(xué)生的抽象思維能力要求相對較高,因此在教學(xué)過程中合理運(yùn)用物理圖像功能會使物理教學(xué)變得直觀形象并能顯現(xiàn)出物理過程的動態(tài)變化,將物理知識的抽象性變成具體的物理情境。物理圖像能從整體上反映了2個或者3個物理量間的定量以及定性的關(guān)系,從而強(qiáng)化學(xué)生物理圖像意識,提升學(xué)生數(shù)理融合能力,有助于拓展學(xué)生分析和解決物理問題的思路。這包括高中生完成物理相關(guān)實(shí)驗(yàn),解決物理習(xí)題,理解物理規(guī)律,掌握解決物理問題的技能。因此,物理圖像功能在高中物理實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用具有重要意義。
二、高中物理教學(xué)中物理圖像的應(yīng)用研究
作為一門具有公理化邏輯體系的學(xué)科,物理枯燥的公式、定理以及文字表述,是很難有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程中都會出現(xiàn)知識點(diǎn)理解上的困難,而物理圖像恰能將抽象知識具體化,相比文字、圖像以及物理公式,能更加生動直觀地體現(xiàn)物理過程。高中物理實(shí)踐教學(xué)中,物理圖像功能運(yùn)用的方式類型包括演繹推理、歸納推理以及靈活解答習(xí)題功能。
1.物理圖像的演繹推理功能
物理圖像演繹功能主要內(nèi)容是從一般結(jié)論推理出個別結(jié)論,從已經(jīng)學(xué)過的物理定理、公式或者概念法則出發(fā),利用相關(guān)的條件和范圍,進(jìn)行仔細(xì)分析,推理出新的物理規(guī)律或者結(jié)論。演繹推理主要是在數(shù)學(xué)推導(dǎo)方式的應(yīng)用條件下,得出分析推理結(jié)論,包括定量分析推理以及定性的分析推理。高中物理教學(xué)中物理圖像的演繹推理功能主要體現(xiàn)在通過相應(yīng)的物理過程,將物理知識以及規(guī)律以最為直觀的形式進(jìn)行呈現(xiàn)。例如某省高考2010年物理考卷中有一道題,要求在試卷中的電路圖里,將規(guī)格一樣的燈泡Ll、L2與活動的變阻器R、鐵芯電線圈M均保持串聯(lián)形式,在完成開關(guān)的閉合之后,對變阻器進(jìn)行調(diào)整,保持Ll、L2的發(fā)光亮度,確定通過燈泡的電流I在斷開開關(guān)的情況下,在某一時(shí)刻保持開關(guān)的閉合,在固定時(shí)段內(nèi)前后的時(shí)間,準(zhǔn)確得出流過Ll、L2的電流Il、I2。
該題中物理圖像為并聯(lián)電路,M產(chǎn)生暫態(tài)過程時(shí)與楞次定律相符合,一旦通電,電流會保持在一個相對穩(wěn)定的數(shù)值范圍內(nèi),而電阻R會直接確定在相對穩(wěn)定的取值范圍內(nèi),通過物理圖像能快速將這一結(jié)論揭示出來,所以該題的答案應(yīng)該選擇A選項(xiàng)。
2.高中物理教學(xué)圖像的歸納推理功能
所謂歸納推理是從物理個別結(jié)論出發(fā),經(jīng)過嚴(yán)格驗(yàn)證之后推理出來的一般性的物理規(guī)律,歸納的過程就是利用物理實(shí)驗(yàn)或者平時(shí)觀察得出個別知識,再通過分析以及概括推理出規(guī)律。物理圖像演繹推理功能主要是通過物理圖像取得物理實(shí)驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù),對圖像進(jìn)行分析,選擇其中蘊(yùn)含物理規(guī)律的多種數(shù)據(jù),利用坐標(biāo)軸畫出曲線圖像,繪制出物理數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像模型。如三角函數(shù)、指數(shù)函數(shù)等數(shù)學(xué)圖像,以這些圖像和模型為基礎(chǔ),與常見的物理?xiàng)l件或者物理現(xiàn)象結(jié)合,對物理知識成立的先決條件進(jìn)行分析,總結(jié)出高中物理知識的相關(guān)規(guī)律等。
3.運(yùn)用物理圖像解答高中物理習(xí)題
高中物理習(xí)題求解過程中,恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用物理圖像思想,能更好地對物理題意進(jìn)行理解分析。學(xué)生容易對習(xí)題的要求以及解題步驟方法有直觀理解,運(yùn)用巧妙方法在短時(shí)間完成習(xí)題的解答。
如例題:螞蟻沿著直線行走,行走速度與離蟻穴距離成反比關(guān)系,當(dāng)螞蟻?zhàn)叩诫x蟻穴距離1m位置B處時(shí),速度為v=2cm/s,如果螞蟻從B處到達(dá)離蟻穴距離為2m的C處,問需要多長時(shí)間。
在解題過程中,常規(guī)方法是先無限分割BC,分割的每一等分均為勻速直線運(yùn)動,然后求和。這種解題方法較為復(fù)雜,存在計(jì)算難度。但如果運(yùn)用物理圖像功能,充分利用已知的反比條件,畫出的物理圖像,則可以得到一條通過原點(diǎn)的直線,利用圖像的面積,再通過對坐標(biāo)軸所代表的對應(yīng)物理量,最終獲得螞蟻行走的時(shí)間。該題反映出解決物理習(xí)題的過程中,應(yīng)用物理圖像的重點(diǎn)在于對坐標(biāo)軸表示的物理量進(jìn)行合理的選擇。
4.物理圖像功能在高中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用情況
利用物理圖像可以有效探究高中階段所學(xué)的物理規(guī)律。如利用線性關(guān)系圖研究不同物理量間的聯(lián)系,具體操作步驟為:在得出物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的前提下,繪制出對應(yīng)的物理圖像,若這一圖像中穿過了原點(diǎn),則橫、縱軸上的物理量呈現(xiàn)出的是正比例關(guān)系。我們可以看出,圖像法應(yīng)用起來比較簡單和直觀。
