初中物理等效替代法范文
時(shí)間:2023-06-14 17:37:04
導(dǎo)語(yǔ):如何才能寫好一篇初中物理等效替代法,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
方法一、等效替代法:
等效替代法是指在研究某一個(gè)物理現(xiàn)象和規(guī)律時(shí),因?qū)嶒?yàn)本身的特殊限制或因?qū)嶒?yàn)器材等限制,不可以或很難直接揭示物理本質(zhì),而采取與之相似或有共同特征的等效現(xiàn)象來(lái)替代的方法。這種方法若運(yùn)用恰當(dāng),不僅能順利得出結(jié)論,而且容易被學(xué)生接受和理解。在探究平面鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,用玻璃板替代了平面鏡,因兩者在成像特征上有共同之處,容易使學(xué)生接受,而玻璃板又是透明的,能通過(guò)它觀察到玻璃板后面的蠟燭,便于研究像的特點(diǎn)。
比如在學(xué)習(xí)伏安法測(cè)電阻之后,要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),在上述實(shí)驗(yàn)中缺少電壓表或電流表,其它器材不變,另有電阻箱供選用,要求測(cè)出未知電阻,應(yīng)該怎么辦?學(xué)生就可以用等效替代的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)了。
例:現(xiàn)有兩節(jié)電池,三個(gè)開(kāi)關(guān),若干導(dǎo)線,還有電流表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱各一個(gè),請(qǐng)用以上器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)出未知電阻Rx的值(電阻箱的最大阻值大于Rx)。
解析:(1)按圖1連接好實(shí)物電路,將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大值。
圖一 圖二
(2)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的電阻,使電流表的示數(shù)為某一合適的數(shù)值并記為I0。
(3)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,閉合開(kāi)關(guān)S3并調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值,使電流表的數(shù)值仍為I0,則Rx的阻值就等于此時(shí)電阻箱R2的阻值。
點(diǎn)評(píng):這里用電阻箱R2(已知阻值電阻)等效替代了待測(cè)電阻Rx,電路中的電流仍為I0,所以Rx=R2。測(cè)量方法突破常規(guī)思維,非常獨(dú)特、新穎。
若在此實(shí)驗(yàn)中,將電流表改為電壓表,其他器材不變,試用上述等效替代法測(cè)出未知電阻Rx的阻值。測(cè)量方法和操作步驟與上題大同小異,它的電路圖如圖2所示,只需調(diào)節(jié)R2知道兩次電壓表讀數(shù)相同,此時(shí)R2的讀數(shù)九等于Rx的阻值。
方法二、控制變量法:
所謂控制變量法是指為了研究物理量同影響它的多個(gè)因素中的一個(gè)因素的關(guān)系,可將除了這個(gè)因素以外的其它因素人為地控制起來(lái),使其保持不變,再比較、研究該物理量與該因素之間的關(guān)系,得出結(jié)論,然后再綜合起來(lái)得出規(guī)律的方法。這種方法在整個(gè)初中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用比較普遍。
在初中物理中,探究影響液體的蒸發(fā)快慢的因素、影響滑動(dòng)摩擦力大小、影響導(dǎo)體電阻大小的因素、電流跟電壓電阻的關(guān)系、影響電熱功率大小的因素、影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素的因素、決定壓力作用效果的因素等實(shí)驗(yàn),都運(yùn)用了控制變量法。
例:(10·鎮(zhèn)江)小凡同學(xué)在4塊相同的玻璃板上各滴一滴質(zhì)量相同的水,進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)探究,得出水蒸發(fā)快慢與水的溫度、水的表面積和水面上方空氣流動(dòng)快慢有關(guān)。
(1)通過(guò)A、B兩圖的對(duì)比,可以得出水蒸發(fā)快慢與水的 有關(guān)。
(2)通過(guò) 兩圖的對(duì)比,可以得出水蒸發(fā)快慢與水的溫度有關(guān)。
(3)小凡同學(xué)猜想水蒸發(fā)快慢還可能與水的質(zhì)量有關(guān),于是繼續(xù)進(jìn)行了如下探究:在相同環(huán)境下的兩塊相同的玻璃板上分別滴上一滴和兩滴水(如圖4).結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲圖中水先蒸發(fā)完,于是他得出結(jié)論:水蒸發(fā)快慢與水的質(zhì)量有關(guān),水的質(zhì)量越小蒸發(fā)越快。從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)看,他沒(méi)有控制水的 (選填“質(zhì)量”或“表面積”)相同;從得出結(jié)論環(huán)節(jié)看, “根據(jù)誰(shuí)先蒸發(fā)完,判斷誰(shuí)蒸發(fā)快”是否正確? (選填“正確”或“不正確”),理由是 。
篇2
1控制變量法
物理學(xué)中研究一個(gè)物理量與多個(gè)因素的關(guān)系時(shí),常采用的方法是只改變其中的一個(gè)因素,而保持其他的因素不變,從而確定這個(gè)因素是否影響我們所要研究的物理量。這種方法就是控制變量法。
例如,在探究決定電阻大小的因素的實(shí)驗(yàn)中,在探究電流與電壓的關(guān)系、電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,在探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,都用到了控制變量法。
例1(咸寧中考)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路來(lái)“探究――影響電阻大小的因素”,電路中a、b、c、d是四種不同的金屬絲。
編號(hào)材料長(zhǎng)度(m)橫截面積(m2)①鎳鉻合金0。80。8②鎳鉻合金0。50。5③鎳鉻合金0。30。5④鎳鉻合金0。31.0⑤康銅合金0。30。5⑥康銅合金0。80。8現(xiàn)有幾根鎳鉻合金絲和康銅合金絲,其規(guī)格如上表所示。為了便于探究和分析,實(shí)驗(yàn)中要利用控制變量法,要求都相對(duì)金屬絲a 進(jìn)行比較,因此電路圖中金屬絲a 應(yīng)選上表中的(用編號(hào)表示),b、c、d 應(yīng)分別選上表中的(用編號(hào)表示)。
解析③與②的材料、橫截面積相同而長(zhǎng)度不同,可用來(lái)對(duì)比研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系;③與④的材料、長(zhǎng)度相同而橫截面積不同,可用來(lái)對(duì)比研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系;③與⑤的長(zhǎng)度、橫截面積相同而材料不同,可用來(lái)對(duì)比研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系。
答案③;②④⑤(順序可互換)
點(diǎn)評(píng)在“探究影響電阻大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中,要研究電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系,因此每次實(shí)驗(yàn)時(shí)都要控制變量。在研究導(dǎo)體的電阻與材料的關(guān)系時(shí),要保持導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積相同;在研究導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系時(shí),要保持導(dǎo)體的材料和橫截面積相同;在研究導(dǎo)體的電阻與橫截面積的關(guān)系時(shí),要保持導(dǎo)體的材料和長(zhǎng)度相同。
2圖象法
