導(dǎo)語：如何才能寫好一篇?dú)W姆定律的實(shí)質(zhì)，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

關(guān)鍵詞：物理定律；教學(xué)方法；多種多樣

關(guān)鍵詞：是對物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過大量的觀察、實(shí)驗(yàn)歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意：首先要明確、掌握有關(guān)物理概念，再通過實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論，或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理（如牛頓第一定律）。有些物理量的定義式與定律的表式相同，就必須加以區(qū)別（如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R＝U/I），且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系，還要明確定律的適用條件和范圍。

（1）牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法，回顧“運(yùn)動和力”的歷史。消除學(xué)生對力的作用效果的錯誤認(rèn)識；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時(shí)應(yīng)明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài)，不能簡單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)了它的正確性。第一定律確定了力的涵義，引入了慣性的概念，是研究整個力學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，不能把它當(dāng)作第二定律的特例；慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量，也不是過程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問題時(shí)，應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，所以……”。教師還應(yīng)該明確，牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當(dāng)我們在一段較短的時(shí)間內(nèi)研究力學(xué)問題時(shí)，常?？梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?dāng)好的慣性系。

（2）牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá)：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時(shí)還應(yīng)請注意：公式F＝Kma中，比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時(shí)關(guān)系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系，以及與運(yùn)動學(xué)、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。

（3）萬有引力定律教學(xué)時(shí)應(yīng)注意：①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程，卡文迪許測定萬有引力恒量的實(shí)驗(yàn)，海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學(xué)生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式，只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。

（4）機(jī)械能守恒定律這個定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理，在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導(dǎo)出來。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，就沒有守恒問題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量，用它來解決問題時(shí)，就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過程（過程量被消去），使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件（只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功）。這個定律不適用的問題，可以利用動能定理或功能原理解決。（5）動量守恒定律歷史上，牛頓第二定律是以F＝dP/dt的形式提出來的。所以有人認(rèn)為動量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)出來，主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相，就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來說，多數(shù)難以做到。即使做得到，要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動定律導(dǎo)出，再安排一節(jié)“動量和牛頓運(yùn)動定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律，也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)階段有關(guān)動量的問題，相互作用的物體的所有動量都在一條直線上，所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學(xué)生在解題時(shí)最容易發(fā)生符號的錯誤，應(yīng)該使他們明確，在同一個式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態(tài)變化，表式中各項(xiàng)是過程始、末的動量。用它來解決問題可以不過程物理量，使問題大大地簡化。若物體不發(fā)生相互作用，就沒有守恒問題。在解決實(shí)際問題時(shí)，如果質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)比它們所受的外力大，就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用，系統(tǒng)中有多少物體在相互作用，相互作用的形式如何，只要系統(tǒng)不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），動量守恒定律都是適用的。

篇2

一、電磁學(xué)的發(fā)展歷程

人類很早就認(rèn)識了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象，我國在戰(zhàn)國末期就發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦吸引鐵的現(xiàn)象，在東漢初期就有帶電的琥珀吸引輕小物體的記載。但是，人類對電磁現(xiàn)象的系統(tǒng)研究，卻是在歐洲文藝復(fù)興之后開展起來的，到19世紀(jì)才建立了完整的電磁學(xué)理論。在電磁學(xué)發(fā)展過程中，涌現(xiàn)了無數(shù)科學(xué)家通過科學(xué)假說、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、理論分析等研究過程，一步步對自然規(guī)律進(jìn)行揭示。其中比較典型的有：1785年庫侖定律的發(fā)現(xiàn)，使電學(xué)進(jìn)入了定量研究階段，真正成為一門科學(xué)；1820年奧斯特電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，揭示了電流能夠產(chǎn)生磁場；1821年安培的分子電流假說，揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)；1831年法拉第電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步揭示了電和磁的密切聯(lián)系；19世紀(jì)60年代，英國物理學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象成果的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁場理論，并成功預(yù)言了電磁波的存在，1888年赫茲的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋的電磁場理論，從而電磁學(xué)發(fā)展到了頂峰。

二、電磁學(xué)的知識結(jié)構(gòu)和知識規(guī)律

1.知識結(jié)構(gòu)

2.知識規(guī)律

“電場”一章是學(xué)好電磁學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，基本概念多，且抽象，如電場強(qiáng)度、電場線、電勢和電勢能等。教材從電荷在電場中受力和電場力做功兩個角度研究電場的基本性質(zhì)，許多知識要在力學(xué)知識的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)。

“恒定電流”一章是在初中基礎(chǔ)上的充實(shí)、擴(kuò)展和提高，重要的物理規(guī)律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律，電路的等效處理方法和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是本章的重點(diǎn)。

“磁場”一章闡明了磁與電的統(tǒng)一性，用研究電場的方法進(jìn)行類比，可較好地解決磁場和磁感強(qiáng)度的概念。由安培力導(dǎo)出洛侖茲力，由洛侖茲力導(dǎo)出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動規(guī)律等，因此，分析推理是本章的特點(diǎn)。

“電磁感應(yīng)”一章的重要物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和愣次定理，這部分知識中，能量守恒定律是將各知識點(diǎn)串起來的主線。由于楞次定律較抽象，要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析、歸納，需加強(qiáng)學(xué)生的抽象思維能力。

“交變電流”和“電磁波”是在電場和磁場基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實(shí)踐。麥克斯韋的電磁場理論總結(jié)了電磁場的規(guī)律，同時(shí)也把波動理論從機(jī)械波推到電磁波，從而對物質(zhì)的波動性的認(rèn)識提高了一步。

三、電磁學(xué)的研究方式：“場”和“路”

電荷周圍存在電場，每個帶電粒子都被電場包圍著，運(yùn)動電荷的周圍除了電場還存在磁場，磁體的周圍也存在磁場?，F(xiàn)在的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和廣泛的生產(chǎn)實(shí)踐完全肯定了場的觀點(diǎn)，并證明了電磁場可以脫離電荷和電流而獨(dú)立存在，電磁場是物質(zhì)的一種形式，是物質(zhì)相互作用的特殊方式，也是電磁運(yùn)動的實(shí)質(zhì)。教材中以場為主線，主要有電場、磁場和電磁場。電場強(qiáng)度和電勢是描述電場性質(zhì)的兩個重要物理量。磁感強(qiáng)度是描述磁場性質(zhì)的重要物理量。電磁感應(yīng)規(guī)律是反映電場和磁場間密切聯(lián)系的一種物理現(xiàn)象。麥克斯韋從理論上指出了變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，一個不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場。庫侖定律、安培定律和法拉第電磁感應(yīng)定律為建立麥克斯韋理論，提供了基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)規(guī)律。

電路知識具有廣泛的實(shí)用價(jià)值，以路為主線，主要有直流電路、交流電路（包括振蕩電路）。歐姆定律是從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來的一條重要規(guī)律，是解決電路問題的重要依據(jù)。要會分析電路的連接方式（串聯(lián)或并聯(lián)）及等效處理方法，電功和電功率的計(jì)算，不僅能解決直流電路問題，還可以解決交流電路的問題。

四、電磁學(xué)問題的解決途徑：“力”和“能”

