時(shí)間：2023-09-01 09:18:54
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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(cè)）安排這節(jié)課的目的，主要是讓學(xué)生通過課堂演示實(shí)驗(yàn)再次增加感性認(rèn)識(shí)；體會(huì)物理學(xué)的基本研究方法（即通過實(shí)驗(yàn)來探索物理規(guī)律）；學(xué)習(xí)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的兩種常用方法――列表對(duì)比法和圖象法；再次領(lǐng)會(huì)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(shí)驗(yàn)結(jié)論及定律的內(nèi)容，重點(diǎn)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(shí)用了什么樣的科學(xué)方法和手段；在實(shí)驗(yàn)過程中是如何控制實(shí)驗(yàn)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(huì)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法；掌握歐姆定律并靈活運(yùn)用．
本節(jié)課的重點(diǎn)是成功進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)和對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)。
本節(jié)課的難點(diǎn)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(chǎng)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(shí)，對(duì)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(shí)其代表一個(gè)新的物理量，還是存在著不小的思維臺(tái)階和思維難度。對(duì)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(duì)公式中哪個(gè)是常量哪個(gè)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(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，本節(jié)課采用以演示實(shí)驗(yàn)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(dòng)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)。在教材難點(diǎn)處適當(dāng)放慢節(jié)奏，給學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行思考和討論，教師可給予恰當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥，必要時(shí)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(diǎn)，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(huì)物理學(xué)的研究方法，領(lǐng)會(huì)怎樣提出研究課題，怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，怎樣合理選用實(shí)驗(yàn)器材，怎樣進(jìn)行實(shí)際操作，怎樣對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及通過分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論和總結(jié)出物理規(guī)律。同時(shí)要讓學(xué)生知道，物理規(guī)律必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，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(duì)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(dòng)性和自覺性，對(duì)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(duì)學(xué)生進(jìn)行了方法論教育，也為過渡到演示實(shí)驗(yàn)起承上啟下作用。2．對(duì)演示實(shí)驗(yàn)所需器材及電路的設(shè)計(jì)可先啟發(fā)學(xué)生思考回答。這樣使他們既鞏固了實(shí)驗(yàn)知識(shí)，也調(diào)動(dòng)他們盡早投入積極參與。3．在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)可請(qǐng)兩位同學(xué)上臺(tái)協(xié)助，同時(shí)讓其余同學(xué)注意觀察，也可調(diào)動(dòng)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(duì)比法對(duì)實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)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(duì)分析實(shí)驗(yàn)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(shí)。到此應(yīng)該達(dá)到本節(jié)課的第一次，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(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生從分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)入手來理解電壓與電流比值的物理意義。此時(shí)不要急于告訴學(xué)生結(jié)論，而應(yīng)給予充分的時(shí)間，啟發(fā)學(xué)生積極思考，并給予適當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥。此處節(jié)奏應(yīng)放慢，可提請(qǐng)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，也使學(xué)生對(duì)電阻的概念是如何建立的有深刻的印象。6．在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步總結(jié)出歐姆定律，這實(shí)際上是認(rèn)識(shí)上的又一次升華。要注意闡述實(shí)驗(yàn)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(shí)語氣要加重，不能輕描淡寫。隨即強(qiáng)調(diào)歐姆定律是實(shí)驗(yàn)定律，必有一定的適用范圍，不能任意外推。7．為檢驗(yàn)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(shí)不宜過長，以免沖淡前面主題。
四、授課過程中幾點(diǎn)注意事項(xiàng)
1．注意在實(shí)驗(yàn)演示前對(duì)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(shí)驗(yàn)的可視度．可預(yù)先制作電路板，演示時(shí)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(shí)，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(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)提出，而歐姆定律在歸納完實(shí)驗(yàn)結(jié)論后總結(jié)．這樣學(xué)生就不易將二者混淆。
第一種，學(xué)生觀看視頻
這種教學(xué)法是教師將歐姆定律的探究過程在課前以邊講邊操作的方式制作成錄像，然后在上課時(shí)直接播放給學(xué)生看.教師在上課時(shí)不需要做任何講解，一直等到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、歸納得出歐姆定律以后再進(jìn)行課堂訓(xùn)練，以幫助學(xué)生理解歐姆定律的意義，學(xué)會(huì)用歐姆定律進(jìn)行簡單的計(jì)算.
第二種，學(xué)生瀏覽課件
這種方法是教師將教學(xué)內(nèi)容制作成幻燈片，如實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)電路圖、電路連接注意點(diǎn)、用實(shí)物連接電路、通過滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)對(duì)電壓與電阻進(jìn)行控制、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格及數(shù)據(jù)閱讀分析、歐姆定律的文字描述、公式、單位等等.在課堂上，教師邊講解邊放幻燈片，學(xué)生則合著老師的講解進(jìn)行觀察、思考、分析、歸納與記憶.在歐姆定律得出以后，同樣進(jìn)行課堂訓(xùn)練，以鞏固知識(shí)，加深理解.
第三種，學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究
這種方法是教師上課時(shí)先通過演示實(shí)驗(yàn)啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想與假設(shè)，然后再引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)研究方法，幫助學(xué)生討論、設(shè)計(jì)與制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，記錄、分析、歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論，再在此基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行評(píng)估與交流等等.具體過程如下：
第一步，教師在演示電路板上用導(dǎo)線將干電池組、開關(guān)、小燈泡連接成一簡單的電路，閉合開關(guān)小燈泡發(fā)光后，啟發(fā)學(xué)生思考討論，要想改變小燈泡的亮度可怎么做？有幾種方法？當(dāng)學(xué)生討論回答出改變電池節(jié)數(shù)和用滑動(dòng)變阻器串聯(lián)移動(dòng)滑片兩種方法時(shí)，再引導(dǎo)學(xué)生明確燈泡亮度的變化是由于燈泡電壓的變化使得通過燈泡的電流發(fā)生了變化，從而啟發(fā)學(xué)生提出通過燈泡的電流與電壓有關(guān)的猜想與假設(shè).
第二步，移去變阻器，在上述簡單電路中并聯(lián)接入另一只不同規(guī)格的燈泡，閉合開關(guān)，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩燈泡亮度的不同，思考討論燈泡并聯(lián)電壓相同，兩燈泡電阻的不同使得通過燈泡的電流不同，從而引起燈泡亮度不同，在此基礎(chǔ)上啟發(fā)學(xué)生提出通過燈泡的電流與電阻有關(guān)的猜想與假設(shè).
第三步，當(dāng)學(xué)生得出電流與電壓和電阻有關(guān)的猜想后，教師引導(dǎo)學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)探究方法、規(guī)劃實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、畫出實(shí)驗(yàn)記錄表格.
第四步，分組進(jìn)行探究與實(shí)驗(yàn)、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析討論與歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生在坐標(biāo)紙上將研究電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用描點(diǎn)的方法作圖，驗(yàn)證電流與電壓的正比關(guān)系.
第五步，在實(shí)驗(yàn)結(jié)論得出后，介紹歐姆定律及其公式表達(dá)形式，討論各物理量單位的使用，對(duì)各小組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估，分析誤差和錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因.
第六步，討論歐姆定律變換公式及其物理意義，利用歐姆定律及變換公式進(jìn)行簡單的計(jì)算.