圖象法是指借助圖象來(lái)確定物理量之間關(guān)系的方法,是物理學(xué)中運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)研究物理規(guī)律的非常有效的方法,是一種科學(xué)探究的基本方法。
在電學(xué)中經(jīng)常利用圖象坐標(biāo)來(lái)進(jìn)行定性分析和定量計(jì)算,例如,在探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓、導(dǎo)體的電阻的關(guān)系時(shí),利用“U-I圖象”可以使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化。在歷年中考中,有關(guān)圖象坐標(biāo)的電學(xué)題也屢見(jiàn)不鮮。
解析由圖2可知,對(duì)于R1來(lái)說(shuō),電流0。2 A對(duì)應(yīng)的電壓是4 V,根據(jù)電阻計(jì)算公式得
答案A
點(diǎn)評(píng)本題考查如何利用圖象坐標(biāo)計(jì)算物理量的取值。此類題的解題關(guān)鍵是選好特殊值,代入相應(yīng)公式計(jì)算出結(jié)果。
3等效替代法
所謂的“等效替代法”就是在效果相同的前提下,把實(shí)際的、復(fù)雜的物理過(guò)程變成理想的、簡(jiǎn)單的等效過(guò)程來(lái)處理,可使問(wèn)題的研究與解決大為簡(jiǎn)化,還可加深對(duì)物理概念、規(guī)律的理解。
例如,在研究串、并聯(lián)電路的電阻規(guī)律時(shí)、在用特殊方法測(cè)量電阻時(shí)利用等效替代法可以使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化。
例3(莆田中考)在測(cè)定一個(gè)未知電阻Rx的阻值時(shí),小明和小亮設(shè)計(jì)了如圖3甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,其中R1是電阻箱S1為單刀積擲開(kāi)關(guān)。
(1)閉合開(kāi)關(guān)S后,把開(kāi)關(guān)S1接到觸點(diǎn)1;把開(kāi)關(guān)S1接到觸點(diǎn)2后,小明和小亮采取了不同的實(shí)驗(yàn)操作。
小明的操作:保持滑片P的位置不變,只調(diào)節(jié)電阻箱R1,直到電壓表示數(shù)為U;
小亮的操作:同時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R和電阻箱R1,直到電壓表表示數(shù)為U。
你認(rèn)為兩人的操作中,的操作是正確的。
(2)選擇正確的實(shí)驗(yàn)操作后,電阻箱R1上各旋鈕的位置如圖3乙所示,其讀數(shù)為Ω,則待測(cè)電阻Rx的阻值應(yīng)為Ω。
解析(1)本題中,閉合開(kāi)關(guān)S后,把開(kāi)關(guān)S1接到觸點(diǎn)1時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使電壓表有個(gè)合適的示數(shù)U,這個(gè)電壓為此時(shí)待測(cè)電阻Rx分擔(dān)的電壓大?。划?dāng)小明操作時(shí),是保持滑片P的位置不變(即變阻器連入電路中的電阻大小不變),只調(diào)節(jié)電阻箱R1,直到電壓表示數(shù)為U,說(shuō)明此時(shí)電阻箱R1分擔(dān)的電壓與(1)步驟中的Rx分擔(dān)的電壓相等。因兩次實(shí)驗(yàn)中,變阻器接入電路中的阻值大小相同,故R1與Rx接入電路中的電阻大小也相同。由此可知,小明的操作是正確的;
(2)按照電阻箱的讀數(shù)規(guī)則,其讀數(shù)為
待測(cè)電阻Rx的阻值等于實(shí)驗(yàn)中R1的示數(shù),也是108 Ω。
答案(1)小明;(2)108;108。
篇3
一、堅(jiān)守生本本位
在教學(xué)中,堅(jiān)守生本本位,教師要有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生的探究熱情,讓學(xué)生在探究活動(dòng)中學(xué)習(xí)知識(shí),在探究活動(dòng)中研究方法.教師要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程,設(shè)計(jì)合理的教學(xué)方案和教學(xué)計(jì)劃.如,在研究平面鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)中,我們不要急于讓學(xué)生一下子就算出成像的大小,要先讓學(xué)生知道,像和原物的大小關(guān)系,然后逐步引向深入.要啟發(fā)學(xué)生:有些演員不能獨(dú)立完成的高難度動(dòng)作,經(jīng)常請(qǐng)?zhí)嫔硗瓿?通過(guò)這類例子類比:用另一個(gè)相同的蠟燭做特技替身,來(lái)代替鏡子的蠟燭,去與它的像進(jìn)行比較,這樣很符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),又能很好地解決文本中想要說(shuō)明的“像和物的大小關(guān)系”問(wèn)題.
創(chuàng)設(shè)情景、引導(dǎo)學(xué)生選擇研究方法.這有利于培養(yǎng)學(xué)生的能力,給學(xué)生更多探索的機(jī)會(huì).如果教師能有效挖掘教材,不僅可以成功地完成物理知識(shí)教學(xué)任務(wù),更有利于學(xué)生掌握物理研究方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).例如,在研究“滑動(dòng)摩擦力與什么因素有關(guān)”我們時(shí),讓學(xué)生思考:什么例子可以證明,產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦的相關(guān)因素呢?在學(xué)生探究的基礎(chǔ)上,學(xué)生和教師總結(jié)猜想:滑動(dòng)摩擦力的大小和接觸表面粗糙程度、壓力、接觸面積、物體的速度等有關(guān).接著質(zhì)疑:用什么方法來(lái)確認(rèn)你的“猜想”是正確的.如果滑動(dòng)摩擦力的大小改變時(shí),你如何確定其影響的因素呢?――控制變量法將是一個(gè)重要的技能.學(xué)生在選擇適當(dāng)?shù)难芯糠椒ê笤谙旅娴膶W(xué)習(xí)和探究,就可以順利進(jìn)行了.
二、深入啟發(fā),突破難點(diǎn)
在物理課堂教學(xué)中,啟發(fā)式教學(xué)遇到的一個(gè)最大障礙是學(xué)生“啟而不發(fā)”.在這里,最直接的原因還要從教師這里找,因?yàn)楹芏鄷r(shí)候是我們的要求和教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的實(shí)際沒(méi)有完全接軌.因此,做好啟發(fā)式教學(xué)的關(guān)鍵是聯(lián)系學(xué)生的實(shí)際,堅(jiān)持發(fā)展學(xué)生的最近發(fā)展區(qū).學(xué)生只有估計(jì)他能夠接近目標(biāo),才會(huì)試著去努力,標(biāo)準(zhǔn)太高了,他不可能去嘗試.標(biāo)準(zhǔn)太低,當(dāng)然也不可能使學(xué)生進(jìn)入積極的精神狀態(tài).沒(méi)有積極的精神狀態(tài),突破難點(diǎn)就勉為其難.如,單擺問(wèn)題的難點(diǎn)突破.有一位有經(jīng)驗(yàn)的教師是這樣做的:在講完單擺以后,提出了如下問(wèn)題請(qǐng)學(xué)生想一想“當(dāng)單擺擺角不大時(shí),什么力使單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)呢?”一個(gè)學(xué)生說(shuō),“是張力的力量”,一個(gè)學(xué)生說(shuō)是“重力的分力”,各抒己見(jiàn).然后另外一個(gè)學(xué)生說(shuō):“他們兩位只是說(shuō)法不同,本質(zhì)是一樣的.第一個(gè)學(xué)生是從合成角度分析的,第二個(gè)學(xué)生是從分解角度分析的,合成與分解是方法問(wèn)題,實(shí)質(zhì)是一樣的.”接著教師又問(wèn):“二者實(shí)質(zhì)既然相同,合成和分解的分力就都應(yīng)該具有簡(jiǎn)諧力(簡(jiǎn)稱為回復(fù)力)的特征,是嗎?”這樣的啟發(fā)使課堂上的形勢(shì)發(fā)生了變化,許多學(xué)生通過(guò)分析而支持“是重力分力”的正確觀點(diǎn),深入的啟發(fā),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性.