篇3

例1如圖1所示，電源電壓保持不變，當(dāng)滑動變阻器的滑片在某兩點(diǎn)間滑動時(shí)，電壓表的示數(shù)在7.2V～10V范圍內(nèi)變化，電流表的示數(shù)在0.2A～0.48A范圍內(nèi)變化，求電源電壓U和定值電阻R1的值。

分析電路在兩種狀態(tài)下，電流表、電壓表示數(shù)的對應(yīng)關(guān)系不能搞錯。當(dāng)電流小時(shí)，R1兩端電壓小，R2兩端電壓大，此時(shí)R2阻值也大。因此，當(dāng)電壓表示數(shù)是10V時(shí)，電流表示數(shù)是0.2A。

一、解題方法比較

大多數(shù)同學(xué)習(xí)慣從整體上用歐姆定律公式解題，即將三個基本量合用于一個式子。

（一）列方程組法

在此題目中，無法找到“同一狀態(tài)”下，與所求量U或R1在同一段電路中對應(yīng)的另兩個量的具本數(shù)值，由此想到用列方程組的方法解之。

建立方程組就是利用一定的關(guān)系，在不同狀態(tài)下將所求量與對應(yīng)的已知量組織在一起。下面是幾種列方程組的方法。

1.表示電路中不變的量。

不管滑片如何滑動，引起怎樣的變化，在電路中總存在著不變的量（往往就是所求的量），可用變化的量表示這些不變的量。

（1）電阻器R1的阻值不變

（2）電源電壓U不變

②U=0.2R1+10U=0.48R1+7.2

2.利用電路中不變的關(guān)系。

不變的關(guān)系就是電路三個基本物理量間的關(guān)系，根據(jù)電路的特點(diǎn)和方程中應(yīng)包括所求量的要求，建立方程組有以下三種方法。

（1）電阻關(guān)系。

在串聯(lián)電路中電阻的關(guān)系是：R=R1+R2，為了簡化方程組，可先計(jì)算出變阻器在兩種狀態(tài)下的阻值（用電壓表和電流表對應(yīng)的示數(shù)計(jì)算，分別是50Ω和15Ω）。

（2）電流關(guān)系。

在串聯(lián)電路中電流處相等，即I=I1=I2。但在本題中只需用與所求量有關(guān)的部分，即I=I1。R2的阻值可先求出。

（3）電壓關(guān)系。

在串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系是：U=U1+U2，建立的方程組與方程組②相同。

3.表示已知量。

用所求量表示已知量的數(shù)值，可將它們組織在一起，從而建立方程組。

（1）表示電流

（2）表示電壓

⑥7.2=U-0.48R110=U-0.2R1

由上可知，列方程組的方法很多，列出的方程組形式各異，但每個方程組都可通過數(shù)學(xué)變形而相通。但解方程組②和⑥要簡單一些，因其與另外幾個方程組相比，可省去去分母的麻煩。

（二）比例法。

克服思維定勢的影響，若將歐姆定律分而用之，即分別利用其中的兩個比例關(guān)系，反而能更好地體現(xiàn)定律的實(shí)質(zhì)，使解題過程更簡潔。

1.電壓相同時(shí)，電流與電阻成反比。

利用這一反比例關(guān)系，一定要注意其前提條件是“電壓相同”。分析題意知，電路中只有電源電壓（即總電壓）不變，因而電流應(yīng)與總電阻成反比?？上扔脤?yīng)電壓、電流值求出R2的阻值。

2.電阻相同時(shí)，電流與電壓成正比。

同樣，利用這一正比例關(guān)系，也要注意其前提條件：電阻相同。由題意知，電路中只有定值電阻R1的阻值不變，因而可用“R1中電流與R1兩端電壓成正比”例方程。

（三）比差法。

在比例法的基礎(chǔ)上，能不能再次“由分到合”是很多同學(xué)思考的問題。能否由歐姆定律整體使用而求解呢？

仔細(xì)推敲歐姆定律內(nèi)容：當(dāng)電阻不變時(shí)，電流與電壓成正比。當(dāng)電壓發(fā)生變化時(shí)，電流發(fā)生相同比例的變化。即電壓的差值與電流差值的比值（導(dǎo)體的電阻）是不變的，以下面推導(dǎo)佐證之。

因此，可以用比差法――電壓差值和電流差值的比，求出定值電阻，繼而求出其他相關(guān)量。實(shí)際的電路問題，基本上是通過改變開關(guān)的狀態(tài)，或滑動變阻器滑片的位置來改變電阻，從而改變某部分電路的電壓和電流，故此方法適用性較強(qiáng)。

本題中電路僅分成兩部分，一部分電壓增大值就是另一部分電壓的減少值，即ΔU1=ΔU2。

縱觀三類方法的解題過程，一般來說，比差法較為簡潔，為首選方法，其次是比例法，再次是列方程組法。

但它們的理解難度則依次降低，運(yùn)用比差法則還需經(jīng)過簡單的推導(dǎo)。但我們應(yīng)不惜“多費(fèi)一些功夫”，努力理解和使用簡單方法，因?yàn)槲覀兌级谩澳サ恫徽`砍柴功”的道理。

二、巧用條件，善用“比”的形式解題

運(yùn)用“比”的方法解題，可省去很多解方程組的繁瑣步驟，提高解題速度。只要巧妙利用問題中的條件，大多數(shù)這類問題中構(gòu)造“比”式是比較容易的。

例2如圖2所示，電源電壓保持不變，當(dāng)滑動變阻器的滑片P滑至a端時(shí)，電流表的示數(shù)是0.6A，當(dāng)滑片P滑至b端時(shí)，電壓表的示數(shù)是6V，R2的最大阻值是30Ω，求電源電壓U和定值電阻R1的值。

分析只要著意從“比”式入手，便可知曉題中條件的應(yīng)用方法。

1.比例法。

需先計(jì)算出滑片P滑至b端時(shí)的電流值：

以下可用兩種比例關(guān)系解題：

2.比差法。

需計(jì)算出通過定值電阻R1的電流變化值及兩端電壓變化值。

ΔI=I-I′=0.6A-0.2A=0.4A。

ΔU=U-（U-U2）=U2=6V。

善于用“比”的形式解題，但不是說每一個問題都一定要用這個方法，因?yàn)槲覀冃枰ㄟ^一定的過程來構(gòu)造“比”式。若能根據(jù)一定關(guān)系，直接利用已知條件，列出簡單的方程組（如例1中②和⑥方程組），也不失為好方法。

篇4

一、電磁學(xué)教材的整體結(jié)構(gòu)

電磁運(yùn)動是物質(zhì)的一種基本運(yùn)動形式．電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用．其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象，電磁輻射和電磁場等．為了便于研究，把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理，實(shí)際上，這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的．透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系，才能使孤立的、分散的教學(xué)變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué)．對此，應(yīng)從以下三個方面來認(rèn)真分析教材．

1．電磁學(xué)的兩種研究方式

整個電磁學(xué)的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行，這兩種方式均在高中教材里體現(xiàn)出來．只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系，才能有計(jì)劃、有目的地提高學(xué)生的思維品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力．