以上三種教學(xué)方案中，第一種方案是老師在課前要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作錄像并作配音講解；第二種方案是老師只要從網(wǎng)上下載課件并稍作修改即可；第三種方案是老師在課前要準(zhǔn)備演示及分組實(shí)驗(yàn)器材.第一種和第二種教學(xué)方案中，學(xué)生在課堂上主要是在老師放錄像和課件時(shí)認(rèn)真地聽講、觀察、思考和記憶，這是一種接受式學(xué)習(xí)方式.而第三種教學(xué)方案中，學(xué)生在老師的引導(dǎo)下自主發(fā)現(xiàn)并提出問題、進(jìn)行猜想與假設(shè)，自行制訂實(shí)驗(yàn)規(guī)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，小組合作實(shí)驗(yàn)探究，師生共同討論、歸納建構(gòu)物理知識(shí)，這是一種以生為本的體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)方式.前兩種與后一種在落實(shí)課程目標(biāo)和促進(jìn)學(xué)生發(fā)展等方面有著明顯的差別.我們可以從《歐姆定律》這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分析：
教育部2011年新版義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)將歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究由原來的教師演示實(shí)驗(yàn)改成了學(xué)生必做的實(shí)驗(yàn).根據(jù)新課標(biāo)，《歐姆定律》一課的教學(xué)目標(biāo)大致有以下幾個(gè)方面：
1.知識(shí)與技能目標(biāo)：
（1）理解歐姆定律及其變換公式的物理意義，能初步運(yùn)用歐姆定律計(jì)算有關(guān)問題.
（2）學(xué)會(huì)同時(shí)使用電流表和電壓表測(cè)量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流.
（3） 進(jìn)一步體會(huì)用圖像法研究物理問題的優(yōu)越性.
2.過程與方法目標(biāo)
（1）通過實(shí)驗(yàn)探究電流、電壓、電阻的關(guān)系，會(huì)用滑動(dòng)變阻器改變部分電路兩端的電壓.
（2） 提高學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，分析、探索、歸納問題的能力，知道通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)物理規(guī)律的研究方法.
3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
介紹歐姆的故事，增進(jìn)學(xué)生熱愛科學(xué)、追求科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的學(xué)習(xí)熱情.重視學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學(xué)性的認(rèn)識(shí)，注意學(xué)生科學(xué)世界觀的形成.
教師如果采用前兩種多媒體教學(xué)方案替代第三種學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)方案，就會(huì)改變多媒體教學(xué)輔地位，違背教學(xué)規(guī)律，弱化教學(xué)效果.
首先，不恰當(dāng)?shù)厥褂枚嗝襟w教學(xué)手段，會(huì)抑制學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生主體的積極性，從而影響教學(xué)效果.
夸美紐斯說過：“興趣是創(chuàng)造一個(gè)樂觀與光明的教學(xué)環(huán)境的主要途徑之一.”興趣作為誘發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的重要因素，在物理教學(xué)中主要是靠教師引導(dǎo)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象、動(dòng)手做各種實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的.雖然第一、第二種教學(xué)方案中的光、聲、像等信息作用于學(xué)生感官，以直覺形象也能激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，但由于是人為的錄制、合成的，學(xué)生沒有身臨其境、親自動(dòng)手，就很難體會(huì)到電壓、電阻對(duì)電流的影響.即使通過多媒體教學(xué)展示了實(shí)驗(yàn)過程，一部分學(xué)生會(huì)認(rèn)為這是由老師設(shè)計(jì)制作好的，缺乏可信性.因此，當(dāng)老師向?qū)W生介紹歐姆的故事時(shí)，學(xué)生就難以體會(huì)到科學(xué)家探索知識(shí)的艱苦與辛勞、成功與快樂，學(xué)生的科學(xué)世界觀就難以形成.
我們都有這樣的體會(huì)：電腦電視上歌舞銀屏再精彩，也還抵不住到劇院看現(xiàn)場(chǎng)演出，哪怕是一般的演出也會(huì)讓人感到很興奮.這是什么原因？這就是人們普遍具有的一種強(qiáng)烈的“參與”意識(shí).卡拉OK的流行不就是人們這種參與意識(shí)的外在體現(xiàn)嗎？因此用錄像投影來代替做實(shí)驗(yàn)，往往會(huì)抑制學(xué)生具有的人類天性――“參與”意識(shí)，甚至?xí)寣W(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的形成產(chǎn)生懷疑，學(xué)習(xí)興趣就此會(huì)大打折扣，主體的積極性很難被調(diào)動(dòng)起來，從而影響教學(xué)效果.
其次，不恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用多媒體教學(xué)手段取代相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，會(huì)違背學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律.
物理學(xué)家牛頓認(rèn)為：“科學(xué)研究離不開實(shí)驗(yàn)，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用歸納的方法總結(jié)規(guī)律，進(jìn)而建立起理論.”這也是哲學(xué)中由實(shí)踐到理論、由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)過渡的普遍規(guī)律.現(xiàn)行中學(xué)物理教材也正是遵循這一規(guī)律而編寫的.然而在教學(xué)中，如果違背學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，不恰當(dāng)?shù)赜枚嗝襟w教學(xué)手段去取代實(shí)驗(yàn)，必然會(huì)導(dǎo)致事與愿違的結(jié)果.實(shí)踐證明：實(shí)驗(yàn)是學(xué)生認(rèn)識(shí)過程的起點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生將感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的高度，同時(shí)還可以使學(xué)生在反復(fù)的實(shí)踐中加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解.第一、第二種教學(xué)方案雖然通過多媒體教學(xué)方式也能反映實(shí)驗(yàn)過程，但這個(gè)過程不是學(xué)生自己動(dòng)手做的，缺乏實(shí)踐體驗(yàn)，因此就沒有感性認(rèn)識(shí)，電流與電壓、電阻之間關(guān)系的結(jié)論就不能由學(xué)生自主建構(gòu).
再次，以多媒體教學(xué)手段取代物理實(shí)驗(yàn)，會(huì)影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和各種能力的發(fā)展，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)情感、態(tài)度、價(jià)值觀的培養(yǎng).