在初中物理教學(xué)中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生不斷思考,要以學(xué)生為主體,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性.在教師的指導(dǎo)和啟發(fā)下,組織學(xué)生積極開(kāi)展討論,使學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行思考、討論、分析和研究,最后得出正確的結(jié)論.討論主要內(nèi)容應(yīng)該是物理學(xué)中的重要概念、規(guī)律、現(xiàn)象和公式及學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中經(jīng)常遇到的一些問(wèn)題,學(xué)生學(xué)習(xí)這些概念、規(guī)律和公式相對(duì)來(lái)說(shuō)還是有困難的,容易模糊.如“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”、“波的概念”、“浮力”的概念等.
三、方法舉隅,重在變通
1.等效替代法
“曹沖稱象”中用石子等效替換大象,就是等效替代法.等效替代法是一種抓住兩個(gè)看起來(lái)不同的物理過(guò)程,找到同樣效果的方法.如:在電路中,若干個(gè)電阻,相當(dāng)于一個(gè)適當(dāng)?shù)淖枇?,反之亦?如串聯(lián)電路的總電阻、并聯(lián)電路的總電阻都利用了等效的思想.
2.實(shí)驗(yàn)推理法
在初中物理教學(xué)中,有一些物理現(xiàn)象,用實(shí)驗(yàn)可以直接驗(yàn)證,而有的卻需要我們通過(guò)實(shí)驗(yàn),提出了合理的推理得出正確的結(jié)論,這就是實(shí)驗(yàn)推理法.
如,牛頓第一定律實(shí)驗(yàn).同一物體,從同一斜面同一高度釋放,它在光滑平面運(yùn)動(dòng)和粗糙的平面上運(yùn)動(dòng),滑出去的距離明顯是不一樣的.于是我們推斷,如果這個(gè)物體在絕對(duì)光滑平面上運(yùn)動(dòng),那么這個(gè)物體將永遠(yuǎn)是勻速直線運(yùn)動(dòng).再如,在做真空不能傳遞聲音的實(shí)驗(yàn)時(shí),當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)空氣越少,聲音就越小時(shí),我們推斷,真空不能傳聲的.
3.建立模型法
為了方便的研究物理問(wèn)題,在初中物理教學(xué)中常常采用建立模型的方法,建立模型方便于探討事物的本身,建立模型是對(duì)研究對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化描述.物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程可以說(shuō)是一個(gè)不斷建立物理模型的過(guò)程,是一個(gè)用新的物理模型來(lái)取代舊的或不完善的物理模型的過(guò)程.
如,研究肉眼難以觀察到的原子結(jié)構(gòu)時(shí),我們光靠語(yǔ)言的描述,是很困難的,怎么辦?――建立核結(jié)構(gòu)模型.再如:力的示意圖或力的圖示是實(shí)際物體和作用力的模型.電路圖是一個(gè)真正的電路模型.
4.類比法
篇4
1、控制變量法:某一物理量往往同時(shí)受到幾個(gè)不同物理量的影響,為了確定各個(gè)不同物理量之間的關(guān)系,就需要用人為的方法控制某些變量,使其保持不變,然后改變某一個(gè)量,看所研究的物理與該物理量之間的關(guān)系的方法。
此類方法常用于:(1)探究影響蒸發(fā)快慢的因素。(2)探究影響導(dǎo)體電阻大小(3)探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素。(4)探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系。(5)探究影響電流熱效應(yīng)的因素。(6)探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素。(7)探究決定壓力作用效果的因素。(8)探究影響動(dòng)能大小的因素等。
2、等效替代法:在研究某一個(gè)物理現(xiàn)象和規(guī)律時(shí),因?qū)嶒?yàn)本身的特殊限制或因?qū)嶒?yàn)器材等限制,不可以或很難直接提示其物理本質(zhì),而采取與之相似或有共同特征的等效現(xiàn)象來(lái)替代的方法。
此類方法常用于;(1)探究平面鏡成像特點(diǎn),(2)探究等效電阻等。
3、轉(zhuǎn)換法:有的物理量不便直接測(cè)量,通過(guò)將其轉(zhuǎn)換為容易測(cè)量的物理量,或有的物理現(xiàn)象不便直接觀察,通過(guò)將其轉(zhuǎn)換為與之相關(guān)聯(lián)的物理現(xiàn)象,從而獲得結(jié)論的方法
此類方法常用于:(1)探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱因素時(shí),用吸引鐵釘?shù)亩嗌賮?lái)判斷》(2)通過(guò)觀察壓強(qiáng)計(jì)U形管內(nèi)液柱的高度差判斷液體內(nèi)部的壓強(qiáng)大小。(3)通過(guò)觀察木樁被落下的金屬塊撞擊后陷入沙坑中的深淺來(lái)比較重力勢(shì)能的大小。(4)通過(guò)墨水的擴(kuò)散現(xiàn)象來(lái)認(rèn)識(shí)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)等。
4、類比法:在學(xué)習(xí)一些十分抽象的物量時(shí),為了把要表達(dá)的物理問(wèn)題說(shuō)清楚,往往用具體的、有形的、大家熟知的事物來(lái)類比,通過(guò)一個(gè)比較熟悉的對(duì)象的某些特征,去理解和掌握另一有相似性的對(duì)象的某些特征的方法。
5、實(shí)驗(yàn)推理法:有一些物理現(xiàn)象,由于受實(shí)驗(yàn)條件所限,無(wú)法直接驗(yàn)證,需要我們先進(jìn)行實(shí)驗(yàn),再根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理推理從而得出正確結(jié)論,這是一種常用的科學(xué)方法,
6、理想模型法:將抽象的物理現(xiàn)象用簡(jiǎn)單易懂的模型表示的方法,
篇5
1功能電路
按照功能劃分電路,是電子線路的觀點(diǎn),將此觀點(diǎn)運(yùn)用于高中電路的學(xué)習(xí),有助于搞清楚電路各部分的作用,實(shí)踐證明,這種觀點(diǎn)和方法是卓有成效的.高中階段按照功能電路的觀點(diǎn)來(lái)看,電路可分為四種或四部分,分別是供電電路,測(cè)量電路,保護(hù)電路和校對(duì)電路,其中主要的是供電電路和測(cè)量電路.
1.1供電電路
顧名思義,供電電路負(fù)責(zé)給電路供電,一般包括電源和滑動(dòng)變阻器兩個(gè)元件.供電電路有三種方式:
第一種是初中學(xué)過(guò)的、拿電源直接給用電器供電;
第二種就是高中學(xué)過(guò)的分壓式供電電路,如圖1所示;
第三種就是限流式供電電路,如圖2所示.
關(guān)于供電電路是選擇分壓式還是限流式已有多篇文章分析過(guò),本文不再贅述,只用16字簡(jiǎn)單總結(jié)一下:零起必分,滑小必分,滑大可限,燒表必分.
1.2測(cè)量電路
顧名思義,測(cè)量電路負(fù)責(zé)對(duì)電路中的相關(guān)量進(jìn)行測(cè)量,因?yàn)楦咧形锢碇械碾妼W(xué)測(cè)量工具只有電壓表和電流表及萬(wàn)用電表,故而測(cè)量電路這部分主要就是伏安電路.由于電表本身有內(nèi)阻,方法上又分為外接法和內(nèi)接法,外接法適合測(cè)量小電阻,測(cè)量值小于真實(shí)值,內(nèi)接法適合測(cè)量大電阻,測(cè)量值大于真實(shí)值,可簡(jiǎn)單總結(jié)為“外小內(nèi)大”.需要注意的是,測(cè)量電路它具有的就是測(cè)量功能,故而電路中相關(guān)量的測(cè)量與計(jì)算只看這部分電路即可,不需去管供電電路.
1.3保護(hù)電路
保護(hù)電路實(shí)際上就是一個(gè)電阻,它負(fù)責(zé)保護(hù)測(cè)量電路.一般是在供電電路和測(cè)量電路對(duì)接的時(shí)候接保護(hù)電路即可.
