國中階段,學生的抽象思維和邏輯思維能力在不斷地形成與發展,抽象的概念和規律不易理解和接受。在物理教學中,如何突破知識的重點和難點,幫助學生找到知識的竅門和解決問題的突破口。“授之以漁”是物理教學中的重要課題。在教學實踐中,筆者用以下方法來突破電學部分的重難點,效果極佳。
一、避輕就重 巧抓重點
重點知識與其它知識有著密不可分的關係,很多知識點往往由重點知識派生而來,教學中應集中主要精力,去講深進透重點知識,非重點知識便迎刃而解了。若不深入挖掘重點,鬍子眉毛一把抓,最終只會導致“剪不斷,理還亂”的結果。當然,忽視非重點也是有失偏頗的,教學中應將重點、非重點知識結合起來,在突出重點的同時,使學生對所學知識形成一個完整的網路,使思維得到強化的訓練,能力得到應有的提高。例如,在國中階段,一般認為電流表的電阻為零,電壓表的電阻為無限大。把電流表當作導線,電壓表視為開路;用字母標出電路圖中三條導線相交的結點;從電源的正極出發,根據電流的路徑及各個結點的位置畫出簡單的電路圖;電流表和電壓表復位。
例1:請你畫出如圖1所示的電路的等效電路圖,並說明電流表和電壓表的作用。
圖1 圖2 圖3
解:(1)把電流表當作導線,電壓表視為開路。
(2)標出電路圖的結點A、B、C、D。
(3)根據電流路徑,電流由電源正極出發經過D點和R1來到A點,電流在A點分開兩路,一路通過R2到達B點,另一路通過R3到達B點,兩路在B點匯合到達電源負極形成迴路。畫出簡單易看的電路圖(如圖2)。由此可知R2、R3是並聯,然後再與R1串聯。
(4)電流表電壓表復位。由電路圖1可知C、A兩點之間用導線連線在一起可看作同一點,電壓表的兩個接線柱分別連線D點和A點,所以電壓表是測量R1兩端的電壓。電流通過A點分開兩路,一路經過電流表後,再經過R3到達B點,所以電流表是測量通過R3的電流強度(如圖3)。
由上面例子,可看出分析電路的重要性。在複習中應特別強調分析電路,畫等效電路圖的必要性,使學生掌握這個基本技能。並能養成遇到電學問題,先畫出電路圖。遇到電路圖先分析電路的好習慣。
歐姆定律是國中電學計算的核心。它揭示了電學三個最重要的物理量:電流、電壓、電阻之間的關係。在運用歐姆定律時,應特別注意:
①要明確定律中涉及的U、I、R。是同一部分電路的三個物理量。決不能張冠李戴把不屬於同一電路中的U、I、R代入公式中計算。
②公式I=U/R、U=IR 、R=U/I,單從數學意義上並無本質不同,但從物理角度必須注意因果關係,電壓是形成電流的原因,電阻是阻礙電流的內阻,不能錯誤地認為“電阻跟電壓成正比,跟電流成反比”,也不能認為“導體兩端沒有電壓就沒有電阻”。
例2:如圖4所示,有兩個電阻R1、R2串聯,電源電壓為6伏,電阻R1的阻值為10歐,電阻R2兩端的電壓為2伏。求:通過電阻R1的電流及電阻R2的電阻值。
解:由串聯電路的特點可知:
U1=U - U2 =6V -2V =4V,I1= = =0.4A,∴R2= = =5 ?
這道例題是強調運用歐姆定律時,U、I、R的對應性。決不能用R2兩端的電壓或電源電壓除以R1的電阻值來求得通過 的電流,或用電源電壓除以電流來求得R2的.電阻值。
二、精講善導 啟發智慧
啟發教學是啟發學生智慧的教學。子曰:“不憤不啟”、“不悱不發”。葉聖陶提出的“教是為了達到不需要教”的教育思想,都明確了教學這一認識活動是主觀見諸於客觀的過程,是學生這一教學的主體在教師的主導下,去接受教育的過程。事實說明,只有把教學中的主體思維啟發起來,他們才能夠主動地吸收新的知識,接受新的思想,教學過程中,強化對重點知識的啟發,有利於啟發學生的思維,提高實踐能力。例如在教材中,只給出了“整體短路”的概念,“導線不經過用電器直接跟電源兩極連線的電路,叫短路。”而在電學綜合題中常常會出現區域性短路的問題,如果導線不經過其他用電器而將某個用電器(或某部分電路)首尾相連就形成區域性短路。區域性短路僅造成用電器不工作,並不損壞用電器,因此是允許的。因它富於變化成為電學問題中的一個難點。區域性短路概念抽象,學生難以理解。可用實驗幫助學生突破此難點。實驗原理如圖5,當開關S閉合前,兩燈均亮(較暗);閉合後,L1不亮,而L2仍發光(較亮)。為了幫助國中生理解,可將L1比作是電流需通過的“一座高山”而開關S的短路通道則比作是“山裡的一條隧洞”。有了“隧洞”,電流只會“走隧洞”而不會去“爬山”。
三、綜合分析 總結方法
在進行知識系統化和整體化的教學中,教會學生分析、歸納問題,對他們進行解題方法指導,強化系列訓練是鞏固、理解物理概念提高實踐創新能力的關鍵環節。有不少學生沉迷於題海之中,遇到困難頭皮發麻、束手無策。究其原因,除了概念不清、規律不明、能力薄弱之外,還有一個主要的原因就是“只埋頭拉車,不抬頭看路,”走馬觀花、囫圇吞棗、不抓住本質去透徹理解,不善於歸納總結解題的經驗方法。例如不少初中學生反映,電學習題涉及概念、公式多,解題頭緒多,容易出錯。要突破這個難點,關鍵在於整理出清晰的解題思路。在這裡可以使用“表格法”幫助學生整理解題思路。表格的列,列出有關用電器的電流、電壓、電阻、電功率四個物理量。在一般計算中,出現用電器多為純電阻,根據歐姆定律I=U/R,電功率的計算公式P=UI,在四個物理量中只要知道了其中的兩個,就可以求出剩餘的兩個物理量;(有六種情況)表格的行,列出電流等物理量在各分電路和總電路的數值,或物理量在用電器的各種狀態下(如額定工作狀態、電路實際工作狀態)的數值。而根據串、並聯電路特點或根據題設,只要知道其中兩個或一個,就可以求出剩餘的物理量,達到解決問題的目的。事實證明,學生不斷積累歸納總結解題方法,有利於突破重點和難點。
四、和諧統一 遵循規律
“和諧即等於最高自然規律的絕對要求。”物理規律以它的和諧統一而產生美感。例如,在國中物理中,電壓的概念是通過“水位差”的類比中引入的。那麼,可藉助於“高度差”進行類比,建立“一樣高的電位”概念。可以通過類比手法,如,如果某學校三層樓上有九年級(1)、九年級(2)、九年級(3)三個班級,二層樓上有八年級(1)、八年級(2)、八年級(3)三個班級,那麼九年級與八年級任意兩個班級之間的“高度差”是一樣的,都相差“一層樓”。因為九年級各班處於“一樣高”的三層樓上,而八年級各班級處於“一樣高”的二層樓上。在電路中,也有“一樣高電位”的概念。在電路中,無論導線有多長,只要其間沒有用電器都可以看成是同一個點,即電位“一樣高”。因此,我們可以找出各元件兩端的公共點畫出簡化的等效電路。所以,在物理教學過程中,教師只要充分利用物理的和諧與統一,就可使學生在系統掌握知識的同時,舉一反三、自然而然地突破重點與難點。