關(guān)鍵詞：電動(dòng)勢(shì)；電壓；電流；電阻；功率
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）12-0060-3
1 P于閉合電路歐姆定律
1.定律內(nèi)容：在外電路為純電阻的閉合電路中，電流的大小跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電阻之和成反比。
2.定律的得出：仔細(xì)分析人教版和教科版教材，他們給出定律的過程是相同的。在電源外部，電流由電源正極流向負(fù)極，在外電路上有電勢(shì)降落，習(xí)慣上稱為路端電壓或外電壓U，在內(nèi)電路上也有電勢(shì)降落，稱為內(nèi)電壓U'；在電源內(nèi)部，由負(fù)極到正極電勢(shì)升高，升高的數(shù)值等于電源的電動(dòng)勢(shì)。理論和實(shí)踐證明電源內(nèi)部電勢(shì)升高的數(shù)值等于電路中電勢(shì)降低的數(shù)值，即電源電動(dòng)勢(shì)E等于外電壓U和內(nèi)電壓U'之和，即E=U+ U'=U+Ir。若外電路為純電阻，則U=IR，所以E=IR+Ir，I=
從教學(xué)實(shí)際看，上述給出定律的方法很多同學(xué)并不能理解，只能生硬的接受，這給學(xué)生對(duì)定律的理解和運(yùn)用帶來困難。在教學(xué)中筆者嘗試從能量角度推導(dǎo)定律，效果較好，過程如下：從能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)看，閉合電路中同時(shí)進(jìn)行著兩種形式的能量轉(zhuǎn)化：一種是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，另一種是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
設(shè)一個(gè)正電荷q，從正極出發(fā)，經(jīng)外電路和內(nèi)電路回轉(zhuǎn)一周，其能量的轉(zhuǎn)化情況如下：
在外電路中，設(shè)外電路的路端電壓為U，那么正電荷由正極經(jīng)外電路移送到負(fù)極的過程中，電場(chǎng)力推動(dòng)電荷所做的功W=qU，于是必有qU的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量（如化學(xué)能、機(jī)械能等）。在內(nèi)電路中，設(shè)內(nèi)電壓為U'，那么正電荷由負(fù)極移送到正極的過程中，電場(chǎng)力所做的功W=qU'，于是必有qU'的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。若電源電動(dòng)勢(shì)為E，在電源內(nèi)部依靠非靜電力把電量為q的正電荷從負(fù)極移送到正極的過程中，非靜電力做的功W=qE，于是有qE的其他形式的能（化學(xué)能、機(jī)械能等）轉(zhuǎn)化為電能。
因此，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，在閉合電路中，由于電場(chǎng)力移送電荷做功，使電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（qU+qU'），應(yīng)等于在內(nèi)電路上由于非靜電力移送電荷做功，使其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能（qE），因而qE=qU+qU'，即E=U+U'。若外電路為純電阻R，內(nèi)電路的電阻為r，閉合電路中的電流強(qiáng)度為I，則U=IR，U'=Ir，代入上式即得I=
E/（R+r）。
3.定律的理解：不論外電路是否為純電阻，E=U+ U'=U+Ir總是成立的，只有當(dāng)外電路為純電阻時(shí)，才能成立。閉合電路歐姆定律的適用條件跟部分電路歐姆定律一樣，都是只適用于金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電。
2 不同的物理量間的圖像關(guān)系以及對(duì)圖像的理解（以外電路為純電阻為例）
圖像1 電路中的總電流與外電阻的關(guān)系即I-R圖像
圖像2 外電壓與外電阻的關(guān)系即U-R圖像
由閉合電路歐姆定律可得：
分析可得：R增大，U增大；R減小，U減小，但不成線性關(guān)系。R0，U0； R∞，UE。故U-R圖像如圖2所示。當(dāng)外電路短路（R=0），外電壓為0；當(dāng)外電路開路R∞，外電壓等于電動(dòng)勢(shì)E，即若題目中告訴某一電源的開路電壓，則間接告訴了電動(dòng)勢(shì)E的值。
圖像3 外電壓與總電流的關(guān)系即U-I圖像
由閉合電路歐姆定律可得：U=E-U'=E-Ir。
分析可得：由于E、r為定值，故U與I成線性關(guān)系，斜率為負(fù)，故圖像應(yīng)如圖3所示。當(dāng)I=0，U=E，即圖像的縱截距表示電動(dòng)勢(shì)；當(dāng) 此時(shí)外電路短路，此電流即為短路電流，即橫截距表示短路電流。斜率k=-r，即斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)電阻。
由上述分析可知，若給出了U-I圖像，則由圖像就可以知道電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r這兩個(gè)重要的參量。若將不同電源的U-I圖像畫在同一個(gè)圖中，如圖4所示，則可以比較不同電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的大小。由圖4可知E1=E2、r1
圖像4 電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系，即P-R圖像
圖像5 電路中的功率與總電流的關(guān)系，即P-I圖像
與閉合電路相關(guān)的功率有3個(gè)：電源的總功率、電源內(nèi)部的熱功率、電源的輸出功率。
由P=IE可知P與I成正比，圖像應(yīng)為過原點(diǎn)的一條傾斜的直線。
由P=I2r可知圖像應(yīng)為頂點(diǎn)過原點(diǎn)的關(guān)于縱軸對(duì)稱的開口向上的拋物線的一半。
由P=P-P=IE-I2r可知圖像應(yīng)為過原點(diǎn)的開口向下的拋物線的一部分。
若將3個(gè)功率與電流的關(guān)系圖像畫在同一圖像中，則分別對(duì)應(yīng)著圖6中的圖線1、2、3。
利用圖線1可求電動(dòng)勢(shì)E，利用圖線2可求內(nèi)阻r，需要特別注意的是：此圖像中3條圖線不能隨意畫?！?”“2”交點(diǎn)說明此時(shí)P=P，即P=0，外電路短路，電流最大，此狀態(tài)下圖線“3”與橫軸交點(diǎn)值一定是“1”“2”交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值，否則就是錯(cuò)誤的?！?”“3”交點(diǎn)的含義為P=P，此狀態(tài)下R=r，則“2”“3”交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)一定為 ，若不是則錯(cuò)誤。還必須注意的是“2”“3”的交點(diǎn)一定是“3”的最高點(diǎn)，因?yàn)镽=r時(shí)，P最大，若不是這樣則此圖畫錯(cuò)了。
案例 在圖7（a）所示電路中，R0是阻值為5 Ω的定值電阻，R1是一滑動(dòng)變阻器，在其滑片從最右端滑至最左端的過程中，測(cè)得電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線如圖7（b）所示，其中圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑片在變阻器的兩個(gè)不同端點(diǎn)時(shí)分別得到的，討論以下問題：
問題1 滑片從最右端滑至最左端的過程中，電流表示數(shù)如何變化？
分析：滑片從最右端滑至最左端的過程中，由電路結(jié)構(gòu)可知外電阻R變小，由I-R圖像可知電流表示數(shù)變大。
問題2 滑片從最右端滑至最左端的過程中，電壓表示數(shù)如何變化？
分析：滑片淖鈑葉嘶至最左端的過程中，由電路結(jié)構(gòu)可知外電阻R變小，電壓表測(cè)量的是外電壓，由U-R圖像可知電壓表示數(shù)變小。
問題3 電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻各為多大？
分析：圖7（b）給出的是外電壓與電流的關(guān)系，由圖可求得斜率絕對(duì)值為20，將圖線延長與縱軸相交，可得縱截距為20，由U-I圖像的物理含義可知電源電動(dòng)勢(shì)E=20 V，內(nèi)阻r=20 Ω。
問題4 滑片從最右端滑至最左端的過程中，電源的輸出功率如何變化？最大輸出功率為多少？
分析：由題目所給條件可求得R1的最大阻值為75 Ω，滑片從最右端滑至最左端的過程中，外電阻的變化范圍為80 Ω～5 Ω，由P-R圖像可知P先變大再變小。調(diào)節(jié)過程中可以滿足R=r，則當(dāng)R1的有效阻值為15 Ω時(shí)，電源輸出功率達(dá)最大 ，即為5 W。