這種電路主要是在把電表改裝后需要與標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行校對(duì),校對(duì)不僅僅是把改裝表和標(biāo)準(zhǔn)表連在一起就行了,我們需要給它提供一個(gè)完整的電路,這個(gè)電路就叫校對(duì)電路.
有了功能電路的思想后,我們?cè)倏措妼W(xué)實(shí)驗(yàn)主要測(cè)什么.
2三個(gè)測(cè)量
高中電學(xué)實(shí)驗(yàn)歸納起來(lái)就是三個(gè)測(cè)量:測(cè)電阻,測(cè)電表,測(cè)電源.
測(cè)電阻就是測(cè)量電阻的阻值,測(cè)電表就是測(cè)非理想電表的內(nèi)阻,測(cè)電源就是測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻.那么這些量的測(cè)量各有幾種方法?
2.1測(cè)電阻
測(cè)電阻可歸納為以下幾種方法: ①歐姆表法;②電阻的決定式;③伏安法;④比例法;⑤等效替代法.
其中等效替代法不僅是高中物理任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)都可以用的方法,更是一個(gè)用途廣泛、道理簡(jiǎn)單、使用方便的方法,應(yīng)該引起我們的高度重視.
2.2測(cè)電表(的內(nèi)電阻)
測(cè)電表可歸納為以下幾種方法:①歐姆表法;②伏安法;③比例法(半偏法);④等效替代法.
由于測(cè)電表的內(nèi)電阻本質(zhì)上仍然是測(cè)電阻,故而測(cè)量方法與測(cè)電阻的方法基本一致.但是電表本身能夠自報(bào)讀數(shù),在知道電表內(nèi)阻的情況下可以伏安互換,一表三用,就又衍生出了許多測(cè)量方法,但仍然體現(xiàn)了測(cè)電阻的共性方法.
2.3測(cè)電源(的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻)
測(cè)電源可歸納為以下幾種方法:①兩表一電阻;②一表兩定阻;③理想電表法.
該實(shí)驗(yàn)從原理上來(lái)講就是閉合電路歐姆定律,需要關(guān)注測(cè)量電路,對(duì)閉合電路歐姆定律變形得出符合圖象的函數(shù)表達(dá)式,結(jié)合圖象由斜率和截距等來(lái)求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.
3舉例說(shuō)明
例1實(shí)驗(yàn)室備有以下器材:
待測(cè)電阻Rx;
不能看作理想表的電流表A;
不能看作理想表的電壓表V;
滑動(dòng)變阻器R1;
電阻箱R(最大阻值大于待測(cè)電阻的估計(jì)值);
低壓直流電源,導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)若干.
(1)利用所提供的器材,設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量R的實(shí)驗(yàn)方案,要求避免由于電壓表和電流表不能看作理想表對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的誤差.畫(huà)電路圖.
(2)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟.
解析首先明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪菧y(cè)電阻,但題目中給的是非理想表,而且要避免由于非理想表引起的誤差,那么在測(cè)電阻的五個(gè)方法里面篩選,歐姆表法和電阻的決定式法不能用,伏安法必須考慮電表的內(nèi)阻,也不能用,剩下的就是[TP1GW113.TIF,Y#]比例法和等效替代法,很顯然,等效替代法是最簡(jiǎn)單的,因此從方法上選擇等效替代法.
接好的電路如圖3.
在等效替代法中,被測(cè)物和替代物不能同時(shí)接入電路中,因此我們用了兩個(gè)開(kāi)關(guān)加以控制.要讓它完成實(shí)驗(yàn)必須要有供電,我們用了一個(gè)限流的電源.
主要的實(shí)驗(yàn)步驟就是:(1)閉合總開(kāi)關(guān)S3,然后閉合S1,使被測(cè)電阻Rx接入電路,讀出電流表的讀數(shù);(為了讀數(shù)方便,我們可以調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到一個(gè)比較方便的讀數(shù),其實(shí)這個(gè)地方的電流表只起一個(gè)記錄的作用) (2)斷開(kāi)S1,閉合S2,使電阻箱接入電路,調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)重復(fù)出現(xiàn),這時(shí)電阻箱的示數(shù)就是待測(cè)電阻的阻值.
我們完成一個(gè)實(shí)驗(yàn),首先要知道它測(cè)什么,知道這個(gè)測(cè)量有幾種方法,再根據(jù)已給出的器材就能夠決定我們用什么方法,就能夠畫(huà)出相應(yīng)的電路圖.
例2從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)一個(gè)電路來(lái)測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻.要求方法簡(jiǎn)潔,有盡可能高的測(cè)量精度,并能測(cè)得多組數(shù)據(jù).
(1)畫(huà)出電路圖,標(biāo)明所用器材代號(hào);
(2)若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算,則所用的表達(dá)式是什么?各符號(hào)的物理意義是什么?
[HT6][WB]器材:[WB]規(guī)格:
[DW]電流表A1(待測(cè)物)[DW]量程10 mA,內(nèi)阻r1待測(cè)(約40 Ω)
[DW]電流表A2[DW]量程500 μA,內(nèi)阻r2=750 Ω
[DW]電壓表V [DW]量程10 V,內(nèi)阻r3=10 kΩ
[DW]電阻R1[DW]阻值約為100 Ω做保護(hù)電阻用
[DW]滑動(dòng)變阻器R2[DW]總電阻約為50 Ω
[DW]電池E[DW]電動(dòng)勢(shì)1.5 V,內(nèi)阻很小
[DW]電鍵S
[DW]導(dǎo)線若干
解析首先明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)電表內(nèi)阻,那么思考改用什么測(cè)量方法呢?由測(cè)電表的四種方法,很多同學(xué)容易想到伏安法,那么我們畫(huà)出伏安法的測(cè)量電路這一部分,一般有三種畫(huà)法: 我們比較三種做法,第一種(見(jiàn)圖4),原理正確,但被測(cè)物是電表,可以自報(bào)讀數(shù),只需要再測(cè)出表A1的電壓即可,這里多用了一塊電表,不符合“方法簡(jiǎn)單”的要求;第二種(見(jiàn)圖5),比第一種簡(jiǎn)單,但根據(jù)已知條件電壓表的量程是10 V,電源的電動(dòng)勢(shì)是1.5 V,即使將電源直接接到電壓表上,表針的擺動(dòng)幅度也只有1.5/10格,無(wú)法達(dá)到比較高的測(cè)量精度,這個(gè)缺點(diǎn)在第一種圖中也同樣存在;第三種(見(jiàn)圖6),因電表A2的內(nèi)阻已知,所以可以把它當(dāng)電壓表來(lái)用,即伏安互換,互換之后的量程是否滿足要求呢?根據(jù)已知條件A1的滿偏電流10 mA,內(nèi)電阻約為40 Ω,那么這個(gè)表的滿偏電壓是0.4 V.A2的滿偏電流500 μA,內(nèi)電阻750 Ω,那么這個(gè)表的滿偏電壓0.375 V,量程相近,滿足題目要求.
由于被測(cè)量的表達(dá)式只由測(cè)量電路決定,與其它電路無(wú)關(guān),所以畫(huà)出測(cè)量電路后,被測(cè)物理量的表達(dá)式自然出現(xiàn),
下面我們看該電路的其它部分:
在圖7中使用的是限流式的供電電路,用分壓式可以嗎?當(dāng)然可以.用電源直接供電呢?不行,因?yàn)樗荒軡M足題目測(cè)量多組數(shù)據(jù)的要求.