物理圖像的使用還能有效地對物理實(shí)驗(yàn)誤差情況進(jìn)行檢測。例如電學(xué)中用伏安法測量未知電阻的阻值,實(shí)驗(yàn)方法包括了電流表的內(nèi)、外兩種接法。為了減少該實(shí)驗(yàn)誤差,利用物理圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理具有獨(dú)特優(yōu)勢。在改變滑動變阻器阻值的情況下獲得安培表、伏特表的電流值以及電壓值,根據(jù)獲得的電流值以及電壓值畫出對應(yīng)圖像,再利用歐姆定律推理出電壓為電流的一次函數(shù),該實(shí)驗(yàn)的圖像為直線。利用實(shí)驗(yàn)獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)繪制出一條直線,這一直線表示的就是電流與電壓的實(shí)際關(guān)系。另外,在正確繪制物理圖像的前提下,從物理圖像的面積、曲線交叉點(diǎn)以及該圖像的斜率也能快速獲得解題方法。
三、結(jié)語
關(guān)鍵詞:電機(jī)與拖動基礎(chǔ);知識分類理論;陳述性知識;程序性知識
作者簡介:王蕾(1977-),女,河北鹿泉人,南京工程學(xué)院自動化學(xué)院,高級工程師;劉啟新(1957-),女,江蘇鎮(zhèn)江人,南京工程學(xué)院自動化學(xué)院,副教授。(江蘇 南京 211167)
基金項(xiàng)目:本文系南京工程學(xué)院引進(jìn)人才基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:121108120002)、南京工程學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:JG201116)、南京工程學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:JG201312)、南京工程學(xué)院教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:JG201306)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)28-0086-02
一、“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程特點(diǎn)
“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程是自動化、機(jī)電一體化及相近專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。[1,2]從教學(xué)內(nèi)容來看,該課程涉及到電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)等方面的概念和定律,課程具有綜合性、復(fù)雜性和抽象性的特點(diǎn);從整個課程體系來看,其先修課程包括“大學(xué)物理”、“電路原理”,后續(xù)課程為“電力拖動與運(yùn)動控制”,這就使得該課程處于承上啟下的重要環(huán)節(jié);從本科教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)來看,無論是金工實(shí)習(xí),還是學(xué)生參加各個級別競賽,都離不開該課程的知識作為支撐。
“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程存在以下一些特點(diǎn):
1.內(nèi)容多,課時(shí)少
“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程由原來的72學(xué)時(shí)減少到現(xiàn)在的56學(xué)時(shí),但內(nèi)容并沒有減少。這就給課程的教學(xué)提出了更高的要求,如何用最少的時(shí)間學(xué)到最多的知識,并能理解、掌握、應(yīng)用和創(chuàng)新,給“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”的教學(xué)提出了挑戰(zhàn)。
2.學(xué)生畏難情緒大,興趣少
由于“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程與大學(xué)物理和電路等知識緊密相關(guān),這些課程內(nèi)容的缺失會增大“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程的學(xué)習(xí)難度;并且電機(jī)原理中的復(fù)雜物理知識,使得學(xué)生望而生畏,更談不上感興趣了。
3.學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力差
由于第二個特點(diǎn),造成學(xué)生對所學(xué)知識只知其然,而不知其所以然,難以達(dá)到靈活應(yīng)用的程度。
針對以上特點(diǎn),基于知識分類理論開展“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革試驗(yàn)研究。
二、“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”知識分類理論
信息加工心理學(xué)廣義知識分類和學(xué)習(xí)階段理論認(rèn)為,[3,4]知識分為陳述性知識和程序性知識。陳述性知識回答“是什么”的問題,程序性知識回答“怎么做”的問題。陳述性知識是一種靜態(tài)的知識,它的激活是輸入信息的再現(xiàn);而程序性知識是一種動態(tài)的知識,它的激活是信息的變形和操作。也就是陳述性知識達(dá)到的目標(biāo)是“記憶”,而程序性知識達(dá)到的目標(biāo)是“應(yīng)用”。
對不同類型知識的學(xué)習(xí),其達(dá)到的目標(biāo)不同,因此學(xué)習(xí)活動也會相應(yīng)不同,對學(xué)生需達(dá)到的能力要求也會不同。為了提高教學(xué)質(zhì)量,擬采取以知識分類為前提,教學(xué)過程為主線,教學(xué)活動為載體,師生為主體的教學(xué)模式。
基于知識分類理論的教學(xué)模式包括陳述性知識的教學(xué)和程序性知識的教學(xué)。
1.陳述性知識的學(xué)習(xí)過程
陳述性知識的學(xué)習(xí)過程包括四個階段:[4]知識的選擇、知識的整合、知識的組織和知識的精加工等。在每個階段中,教學(xué)主體(教師和學(xué)生)開展相應(yīng)的教學(xué)活動。
2.程序性知識的學(xué)習(xí)過程