問題5 若在上述條件下，僅將R0的阻值改為30 Ω，滑片從最右端滑至最左端的過程中，電源的輸出功率如何變化？電源的最大輸出功率為多少？
分析：滑片從最右端滑至最左端的過程中，外電阻的變化范圍為105 Ω～30 Ω，由P-R圖像可知P一直變小。由于無法滿足R=r，則電源輸出功率不可能為，則當(dāng)R與r最最接近即R1=0 Ω時(shí)電源輸出功率最大，計(jì)算可得為4.8 W。
與閉合電路歐姆定律應(yīng)用相關(guān)的題目較多，題型多種多樣，解決這類題目的關(guān)鍵是要搞清電路結(jié)構(gòu)，搞清電表的測(cè)量對(duì)象，分清已知量與未知量，再運(yùn)用相應(yīng)規(guī)律求解則可。當(dāng)然，這也不是一蹴而就的，只有多做、多練、多思考才能達(dá)到較好的效果。在解答閉合電路問題時(shí)，部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律經(jīng)常交替使用，這就要求我們認(rèn)清研究對(duì)象是全電路還是某一段電路，是這一段電路還是另一段電路，以便選用對(duì)應(yīng)的歐姆定律，并且要注意每一組物理量（I、U或I、E、R、r）的對(duì)應(yīng)關(guān)系是對(duì)同一研究對(duì)象的，不可“張冠李戴”。
參考文獻(xiàn)：
論文關(guān)鍵詞：電動(dòng)勢(shì),能量轉(zhuǎn)換,電路閉合
電動(dòng)勢(shì)是一個(gè)抽象的概念。在電工學(xué)里引入這個(gè)物理量，是為了描述電路中通電流時(shí)有多少電能和其它形式的能相互轉(zhuǎn)換。因此，我們只有認(rèn)真地分析電路中的能量轉(zhuǎn)換，才能深刻理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。下面我從四個(gè)方面來分析：
一、焦耳定律
任何一段有電阻的電路通電流時(shí)都要生熱。所生的熱量Q總是正比于電流強(qiáng)度I的平方，電阻R和通電時(shí)間t用公式表示為Q=IRt
這就是焦耳定律。定律中所講的‘總是’二字，是指不論產(chǎn)生電流的原因是什么，不論這段電路中是否同時(shí)有電能和其他形式的能發(fā)生互相轉(zhuǎn)換，所生熱量都等于IRt.我們《電工技術(shù)》教材中把電場(chǎng)力做的功
W=IUt和部分電路歐姆定律U=IR
結(jié)合起來、推導(dǎo)焦耳定律為Q=W=IUt=IRt
這樣的推導(dǎo)法，只有在產(chǎn)生電流的原因是電場(chǎng)力作用，而且電路是純電阻的情況下才有意義。對(duì)于非靜電力作用產(chǎn)生電流的電路和同時(shí)有電能轉(zhuǎn)換成熱能之外的其它形式能的電路，上面的推導(dǎo)都不適用，但所生的熱量仍等于IRt。所以，這樣推導(dǎo)出的結(jié)果雖然是焦耳定律的表達(dá)式，但并沒有全面地揭示定律的內(nèi)容。
二、閉合電路中能量的轉(zhuǎn)換
一個(gè)閉合電路中通電流的條件是它里面含有電源。電源里有一種作用力，這種力做功的結(jié)果，是把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能。這種力不是電場(chǎng)力。設(shè)閉合電路的總電阻為ΣR,通電流為I,通電時(shí)間為t.在這段時(shí)間內(nèi)，通電量q=It在電源里非電場(chǎng)力做功W時(shí)在電阻上消耗電能W產(chǎn)生熱Q=W=IΣRt同時(shí)、在一部分電路中還可能消耗一些電能，而產(chǎn)生除熱能之外的其它形式的能。設(shè)電場(chǎng)力做的這一部分工功為W2、根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律W=W+W或W=IΣRt+W,上式表示電路中通過電量時(shí)，轉(zhuǎn)換的能量。可以證明，對(duì)于任意一個(gè)電路W、W、W都正比于電量q。為計(jì)算單位電量通過時(shí)轉(zhuǎn)換的能量，將上式除以q得W/q=IΣRt/q+W/q
因?yàn)閝=It所以W/q=IΣR+W/q我們定義W/q即電源內(nèi)非電場(chǎng)力所做的功和通過的電量之比為電源的電動(dòng)勢(shì)，用E表示；定義W/q即電場(chǎng)力所做的功和通過的電量之比為這部分外電路的反電動(dòng)勢(shì)，用E表示，這樣上面的公式可寫成E=IΣR+E每一個(gè)電源都有電動(dòng)勢(shì)。它的大小由電源本身的條件決定，與外電路無關(guān)。它反映電源的一種性質(zhì)，表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能本領(lǐng)的大小。例如：電熱器（電爐、白熾燈等）之外的電器（如電解池、電動(dòng)機(jī)等）有反電動(dòng)勢(shì)。它的大小也由本身的條件決定它反映出這個(gè)電器把電能轉(zhuǎn)換其他形式能（熱能除外）本領(lǐng)的大小，從上面公式可以解出電路中的電流I=E—E/ΣR這就是外電路的歐姆定律。如果外電路是純電阻，也就是電路中消耗的電能全部生熱，這時(shí)E=0，則I=E/ΣR設(shè)電源內(nèi)導(dǎo)體的電阻為r（內(nèi)電阻），電源外的電阻為R則ΣR=R+r，I=E/R+r教材里把公式變?yōu)镋=IR+Ir用外電壓和內(nèi)電壓之和來度量電動(dòng)勢(shì)，這就是《電工技術(shù)》中介紹的全電路歐姆定律。
三、閉合電路中各段電路兩端的電壓
下面就電池給蓄電池充電的例子討論閉合電路中各段電路兩端的電壓。
例如下圖中有三個(gè)不同的電池，E=2V、E=V、r=2、r=2、r=3、
比較A、B、C三點(diǎn)的電位，并求出U、U、U
E+E+E=I(r+r+r)
I=
如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng)學(xué)生的角色意識(shí)？筆者主要從電工電子教學(xué)實(shí)踐中常用的教學(xué)方法：啟發(fā)討論法、理論實(shí)際互換法來闡述如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，聚焦課堂教學(xué)。
一、展現(xiàn)個(gè)性教學(xué)，激發(fā)學(xué)生興趣
引言是引起學(xué)生注意、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和建立知識(shí)間聯(lián)系的教學(xué)活動(dòng)方式。引言運(yùn)用得恰當(dāng)是上好一堂課的重要因素之一。
（一）提問——復(fù)習(xí)法
《電工基礎(chǔ)》是一門理論性強(qiáng)、抽象、不易被學(xué)生接受的課程。恰當(dāng)提問，通過復(fù)習(xí)的方式便可達(dá)到“溫故而知新”的目的，逐步啟發(fā)學(xué)生，順其自然地引入新課。筆者講授“諧振電路”一課時(shí)，有針對(duì)性地提出如下一系列問題：RLC串聯(lián)電路的電流及電流與電壓之間的相位差的計(jì)算方法；電感性負(fù)載與電容并聯(lián)的電路的總電流及總電流與電壓之間的相位差的計(jì)算方法；這兩個(gè)電路中的電抗值的變化對(duì)電路計(jì)算的影響。這樣既復(fù)習(xí)了已學(xué)知識(shí)，又為新課打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
（二）演示——議論法
職高學(xué)生學(xué)習(xí)能力差、基礎(chǔ)薄弱、形象思維強(qiáng)、抽象思維弱，他們對(duì)生動(dòng)、形象、具體的事物易記住。一邊進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，一邊發(fā)問，師生通過觀察現(xiàn)象、相互議論引入新課題。這樣可以直觀地激發(fā)學(xué)生思維，使其得到初步的感性認(rèn)識(shí)。再通過教師講解，能使學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)融為一體。筆者講授《電子技術(shù)基礎(chǔ)》的“PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?、“晶閘管的可控單向?qū)щ娦浴钡日n時(shí)筆者均采用此法。
（三）習(xí)題——延伸法
先通過對(duì)已掌握的知識(shí)點(diǎn)習(xí)題的練習(xí)，再將知識(shí)延伸,把新課的習(xí)題布置給學(xué)生作為懸念。這樣可將學(xué)生的思維引導(dǎo)到新課上來，自然會(huì)集中他們的注意力，使得新課的教學(xué)很好的開展。筆者在講授《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程的“加法、減法運(yùn)算電路”一節(jié)課時(shí)，先讓學(xué)生們計(jì)算“反相、同相比例運(yùn)算電路”的習(xí)題，再通過電路變換要求學(xué)生們給出結(jié)果，這顯然無法回答。但是對(duì)教師提出的問題卻產(chǎn)生了很大的興趣，對(duì)新課內(nèi)容產(chǎn)生了極強(qiáng)的求知欲。