場的方法是研究電磁學(xué)的一般方法．場是物質(zhì)，是物質(zhì)的相互作用的特殊方式．中學(xué)物理的電磁學(xué)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來，靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩(wěn)電磁嘗迅變電磁場等，組成一個關(guān)于場的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中學(xué)物理電學(xué)部分的各章內(nèi)容．

“路”是“場”的一種特殊情況．中學(xué)教材以“路”為線的大骨架可理順為：靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等．

“場”和“路”之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系．麥克斯韋方程是電磁場的普遍規(guī)律，是以“場”為基礎(chǔ)的．“場”是電磁運(yùn)動的實(shí)質(zhì)，因此可以說“場”是實(shí)質(zhì)，“路”是方法．

2．物理知識規(guī)律物

理知識的規(guī)律體現(xiàn)為一系列物理基本概念、定律和原理的規(guī)律，以及它們的相互聯(lián)系．

物理定律是在對物理現(xiàn)象做了反復(fù)觀察和多次實(shí)驗(yàn)，掌握了充分可靠的事實(shí)之后，進(jìn)行分析和比較找出它們相互之間存在著的關(guān)系，并把這些關(guān)系用定律的形式表達(dá)出來．物理定律的形成，也是在物理概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的．但是，物理定律并不是絕對準(zhǔn)確的，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性，因此其適用范圍有一定的局限性．

第二冊第一章“電潮重要的物理規(guī)律是庫侖定律．庫侖定律的實(shí)驗(yàn)是在空氣中做的，其結(jié)果跟在真空中相差很?。溥m用范圍只適用于點(diǎn)電荷，即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計(jì)的情況．

“恒定電流”一章中重要的物理規(guī)律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律．歐姆定律是在金屬導(dǎo)電的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，對金屬導(dǎo)電、電解液導(dǎo)電適用，但對氣體導(dǎo)電是不適用的．歐姆定律的運(yùn)用有對應(yīng)關(guān)系．電阻是電路的物理性質(zhì)，適用于溫度不變時(shí)的金屬導(dǎo)體．

“磁場”這一章闡明了磁與電現(xiàn)象的統(tǒng)一性，用研究電場的方法進(jìn)行類比，可以較好地解決磁場和磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念．

“電磁感應(yīng)”這一章，重要的物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律．在這部分知識中，能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是將各知識點(diǎn)串起來的主線．本章以電流、磁場為基礎(chǔ)，它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的重要方面，是進(jìn)一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎(chǔ)．電磁感應(yīng)的重點(diǎn)和核心是感應(yīng)電動勢．運(yùn)用楞次定律不僅可判斷感應(yīng)電流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的．

“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實(shí)踐，進(jìn)一步提出電磁振蕩形成統(tǒng)一的電磁場，對場的認(rèn)識又上升了一步．麥克斯韋的電磁場理論總結(jié)了電磁場的規(guī)律，同時(shí)也把波動理論從機(jī)械波推進(jìn)到電磁波而對物質(zhì)的波動性的認(rèn)識提高了一步．

3．通過電磁場在各方面表現(xiàn)的物質(zhì)屬性，使學(xué)生建立“世界是物質(zhì)的”的觀點(diǎn)

電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的．大量實(shí)驗(yàn)證明在電荷的周圍存在電場，每個帶電粒子都被電場包圍著．電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用．運(yùn)動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種唱—磁場．磁體的周圍也存在著磁場．磁場也是一種客觀存在的物質(zhì)．磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用．現(xiàn)在，科學(xué)實(shí)驗(yàn)和廣泛的生產(chǎn)實(shí)踐完全肯定了場的觀點(diǎn)，并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨(dú)立存在，電磁場是物質(zhì)的一種形態(tài)．

運(yùn)動的電荷（電流）產(chǎn)生磁場，磁場對其它運(yùn)動的電荷（電流）有磁場力的作用．所有磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動電荷（電流）之間是通過磁場而發(fā)生作用的．麥克斯韋用場的觀點(diǎn)分析了電磁現(xiàn)象，得出結(jié)論：任何變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，任何變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場．按照這個理論，變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一場，這就是電磁場．電磁場由近及遠(yuǎn)的傳播就形成電磁波．

從場的觀點(diǎn)來闡述路．電荷的定向運(yùn)動形成電流．產(chǎn)生電流的條件有兩個：一是存在可自由移動的電荷；二是存在電場．導(dǎo)體中電流的方向總是沿著電場的方向，從高電勢處指向低電勢處．導(dǎo)體中的電流是帶電粒子在電場中運(yùn)動的特例，即導(dǎo)體中形成電流時(shí)，它的本身要形成電場又要提供自由電荷．當(dāng)導(dǎo)體中電勢差不存在時(shí)，電流也隨之而終止．

二、以“學(xué)科體系的系統(tǒng)性”貫穿始終，使知識學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練融合于一體

1．場的客觀存在及其物質(zhì)性是電學(xué)教學(xué)中一個極為重要的問題．第一章“電潮是學(xué)好電磁學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵．電場強(qiáng)度、電勢、磁嘗磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映電、磁場是物質(zhì)的實(shí)質(zhì)性概念．電場線，磁感線是形象地描述場分布的一種手段．要進(jìn)行比較，找出兩種力線的共性和區(qū)別以加強(qiáng)對場的理解．

2．電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運(yùn)動的電荷、電流有力的作用．在教學(xué)中要使學(xué)生認(rèn)識場和受場作用這兩類問題的聯(lián)系與區(qū)別，比如，場不是力，電勢不是能等．場中不同位置場的強(qiáng)弱不同，可用受場力者受場力的大?。ǚ较颍└涮卣魑锢砹康谋戎祦砻枋鰣龅膹?qiáng)弱程度．在電場中用電場力做功，說明場具有能量．通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能，離開了電場就談不上電荷的電勢能了．

3．認(rèn)真做好演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，使“潮抽象的概念形象化，通過演示實(shí)驗(yàn)是非常重要的措施．把各種實(shí)驗(yàn)做好，不僅使學(xué)生易于接受知識和掌握知識，也是基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練．安排學(xué)生自己動手做實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)觀察和現(xiàn)象分析中來發(fā)展思維能力．從物理學(xué)的特點(diǎn)與對中學(xué)物理教學(xué)提出的要求來看，應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥詫W(xué)能力，使知識的傳授和能力的培養(yǎng)統(tǒng)一在使學(xué)生真正掌握科學(xué)知識體系上．

篇5

【關(guān)鍵詞】探究式興趣實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

我國新一輪基礎(chǔ)教育改革已經(jīng)進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)階段，現(xiàn)階段我們使用的《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書》注重科學(xué)探究，強(qiáng)調(diào)以物理知識和技能為載體，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)科學(xué)探究精神、實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識。因此，在物理課程中增設(shè)物理“探究活動”的內(nèi)容是非常必要的。