另外,保護(hù)電路就是一個(gè)電阻(見(jiàn)圖8),在測(cè)量電路和供電電路對(duì)接的時(shí)候加上這個(gè)保護(hù)電阻即可,教學(xué)中發(fā)現(xiàn),很多學(xué)生不能識(shí)別定值電阻的用途,不知道它是做保護(hù)電路使用,故而出現(xiàn)了許多不應(yīng)該出現(xiàn)的問(wèn)題.
例3如圖9所示,圖中E為直流電源,R為已知電阻,V為理想電壓表,其量程略大于電源電動(dòng)勢(shì),S1和S2是開(kāi)關(guān),現(xiàn)要利用圖中電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,試寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果的表達(dá)式.
解析實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,題中給了一個(gè)理想電壓表,并且量程大于電源電動(dòng)勢(shì),篩選測(cè)電源的方法,可以用理想電壓表直測(cè).把S1斷開(kāi),S2閉合,則電壓表的讀數(shù)U1就是電源電動(dòng)勢(shì).
篇6
一、控制變量法
影響物理研究對(duì)象的因素往往是多方面、相互交錯(cuò)、共同起作用的,所以要想把握研究對(duì)象的特性,掌握事物變化的原因和規(guī)律,必須人為的制造一些條件,便于問(wèn)題的研究.控制變量法就是控制其他因素不變,只讓其中一個(gè)因素變化,來(lái)研究此因素的影響,是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常用的探究問(wèn)題的方法.學(xué)生在初中物理教材就接觸過(guò),例如,導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān)?導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系,電熱的大小與哪些因素有關(guān)等,都用到了控制變量法.物理中的許多實(shí)驗(yàn),往往存在著多種變化的因素,為了研究它們之間的關(guān)系可以先控制一些量不變,依次研究某一個(gè)因素的影響.
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科,控制變量法是一種常用的、有效的探索物理規(guī)律的科學(xué)方法,通過(guò)控制變量法,我們可以研究出某個(gè)物理量與多個(gè)因素之間的定性、定量關(guān)系,從而得出普遍的規(guī)律.
二、圖像法
物理學(xué)習(xí)離不開(kāi)物理實(shí)驗(yàn),在物理實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用圖象法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,不僅具有簡(jiǎn)明、直觀的特點(diǎn),而且還可以分析誤差的成因,減小誤差.
在探究速度隨時(shí)間的變化規(guī)律中,運(yùn)用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)特點(diǎn),通過(guò)做圖,分析圖像,尋找規(guī)律.
在研究電流與電壓、電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn),畫(huà)完圖像就很直觀反應(yīng)出正比反比的關(guān)系;重力與質(zhì)量的關(guān)系也用到圖像;還有水沸騰的圖像,很直觀地反映出水沸騰時(shí)溫度不變;晶體、非晶體熔化和凝固圖像都增添了直觀效果.
三、轉(zhuǎn)換法
轉(zhuǎn)換法就是在保證效果相同的前提下,將陌生、復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)換成熟悉、簡(jiǎn)單的問(wèn)題;將不可見(jiàn)、不易見(jiàn)的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)、易見(jiàn)的現(xiàn)象;將難以測(cè)量或難以測(cè)準(zhǔn)的物理量轉(zhuǎn)換為能夠測(cè)量或能夠測(cè)準(zhǔn)的物理量的方法.轉(zhuǎn)換法可以通過(guò)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象、空間角度、思維角度、物理過(guò)程、物理狀態(tài)、時(shí)間角度等間接地解決問(wèn)題.這對(duì)于學(xué)生的想象設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)造性思維品質(zhì)的培養(yǎng)是大有益處的.
如,測(cè)量摩擦力的大小,就是用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力,因?yàn)槭莿蛩僦本€運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡的知識(shí),拉力的大小等于摩擦力的大??;研究聲音的產(chǎn)生從紙片的跳動(dòng)顯示桌面或鼓面的振動(dòng);研究響度與振幅的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)也用到了轉(zhuǎn)換法從乒乓球被彈起的高度反映音叉振動(dòng)的幅度等.
四、等效替代法
“等效替代法”是指在效果相同的前提下,把抽象、復(fù)雜的物理過(guò)程或現(xiàn)象變換成理想、簡(jiǎn)單的過(guò)程或現(xiàn)象來(lái)研究處理的方法. 當(dāng)測(cè)量器材無(wú)法直接測(cè)量某個(gè)物理量時(shí),就要設(shè)法用可以直接測(cè)量的物理量來(lái)取代不能直接測(cè)量的物理量,但要注意的是直接測(cè)量的與不能直接測(cè)量的物理量之間要有內(nèi)在的聯(lián)系.如做平面鏡成像的實(shí)驗(yàn),用兩根等大的蠟燭,把沒(méi)有點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板后面,與前面點(diǎn)燃的蠟燭的像重合,用這個(gè)沒(méi)點(diǎn)燃的蠟燭代替虛像,就可以把看不見(jiàn)的虛像位置確定下來(lái),把抽象的問(wèn)題直觀化.其實(shí)這種方法自古有之——“曹沖稱象”中曹沖就是運(yùn)用了等效替代的方法,巧妙地測(cè)出了大象的質(zhì)量.測(cè)量不規(guī)則容器的容積時(shí),只需要把該容器裝滿水,測(cè)量水的體積即為該容器的容積等.
等效替代是物理實(shí)驗(yàn)成功重要的方法,物理學(xué)中的相關(guān)定律、定理、原理都是以替代思維為出發(fā)點(diǎn)的.
五、理想化法
影響物理現(xiàn)象的因素往往很多;實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用忽略次要因素或假設(shè)理想條件的方法,以突出現(xiàn)象的本質(zhì)因素,便于深入研究,從而取得合理的近似結(jié)果.