二、運(yùn)用啟發(fā)討論 激活學(xué)生思維
“啟發(fā)討論法”不同于傳統(tǒng)的“講述法”。它的基本做法是圍繞教材的中心要求，設(shè)計(jì)一系列互相聯(lián)系而又不斷深化的問題，激活學(xué)生的思維，組織學(xué)生進(jìn)行分析和討論，引導(dǎo)他們得出正確的結(jié)論。并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步組織學(xué)生繼續(xù)探討，不斷鞏固和擴(kuò)大學(xué)生的認(rèn)識(shí)，把整個(gè)教學(xué)過程變成培養(yǎng)他們的分析問題和處理問題的能力的過程。
筆者在講授《電工基礎(chǔ)》課程的“閉合電路的歐姆定律”一節(jié)課時(shí)，提出“為什么在實(shí)際電路中測(cè)得的電源電壓值略小于它的電動(dòng)勢(shì)？”一石激起千層浪，激發(fā)了學(xué)生的興趣和調(diào)動(dòng)他們的積極性。接著抓住要害，深入討論。提出“什么是全電路？”“電荷為什么會(huì)沿著回路循環(huán)流動(dòng)？”“在閉合電路中電源內(nèi)部和外部發(fā)生了哪些化學(xué)的和物理的過程？”等等一系列的問題，為論證閉合電路的歐姆定律創(chuàng)造條件。最后畫龍點(diǎn)睛，引出結(jié)論。可喜的在提出“從能量守恒的角度看，非靜電力做功所形成的E和電場(chǎng)力所形成的電勢(shì)降落U之間，應(yīng)該有什么樣的關(guān)系”學(xué)生即可答出：E=U外部 +U內(nèi)部，再考慮部分電路的歐姆定律，得到E=IR+Ir。接著繼續(xù)深入，提高認(rèn)識(shí)。提出“比較部分電路的歐姆定律和全電路歐姆定律的區(qū)別和聯(lián)系？”等等，使定律運(yùn)用到實(shí)際生活的問題上來。最后似盡非盡，留有余味。提出“什么是損耗功率？什么是消耗功率？”等等問題，把學(xué)生引向另一個(gè)新的天地，為新的學(xué)習(xí)埋下伏筆。
通過運(yùn)用“啟發(fā)討論式”教學(xué)方法，有利于學(xué)生思維能力的鍛煉和培養(yǎng)，有利于學(xué)生牢固的掌握基礎(chǔ)知識(shí)，以提高課堂教學(xué)的效率。
采用此法教學(xué)時(shí)要注意幾個(gè)問題：①注意對(duì)個(gè)別學(xué)生的輔導(dǎo)；②留出足夠的時(shí)間給學(xué)生自己歸納小結(jié)；③教師要對(duì)本課的內(nèi)容做出適當(dāng)?shù)目偨Y(jié)。
三、互換理論實(shí)際 鍛煉學(xué)生能力
（一）理論到實(shí)際
電子電工專業(yè)學(xué)科中的許多教學(xué)內(nèi)容是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常遇到的，只不過學(xué)生們沒有正確運(yùn)用電子電工基礎(chǔ)知識(shí)去理解它。因此，在講這些內(nèi)容時(shí)，盡可能與實(shí)際生活中的實(shí)例聯(lián)系起來，讓學(xué)生易于理解，學(xué)得輕松。在《電工基礎(chǔ)》中講授“電源的端電壓與負(fù)載電阻之間的關(guān)系”一課時(shí)，筆者就結(jié)合家中的電燈有時(shí)在白天和晚上不一樣亮這一生活實(shí)例告訴同學(xué)們，負(fù)載使用越多，總電流就越大，內(nèi)阻上消耗的內(nèi)壓降也會(huì)增大。所以，電源的端電壓就會(huì)減小，電燈也就會(huì)變暗。從而，學(xué)生們就能很好地理解電源端電壓與負(fù)載之間的關(guān)系了。
（二）實(shí)際到理論
對(duì)日常生活中已經(jīng)存在的產(chǎn)品進(jìn)行理論研究，從而可達(dá)到既了解社會(huì)相關(guān)行業(yè)的動(dòng)態(tài)又能使自己的理論知識(shí)更加鞏固與靈活運(yùn)用。當(dāng)然這需要學(xué)生要有一定的理論基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的科技含量要有一個(gè)先低后高、對(duì)產(chǎn)品的組成要有先簡后繁認(rèn)識(shí)的過程。比如：拿“音樂彩燈控制器”為例，通過演示操作、觀察現(xiàn)象、電路分析等過程，既可把《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程已學(xué)的“可控硅”章節(jié)做一全面的知識(shí)總結(jié)和滲透，又加深學(xué)生的創(chuàng)造欲望，使學(xué)生的創(chuàng)造能力得到培養(yǎng)。
一、創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生潛力
教師在講授課程內(nèi)容時(shí)，往往習(xí)慣于從前到后一節(jié)節(jié)地講下去。教師注重知識(shí)的連貫性和系統(tǒng)性，無可厚非，但理論講得多、實(shí)際操作少，學(xué)生學(xué)起來感到枯燥無味，教師也總是抱怨學(xué)生素質(zhì)差。實(shí)際上，教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，應(yīng)該把那些系統(tǒng)、繁瑣、難以理解的知識(shí)通過一個(gè)個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目分解開，變成一個(gè)個(gè)相互獨(dú)立又有聯(lián)系的模塊來講授，這樣才更便于學(xué)生理解和掌握。例如，筆者在講授“電功和電功率”時(shí)，就采用了這種方法。筆者先指定內(nèi)容、提出問題，讓學(xué)生課前預(yù)習(xí)，并分組討論；然后筆者進(jìn)行系統(tǒng)的、有重點(diǎn)的知識(shí)講授，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)疑難點(diǎn)提出問題、解決問題；再讓學(xué)生結(jié)合學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，拆卸和組裝電度表；最后筆者引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行安裝、接線、調(diào)試、固定，并通電檢測(cè)。這樣在操作的過程中，學(xué)生既對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行了鞏固，又對(duì)實(shí)際操作產(chǎn)生了濃厚的興趣，既動(dòng)了腦，又鍛煉動(dòng)手操作的能力。學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性大大提高，學(xué)有動(dòng)力，潛力也被充分激發(fā)出來。
二、創(chuàng)新教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
教學(xué)工作是一種創(chuàng)造性的勞動(dòng)。教師在課堂教學(xué)活動(dòng)中，不應(yīng)拘泥于一種教法，而應(yīng)根據(jù)教材內(nèi)容、學(xué)生實(shí)際和企業(yè)的要求，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進(jìn)行最優(yōu)化的組合，才能激發(fā)學(xué)生持久的學(xué)習(xí)興趣。為此，教師在教學(xué)過程中，應(yīng)把教法研究放在第一位。
1.開展啟發(fā)式教學(xué)，巧設(shè)懸念
教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生處于學(xué)習(xí)的主體地位，老師處于主導(dǎo)地位。老師必須注重激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，圍繞課程的重點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)良好的教育環(huán)境和氛圍；精心設(shè)計(jì)，提一些有趣味性的問題；開展啟發(fā)式教學(xué)，設(shè)置懸念，啟發(fā)學(xué)生思考問題并解決問題。例如在講基爾霍夫定律求支路電流的內(nèi)容時(shí)，可從全電路歐姆定律引入并啟發(fā)開來。
在這個(gè)簡單電路中，學(xué)生能很快根據(jù)前面學(xué)過的全電路歐姆定律求出答案：
筆者對(duì)此進(jìn)行了充分的肯定并大力表揚(yáng)了學(xué)生，這樣學(xué)生的積極性就被調(diào)動(dòng)起來了。
然后筆者在圖1（a）上又并聯(lián)了一條支路，如圖1(b)所示，圖中E2=17V,R2=1Ω，再求I1=? I3=? I2=?