程序性知識的學(xué)習(xí)過程包括三個階段:[4]知識的學(xué)習(xí)、知識的應(yīng)用和知識的創(chuàng)新等。在每個階段,教學(xué)主體開展相應(yīng)的教學(xué)活動。其中創(chuàng)新是程序性知識學(xué)習(xí)過程非常重要的步驟。
我國目前普遍的大學(xué)生教學(xué)模式,對大學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)不夠,造成了大學(xué)生普遍存在的綜合應(yīng)用能力差、創(chuàng)新能力不足等問題。究其原因,一方面是學(xué)生在學(xué)習(xí)程序性知識的時(shí)候,學(xué)生能基本達(dá)到知識的簡單應(yīng)用,但是解決問題的能力和創(chuàng)新能力很難得到培養(yǎng);另一方面是學(xué)生學(xué)得的知識表現(xiàn)為碎片化,即獲得的知識單就某一知識學(xué)習(xí)效果比較好,但不夠完整、系統(tǒng)。如何將碎片化的知識根據(jù)自己的需要進(jìn)行加工整理,與原有的知識體系相互整合形成新的個人化知識體系,是面臨的另一大挑戰(zhàn)。
針對以上兩個挑戰(zhàn),就“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程進(jìn)行教學(xué)改革初步探索。
三、“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”教學(xué)改革措施
將“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容中所涉及的知識分為兩大類:陳述性知識和程序性知識。以直流電機(jī)的部分教學(xué)內(nèi)容為例,進(jìn)行教學(xué)改革措施舉例。陳述性知識包括:直流電機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)、磁場、運(yùn)行原理等。程序性知識包括:直流電機(jī)拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程、機(jī)械特性、起動、制動、調(diào)速等。
1.陳述性知識的教學(xué)改革措施
以直流電機(jī)工作原理的教學(xué)為例進(jìn)行說明。
在直流電機(jī)工作原理知識的教學(xué)之前,首先選擇與電機(jī)知識關(guān)系比較密切的大學(xué)物理和電路中的有關(guān)電磁概念與定律進(jìn)行復(fù)習(xí),這些知識對于學(xué)生來說都屬于舊知識,包括磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、磁場強(qiáng)度、磁通勢、磁路等物理概念,安培環(huán)路定律、磁路的歐姆定律、磁路的基爾霍夫定律、電磁力定律、電磁感應(yīng)定律等基本定律。對這些舊知識的復(fù)習(xí),能夠使學(xué)生很快產(chǎn)生熟悉感,消除或減弱畏難情緒,同時(shí)溫故而知新,為新知識的學(xué)習(xí)打下鋪墊。
接著給出直流電機(jī)的工作原理示意圖,如圖1所示。圖1(a)是直流發(fā)電機(jī)的工作原理示意圖,圖1(b)是直流電動機(jī)的工作原理示意圖。
直流電機(jī)的基本工作原理就是基于電磁力定律和電磁感應(yīng)定律的。在直流發(fā)電機(jī)中,運(yùn)動的帶電線圈切割磁力線,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢;在直流電動機(jī)中,載流線圈在磁場中受到電磁力的作用。這些都是學(xué)生已經(jīng)掌握的知識,將這些舊知識用于直流電機(jī),整合得到新知識:直流電機(jī)的工作原理。這樣直流電機(jī)工作原理這個新知識點(diǎn)就很容易被學(xué)生接受、掌握和記憶了。
然后對所學(xué)知識進(jìn)行比較和組織。對于直流發(fā)電機(jī)和直流電動機(jī)的工作原理進(jìn)行比較教學(xué)。兩者的相同點(diǎn)是主體結(jié)構(gòu)基本相同;不同點(diǎn)是直流發(fā)電機(jī)是先有運(yùn)動后有電,而直流電動機(jī)是先有電后有運(yùn)動。同時(shí)引入直流電機(jī)的可逆性,也就是直流發(fā)電機(jī)和直流電動機(jī)的統(tǒng)一性。這樣兩個知識點(diǎn)可以合并為一個知識點(diǎn),利于學(xué)生記憶和掌握。
最后完成知識的精加工。通過對直流電機(jī)工作原理的理解和總結(jié),可以將其概括為三個詞:電動生磁、磁動生電、電磁生力。學(xué)生只要記住這三個詞,就能掌握直流電機(jī)的工作原理。
由此可見,通過知識選擇、整合、組織和精加工,很容易就完成了對直流電機(jī)工作原理這種陳述性知識的教學(xué)。
2.程序性知識的教學(xué)改革措施
以直流電動機(jī)拖動系統(tǒng)調(diào)速內(nèi)容的教學(xué)為例進(jìn)行說明。教學(xué)分為三個階段:知識學(xué)習(xí)、知識應(yīng)用和知識創(chuàng)新。
在直流電動機(jī)拖動系統(tǒng)調(diào)速知識的學(xué)習(xí)階段,首先創(chuàng)設(shè)問題情境。采用實(shí)驗(yàn)的方法,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,解決問題。比如,在講述直流他勵電動機(jī)調(diào)速課程之前,安排學(xué)生做直流他勵電動機(jī)實(shí)驗(yàn)。在該實(shí)驗(yàn)中,直流測功機(jī)按他勵發(fā)電機(jī)連接,作為直流電動機(jī)的負(fù)載,用于測量電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和輸出功率。通過調(diào)節(jié)直流電動機(jī)勵磁回路中的勵磁電阻來調(diào)節(jié)直流電動機(jī)的磁場,電樞回路由可調(diào)電源供電,電樞回路中串有可調(diào)電阻。實(shí)驗(yàn)過程中,首先起動電動機(jī),電動機(jī)轉(zhuǎn)速平穩(wěn)后,分別調(diào)節(jié)勵磁電阻、電樞回路電阻及電源電壓,觀察在不同物理量變化時(shí),電動機(jī)轉(zhuǎn)速、感應(yīng)電動勢、電樞電流等的變化情況,由此使學(xué)生直觀了解電動機(jī)調(diào)速方法和調(diào)速過程中電動機(jī)各物理量的變化過程和特點(diǎn)。接著聯(lián)系前面學(xué)過的直流電動機(jī)的機(jī)械特性相關(guān)知識,在驗(yàn)證了所學(xué)知識的正確性的同時(shí),理解和掌握直流電動機(jī)的調(diào)速知識。另外,還可以由實(shí)驗(yàn)室老師給大家演示了一個他勵直流電機(jī)失磁出現(xiàn)“飛車”的現(xiàn)象,然后引導(dǎo)學(xué)生討論“失磁飛車”的危害,最后提示學(xué)生從電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)速特性等方面去思考飛車產(chǎn)生的原因,從而進(jìn)一步加深了學(xué)生對直流電動機(jī)調(diào)速知識的理解。