篇7
一、精心創(chuàng)設(shè)情境、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
“最好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),乃是學(xué)生對(duì)所學(xué)材料本身發(fā)生興趣?!辈剪敿{的這一句話道破了學(xué)習(xí)興趣是有效學(xué)習(xí)的原動(dòng)力所在。而學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并非是與生俱來(lái)的,這就要求我們教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的具體學(xué)情,通過(guò)教學(xué)手段和教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變,從學(xué)生的學(xué)習(xí)心理需求出發(fā),進(jìn)行學(xué)習(xí)情緒的調(diào)動(dòng)與興趣的激發(fā)。
1.超出預(yù)期,引發(fā)好奇
從初中學(xué)生的學(xué)齡特點(diǎn)來(lái)看,學(xué)生的注意力難以持久,學(xué)習(xí)情緒容易受外界干擾而發(fā)生波動(dòng)。因此,課堂教學(xué)過(guò)程中,就需要我們教師不斷地激發(fā)學(xué)生興趣,制造一些超出學(xué)生預(yù)期的物理現(xiàn)象,引發(fā)其好奇心,維系其學(xué)習(xí)注意力和內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。
例如:筆者在和學(xué)生一起探究“液體沸點(diǎn)與氣壓大小變化的關(guān)系”時(shí),筆者事先并沒(méi)有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的演示,而是讓學(xué)生自由猜想實(shí)驗(yàn)將有可能出現(xiàn)的結(jié)果,目的在于引導(dǎo)學(xué)生有目的地對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察,接著筆者再演示實(shí)驗(yàn),觀察到“原來(lái)停止沸騰的水澆冷水后重新沸騰”的物理現(xiàn)象,這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象顯然超出學(xué)生的原有預(yù)期,激發(fā)了學(xué)生好奇心,個(gè)個(gè)都持有懷疑的態(tài)度,從其內(nèi)心生成要親身驗(yàn)證的學(xué)習(xí)心理需要,進(jìn)一步探究顯得順理成章。
2.聯(lián)系生活,激發(fā)興趣
物理源于對(duì)生活的發(fā)現(xiàn),用于生活又是學(xué)習(xí)物理的目的之所在。從生活中揀選素材作為教學(xué)資源讓學(xué)生感覺(jué)親切,同時(shí)感受到學(xué)習(xí)的價(jià)值所在,從初中物理課本的編排來(lái)看,教材中也有許多選自于生活的精美插圖,這給我們教學(xué)提供了一條誘發(fā)學(xué)生的求知欲望,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的有效途徑,同時(shí),生活化的圖景給學(xué)生提供了豐富的感性材料,有助于學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。
例如,筆者在和學(xué)生一起學(xué)習(xí)“噪聲”一節(jié)內(nèi)容時(shí),如果空洞的說(shuō)教控制噪聲有哪些措施,學(xué)生勢(shì)必感覺(jué)枯燥,難以記住,如果能夠聯(lián)系教材中的插圖,從表象出發(fā),直觀化分析,學(xué)生很容易將控制噪聲的具體措施與插圖反映的內(nèi)容聯(lián)系起來(lái),增加了對(duì)具體措施的理解度。
二、鋪設(shè)探究平臺(tái),引領(lǐng)學(xué)生拾級(jí)而上
1.以問(wèn)題為中心,串接教學(xué)內(nèi)容
傳統(tǒng)教學(xué)模式下,教師“滿堂灌”,這一做法無(wú)疑剝奪了學(xué)生思考的發(fā)現(xiàn)的權(quán)利,教師的越俎代庖式教授,學(xué)生只能做到知其然,新課程背景下,越來(lái)越多的教師意識(shí)到應(yīng)該用任務(wù)和問(wèn)題來(lái)串接課堂,應(yīng)當(dāng)仔細(xì)分析學(xué)生的學(xué)情后,在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)動(dòng)態(tài)地設(shè)置問(wèn)題,一環(huán)扣住一環(huán)地,幫助學(xué)生從未知走向已知,很自然地完成知識(shí)重難點(diǎn)的突破。
例如,筆者在和學(xué)生一起探究“滑輪”一節(jié)內(nèi)容時(shí),筆者首先布置了一個(gè)任務(wù)讓學(xué)生自己組裝滑輪來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生有了具體的任務(wù)都動(dòng)手操作起來(lái),接著給學(xué)生分成學(xué)習(xí)小組,要求他們合作嘗試著用自己組裝的滑輪提升重物。學(xué)生通過(guò)上述任務(wù)的完成獲得一定程度的感性認(rèn)識(shí),在此基礎(chǔ)上,筆者進(jìn)行了問(wèn)題的設(shè)置。
問(wèn)題1:你們?cè)诓僮髦校柚诨営袔追N方法來(lái)提升物體呢?
大部分小組只組裝出定滑輪,不過(guò)個(gè)別小組組裝出動(dòng)滑輪,于是筆者進(jìn)行了如下的追問(wèn)。
問(wèn)題2:老師發(fā)現(xiàn)我們大多數(shù)小組都是將物體掛在繩子的下面,將繩子繞過(guò)滑輪來(lái)把重物拉高的,想一想如果我們將物體掛在滑輪下面,我們同學(xué)再試一試是否可以組裝成裝置來(lái)提升重物呢?
問(wèn)題3:在使物體上升的過(guò)程中,兩個(gè)滑輪有什么區(qū)別嗎?
在問(wèn)題2和問(wèn)題3的引導(dǎo)下,學(xué)生進(jìn)一步嘗試,不僅僅能夠組裝到兩種提升裝置,而且在對(duì)比中,對(duì)定滑輪和動(dòng)滑輪有了初步的認(rèn)識(shí),概念得以初步建立。在此基礎(chǔ)上,可以進(jìn)一步設(shè)置問(wèn)題。
問(wèn)題4:使用滑輪來(lái)提升重物有什么好處呢?
引導(dǎo)學(xué)生從拉力的大小和方向進(jìn)行考慮,為進(jìn)一步探究做了良好的鋪墊。
2.滲透物理思想方法,提升探究品質(zhì)
從新課程教學(xué)目標(biāo)來(lái)看,初中物理教學(xué)不應(yīng)該僅僅教授給學(xué)生知識(shí),在教學(xué)過(guò)程中滲透物理思想方法更為重要,物理思想方法是比知識(shí)內(nèi)容更高層次的物理素養(yǎng),思想方法是保證學(xué)生能順利完成知識(shí)探究的必備素養(yǎng),物理思想方法的滲透符合物理學(xué)科特點(diǎn),同時(shí)我們也可以看到物理思想方法也比較多。
篇8
只有設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn),才能順利完成實(shí)驗(yàn),達(dá)到實(shí)驗(yàn)探究的目的。然而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)恰恰是學(xué)生很頭疼的事,有以下幾點(diǎn)困難:基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢,就如同無(wú)本之木,無(wú)源之水,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)無(wú)從下手;實(shí)驗(yàn)方法運(yùn)用不靈活,例如不能正確選用控制變量法、轉(zhuǎn)換法等實(shí)驗(yàn)方法,致使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不完美,給實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行造成障礙;思維不活躍,受已有知識(shí)或生活經(jīng)驗(yàn)的束縛,設(shè)計(jì)不出實(shí)驗(yàn)方案等。因此,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要善于引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),提高實(shí)驗(yàn)探究能力。根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐,筆者認(rèn)為做好以下幾點(diǎn)可以有效提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
一、善于分析,找準(zhǔn)源頭,確定實(shí)驗(yàn)方案
初中物理實(shí)驗(yàn)探究主要有兩種類型,一是物理量的測(cè)量,二是探究物理量之間的關(guān)系。這兩種類型的實(shí)驗(yàn)一般都以學(xué)過(guò)的物理知識(shí)為基礎(chǔ),課本上的基礎(chǔ)知識(shí)和概念就相當(dāng)于實(shí)驗(yàn)探究的源頭。所以,能夠把課本上的基礎(chǔ)知識(shí)、基本概念和要探究的問(wèn)題聯(lián)系起來(lái),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)就容易些。但是有許多學(xué)生一遇到實(shí)驗(yàn)就慌,沒(méi)有任何思路,摸不著頭腦。這類學(xué)生犯的毛病就是不善于思考。這時(shí)候,教師要告訴學(xué)生,不要急于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),而要先靜下心來(lái)分析實(shí)驗(yàn),看看要探究的問(wèn)題是哪方面的知識(shí),要用到哪些原理,需要哪些實(shí)驗(yàn)器材,在題目中能不能找到等。