筆者直接提出問題：這個(gè)電路圖能不能也直接運(yùn)用全電路歐姆定律分析計(jì)算？學(xué)生們進(jìn)行了認(rèn)真思考，分析此電路圖中包含2個(gè)電源和3個(gè)電阻，不屬于簡單的串、并聯(lián)電路，因此不能直接運(yùn)用全電路歐姆定律。那么怎么計(jì)算呢？這時(shí)筆者就自然而然地引出了下面要講述的新內(nèi)容――基爾霍夫定律。假設(shè)每條支路上的電流分別為I1、I3、I2，假設(shè)各支路電流的參考方向和兩個(gè)獨(dú)立回路的繞行方向如圖1所示，利用基爾霍夫定律列出聯(lián)立方程：
經(jīng)過教師的啟發(fā)，學(xué)生們都理解并掌握了新知識(shí)。
2.總結(jié)知識(shí)，提高遷移能力
電工基礎(chǔ)課的教學(xué)也要像其他課程一樣，要教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)生解決問題的能力。老師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用邏輯思維將已學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化、模式化，形成穩(wěn)定的知識(shí)結(jié)構(gòu)，并借助這種結(jié)構(gòu)在新情境中迅速提取知識(shí)，遷移應(yīng)用――尋求新途徑，獲得解決問題的成功經(jīng)驗(yàn)，吸取受挫的教訓(xùn)，使自己的內(nèi)功不斷提高。心理學(xué)研究表明，對(duì)已有知識(shí)的概括水平越高，就越能揭示以前同類新問題的本質(zhì)，而沒有經(jīng)過概括的知識(shí)是很難發(fā)生遷移的。因此教師要引導(dǎo)學(xué)生打破先前的教學(xué)順序，對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)、扼要的總結(jié)，形成易于提取的知識(shí)結(jié)構(gòu)，同時(shí)還要通過解題引導(dǎo)學(xué)生對(duì)解決問題的思路、方法、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。
如在圖1（b）所示的電路中，已知條件不變，仍然是求各個(gè)支路的電流I1、I2、I3時(shí)，筆者就引導(dǎo)學(xué)生對(duì)全電路歐姆定律、基爾霍夫定律的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)，然后把已知電路看成是由兩個(gè)新電路疊加而成，如圖2所示。利用全電路歐姆定律，先求出兩個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)各支路上的電流，然后再求兩個(gè)電源共同作用時(shí)各支路的電流。即把前面的計(jì)算結(jié)果分別進(jìn)行疊加――電流同向相加，反向相減，即得到兩個(gè)電源共同作用時(shí)各支路的電流，這就是疊加原理。分析計(jì)算步驟如下。
通過比較可以看出，利用疊加原理與用基爾霍夫定律解得的結(jié)果完全相同，這樣既引導(dǎo)了學(xué)生實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的遷移，又提高了學(xué)生解決問題的能力。
3.進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化對(duì)知識(shí)的理解
演示實(shí)驗(yàn)是以教師為主要操作者的表演性和示范性試驗(yàn)，旨在結(jié)合典型化的感知材料，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考，獲得知識(shí)、發(fā)展能力，并從操作技能與態(tài)度上為學(xué)生提供示范。教師在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，要一絲不茍，態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，有條不紊，才能為學(xué)生起到示范作用。如在講授電磁感應(yīng)這一內(nèi)容時(shí)，筆者給學(xué)生做演示實(shí)驗(yàn)，把檢流計(jì)與線圈連接成一個(gè)閉合回路，將條形磁鐵放置在線圈中，當(dāng)它靜止時(shí)，檢流計(jì)的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明該回路中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流；如果將條形磁鐵迅速插入或者拔出線圈，檢流計(jì)的指針就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。這時(shí)筆者向?qū)W生提出問題：電流從何而來？接著筆者進(jìn)行講解：這是由于條形磁鐵在插入或者拔出線圈的瞬間，導(dǎo)致通過線圈的磁通發(fā)生變化而產(chǎn)生電流，這一現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)，也稱為“動(dòng)磁生電”，這就是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的工作
原理。
通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)這一現(xiàn)象有所了解和認(rèn)識(shí)，從感性認(rèn)識(shí)上升至理性認(rèn)識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，強(qiáng)化了對(duì)知識(shí)的理解，為該課程的進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。
4.開展嘗試教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)
教師在開展課堂教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要想方設(shè)法讓課堂有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自我發(fā)現(xiàn)，成為有利于學(xué)生想象力發(fā)展的充滿生機(jī)和活力的課堂。這就要求教師要改變“牽著學(xué)生鼻子走”的注入式教學(xué)方式。為此，筆者在教學(xué)中嘗試了“討論發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)模式。如在講授測(cè)量電路中的工作電流時(shí)，把學(xué)生每4人分成一組，給每一組發(fā)放萬用表、電流表、鉗形電流表，讓學(xué)生去測(cè)量電路中的工作電流，并比較哪一種電流表操作使用更簡單。學(xué)生們認(rèn)真仔細(xì)地操作，各小組激烈討論并踴躍發(fā)言，最后大家得到一致結(jié)論：鉗形電流表在不斷開電路的情況下即可測(cè)量工作電流，應(yīng)用起來最簡單，既節(jié)省了工作時(shí)間，又提高了工作的效率。通過這樣的教學(xué)方式，既提升了學(xué)生的操作技能和探索的能力，又培養(yǎng)了他們的合作意識(shí)和創(chuàng)新精神。
三、創(chuàng)新教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生思維
傳統(tǒng)的教學(xué)采用的是教師講、學(xué)生聽的教學(xué)形式，顯得沉悶而單調(diào)。而多媒體教學(xué)可以發(fā)揮三機(jī)一幕的優(yōu)勢(shì)，做到圖文結(jié)合、聲情并茂，充分展現(xiàn)知識(shí)的形成過程，使本來比較枯燥、乏味的內(nèi)容豐富起來。在講授單相交流電的產(chǎn)生這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，筆者采用了多媒體課件進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生清晰地看到：當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中切割磁感線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線圈回路閉合時(shí)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，使接在線圈回路中的小燈泡發(fā)光。學(xué)生對(duì)這一節(jié)課特別感興趣，對(duì)知識(shí)理解得更加透徹。