在對直流電動機(jī)調(diào)速知識有了初步的掌握之后,教師選擇一些實(shí)際應(yīng)用中的相關(guān)例子,使學(xué)生對直流電動機(jī)的調(diào)速知識進(jìn)一步的鞏固,并能應(yīng)用所學(xué)知識解決問題,從而加深對直流電動機(jī)調(diào)速知識的理解。比如給出某一型號他勵直流電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù),讓學(xué)生根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)回答下面的問題:降低電動機(jī)電樞電壓時(shí)的瞬間轉(zhuǎn)速和電樞電流是多大?降低電動機(jī)電樞電壓時(shí)電動機(jī)穩(wěn)定狀態(tài)的電樞電流和轉(zhuǎn)速是多大?在回答上面的問題中,使學(xué)生學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識解決問題,從而對直流電動機(jī)的調(diào)速過程有更為具體的認(rèn)識。
在學(xué)生具備使用直流電動機(jī)調(diào)速知識解決簡單問題的能力之后,教師引導(dǎo)學(xué)生對知識進(jìn)行創(chuàng)新理解。由教師創(chuàng)設(shè)比較復(fù)雜問題的情境,并讓學(xué)生劃分小組進(jìn)行討論,同時(shí)教師指導(dǎo)學(xué)生選擇所學(xué)知識資源,通過分析和整理,尋求問題的解決方案。在整個創(chuàng)新過程中,教師起引導(dǎo)和監(jiān)督的作用。教師應(yīng)在課前把要問題情境的主要內(nèi)容告訴學(xué)生,以便學(xué)生在課前查閱有關(guān)資料,做好準(zhǔn)備。通過課上討論,既能使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容有清晰而深刻的理解,又能培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力、思辨能力和語言表達(dá)能力,是一種非常有效的教學(xué)活動。
問題情境的選擇可以從實(shí)際生產(chǎn)或生活過程中選擇,也可以從大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目中選擇。各類科技競賽能引起學(xué)生極強(qiáng)的興趣,無論是國家級諸如“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車競賽,還是校內(nèi)的“校董杯”巡線機(jī)器人大賽均在學(xué)生中有很大影響。小型直流電動機(jī)是這些競賽中廣泛應(yīng)用的動力裝置,在教學(xué)過程中,注重以這些競賽題目為對象,鼓勵學(xué)生參與此類競賽,并提供指導(dǎo)。問題情境的創(chuàng)設(shè)需要考慮以下幾個問題:
(1)問題情境應(yīng)源于學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活。從同學(xué)們喜聞樂見的生活現(xiàn)象或大學(xué)生活動入手。分析生活現(xiàn)象,就會使學(xué)生產(chǎn)生濃厚興趣,而且使學(xué)生真切地感受到直流電動機(jī)調(diào)速知識應(yīng)用的廣泛性和重要性。
(2)創(chuàng)設(shè)情境要符合學(xué)生的年齡特征?!半姍C(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程一般在大學(xué)三年級講授,學(xué)生還有一年多的時(shí)間就要面臨就業(yè)的考驗(yàn)。所以教師可以從已就業(yè)學(xué)生的工作中遇到的有關(guān)直流電機(jī)的問題選擇問題情境,引起學(xué)生的興趣和解決問題的欲望,從而促進(jìn)學(xué)生更加積極地去開動腦筋,活躍思維,解決問題。
(3)問題情境的創(chuàng)設(shè)須參照學(xué)生的社會環(huán)境特征、思維活動水平和教學(xué)條件。由于不同的學(xué)生所處的社會環(huán)境不盡相同,所具備的知識背景與活動經(jīng)驗(yàn)也各異,例如統(tǒng)招本科學(xué)生和自考本科學(xué)生有其自身的特點(diǎn)。教學(xué)中要關(guān)注所在地區(qū)的社會環(huán)境,所教學(xué)生的思維活動水平并考慮當(dāng)?shù)亟虒W(xué)條件,創(chuàng)設(shè)適合學(xué)生發(fā)展,有利于學(xué)生思維訓(xùn)練并切合實(shí)際的問題情境,搞好電機(jī)教學(xué)。
四、結(jié)束語
通過采用基于知識分類理論的教學(xué)方法,降低了學(xué)生對該課程的畏難情緒,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率,同時(shí)也提高了學(xué)生參與科技創(chuàng)新的積極性。因此,該教學(xué)改革在活躍大學(xué)生創(chuàng)新思維和提高大學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力、解決問題的能力上邁出了新的臺階。
參考文獻(xiàn):
[1]劉啟新,張麗華,祁增慧,等.電機(jī)與拖動基礎(chǔ)[M].第三版.北京:中國電力出版社,2012.
[2]鐘國梁,盧帆興,李明輝.“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”核心課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國電力教育,2013,(13):63-64.