例如“密度的測(cè)量”實(shí)驗(yàn):如圖1所示有一個(gè)100 mL的量筒和一個(gè)小試管,還有足夠的水。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)出制作小試管的玻璃的密度。要求寫出具體的實(shí)驗(yàn)方案、需要測(cè)量的物理量和數(shù)學(xué)表達(dá)式。
圖1
在完成此題時(shí),教師首先引導(dǎo)學(xué)生回憶密度測(cè)量原理ρ=m/v,需要測(cè)量的物理量是玻璃的質(zhì)量和體積,需要的測(cè)量工具是天平和量筒。通過(guò)讀題,發(fā)現(xiàn)測(cè)量?jī)x器只有量筒,沒(méi)有天平,如何通過(guò)量筒間接找到玻璃的質(zhì)量是解這道題的關(guān)鍵。引導(dǎo)到此,一些學(xué)生馬上想到如果讓小試管像輪船那樣在量筒中漂浮,測(cè)出小試管排開(kāi)水的體積,計(jì)算出它在水中受到的浮力即找到了小試管的重力和質(zhì)量,此題就解決了??梢?jiàn)對(duì)密度測(cè)量原理,物體漂浮時(shí)重力、浮力之間關(guān)系的理解,就是解決此題的源頭。如果學(xué)生沒(méi)有扎實(shí)的基本功,是不可能順利完成此題的?;局R(shí)、基本概念的教學(xué)不容忽視。但是,基本功再扎實(shí),不善于思考和分析也是很難解決問(wèn)題的。所以,教師更要注意在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前分析實(shí)驗(yàn)的良好習(xí)慣,找準(zhǔn)探究問(wèn)題涉及的基礎(chǔ)知識(shí)和概念,把探究問(wèn)題和課本知識(shí)聯(lián)系起來(lái),找到解題的關(guān)鍵,突破實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)難關(guān)。
二、強(qiáng)化練習(xí),學(xué)會(huì)選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ晟茖?shí)驗(yàn)方案
有時(shí)候,學(xué)生有一定的探究思路,但由于實(shí)驗(yàn)方法使用不當(dāng),使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)出現(xiàn)缺陷,影響實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果,達(dá)不到實(shí)驗(yàn)探究的目的。初中物理實(shí)驗(yàn)探究的方法主要有控制變量法、等效替代法、轉(zhuǎn)換法、類比法等。其中應(yīng)用最多的是控制變量法,其次是等效替代法,再次是轉(zhuǎn)換法。而且在中考命題中這幾種實(shí)驗(yàn)方法的考查往往不是課本上的實(shí)驗(yàn),而是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究生活中可能遇到的問(wèn)題。這樣的探究題目一般是考查實(shí)驗(yàn)方法的運(yùn)用,不涉及課本以外的知識(shí)點(diǎn),對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)還是能解決的。但是有的學(xué)生會(huì)認(rèn)為“探究題目沒(méi)有學(xué)過(guò),肯定不會(huì)”。如何讓學(xué)生得心應(yīng)手地應(yīng)用各種實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?可以從以下幾個(gè)方面加以嘗試。
1.引導(dǎo)學(xué)生分析確定合適的實(shí)驗(yàn)方法,總結(jié)各種實(shí)驗(yàn)方法的運(yùn)用規(guī)律
探究某個(gè)物理量與其他物理關(guān)系時(shí)運(yùn)用控制變量法。如探究電流與電壓、電阻的關(guān)系,探究電流熱效應(yīng)的大小與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系,探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面的關(guān)系等實(shí)驗(yàn)都應(yīng)用了控制變量法。探究難于直接觀察或感知的現(xiàn)象和物理量時(shí)要用轉(zhuǎn)換法。如比較電磁鐵磁性的強(qiáng)弱,比較電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少應(yīng)用轉(zhuǎn)換法。有了規(guī)律的引領(lǐng),遇到這類探究題目,學(xué)生就不會(huì)摸不著頭腦了。
2.平時(shí)多應(yīng)用,多總結(jié)
教學(xué)過(guò)程中教師要注意隨時(shí)滲透各種實(shí)驗(yàn)方法,還要多給學(xué)生創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)探究的機(jī)會(huì),練習(xí)使用各種探究方法,達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)探究能力的目的。在教學(xué)電功率的大小與電壓、電流的關(guān)系時(shí),教師首先提出了探究問(wèn)題,然后讓學(xué)生回答應(yīng)用哪種探究方法。學(xué)生回答正確后繼續(xù)提問(wèn):“你學(xué)過(guò)的哪些實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了控制變量法?”學(xué)生答出十多個(gè)應(yīng)用控制變量法的物理實(shí)驗(yàn)。這樣,不僅順利完成了當(dāng)堂的實(shí)驗(yàn)探究,而且回憶了以前的實(shí)驗(yàn),鞏固了控制變量實(shí)驗(yàn)方法的應(yīng)用。教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸類,學(xué)生形成完整思維體系。
三、適時(shí)點(diǎn)撥,啟發(fā)思維,突破實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)難關(guān)
學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí),可能會(huì)受教材已有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的影響,思維受到束縛。這時(shí),教師要適時(shí)、適當(dāng)?shù)赜枰渣c(diǎn)撥、引導(dǎo),點(diǎn)燃學(xué)生智慧的火花,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維,提高學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力大有好處。
例如:測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn),課本上安排的是“伏安法”。學(xué)完課本上的實(shí)驗(yàn)后給學(xué)生出了一道新題目:如果其他器材不變,沒(méi)有電流表,只給你一只電壓表,再多給一個(gè)已知電阻R0,如何測(cè)量定值電阻Rx的阻值呢?解決這個(gè)問(wèn)題需要涉及串并聯(lián)電路的知識(shí)和伏安法測(cè)電阻的知識(shí),對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)是個(gè)不小的挑戰(zhàn)。怎樣引導(dǎo)才能打開(kāi)學(xué)生的思路呢?根據(jù)R=U/I,要得出電阻值必須測(cè)量的是哪兩個(gè)物理量?根據(jù)題中的已知條件能測(cè)量哪個(gè)物理量?沒(méi)有電流表怎么找到待測(cè)電阻的電流值呢?通過(guò)回答教師的問(wèn)題,學(xué)生們會(huì)想到串聯(lián)電路電流相等,利用電壓表和已知電阻R0就能找到Rx的電流,問(wèn)題就解決了。緊接著給學(xué)生又出了一道題目:如果其他器材不變,沒(méi)有了電壓表,只給你一只電流表,再多給一個(gè)已知電阻R0,如何測(cè)量定值電阻Rx的阻值呢?有了上面的經(jīng)驗(yàn),學(xué)生很容易確定了實(shí)驗(yàn)方案。并聯(lián)電路電壓相等,設(shè)計(jì)Rx與R0并聯(lián),利用電流表和已知電阻R0找到R0兩端電壓,即Rx兩端電壓,再用電流表測(cè)出Rx的電流值就可以求出Rx阻值了。
教師的適時(shí)點(diǎn)撥啟發(fā)了學(xué)生的思維,開(kāi)拓了學(xué)生的探究思路,從而提高了學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力和創(chuàng)新能力。探究實(shí)驗(yàn)重在設(shè)計(jì),但也不能忽視操作,只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作才能更好地提高學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力,使學(xué)生的探究水平走上可持續(xù)發(fā)展的軌道。
四、結(jié)束語(yǔ)
篇9
初中物理實(shí)驗(yàn)除了能夠作為學(xué)習(xí)原理的有效性手段以外,它本身也具有一定的科學(xué)性和復(fù)雜性,因此,要教會(huì)學(xué)生正確對(duì)待物理實(shí)驗(yàn),科學(xué)地完成物理實(shí)驗(yàn)不僅要重視實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,更要注重實(shí)驗(yàn)本身所運(yùn)用的方法、技巧等.例如:初中物理實(shí)驗(yàn)中利用了很多方法:轉(zhuǎn)換法、控制變量法、等效替代法、類比法、建立模型法等等.平時(shí)的教學(xué)中教師要幫助學(xué)生理解不同方法的特性,從而理解在什么情況下使用什么方法才能高效的完成整個(gè)探究過(guò)程.例如探究電流與電阻的關(guān)系時(shí),可以設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生仔細(xì)體會(huì)實(shí)驗(yàn)方法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用.