一、故事釋疑法
所謂故事釋疑法，就是用生動(dòng)、形象的故事對(duì)有疑問的物理過程進(jìn)行解釋的教學(xué)方法。它是講述法中的一種。它不是平鋪直敘的方式，講究的是故事釋疑的策略。
在課堂中教師如何運(yùn)用物理學(xué)史進(jìn)行生動(dòng)的教學(xué)呢？我認(rèn)為在物理學(xué)史教學(xué)中應(yīng)從設(shè)疑開始，加以故事講述進(jìn)行教學(xué)。巧妙設(shè)疑、留下懸念不僅使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的心理需要，同時(shí)極大程度地提高了學(xué)生的求知欲，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情。學(xué)起于思，思源于疑，疑則誘發(fā)探索?？茖W(xué)發(fā)明與創(chuàng)造正是從質(zhì)疑開始，從解疑入手的。教師在教學(xué)中運(yùn)用懸念、反問等設(shè)疑方法巧設(shè)問題來激發(fā)學(xué)生的積極思維，“有疑――釋疑”的教學(xué)過程引發(fā)學(xué)生探求知識(shí)的愿望。質(zhì)疑的過程，實(shí)際上是一個(gè)積極思維的過程，是發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的過程，也是解決問題的過程。在物理教學(xué)過程中，教師要注意挖掘和利用物理學(xué)史素材，在課堂引入中創(chuàng)設(shè)情景，引起學(xué)生注意，并思考提出來的問題。這樣比直接滲入物理學(xué)史的效果要好得多。
以歐姆定律為例：全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書（試驗(yàn)修訂本）（物理）第二冊(cè)中第十五章《恒定電流》講述了歐姆定律，但是課本中直接得出歐姆定律的公式，沒有提到當(dāng)時(shí)歐姆（G.S.Ohm，1789―1854）是如何得到這個(gè)公式的。學(xué)生只能被動(dòng)接受這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，在此，有必要滲透物理學(xué)史進(jìn)行教學(xué)。知識(shí)背景：歐姆在傅里葉（J.B.J.Fourier）熱傳導(dǎo)理論的啟發(fā)下進(jìn)行電學(xué)研究，得出歐姆定律：R=U/I，但是當(dāng)時(shí)并沒有測(cè)量電流的儀器，他是如何測(cè)量電流的大小的呢？
這種滲透方式以教師傳授為主，在傳授過程中很好地把握了學(xué)生的心理動(dòng)態(tài)。以疑問為先導(dǎo)，用故事釋疑，是一種很好的滲透方法。一般而言，《自由落體運(yùn)動(dòng)》《光的本性》等章節(jié)運(yùn)用這種教學(xué)方法比較好。教師在教學(xué)過程中應(yīng)該充分挖掘史學(xué)故事，用設(shè)疑和講故事的方法把物理學(xué)史滲透進(jìn)來。
二、觀摩討論法
隨著教學(xué)方式多樣化，多媒體技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)中學(xué)課堂。物理教學(xué)要充分利用這些信息技術(shù)。教師可以在網(wǎng)絡(luò)上找到有關(guān)物理學(xué)史的視頻資源和音頻資源，用聲音、圖像、影片給學(xué)生更大的信息沖擊，改變傳統(tǒng)的教材教學(xué)和教師講述。學(xué)生感性并深刻地獲得史學(xué)知識(shí)。教師指導(dǎo)學(xué)生分組參與討論，并由學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題。這樣學(xué)生就認(rèn)識(shí)到物理學(xué)史中的內(nèi)涵。
三、誘導(dǎo)自學(xué)法
誘導(dǎo)自學(xué)法就是學(xué)生在教師的誘導(dǎo)下，通過閱讀教材或教學(xué)參考資料，獨(dú)立地進(jìn)行學(xué)習(xí)，以獲得知識(shí)的學(xué)習(xí)方法。其特點(diǎn)是：教師不單是指導(dǎo)而要用誘導(dǎo)的方式引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮自主性，獨(dú)立地獲取知識(shí)，有效地培養(yǎng)閱讀能力和自學(xué)能力。物理學(xué)史有豐富的資源，教師不可能在課堂上一一展現(xiàn)出來，畢竟物理學(xué)理論知識(shí)是高中物理教學(xué)的主體部分，物理學(xué)史的滲透也是為了物理學(xué)理論知識(shí)的傳播。教師只能選擇比較重要、比較適合的部分滲透課堂，很大一部分知識(shí)只能靠學(xué)生自己學(xué)習(xí)。教師先滲透一部分物理學(xué)史，留下一部分不傳授，激發(fā)了學(xué)生的興趣。學(xué)生迫切想知道更多的史學(xué)知識(shí)，而教師卻又不再深入講述下去，使學(xué)生在認(rèn)知過程中受阻。教師接下來倡導(dǎo)學(xué)生積極利用課外時(shí)間閱讀物理學(xué)史知識(shí)。在不給學(xué)生加重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)的情況下，教師可以布置相應(yīng)的物理學(xué)史的作業(yè)促進(jìn)學(xué)生閱讀，同時(shí)積極幫助學(xué)生收集資料，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我學(xué)習(xí)。這種方法充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體性，發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，教師只是在思想和理論上進(jìn)行指導(dǎo)，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中去發(fā)現(xiàn)問題、探索問題。
以上提供了三種教學(xué)方法。在教學(xué)過程中，學(xué)生知識(shí)獲取、智力發(fā)展和非智力因素的培養(yǎng)，不能只依靠一種教學(xué)方法，而應(yīng)該結(jié)合物理學(xué)史的特性把多種方法綜合起來，加以運(yùn)用。教師應(yīng)發(fā)揮自己的主導(dǎo)作用，努力創(chuàng)造條件，讓學(xué)生充分參與教學(xué)活動(dòng)，發(fā)揚(yáng)我國教學(xué)相長的優(yōu)良傳統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)：
一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)體驗(yàn)
學(xué)生在此前沒有接觸過有關(guān)控制變量的內(nèi)容。在正式講解用控制變量法掌握歐姆定律之前，教師可以在教學(xué)的開始階段開展比較淺顯的探究活動(dòng)，通過調(diào)動(dòng)學(xué)生們的積極性，成功引入這種新的思想。這樣的方法，可以給學(xué)生提前創(chuàng)設(shè)出應(yīng)用的氛圍，提前感知，在大腦中形成淺顯的印象，激發(fā)學(xué)生體驗(yàn)。
在引入歐姆定律的時(shí)候，我訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用控制變量法，通過教師的簡單引導(dǎo)，讓學(xué)生們自己設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生探究科學(xué)方法的意識(shí)。在課堂上，我首先展示了一個(gè)簡單的發(fā)光小燈泡電路，讓學(xué)生去改變電路中的某個(gè)條件讓燈泡變暗。有學(xué)生們說減少電池的數(shù)量，這樣通過改變小燈泡的電壓U進(jìn)而讓燈泡變暗。我問學(xué)生們?cè)谶@種情況下，電路中還有什么發(fā)生了變化，學(xué)生回答：電壓U變小了，在電路中電阻R不變的情況下就會(huì)讓電流I變小。也就是說，在其他條件不變的情況下，改變小燈泡兩端的電壓U就會(huì)影響燈泡兩端的電流I，進(jìn)而改變燈泡的亮度。我讓學(xué)生們?cè)傧胂肫渌姆椒ǎ袑W(xué)生說在電路中加一個(gè)滑動(dòng)變阻器，這樣通過改變電路中的總電阻R，從而改變電流。學(xué)生說的這兩種方法都是正確的，教師就應(yīng)該讓學(xué)生在課堂上多發(fā)言，提高他們?cè)谡n堂的主體地位。學(xué)生其實(shí)已經(jīng)有控制變量法的思想了，只是還沒有進(jìn)行系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，不懂得在其他方面應(yīng)用。教師先提供給學(xué)生新的探究情景，讓學(xué)生開動(dòng)腦筋，既能訓(xùn)練他們的思維，還能激發(fā)他們對(duì)之后探究的熱情。