關(guān)鍵詞:研究性學(xué)習(xí)
物理教學(xué)
引導(dǎo)
滲透
在當(dāng)今大力提倡創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力教育的背景下,物理教學(xué)要注意讓學(xué)生體會某一知識或規(guī)律產(chǎn)生或發(fā)現(xiàn)的過程,將當(dāng)初科學(xué)家們研究這一問題的過程適當(dāng)?shù)刂噩F(xiàn)在學(xué)生面前,讓學(xué)生體會到發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的樂趣,進(jìn)而掌握某種處理問題的方式方法,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識,這才是物理學(xué)科教學(xué)的最終目標(biāo)。作為一名物理學(xué)科教師,如何通過自己的教學(xué)活動和引導(dǎo),使這一教學(xué)目標(biāo)最終實(shí)現(xiàn)呢?經(jīng)過幾年的實(shí)踐與探索,我認(rèn)為可以從如下幾個方面去著手:
一、充分認(rèn)識研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)涵和特點(diǎn)以及必要性
1、概念
研究性學(xué)習(xí)是指學(xué)生在老師指導(dǎo)下,根據(jù)各自的不同的興趣、愛好和自身?xiàng)l件,選擇不同的研究課題,通過知識與經(jīng)驗(yàn)并重的主體性探究性活動,實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展,培養(yǎng)自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,以及培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的一種學(xué)習(xí)方式。
2、研究性學(xué)習(xí)特點(diǎn)
從教育心理學(xué)講,研究性學(xué)習(xí)屬于發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)。發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的特征是學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容未直接出現(xiàn),只呈現(xiàn)有關(guān)線索或例證,必須有學(xué)習(xí)者去獨(dú)立發(fā)現(xiàn),自己得出結(jié)論,然后再將發(fā)現(xiàn)內(nèi)容和結(jié)論內(nèi)化。而接受學(xué)習(xí)的特征是把要學(xué)習(xí)的全部內(nèi)容或多或少地以定論的形式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者,不需要學(xué)習(xí)者任何形式的獨(dú)立發(fā)現(xiàn),只需要學(xué)習(xí)者把學(xué)習(xí)材料加以內(nèi)化,把新舊材料的內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合,即新學(xué)習(xí)的內(nèi)容與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的有關(guān)內(nèi)容融為一體,并存儲下來??梢姡l(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程比接受學(xué)習(xí)過程多一個即解決問題的階段。前者比后者復(fù)雜。根據(jù)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的特征我認(rèn)為研究性學(xué)習(xí)的特點(diǎn)有:
①自主獨(dú)立性 研究性學(xué)習(xí)的基本目標(biāo)之一是培養(yǎng)個體的創(chuàng)新素養(yǎng),這就決定了開展研究性學(xué)習(xí)要求學(xué)生自主獨(dú)立性,能根據(jù)自己的特點(diǎn),選擇獨(dú)立的方法、自主探索、自研交流,獨(dú)立地解決學(xué)習(xí)中的問題。
②探索性 科學(xué)發(fā)展史,本身就是一部對奧秘的探索與對問題的解答歷史。研究性學(xué)習(xí)要求學(xué)生親身體驗(yàn),善于探索,所謂那些沒有受過未知物折磨的人,是不知道什么是發(fā)現(xiàn)的快樂的。
③過程性 研究性學(xué)習(xí)注重學(xué)習(xí)的過程、思維方法的培養(yǎng),它強(qiáng)調(diào)的是學(xué)習(xí)的過程,而不是學(xué)習(xí)的結(jié)果或研究的成果,也就是說學(xué)生是否掌握某項(xiàng)具體的知識技能并不重要,關(guān)鍵是學(xué)生通過研究性學(xué)習(xí)是否能對所學(xué)的知識有所選擇、判斷、運(yùn)用去解決一些基本的問題等。
④全體合作性 研究性學(xué)習(xí)主張學(xué)生全體參與,她重過程而不重結(jié)果,她目的是盡可能激活所有學(xué)生的潛能,研究性學(xué)習(xí)中無“尖子生”和“學(xué)困生”之別,成績平平者的同學(xué),很可能具有研究和創(chuàng)造的潛質(zhì)。同時(shí),研究性學(xué)習(xí)工程往往是自主學(xué)習(xí)和與他人合作學(xué)習(xí)的結(jié)合,她需要合作者的集體智慧和分工協(xié)作,學(xué)會與他人合作,與他人合作進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),去解決一個問題,這也是研究性學(xué)習(xí)的一個特特點(diǎn)。
3、在技校物理教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)很有必要
物理是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科,其教學(xué)理應(yīng)作為創(chuàng)新教育的主戰(zhàn)場,有其高而深遠(yuǎn)的價(jià)值,有著其他學(xué)科不可替代的作用。當(dāng)前技工學(xué)校的物理教學(xué),存在著許多困惑,令人深思與反省。一是技工學(xué)校的學(xué)生大多數(shù)是公認(rèn)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的學(xué)生群體,普遍對理論文化課的學(xué)習(xí)存在種種困難;二是受傳統(tǒng)的應(yīng)試教育影響,家長、社會對學(xué)校的認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn),實(shí)際的教育是脫離了物理教學(xué)原有的本質(zhì)。在一定程度上扼殺了物理教學(xué)應(yīng)有的勃勃生機(jī)。在一個變革的社會中,每個人都需要科學(xué)技能,在培養(yǎng)這種技能方面,讓學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)比其他的教學(xué)更為有效。