1.探究式教學(xué)活動

探究式教學(xué)是指在教師引導(dǎo)下，學(xué)生通過對問題的獨(dú)立研究來發(fā)現(xiàn)、獲取知識的教學(xué)。其特點(diǎn)是要求學(xué)生通過對問題的研究，獲得經(jīng)驗(yàn)或知識，以發(fā)展自己的創(chuàng)造才能；學(xué)生活動在教學(xué)中處于主要地位，教師處于輔導(dǎo)地位；以學(xué)生的獨(dú)立研究和作業(yè)為基本方式；總是從問題開始或通過分析資料提出假設(shè)，進(jìn)行推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)以解決問題。探究式教學(xué)易激起學(xué)生的求知欲，引起興趣，提高學(xué)生獨(dú)立思考、分析、解決問題的能力。

2.初中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣特點(diǎn)

把握住初中學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣狀況和特點(diǎn)，對于激發(fā)和強(qiáng)化他們的興趣具有重要意義，初中學(xué)生的興趣大體有三種：一是對學(xué)習(xí)只是直接興趣，他們只滿足于被新奇的物理現(xiàn)象所吸引，希望看到鮮明、生動的物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)，但這種現(xiàn)象只停留在現(xiàn)象本身，并未產(chǎn)生探索這些物理現(xiàn)象原因的需要。二是對物理有操作興趣，他們要求通過自己的活動對自然現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果施加影響，如我曾對我校初中二年級兩個班做過調(diào)查。當(dāng)提供玩具電機(jī)，根據(jù)自愿的原則號召學(xué)生自己動手做小電扇，結(jié)果93﹪的學(xué)生都做了，這說明他們對動手操作具有濃厚的興趣。三是對物理具有因果認(rèn)識的興趣，他們的興趣中心已由了解怎樣改變現(xiàn)象發(fā)展到進(jìn)一步探求現(xiàn)象變化的原因，理解它的實(shí)質(zhì)，也就是對事物的因果關(guān)系特別感興趣。

鑒于上述分析，初中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣主要是直接興趣和操作興趣，其特點(diǎn)是新奇、具體、操作、實(shí)踐。因而在初中物理教學(xué)中重視觀察思考和物理實(shí)驗(yàn)，不僅是物理學(xué)科本身特點(diǎn)的需要，也是適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)心理、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣的需要。

3.如何在探究活動中培養(yǎng)學(xué)生的興趣

物理教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就必須挖掘物理學(xué)本身的潛力，充分利用初中學(xué)生好動的特點(diǎn)，加強(qiáng)操作，在活動中傳授知識，讓學(xué)生在參與中進(jìn)行學(xué)習(xí)，進(jìn)而產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣。所以探究性活動以探究式實(shí)驗(yàn)為主，它的主要目的是學(xué)生通過觀察歸納認(rèn)識物理規(guī)律、訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，它具有讓學(xué)生“發(fā)現(xiàn)”的意義，即讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析和歸納，總結(jié)出一定的物理規(guī)律。

3.1探究式演示實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)具有直觀性強(qiáng)，具體形象等優(yōu)點(diǎn)，它是教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，為了便于學(xué)生的理解和知識掌握而在課堂教學(xué)中進(jìn)行的一種實(shí)驗(yàn)，把用語言不能解釋清楚的物理問題展現(xiàn)在學(xué)生面前，便于學(xué)生的理解，而且演示實(shí)驗(yàn)可以活躍課堂氣氛，學(xué)生對之興趣濃厚。如上序言課時(shí)，我們?yōu)榻虒W(xué)準(zhǔn)備了豐富的演示實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生留下了深刻的印象。比如，我演示了“當(dāng)燒瓶中水燒開的水停止沸騰后，往燒瓶上澆冷水，燒瓶中的水又重新沸騰”、“向倒置的漏斗中吹氣時(shí)，里邊的乒乓球不會下落”的實(shí)驗(yàn)，所有的學(xué)生都很好奇，對這些現(xiàn)象都很感興趣。

3.2探究式學(xué)生實(shí)驗(yàn)

學(xué)生除了喜歡看教師演示以外，更喜歡自己動手操作。在實(shí)驗(yàn)中，既滿足了學(xué)生的好奇心、好動性，也鞏固加深了所學(xué)知識，還使學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)，從而喚起他們學(xué)習(xí)的興趣。有些學(xué)生甚至能在實(shí)驗(yàn)課中進(jìn)行創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)，并且發(fā)揮他們充分的想象力。另外，學(xué)生實(shí)驗(yàn)還可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和方法。實(shí)驗(yàn)必須在一定規(guī)則下進(jìn)行，學(xué)生在學(xué)習(xí)中不僅懂得了知識，而且掌握了學(xué)習(xí)方法，所以組織得好的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，可以促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，也滿足和培養(yǎng)了學(xué)生的興趣。

4.如何設(shè)計(jì)探究性活動來培養(yǎng)學(xué)生的興趣呢？可以從以下幾個方面來考慮。

4.1從實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)活動

方法：教師提出需要學(xué)生研究的問題學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論填寫報(bào)告

如物理教材的“測量小燈泡的電阻”這一課。教師可先提出問題：“電流可以用電流表測量，電壓可以用電壓表測量，那么用什么方法測量電阻呢？”讓學(xué)生分析，在學(xué)生學(xué)習(xí)了歐姆定律之后，自然會想到先測出導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流，再通過歐姆定律來計(jì)算電阻，這樣就得出了用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)原理。然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，畫出電路圖，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生能夠更好地運(yùn)用歐姆定律，加深對歐姆定律的理解，激發(fā)學(xué)生的興趣。

4.2從實(shí)驗(yàn)過程步驟出發(fā)設(shè)計(jì)活動

方法：教師對實(shí)驗(yàn)步驟提出建議學(xué)生選擇對比實(shí)驗(yàn)分析對比結(jié)果得出結(jié)論填寫報(bào)告

如上述實(shí)驗(yàn)中，在學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)原理的情況下。教師可以對實(shí)驗(yàn)過程提出建議：“當(dāng)把電流表內(nèi)接和外接時(shí)，兩種方法測得的結(jié)果一樣嗎？”讓學(xué)生選擇對比實(shí)驗(yàn)，有的實(shí)驗(yàn)組用內(nèi)接法，有的實(shí)驗(yàn)組用外接法，實(shí)驗(yàn)完后對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論使用在什么情況下使用內(nèi)接法結(jié)果更準(zhǔn)確一些，什么情況下使用外接法結(jié)果更準(zhǔn)確一些，最后得出結(jié)論。

在教學(xué)過程中，鼓勵學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中使用不同的方法，通過對比實(shí)驗(yàn)來研究哪種方法能達(dá)到最佳的實(shí)驗(yàn)效果。這樣提高了學(xué)生的興趣，學(xué)生的積極性、主動性得到充分體現(xiàn)。

4.3從學(xué)生容易出錯的角度設(shè)計(jì)活動

方法：教師針對教材中某些“不許”、“不能”、“注意”等內(nèi)容提出質(zhì)疑要求解釋為什么學(xué)生實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論

如在學(xué)習(xí)電流表時(shí)，課本上有這樣的警示：“任何情況下都不能使電流表直接連到電源的兩極！”針對這一警示對學(xué)生提出質(zhì)疑：為什么不能把電流表直接接到電源的兩極？讓解釋為什么，然后指導(dǎo)學(xué)生用試觸法把電流表接到兩節(jié)干電池的兩端。這樣學(xué)生通過觀察電流表的指針擺動，會得出：“當(dāng)把電流表直接接到電源兩極時(shí)，通過電流表的電流會很大”的結(jié)論。這樣會損壞電流表，甚至?xí)鸹馂?zāi)。

通過這一設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生對物理有因果認(rèn)識的興趣，還能養(yǎng)成學(xué)生批判地吸收教科書上知識的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題，并積極探索解決的精神，更能培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

參考文獻(xiàn)

[1]課程教材研究所 物理課程教材研究開發(fā)中心.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書.北京：人民教育出版社，2003.