學(xué)生通過探究電阻R和電壓U對(duì)電流I的影響，逐漸的萌生出控制變量的思想。在此種情景中，雖然只是簡單的認(rèn)識(shí)，但是已經(jīng)提高了學(xué)生的思維活躍性，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)的有趣，產(chǎn)生參與的想法。學(xué)生從熟悉的電路入手，積極地參與到課堂教學(xué)中，有利于活躍課堂氣氛。
二、演繹探究，形成認(rèn)知
學(xué)生了解了控制變量法的使用情況，教師就可以在實(shí)際操作中引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用控制變量法，去研究各項(xiàng)因素是怎樣影響物理量的。教師通過在課堂上設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)控制變量法，進(jìn)一步深入了解這個(gè)科學(xué)方法。
在探究歐姆定律的時(shí)候，我進(jìn)一步問學(xué)生：“小燈泡的電阻會(huì)改變嗎？”學(xué)生回答：“小燈泡是白熾燈，它的電阻R會(huì)隨著溫度的變化而變化?！边@是我讓學(xué)生提前閱讀教材的結(jié)果。這樣做能夠讓學(xué)生在聽講的時(shí)候變輕松。所以我讓學(xué)生選用定值電阻，來探究定值電阻I和導(dǎo)體兩端電壓U之間的關(guān)系。為了不老是換電池，有學(xué)生提出在電路中加一個(gè)滑動(dòng)變阻器，這樣既可以保護(hù)電路還能改變定值電阻兩端的電壓U。學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，及時(shí)記錄電流表和電壓表的數(shù)據(jù)I1，U1，教師在旁邊指導(dǎo)。學(xué)生每改變一次滑動(dòng)變阻器的阻值，都可以得到一組新的數(shù)據(jù)。學(xué)生記錄完數(shù)據(jù)之后，根據(jù)剛才的實(shí)驗(yàn)，我讓他們用圖像法來研究，畫出I-U的圖像，得到了當(dāng)電阻不變時(shí)，電流I和導(dǎo)體兩端的電壓U是成正比的結(jié)論。在整個(gè)探究的過程中，首先要讓學(xué)生考慮影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)的其他因素，排出了這些因素，然后進(jìn)行研究，再通過記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終通過圖像等輔助工具來得出結(jié)論。
歐姆定律是電學(xué)的一個(gè)基本規(guī)律，學(xué)生在探究的時(shí)候正確地運(yùn)用了滑動(dòng)變阻器，大大降低了實(shí)驗(yàn)的難度。學(xué)生和老師一起合作完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生既動(dòng)手又動(dòng)腦，課堂變得生動(dòng)活潑，教學(xué)的效率大大提高。
三、建立概念，引導(dǎo)歸納
在學(xué)習(xí)了控制變量法之后，為了能讓學(xué)生進(jìn)一步的深化理解、建立控制變量法的概念，教師可以讓學(xué)生使用這種方法去驗(yàn)證其他的公式。我突破教材的限制，增加了一個(gè)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生探究電阻的計(jì)算公式R= ，來加深他們對(duì)這種方法的印象。
這次我讓學(xué)生自己去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生你一言我一語的積極發(fā)言，基本把實(shí)驗(yàn)的步驟說全了。之后我讓學(xué)生用實(shí)驗(yàn)來檢測(cè)，學(xué)生借助之前研究歐姆定律的電路圖，這次通過更換定值電阻的電阻絲，得到幾組電壓表和電流表的示數(shù)IX、UX。我給學(xué)生提供了相同電阻率，不同橫截面積的電阻絲，通過在課堂上隨機(jī)剪斷電阻絲來改變長度L。有的學(xué)生研究的是保持電阻的長度不變探究橫截面積和電阻之間的關(guān)系，有的學(xué)生研究的是保持電阻的橫截面積相同探究電阻的長度和電阻之前的關(guān)系。在學(xué)生將得到的數(shù)據(jù)IX、UX進(jìn)行整理，算出電阻絲的電阻R之后，再去做R-S和R-L的圖像，就可以去檢測(cè)公式R=的正確性。學(xué)生運(yùn)用控制變量法，發(fā)現(xiàn)電阻絲的電阻R和長度L成正比，和橫截面積S成反比。通過檢測(cè)，驗(yàn)證了控制變量法的必要性，學(xué)生就可以通過這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)去體會(huì)控制變量法在探究實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，將這個(gè)方法融入到自己的思想中去。
最后我告訴同學(xué)們，要在實(shí)驗(yàn)中正確地找到自變量和因變量，就必須理清哪個(gè)量的改變是由于誰的變化而變化的。只要學(xué)生們掌握了這樣的邏輯關(guān)系，分清自變量和因變量，就能很好地運(yùn)用控制變量法了。
四、開放試題，學(xué)以致用
物理知識(shí)不是只靠教師的講解就能讓學(xué)生掌握的，要想讓學(xué)生將這些知識(shí)真正地內(nèi)化，做題是唯一的途徑。在做題的過程中，學(xué)生才能發(fā)現(xiàn)自己的問題，在聽講的過程中并不一定能夠發(fā)現(xiàn)這些問題，通過練習(xí)才可以提高運(yùn)用知識(shí)的能力。
控制變量法的考查多設(shè)置在實(shí)驗(yàn)題中，我以“密度”為載體，讓學(xué)生進(jìn)行練習(xí)。物體的密度公式為p=―，不難發(fā)現(xiàn)：同種物質(zhì)組成的物體，質(zhì)量與體積成正比；不同種物質(zhì)組成的不同物體，質(zhì)量一定時(shí)，密度與體積是成反比的。就通過這一結(jié)論來做題。首先題目中給出了四個(gè)物塊，鋁塊1的質(zhì)量為54g，體積為20cm3，密度為2.7g/cm3，鋁塊2的質(zhì)量為108g，體積為40cm3，松木1的質(zhì)量為108g，體積為216 cm3，密度未知，松木2的質(zhì)量為10g，體積為20 cm3，密度為0.5 g/cm3。松木的密度很容易就能求得，為0.5 g/cm3。通過比較兩個(gè)鋁塊，可以發(fā)現(xiàn)質(zhì)量和體積有什么關(guān)系？不難發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)物塊的密度是相同的，根據(jù)公式m=pV，可知兩者是呈正比關(guān)系的。通過比較鋁塊2和松木1，質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，密度和體積是什么關(guān)系？顯然體積是不同的，因?yàn)槊芏炔煌谫|(zhì)量相等的情況下，密度越大，體積越小。通過比較鋁塊和松木，可以得出什么結(jié)論？這兩種物體的質(zhì)量、體積、密度都不一定相同，完全可以寫“同種物質(zhì)的密度是一樣的”“不同物質(zhì)的密度一般是不一樣的”。就這道題來說，就是運(yùn)用了控制變量法，鋁塊1、鋁塊2的密度是相同的，當(dāng)質(zhì)量增大一倍，體積也會(huì)相應(yīng)的增大一倍。而對(duì)于鋁塊2和松木1，兩者的質(zhì)量是相同的，根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系m=pV，就可知松木的密度會(huì)小。這道題雖然簡單，學(xué)生通過觀察數(shù)據(jù)，已經(jīng)慢慢地在接觸這種研究方法。在之后練習(xí)到難的問題時(shí)，就會(huì)有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，比如探究壓強(qiáng)、液體?炔康難骨康奈侍猓?學(xué)生必須分析不同的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行整合，才能解決問題。