根據(jù)美國當(dāng)代著名教育心理學(xué)家布魯納(Bruner,J.S.,1915~)的認(rèn)知-發(fā)現(xiàn)理論。布魯納認(rèn)為,教育不僅應(yīng)當(dāng)盡可能使學(xué)生牢固地掌握科學(xué)內(nèi)容,還應(yīng)當(dāng)盡可能使學(xué)生成為自主且自動的思想家。這樣的學(xué)生當(dāng)他在正規(guī)的學(xué)校教育結(jié)束后,將會獨(dú)立地向前邁進(jìn)。布魯納認(rèn)為,學(xué)生掌握學(xué)科結(jié)構(gòu)的最好方法是發(fā)現(xiàn)法,發(fā)現(xiàn)法有助于提高智慧的潛力;有助于培養(yǎng)學(xué)生的內(nèi)部學(xué)習(xí)動機(jī),最好的學(xué)習(xí)動機(jī)莫過于對學(xué)習(xí)材料本身具有內(nèi)在的興趣,有新發(fā)現(xiàn)的自信感,發(fā)現(xiàn)法利用學(xué)科內(nèi)部概念造成新奇、誘惑,引起學(xué)生對學(xué)習(xí)本身的興趣;發(fā)現(xiàn)法有助于學(xué)會發(fā)現(xiàn)的探索方法;有助于記憶。
因此在技工學(xué)校的物理教學(xué)中,開展研究性學(xué)習(xí),在物理課堂教學(xué)中引入研究性學(xué)習(xí),以提高我們學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力是很有必要的。
二、在技校物理教學(xué)中滲透研究性學(xué)習(xí)
目前階段技校的教學(xué)形式仍然以班級授課制為主,因此如何在課堂教學(xué)中實(shí)施研究性學(xué)習(xí)這是一個非常實(shí)際的問題。技校教學(xué)中研究性學(xué)習(xí)的開展,關(guān)鍵是要把研究性學(xué)習(xí)的思想滲透到學(xué)科教學(xué)中,對于物理學(xué)科而言這一點(diǎn)就顯得尤為重要。布魯納認(rèn)為,教學(xué)不應(yīng)當(dāng)使學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài),而應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生成為發(fā)現(xiàn)者。在教學(xué)中運(yùn)用發(fā)現(xiàn)法,要根據(jù)學(xué)科和學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行,其靈活性較大,老師教學(xué)時(shí)應(yīng)注意:1、鼓勵學(xué)生有發(fā)現(xiàn)的自信心;2、激發(fā)學(xué)生的好奇心,產(chǎn)生求知欲;3、幫助學(xué)生尋找新問題與已知事物的聯(lián)系;4、訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力;5、協(xié)助學(xué)生進(jìn)行自我評價(jià);6、啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行對比。參考布魯納的觀點(diǎn),我的具體實(shí)施方法如下:
1、在教科書的框架內(nèi)盡可能多的擴(kuò)大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)空間
研究性學(xué)習(xí)的指導(dǎo)思想就是要發(fā)揮學(xué)生的主體作用,我們的教科書已經(jīng)給定了學(xué)生學(xué)習(xí)的知識框架(學(xué)生不可以自主的選擇學(xué)習(xí)的內(nèi)容),作為教師就應(yīng)該在這個框架內(nèi)盡可能多的擴(kuò)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間。
①首先,要注重啟發(fā)學(xué)生對某一知識根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)提出問題和猜想(即培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力)。在技校物理教材中有許多內(nèi)容都可以用來培養(yǎng)這一能力,如采用控制變量法研究的一些問題:滑動摩擦力大小的影響因素、物體加速度的研究過程、電阻大小的影響因素,歐姆定律的研究過程、電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響因素、磁場對電流的作用規(guī)律、焦耳定律的研究過程等等。值得注意的是,學(xué)生提出的猜想其中可能有一些是不正確的,或者說存在概念錯誤,還有可能某些真正的影響因素他們根本沒想到,這時(shí)我們教師千萬不可單純?yōu)橼s進(jìn)度,將這一過程留于形式,而應(yīng)該耐心仔細(xì)的引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)他們平時(shí)的生活經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)的物理知識進(jìn)一步分析,從而提出更多的猜想,這樣對于培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力大有好處。
②其次,引導(dǎo)學(xué)生在提出問題的基礎(chǔ)上自主選擇解決問題和驗(yàn)證猜想的方法、途徑和工具(培養(yǎng)分析探究問題的能力)。鼓勵學(xué)生大膽的提出了許多猜想,隨后再根據(jù)各自的猜想將他們分成幾個小組,引導(dǎo)各個小組的學(xué)生自主的選擇驗(yàn)證各自猜想的方法,可以通過自己設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證自己的猜想(由于此過程是在課堂教學(xué)的過程中進(jìn)行,所以教師應(yīng)盡可能多的準(zhǔn)備一些實(shí)驗(yàn)器材,以供學(xué)生選用),對于學(xué)生設(shè)計(jì)的某些典型的實(shí)驗(yàn),教師還可將它介紹給其他小組,其他小組的學(xué)生還可以提出改進(jìn)意見,這就充分發(fā)揮了他們學(xué)習(xí)的自主性,培養(yǎng)了他們團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。
例如,在講授技校物理教材中第56頁,第三章第二節(jié)《牛頓第二定律》時(shí),可提出需研究的課題:在上節(jié)課的基礎(chǔ)上,本節(jié)定量地研究“加速度a與外力F和物體質(zhì)量m的關(guān)系”。要求設(shè)計(jì)解決方案,包括實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)器材、要觀察測量記錄哪些物理量、根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出什么樣的結(jié)論。