[2]山西省教育科學(xué)院研究院 山西省教育學(xué)會.物理教學(xué)理論與實(shí)踐.2005（第25卷第11期）.

[3]閻金鐸，田世昆.初中物理教學(xué)通論.北京：高等教育出版社，1989.

篇6

關(guān)鍵詞：物理 電工 電磁學(xué) 學(xué)習(xí)

一、認(rèn)識中學(xué)電磁學(xué)整體結(jié)構(gòu)

電磁學(xué)包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象，中學(xué)物理的重要組成部分，電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用，其具體內(nèi)容包括電磁輻射和電磁場等。電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象，這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的，在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系，不能孤立地、分散地學(xué)習(xí)。對此，應(yīng)從以下三個方面來認(rèn)真分析。

1. 電磁學(xué)的兩種研究方式。

整個電磁學(xué)的研究是以“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行的，這兩種方式均在高中教材里體現(xiàn)出來。只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系，才能有計(jì)劃、有目的地增強(qiáng)思維能力。

場的方法是研究電磁學(xué)的一般方法。場是物質(zhì)，是物質(zhì)的相互作用的特殊方式。中學(xué)物理的電磁學(xué)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來：靜電場、恒定電場、恒定磁場、靜磁場、迅變電磁場等，組成一個關(guān)于場的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中學(xué)物理電學(xué)部分的內(nèi)容。

“路”是“場”的一種特殊情況。中學(xué)物理以“路”為線的大骨架可理順為：靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等。

“場”和“路”之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系。麥克斯韋方程是電磁場的普遍規(guī)律，是以“場”為基礎(chǔ)的?！皥觥笔请姶胚\(yùn)動的實(shí)質(zhì)，因此可以說“場”是實(shí)質(zhì)，“路”是方法。

2. 物理知識規(guī)律。

物理知識的規(guī)律體現(xiàn)為一系列物理基本概念、定律和原理的規(guī)律，以及它們的相互聯(lián)系。

物理定律是在對物理現(xiàn)象做了反復(fù)觀察和多次實(shí)驗(yàn)，掌握了充分可靠的事實(shí)之后，進(jìn)行分析和比較，找出它們相互之間存在著的關(guān)系，并把這些關(guān)系用定律的形式表達(dá)出來。物理定律的形成也是在物理概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。但是，物理定律并不是絕對準(zhǔn)確的，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性，因此其適用范圍有一定的局限性。

庫侖定律是重要的物理規(guī)律。庫侖定律的實(shí)驗(yàn)是在空氣中做的，其結(jié)果跟在真空中相差很小。其適用范圍只適用于點(diǎn)電荷，即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計(jì)的情況。歐姆定律是在金屬導(dǎo)電的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，對金屬導(dǎo)電、電解液導(dǎo)電適用，但對氣體導(dǎo)電是不適用的。歐姆定律的運(yùn)用有對應(yīng)關(guān)系。電阻是電路的物理性質(zhì)，適用于溫度不變時(shí)的金屬導(dǎo)體。

“磁場”這一章闡明了磁與電現(xiàn)象的統(tǒng)一性，用研究電場的方法進(jìn)行類比，可以較好地解決磁場和磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。

“電磁感應(yīng)”這一章，重要的物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。在這部分知識中，能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是將各知識點(diǎn)串起來的主線。本章以電流、磁場為基礎(chǔ)，它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的重要方面，是進(jìn)一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎(chǔ)。電磁感應(yīng)的重點(diǎn)和核心是感應(yīng)電動勢。運(yùn)用楞次定律不僅可判斷感應(yīng)電流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的。

“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實(shí)踐，進(jìn)一步提出電磁振蕩形成統(tǒng)一的電磁場，對場的認(rèn)識又上升了一步。麥克斯韋的電磁場理論總結(jié)了電磁場的規(guī)律，同時(shí)也把波動理論從機(jī)械波推進(jìn)到電磁波，而對物質(zhì)的波動性的認(rèn)識提高了一步。

3. 通過電磁場在各方面表現(xiàn)的物質(zhì)屬性，在學(xué)習(xí)中建立“世界是物質(zhì)的”的觀點(diǎn)。

電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的。大量實(shí)驗(yàn)證明在電荷的周圍存在電場，每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用。運(yùn)動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種場――磁場。磁體的周圍也存在著磁場。磁場也是一種客觀存在的物質(zhì)。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用?，F(xiàn)在，科學(xué)實(shí)驗(yàn)和廣泛的生產(chǎn)實(shí)踐完全肯定了場的觀點(diǎn)，并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨(dú)立存在，電磁場是物質(zhì)的一種形態(tài)。

運(yùn)動的電荷（電流）產(chǎn)生磁場，磁場對其它運(yùn)動的電荷（電流）有磁場力的作用。所有磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動電荷（電流）之間是通過磁場而發(fā)生作用的。麥克斯韋用場的觀點(diǎn)分析了電磁現(xiàn)象，得出結(jié)論：任何變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，任何變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。按照這個理論，變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一場，這就是電磁場。電磁場由近及遠(yuǎn)的傳播就形成電磁波。

從場的觀點(diǎn)來闡述路。電荷的定向運(yùn)動形成電流。產(chǎn)生電流的條件有兩個：一是存在可自由移動的電荷；二是存在電場。導(dǎo)體中電流的方向總是沿著電場的方向，從高電勢處指向低電勢處。導(dǎo)體中的電流是帶電粒子在電場中運(yùn)動的特例，即導(dǎo)體中形成電流時(shí)，它的本身要形成電場又要提供自由電荷。當(dāng)導(dǎo)體中電勢差不存在時(shí)，電流也隨之而終止。

二、以“學(xué)科體系的系統(tǒng)性”貫穿始終，使知識學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)融合于一體

1. 場的客觀存在及其物質(zhì)性是電磁學(xué)學(xué)習(xí)中一個極為重要的問題。

場是學(xué)好電磁學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。電場強(qiáng)度、電勢、磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映電、磁場是物質(zhì)的實(shí)質(zhì)性概念。電場線、磁感線是形象地描述場分布的一種手段，要進(jìn)行比較，找出兩種力線的共性和區(qū)別以加強(qiáng)對場的理解。

2. 電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運(yùn)動的電荷、電流有力的作用。

認(rèn)識場和受場作用這兩類問題的聯(lián)系與區(qū)別，比如場不是力、電勢不是能等。場中不同位置場的強(qiáng)弱不同，可用受場力者受場力的大?。ǚ较颍└涮卣魑锢砹康谋戎祦砻枋鰣龅膹?qiáng)弱程度。在電場中用電場力做功，說明場具有能量。通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能，離開了電場就談不上電荷的電勢能了。