教師以問(wèn)題引出思路,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出電路圖.如在過(guò)去的學(xué)習(xí)中,我們有哪些方法可以改變電路中的電流?學(xué)生會(huì)回答改變電壓或改變電路中導(dǎo)體的電阻.再請(qǐng)學(xué)生畫(huà)出用滑動(dòng)變阻器改變電流的電路圖,指導(dǎo)學(xué)生將電源、電阻、電流表、小燈泡、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)先連成串聯(lián)電路,再將電壓表并在電阻的兩端,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,觀察到電壓表、電流表的示數(shù)都發(fā)生了變化.這樣一來(lái),學(xué)生不但獲得動(dòng)手的樂(lè)趣,還對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生了疑惑.到底是哪個(gè)物理量對(duì)電流產(chǎn)生影響呢?我們?nèi)绾蝸?lái)研究?接下來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思考,上述實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)變量會(huì)引起電流的變化,若我們要研究電流與其中電阻的變化關(guān)系,就應(yīng)該讓電壓保持不變.試試看,當(dāng)我們換用不同阻值的電阻做實(shí)驗(yàn)時(shí),你是如何保持電壓表的示數(shù)不變的,此時(shí)學(xué)生會(huì)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,幾次調(diào)節(jié)后發(fā)現(xiàn),這里是通過(guò)調(diào)節(jié)變阻器來(lái)控制電壓不變.
教師:調(diào)節(jié)電壓的目的是什么呢?學(xué)生:因?yàn)槲覀冎安孪腚娮枧c電壓,電流的關(guān)系,現(xiàn)在控制電壓不變,就能探究出電阻與電流的關(guān)系.教師:正確,探討這樣的變量關(guān)系時(shí),一定要注意控制其他的變量不變,才能判斷實(shí)驗(yàn)對(duì)象與其中一個(gè)變量的關(guān)系.這就叫控制變量法.通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生理解電阻改變后如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片才能保持電壓不變,深刻理解只有電壓不變時(shí),才能得出電流隨電阻的變化關(guān)系,從而理解控制變量的方法精髓.教師通過(guò)對(duì)控制變量法的特征和應(yīng)用的強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法留下深刻的印象,可以在接下來(lái)探究電阻與電壓的關(guān)系時(shí),從同樣的角度出發(fā)進(jìn)行思考,從而達(dá)到舉一反三的效果,這才達(dá)到實(shí)驗(yàn)方法教學(xué)的目的.
二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)培養(yǎng)自主實(shí)驗(yàn)探究的能力
篇10
[關(guān)鍵詞]:物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教法 學(xué)法 指導(dǎo)
一、教師要運(yùn)用靈活多變的教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)
1.開(kāi)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)閱讀課,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力
物理實(shí)驗(yàn)閱讀課就是課堂內(nèi),學(xué)生在老師的指導(dǎo)下,各自獨(dú)立地進(jìn)行練習(xí)。教師首先告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,指導(dǎo)學(xué)生操作閱讀的思想和方法,私下解答學(xué)生提出的疑難等;學(xué)生通過(guò)閱讀、思考、分析、訓(xùn)練,弄清實(shí)驗(yàn)原理,學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)步驟,完成練習(xí);課堂小結(jié)教師用適量的時(shí)間進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、檢查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握情況。
2.注重實(shí)驗(yàn)課知識(shí)生成過(guò)程的教學(xué),提高學(xué)生的實(shí)際操作能力
物理實(shí)驗(yàn)中概念的建立、結(jié)論、公式、定理的總結(jié)過(guò)程,蘊(yùn)藏著深刻的物理思維過(guò)程。進(jìn)行這些知識(shí)生成過(guò)程的教學(xué),不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對(duì)提高學(xué)生的動(dòng)手能力也有著十分重要的作用。物理的新教材也注重了知識(shí)的引入和生成過(guò)程的編寫,這也正是為了培養(yǎng)新型人才的需要。因此,我們應(yīng)當(dāng)改變那種害怕浪費(fèi)課堂時(shí)間,片面追求提高成績(jī)的做法,應(yīng)當(dāng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)出利于學(xué)生參與認(rèn)知的教學(xué)環(huán)節(jié),把實(shí)驗(yàn)的形成過(guò)程、操作的探索過(guò)程,結(jié)論的推導(dǎo)過(guò)程、公式定理的歸納過(guò)程等充分暴露在學(xué)生面前,從而提高實(shí)驗(yàn)操作能力。
二、利用學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,教給學(xué)生學(xué)習(xí)方法
1.重視“控制變量”學(xué)法的運(yùn)用
物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,需要引導(dǎo)學(xué)生理解“控制什么?改變什么”,這些都是幫助學(xué)生研究和解決問(wèn)題的關(guān)鍵。如在“電流、電壓、電阻”的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中,探究導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系,就需要在保持電阻不變的情況下改變導(dǎo)體兩端的電壓,以觀察電流隨電壓的變化。那如何改變導(dǎo)體兩端的電壓呢?辦法就是調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,改變導(dǎo)體兩端的電壓。如果讓學(xué)生去探究導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系,需要控制導(dǎo)體兩端的電壓不變。教師在實(shí)驗(yàn)中要換用不同大小的電阻,以使學(xué)生觀察電流隨電阻的變化情況。又如何保持導(dǎo)體兩端的電壓不變呢?辦法就是要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使導(dǎo)體兩端的電壓保持不變。又如在研究影響動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)中,如果研究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小關(guān)系,就需要控制接觸面的粗糙程度不改變,而要改變壓力大小,就要觀察滑動(dòng)摩擦力與壓力大小的關(guān)系。如何控制不變?辦法就是要始終保持木塊的底面與木板接觸。如何改變壓力大?。哭k法就是在木塊上添加砝碼改變壓力。當(dāng)然,在此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,教師還可引導(dǎo)學(xué)生觀察掌握測(cè)定滑動(dòng)摩擦力大小的方法――用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在水平上木板上作勻速運(yùn)動(dòng),記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為摩擦的大小。再如,研究液體蒸發(fā)的快慢與哪些因素有關(guān),研究壓力作用的效果(壓強(qiáng))與哪些因素有關(guān),研究決定電阻大小的因素,研究電功、焦耳定律等,都可以使用這種方法。總之,控制變量法在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中經(jīng)常用到。
2.重視“類比”學(xué)法運(yùn)用
初中物理教學(xué)中,學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用類比法,可以有效地把實(shí)驗(yàn)的對(duì)象和熟知的對(duì)象進(jìn)行對(duì)比,把未知的東西與已知的東西對(duì)比,能以舊帶新,啟發(fā)思想的火花,實(shí)現(xiàn)從形象思維到抽象思維的飛躍,有效地掌握物理知識(shí)、發(fā)展智力、培養(yǎng)能力,從而更好地提高課堂學(xué)習(xí)的效率。如在“電壓”一節(jié)教學(xué)時(shí),教師引導(dǎo)學(xué)生把電路模型類比水路模型,從而引入電壓的概念。在教學(xué)中,教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生觀察課本中提供的水路模型和電路中形成電流的原因,然后將兩幅圖進(jìn)行類比分析,找出二者之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,如閥門對(duì)開(kāi)關(guān)、水輪對(duì)燈泡、水泵對(duì)電源、水路對(duì)電路、水流對(duì)電流等,進(jìn)而理解水流的形成是因?yàn)橛兴畨海敲?,電流的形成是因?yàn)橛须妷骸H绱?,學(xué)生就很容易通過(guò)這種類比的學(xué)習(xí)方法,理解了電壓是電流形成的原因,而電源是提供電壓的裝置,等等。教師通過(guò)精心的教學(xué)設(shè)計(jì),可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到良好的促進(jìn)作用。