經(jīng)一番思考討論,學(xué)生會得出一些實(shí)驗(yàn)裝置,然后教師加以引導(dǎo)并指導(dǎo)學(xué)生閱讀書本,讓學(xué)生統(tǒng)一認(rèn)識到書本裝置的好處。(之一小車勻加速直線運(yùn)動便于控制),此時(shí)學(xué)生會提出書本圖中用光滑木板,而這是理想的木板,我們實(shí)際并不能找到如此的木板,我們實(shí)際用的木板,當(dāng)小車在木板上作勻加速直線運(yùn)動時(shí)必然要受到摩擦力,此時(shí)小車受到的合外力實(shí)際應(yīng)為F合=F繩-F摩,考慮到實(shí)際中摩擦力測量并不容易,而本實(shí)驗(yàn)要解決的問題中如何解決這個摩擦力問題是十分關(guān)鍵的。由此學(xué)生再次展開討論;如何來平衡這個摩擦力,經(jīng)分組討論,學(xué)生很快提出:只需把木板一端略抬高些,讓木板與水平面形成一個傾角θ,讓小車的重力沿斜面向下的分力Gx=G·sinθ來平衡這個摩擦力F摩,使小車放在這個木板斜面上恰好能做勻速直線運(yùn)動。
解決了摩擦力平衡問題后,學(xué)生情緒高漲,為自己探索的成功而興奮,緊接著,趁熱打鐵,讓學(xué)生思考本課題核心,加速度a與合外力F和質(zhì)量m的關(guān)系,加速度a與合外力F、質(zhì)量m兩個變量有何關(guān)系,應(yīng)如何研究。由于學(xué)生們在初中自然科學(xué)中學(xué)習(xí)電學(xué)《歐姆定律》時(shí)已學(xué)過類似方法。很快學(xué)生答出:采用“控制變量法”:先讓兩小車質(zhì)量相同m1=m2,(控制一個變量不變)而讓兩小車受到的繩子拉力不同,測出相同的時(shí)間小車經(jīng)過的位移,再由位移公式S=(1/2)*at2得a=2S/t2,從而研究加速度a與合外力F關(guān)系轉(zhuǎn)化為位移S與合外力F的關(guān)系;再控制兩小車受到的拉力這個變量相同F(xiàn)1=F2,讓兩小車的質(zhì)量不同,測出相同時(shí)間小車經(jīng)過的位移,仿前步驟,研究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系轉(zhuǎn)化為位移S與質(zhì)量m的關(guān)系,綜合兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果,同學(xué)們很快會得出,a∝F和a∝1/m的結(jié)論。
在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,教師歸納牛頓第二定律,得出F合=ma。采用研究性學(xué)習(xí)這種模式后,整個學(xué)習(xí)過程充滿樂趣,學(xué)生的情緒一直處于緊張而興奮的最佳點(diǎn),思維活躍,能對課堂上的知識點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)。
③另外,對于某些同學(xué)提出的設(shè)想,倘若短時(shí)間內(nèi)無法在課堂內(nèi)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,我們還可以鼓勵他們課后去驗(yàn)證,當(dāng)然也可以采取其它的方法來幫助分析,例如,有同學(xué)認(rèn)為滑動摩擦力的大小與運(yùn)動速度有關(guān),而這一實(shí)驗(yàn)又不便直接驗(yàn)證,那么我們還可以采用極端假設(shè)的方法來反駁,我們假想滑動摩擦力的大小隨速度的增大而減小是正確的,那么必然會存在這樣一種可能性,當(dāng)速度達(dá)到一定的程度,滑動摩擦力的大小將等于零,物體的運(yùn)動將不再需要動力裝置來克服阻力,這顯然是錯誤的。對于滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關(guān)也可采取這樣的分析方法來反駁,假設(shè)滑動摩擦力的大小隨接觸面積的增大而增大是正確的,那么反過來說,滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小,也應(yīng)該是正確的,試想,當(dāng)我們推一重物很費(fèi)力時(shí),是不是只要將它與地面的接觸面積縮小就可以實(shí)現(xiàn)省力的目的呢?顯然這樣的設(shè)想是荒謬的,從這個例子我們可以看出采用這種反證法的思想來證明自己的觀點(diǎn),對于提高學(xué)生的思維能力也大有益處。
④提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主性的最后一個環(huán)節(jié)就是鼓勵學(xué)生從事實(shí)(物理現(xiàn)象)中得出自己的結(jié)論。學(xué)生在自主選擇的基礎(chǔ)上想方設(shè)法去驗(yàn)證自已的猜想,最后不管他們的猜想是否正確,都應(yīng)該鼓勵他們大膽地把他們的親身體驗(yàn)小結(jié)成結(jié)論或經(jīng)驗(yàn)。雖然這樣的結(jié)論并不是非常全面,但對于提高學(xué)生口頭表達(dá)能力以及分析總結(jié)的能力是非常有幫助的,當(dāng)然在這個基礎(chǔ)上,教師還需要再引導(dǎo)學(xué)生做更為深入的分析,最終去偽存真,綜合分析得出更科學(xué)的結(jié)論。
2、在課堂教學(xué)過程中采用類比法擴(kuò)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間
在課堂教學(xué)過程中擴(kuò)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間的另外一種做法也值得一提,那就是采用類比法促使學(xué)生將所學(xué)到的新知識與自己生活中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行類比,擴(kuò)大他們思維的空間,以加深他們對新知識的理解。在現(xiàn)行教材中適合采用這種方法的教學(xué)內(nèi)容非常多,如聲波的傳播形式可比作水波的傳播形式、電流可比作人流或水流、電壓可比作水壓、原子核與原子體積大小的關(guān)系可比作乒乓球與地球的大小關(guān)系等,這些形象的類比是將學(xué)生平時(shí)的生活經(jīng)驗(yàn)有效的融入課堂,對于某些抽象知識的理解非常有利,教學(xué)過程中教師可以利用自己的智慧打一些恰當(dāng)?shù)谋扔鲙椭鷮W(xué)生理解,同時(shí)也可以引導(dǎo)學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上自己來打比喻,加深理解。比如在學(xué)習(xí)導(dǎo)體電阻大小的影響因素時(shí),教師首先引導(dǎo)學(xué)生分析猜想對電阻大小可以造成影響的因素有哪些,然后采用控制變量法對一個個因素逐一研究,然后為了加深學(xué)生的理解,還可以引導(dǎo)學(xué)生將自己的理解用比喻的形式表達(dá)出來,就有幾位同學(xué)在講解電阻隨導(dǎo)體橫截面的增大而減小時(shí),打了這樣一個比方:將電荷通過導(dǎo)體比作千軍萬馬過橋,若橋越寬則軍隊(duì)越容易過橋,阻礙越小,那么電荷通過導(dǎo)體時(shí)導(dǎo)體橫截面積增大,電荷通過時(shí)受到的阻礙也會越小,電阻越小。經(jīng)過許多這樣訓(xùn)練我認(rèn)為既可以鍛煉學(xué)生的思維能力和類比能力,同時(shí)還可以檢驗(yàn)學(xué)生的理解是否出現(xiàn)偏差,效果十分理想。