3. 認(rèn)真做好演示實(shí)驗(yàn)，使場抽象的概念形象化。

演示實(shí)驗(yàn)是非常重要的措施。把各種實(shí)驗(yàn)做好，不僅易于接受知識和掌握知識，也是基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練。自己動手做實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，從實(shí)驗(yàn)觀察和現(xiàn)象分析中來發(fā)展思維能力。從物理學(xué)的特點(diǎn)與對中學(xué)物理教學(xué)提出的要求來看，應(yīng)著力培養(yǎng)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥詫W(xué)能力，使知識的傳授和能力的培養(yǎng)統(tǒng)一在使自己真正掌握科學(xué)知識體系上。

4. 培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)物理知識去分析和解決問題的能力。

篇7

一、獲得足夠的感性認(rèn)識

物理規(guī)律具有三個顯著特點(diǎn)：第一，物理規(guī)律是觀察、實(shí)驗(yàn)、思維相結(jié)合的產(chǎn)物；第二，物理規(guī)律反映了有關(guān)物理概念之間的必然聯(lián)系。任何物理規(guī)律，都是由一些概念組成的，通過語言邏輯或數(shù)學(xué)邏輯表達(dá)概念之間的聯(lián)系和關(guān)系；第三，任何物理規(guī)律具有近似性和局限性。反映物理現(xiàn)象和物理過程的發(fā)生、發(fā)展和變化的物理規(guī)律，只能在一定的精度范圍內(nèi)足夠真實(shí)但又是近似地反映客觀世界。物理規(guī)律不僅具有近似性，而且由于物理規(guī)律總是在一定范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的，或在一定的條件下推理得到的，并在有限領(lǐng)域內(nèi)檢驗(yàn)的，所以，物理規(guī)律還具有局限性。也就是說，物理規(guī)律總有它的適用范圍和成立條件。由此可見，作為近似反映物理對象、物理現(xiàn)象、物理過程在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化規(guī)律的物理規(guī)律的建立，離不開觀察實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)推理，也離不開物理思維，是三者相結(jié)合的產(chǎn)物。豐富的感性認(rèn)識是建立物理規(guī)律的基礎(chǔ)。

學(xué)習(xí)物理規(guī)律是對已有的物理規(guī)律的一個有組織的學(xué)習(xí)過程，它雖不像物理史上建立物理規(guī)律那樣曲折漫長，但也是極其復(fù)雜的，需要在一定的背景知識指導(dǎo)下，對感性認(rèn)識進(jìn)行思維加工。獲得足夠的感性認(rèn)識是學(xué)習(xí)物理規(guī)律的基礎(chǔ)，也是在物理規(guī)律教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的基礎(chǔ)。在物理教學(xué)中，教師要指導(dǎo)學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)，分析學(xué)生生活中熟知的典型事例，或從對學(xué)生已有知識的邏輯展開中提出問題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)造便于探索規(guī)律的良好的環(huán)境，提供探索物理規(guī)律所必須的感性材料，提供進(jìn)一步思考問題的線索和依據(jù)，為研究物理規(guī)律提供必要的感性認(rèn)識。

二、探索物理規(guī)律的思維方法

在獲得足夠的感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，教師要指導(dǎo)學(xué)生探索物理規(guī)律，根據(jù)建立物理規(guī)律的思維過程和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)耐緩?，對感性材料進(jìn)行思維加工，認(rèn)識研究對象、現(xiàn)象之間的本質(zhì)的、必然的聯(lián)系，概括出物理規(guī)律。這是在物理規(guī)律教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的關(guān)鍵。 中學(xué)生在建立物理規(guī)律時(shí)，常用的思維方法有四種：

第一，實(shí)驗(yàn)歸納。實(shí)驗(yàn)歸納即直接從觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果中分析、歸納、概括而總結(jié)出物理規(guī)律的方法。具體的做法有：第一，由對日常生活經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的分析歸納得出結(jié)論。如掌握蒸發(fā)快慢的條件、電磁感應(yīng)定律等；第二，由大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)歸納和必要的數(shù)學(xué)處理得出結(jié)論。如掌握力矩的平衡條件、胡克定律、光的反射定律、氣體的實(shí)驗(yàn)定律等；第三，先從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)κ吕姆治鲋械贸龆ㄐ越Y(jié)論，再進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)尋求嚴(yán)格的定量關(guān)系，得出定量的結(jié)論，如掌握液體內(nèi)部的壓強(qiáng)、牛頓第三定律、光的折射定律等；第四，在通過實(shí)驗(yàn)研究幾個量的關(guān)系時(shí)，先分別固定某些量，研究其中兩個量的關(guān)系；然后加以綜合，得出幾個量的關(guān)系。如掌握歐姆定律、牛頓第二定律、焦耳定律等等；第五，限于條件，無法直接做實(shí)驗(yàn)時(shí)，可通過分析前人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，歸納出結(jié)論。例如掌握光電效應(yīng)公式。

第二，理論分析。理論分析就是利用已有的物理概念和物理規(guī)律，通過物理思維或數(shù)學(xué)推理，得出新的物理規(guī)律的方法。常見的有理論歸納和理論演繹兩種。理論歸納就是利用已有的物理概念和物理規(guī)律，經(jīng)歸納推理，得出更普遍的物理規(guī)律的思維方法。例如，能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的學(xué)習(xí)和掌握，就可利用理論歸納的方法。能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是在科學(xué)各分支學(xué)科長期發(fā)展的基礎(chǔ)上，經(jīng)許多人系統(tǒng)的研究和總結(jié)后，于19世紀(jì)中期形成的自然界的一條基本規(guī)律。學(xué)習(xí)和掌握這一規(guī)律不可能由某一實(shí)驗(yàn)歸納來完成，可以根據(jù)科學(xué)史上建立這一規(guī)律的過程，對有關(guān)規(guī)律進(jìn)行歸納而得到。19世紀(jì)中期以前，在力學(xué)方面，建立了動能、勢能、機(jī)械能等概念和機(jī)械能守恒定律：在熱學(xué)方面，人們建立了熱量的概念，并廣泛研究了熱與機(jī)械功的相互轉(zhuǎn)化問題，得到熱力學(xué)第一定律；在電學(xué)方面，英國物理學(xué)家焦耳對電流熱效應(yīng) 進(jìn)行了定量的研究，建立了焦耳定律；化學(xué)反應(yīng)中建立了能量守恒。學(xué)生可以對所學(xué)的這些實(shí)驗(yàn)規(guī)律進(jìn)行歸納總結(jié)，從而掌握能的轉(zhuǎn)化和守恒定律；理論演繹就是利用較一般的物理規(guī)律，經(jīng)演繹推理，推導(dǎo)出特殊的物理規(guī)律的思維方法。例如，在學(xué)習(xí)了能的轉(zhuǎn)化和守恒定律后，可以推斷出判定感應(yīng)電流方向的規(guī)律——楞次定律。又如，學(xué)習(xí)理想氣體實(shí)驗(yàn)定律，既可用實(shí)驗(yàn)歸納法，也可以用理論演繹法，從理想氣體狀態(tài)方程演繹出玻意耳定律、蓋?呂薩克定律和查理定律。若將實(shí)驗(yàn)歸納和理論演繹結(jié)合起來，有助于理想氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解。

第三，類比。類比是根據(jù)兩個(或兩類)對象在某些屬性上相似而推出它們在另一屬性上也可能相似的一種推理形式。其具體過程是：通過對兩個不同的對象進(jìn)行比較，找出它們的相似點(diǎn)，然后以此為依據(jù)，把其中某一對象的有關(guān)知識或結(jié)論推移到另一對象中去。類比方法在物理學(xué)中獲得了廣泛的運(yùn)用。首先，類比是提出物理假說的重要途徑；其次，在物理學(xué)研究中廣泛運(yùn)用著的模型化方法，實(shí)質(zhì)上包含著類比方法的應(yīng)用。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理規(guī)律時(shí)，可以遵循建立物理規(guī)律的程序和原則，通過類比的思維方法，加深對物理規(guī)律的理解，同時(shí)提高思維能力。

篇8

一、獲得足夠的感性認(rèn)識

物理規(guī)律具有三個顯著特點(diǎn)：第一，物理規(guī)律是觀察、實(shí)驗(yàn)、思維相結(jié)合的產(chǎn)物；第二，物理規(guī)律反映了有關(guān)物理概念之間的必然聯(lián)系。任何物理規(guī)律，都是由一些概念組成的，通過語言邏輯或數(shù)學(xué)邏輯表達(dá)概念之間的聯(lián)系和關(guān)系；第三，任何物理規(guī)律具有近似性和局限性。物理現(xiàn)象和物理過程的發(fā)生、發(fā)展和變化的物理規(guī)律，只能在一定的范圍內(nèi)，足夠真實(shí)但又是近似地反映客觀世界。物理規(guī)律不僅具有近似性，而且由于物理規(guī)律總在一定范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)，或在一定的條件下推理得到，并在有限領(lǐng)域內(nèi)檢驗(yàn)。因此，物理規(guī)律具有局限性。也就是說，物理規(guī)律總有它的適用范圍和成立條件。由此可見，作為近似反映物理對象、物理現(xiàn)象、物理過程，在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化的物理規(guī)律的建立，離不開觀察實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)推理，也離不開物理思維，是三者相結(jié)合的產(chǎn)物。豐富的感性認(rèn)識是物理規(guī)律建立的基礎(chǔ)。

二、掌握規(guī)律建立的思維方法

在獲得足夠的感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，教師要指導(dǎo)學(xué)生探索物理規(guī)律，根據(jù)物理規(guī)律建立的思維過程和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)耐緩?，對感性材料進(jìn)行思維加工，認(rèn)識研究對象、現(xiàn)象之間的本質(zhì)的、必然的聯(lián)系，概括出物理規(guī)律。這是在物理規(guī)律教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生思維能力的關(guān)鍵。 中學(xué)生在建立物理規(guī)律時(shí)，常用的思維方法有以下四種。

1.實(shí)驗(yàn)歸納。實(shí)驗(yàn)歸納是直接從觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，分析、歸納、概括、總結(jié)出物理規(guī)律的方法。具體的做法有：第一，由對日常生活經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的分析、歸納，得出結(jié)論，如蒸發(fā)快慢的條件、電磁感應(yīng)定律等。第二，由大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)歸納和必要的數(shù)學(xué)處理，得出結(jié)論，如共點(diǎn)力的平衡條件、胡克定律、光的反射定律等。第三，先從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)κ吕姆治鲋械贸龆ㄐ越Y(jié)論，再進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)，尋求嚴(yán)格的定量關(guān)系，得出定量的結(jié)論，如牛頓第三定律、光的折射定律等。第四，在實(shí)驗(yàn)研究幾個量的關(guān)系時(shí)，先分別固定某些量，研究其中兩個量的關(guān)系；再加以綜合，得出幾個量的關(guān)系，如歐姆定律、牛頓第二定律、焦耳定律，等等。第五，限于條件，無法直接做實(shí)驗(yàn)時(shí)，可分析前人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，歸納出結(jié)論，例如光電效應(yīng)公式。

2.理論分析。理論分析就是利用已有的物理概念和物理規(guī)律，通過物理思維或數(shù)學(xué)推理，得出新的物理規(guī)律的方法。常見的有理論歸納，就是利用已有的物理概念和物理規(guī)律，經(jīng)歸納推理，得出更普遍的物理規(guī)律的思維方法。

3.類比。類比是根據(jù)兩個（或兩類）對象在某些屬性上相似，而推出它們在另一屬性上也可能相似的一種推理形式。具體過程：對兩個不同的對象進(jìn)行比較，找出它們的相似點(diǎn)，然后以此為依據(jù)，把其中某一對象的有關(guān)知識或結(jié)論運(yùn)用到另一對象中去。類比方法在物理學(xué)中獲得了廣泛的運(yùn)用。首先，類比是提出物理假說的重要途徑；其次，在物理學(xué)研究中，廣泛運(yùn)用的模型化方法，實(shí)質(zhì)上包含類比方法的應(yīng)用。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理規(guī)律時(shí)，可以遵循物理規(guī)律建立的程序和原則，通過類比的思維方法，加深對物理規(guī)律的理解，同時(shí)提高思維能力。

當(dāng)然，在帶領(lǐng)學(xué)生探索和研究具體的物理規(guī)律時(shí)，不一定要按照歷史上物理規(guī)律建立的過程來進(jìn)行，教師可以根據(jù)教學(xué)要求、學(xué)生的年齡特征、知識基礎(chǔ)、能力水平、學(xué)校情況、教學(xué)內(nèi)容、自身特點(diǎn)等，來確定用什么方法。

三、排除學(xué)習(xí)規(guī)律的思維障礙

與學(xué)習(xí)物理概念一樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理規(guī)律時(shí)，也存在著思維障礙，大體上有以下幾種。在物理規(guī)律教學(xué)中，要排除這些思維障礙。

1.感性認(rèn)識不足。物理規(guī)律是觀察、實(shí)驗(yàn)和思維相結(jié)合的產(chǎn)物，通過觀察、實(shí)驗(yàn)，獲得對自然界物質(zhì)的存在、構(gòu)成、運(yùn)動及其轉(zhuǎn)化的感性認(rèn)識。感性認(rèn)識不僅是物理思維的材料、建立規(guī)律的條件，而且是用來檢驗(yàn)各種物理理論真?zhèn)问欠堑臉?biāo)準(zhǔn)，是理解物理規(guī)律的基礎(chǔ)。如果沒有足夠的、能夠把有關(guān)的現(xiàn)象及其之間的聯(lián)系鮮明地展示出來的實(shí)驗(yàn)，或?qū)W生日常生活中所熟悉的、親身感受過的事例作為基礎(chǔ)，學(xué)生就很難理解物理規(guī)律的來龍去脈、基本含義、適用條件，等等，從而影響對物理規(guī)律的掌握和運(yùn)用，造成學(xué)習(xí)物理規(guī)律的思維障礙。