3、在課堂教學(xué)中適當(dāng)增加一些體驗(yàn)性的活動
研究性學(xué)習(xí)的最根本的出發(fā)點(diǎn)就是讓學(xué)生充分體驗(yàn)獲取知識的過程,在實(shí)踐過程中豐富體驗(yàn),構(gòu)建知識。如:1牛的力是多大,20牛的拉力是多大,這完全可以讓學(xué)生去親自體驗(yàn):用手托起兩只雞蛋所需的力約為1牛頓,用手拉開易拉罐所需的力約為20牛頓。再如力的作用效果與力的三要素有關(guān),我們也可以讓學(xué)生在開關(guān)門的過程中體驗(yàn)力的作用效果與三要素的關(guān)系;用彈簧測力計(jì)測量物體重力時(shí)測力計(jì)要保持靜止,這一點(diǎn)也可以讓學(xué)生將測力計(jì)加速上升或加速下降進(jìn)行具體體驗(yàn),顯然通過這種方式獲得的知識,要比在牛頓的著作中或在一本教科書中搜尋答案更有意義,這種“真正的體驗(yàn)活動”不僅可以讓學(xué)生獲得對知識的真正理解,而且還可以讓學(xué)生得到“如何去獲得知識”的能力,而這正是研究性學(xué)習(xí)的一個很重要的宗旨。
三、課后輔以一定的課題研究
課題研究是目前嘗試開展研究性學(xué)習(xí)最常用的一種形式,物理學(xué)科與學(xué)生的日常生活、生產(chǎn)科技結(jié)合十分密切,學(xué)生利用課余時(shí)間適當(dāng)開展一些與本學(xué)科知識有關(guān)的課題研究,對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、知識的應(yīng)用能力都非常有益。
1、課題研究要選好題目
要搞好這項(xiàng)活動首先是選題的問題,研究課題的來源可以源于課本或從現(xiàn)實(shí)生活中選擇與學(xué)科內(nèi)容相關(guān)的內(nèi)容。
如:用學(xué)過的物理知識分析車床刀架上車刀受力問題、自行車上的力學(xué)問題、探究熱水瓶內(nèi)所盛開水的多少與保溫性能的關(guān)系、調(diào)查不同服裝材料的保溫性能及其發(fā)展?fàn)顩r、學(xué)會抄讀家用表(水表、煤氣表、電能表)、裝配直流電動機(jī)模型的體會、調(diào)查城市中的熱島效應(yīng)等,這些問題都是非常有趣而且貼近生活的好課題。當(dāng)然課本中的小實(shí)驗(yàn)和小制作,也可以作為學(xué)生課外研究的內(nèi)容,教師可以根據(jù)教學(xué)進(jìn)度適當(dāng)布置。此外,我們還可以根據(jù)學(xué)生的具體情況,從他們平時(shí)現(xiàn)實(shí)生活中選取一些他們所關(guān)心的話題,結(jié)合自己所學(xué)的學(xué)科知識加以應(yīng)用,解決一些實(shí)際問題,如:冬天到了,大風(fēng)天氣很多,許多同學(xué)到了室外都喜歡躲到樹后或墻后避風(fēng),但兩者的避風(fēng)效果顯然不同,同學(xué)們之間展開熱烈的爭論,我就把這個問題作為一個課題----“障礙物對氣流的影響”讓他們課后通過實(shí)驗(yàn)討論并驗(yàn)證自己的結(jié)論,結(jié)果全班同學(xué)都參與了這個課題的研究,得出了許多重要結(jié)論,在交流討論時(shí),大家又做了改進(jìn),學(xué)習(xí)討論的熱情非常高。
2、課題研究的分組研究、總結(jié)成文
課題研究的第二步就是分組研究、總結(jié)成文。教師可以有計(jì)劃地組織學(xué)生根據(jù)各自的興趣愛好選擇相應(yīng)的課題,然后按照課題的種類將全班同學(xué)生分成幾個專題研究小組,分別制訂研究計(jì)劃,進(jìn)行合理的分工合作,通過查找資料、動手實(shí)驗(yàn)、社會調(diào)查等親身實(shí)踐獲得對研究問題的直接感受,這個過程可能要持續(xù)相當(dāng)長的時(shí)間,教師在整個過程中都要作為一個參與者,參與每個小組的討論,同時(shí)可以給于適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和幫助,讓各組成員定期進(jìn)行中期匯報(bào),教師做好跟蹤記錄以防個別小組半途而廢,最后要求各組按照規(guī)范的格式總結(jié)成論文,以便進(jìn)行班內(nèi)交流。為了進(jìn)一步提高學(xué)生興趣,我們還可以將每個學(xué)期學(xué)生課外課題研究論文裝訂成冊。
3、課題研究的討論與交流
課題研究的最后一個環(huán)節(jié)就是討論與交流。交流的形式可以多種多樣,可以采用演講的方式、做報(bào)告的方式(可配帶電腦PowerPoint制作的幻燈片)、答辯的方式等多種形式,交流過程中其它組的學(xué)生還可以提出一些改進(jìn)意見,這樣不僅有利于提高論文的深度,也有利于其它組學(xué)生拓寬知識面。充分體現(xiàn)了學(xué)生為學(xué)習(xí)主體的教學(xué)理念,在實(shí)際教學(xué)的過程中,受到非常好的教學(xué)效果。
四、結(jié)束語
以上就是我在物理學(xué)科教學(xué)過程中,滲透研究性學(xué)習(xí)的一些做法,這里我談了許多研究性學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn),但這并不是說我們在學(xué)科教學(xué)的過程中都應(yīng)該采用這樣的教學(xué)方法,原因有二:第一,教學(xué)時(shí)間不允許;第二,每一種教學(xué)方式都各有所長,“研究性學(xué)習(xí)”在積累直接經(jīng)驗(yàn)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力方面有其獨(dú)到之處,而“接受性學(xué)習(xí)”在積累間接經(jīng)驗(yàn)、傳遞系統(tǒng)性學(xué)科知識方面,其效率之高是其他方法無法比擬的,因此這兩種學(xué)習(xí)方式在學(xué)科教學(xué)中都是必要的,而且是相輔相成的,通過接受學(xué)習(xí)獲得的知識可以用來解決問題,而發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)也有擴(kuò)大知識和檢查知識理解得如何的作用,絕對不能以此來反對或摒棄其他學(xué)習(xí)方式。我相信只要我們正確處理好兩者的關(guān)系,在教學(xué)過程中適當(dāng)運(yùn)用“研究性學(xué)習(xí)”的思想,使它的優(yōu)勢充分發(fā)揮,我們最終的學(xué)科教學(xué)必將變得豐富多彩,教學(xué)成果必將無比豐碩!
參考文獻(xiàn)
1、《教育心理學(xué)》唐衛(wèi)海 劉希平著南開大學(xué)出版社2005年12月第一版
2、《物理》(第三版)
全國技工學(xué)校通用教材
3、《有效教學(xué)方法》 [美]加里D鮑里奇著,江蘇教育出版社2004年版。
4、《物理教學(xué)探討》2005.1
5、《論研究性學(xué)習(xí)》王升(課程·教材·教法) 2002年第5期P11~P15。
6、《研究性課程的構(gòu)建》謝樹平.教育研究,2001,(6).