篇9

關(guān)鍵詞 思維導(dǎo)圖；學(xué)與教；新課程

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）15-0011-02

高中物理新課程倡導(dǎo)教學(xué)規(guī)范轉(zhuǎn)型與學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與思維能力。對第一線的教育工作者而言，要求既做探究者，也做踐行者。筆者通過研究“思維導(dǎo)圖”的功能，運(yùn)用“學(xué)與教”策略，落實(shí)新課程教學(xué)理念，收效良好。

1 “學(xué)與教”策略

思維導(dǎo)圖 思維導(dǎo)圖是英國心理學(xué)家Tony Buxen于1970年提出的，是基于對腦神經(jīng)生理科學(xué)與心理學(xué)的研究，類比自然萬物放射情形而形成的關(guān)于放射性思維及其圖形表達(dá)的成果。思維導(dǎo)圖運(yùn)用線條、符號、數(shù)字、邏輯、節(jié)律、色彩、詞匯和圖像，按照一套簡單、自然、基本、易被大腦接受的規(guī)則，運(yùn)用從中心發(fā)散出來的結(jié)構(gòu)，把一些枯燥無味的信息變成容易記憶的、有高度組織的圖形。

理論和實(shí)踐都表明：恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用“思維導(dǎo)圖”，能提高學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)與優(yōu)化，有利于學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式；同時(shí)，恰當(dāng)運(yùn)用思維導(dǎo)圖，能促進(jìn)學(xué)生多向聯(lián)想、縱橫遷移，有效改變線性思維，促進(jìn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)；再就是運(yùn)用思維導(dǎo)圖能有效促進(jìn)課堂合作交流，提高教學(xué)效益，并能有效促進(jìn)現(xiàn)代教育技術(shù)特別是“大數(shù)據(jù)”在教學(xué)中的運(yùn)用，促進(jìn)教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變。

可視化功能

1）直觀化、結(jié)構(gòu)化：運(yùn)用思維導(dǎo)圖可以使抽象的知識與思維過程變得直觀形象，同時(shí)又呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)化的特點(diǎn)，并揭示它們之間的本質(zhì)聯(lián)系。

2）深度化、本質(zhì)化：運(yùn)用思維導(dǎo)圖使不可見的知識與思維甚至隱性的知識與思維顯性化，將顯性知識與思維生動化，可以幫助學(xué)習(xí)者深度發(fā)掘知識與思維的內(nèi)涵，展現(xiàn)本質(zhì)特征。

3）高效化、優(yōu)質(zhì)化：運(yùn)用思維導(dǎo)圖可以對知識與思維進(jìn)行優(yōu)化，并高效獲取與習(xí)得，重要的是還可以用來習(xí)得新的知識和發(fā)展能力。

“學(xué)與教”策略 這里稱為“學(xué)與教”，而不是“教與學(xué)”，是由于“學(xué)與教”構(gòu)建的邏輯順序。首先，基于認(rèn)知心理學(xué)的研究成果，確定學(xué)生學(xué)習(xí)某一類型知識的認(rèn)知心理過程；再確定為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知心理過程而需要開展的學(xué)生學(xué)習(xí)活動；最后確定為了使學(xué)生學(xué)習(xí)活動順利達(dá)成所需要的教學(xué)活動。是基于對學(xué)生學(xué)習(xí)心理過程分析而得出的，有著鮮明的特征，是基于學(xué)的教，而不是為了教的學(xué)。

1）思維導(dǎo)圖作為學(xué)習(xí)策略，能幫助學(xué)生從“學(xué)會”到“會學(xué)”，有效促進(jìn)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。首先，通過引導(dǎo)學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖，包括概念形成過程、物理規(guī)律建立過程、物理問題求解過程以及物理實(shí)驗(yàn)等，促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)；其次，通過思維導(dǎo)圖，激活原有知識、同化新知識，使學(xué)生獲取知識、存貯知識、提取知識更便捷高效，促進(jìn)有效學(xué)習(xí)；同時(shí)，運(yùn)用思維導(dǎo)圖，促進(jìn)學(xué)生建立知識的內(nèi)在聯(lián)系，促進(jìn)知識的組塊、形成整體，促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建和優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)；再就是運(yùn)用思維導(dǎo)圖，能有效幫助學(xué)生，管理監(jiān)控學(xué)習(xí)信息與學(xué)習(xí)過程，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。

2）思維導(dǎo)圖作為教學(xué)策略，能促進(jìn)教學(xué)方式轉(zhuǎn)變與提高教學(xué)效益。正如Mayer所說：“學(xué)生從文字和圖片中學(xué)習(xí)比單獨(dú)從文字中學(xué)習(xí)效果更好。”教學(xué)中運(yùn)用思維導(dǎo)圖，通過教學(xué)內(nèi)容與方式的可視化，有效促進(jìn)知識的同化與遷移、應(yīng)用，激發(fā)教學(xué)方式的創(chuàng)新；能有效促進(jìn)交流與合作，包括師生之間、生生之間、師生與教學(xué)內(nèi)容之間的交流與合作；能有效監(jiān)控教學(xué)過程，有利于“學(xué)與教”的反饋和生成，有效促進(jìn)教學(xué)方式轉(zhuǎn)變；有利于發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)對“學(xué)與教”的作用，特別是發(fā)揮“大數(shù)據(jù)”對教育教學(xué)的功能，促進(jìn)教學(xué)規(guī)范轉(zhuǎn)型。

2 策略實(shí)施

優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu) 思維導(dǎo)圖的高度組織化、網(wǎng)絡(luò)化與結(jié)構(gòu)化特征，能有效促進(jìn)學(xué)生的知識概括水平與包容范圍的發(fā)展。反過來，知識的概括水平越高，包容范圍越廣，越有利于認(rèn)知識結(jié)構(gòu)的建立與優(yōu)化。在教學(xué)實(shí)踐中，筆者運(yùn)用思維導(dǎo)圖，通過知識的“聯(lián)系與區(qū)分”“聯(lián)系與區(qū)別”“關(guān)聯(lián)與提升”等來提高學(xué)生的知識概括水平與包容范圍，來建構(gòu)與優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

1）促進(jìn)“聯(lián)系與區(qū)分”，就是運(yùn)用思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生對一個單元或一章節(jié)物理知識進(jìn)行聯(lián)系與區(qū)分、比較與整理，使其成為清晰、穩(wěn)定的“認(rèn)知結(jié)構(gòu)”。如“曲線運(yùn)動”單元涉及的物理概念多，物理關(guān)系比較復(fù)雜，大多數(shù)學(xué)生很難把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，也難以建立相應(yīng)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。為此，筆者和學(xué)生一起繪制“曲線運(yùn)動”一章的思維導(dǎo)圖（圖1），幫助學(xué)生建立“曲線運(yùn)動”的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

2）促進(jìn)“聯(lián)系與區(qū)別”，就是運(yùn)用思維導(dǎo)圖搞清本章與前面相關(guān)知識之間的聯(lián)系與區(qū)別。以曲線運(yùn)動為例，通過繪制曲線運(yùn)動與以前所學(xué)知識之間的思維導(dǎo)圖，包括直線運(yùn)動與曲線運(yùn)動的不同點(diǎn)、直線運(yùn)動公式的適用條件、曲線運(yùn)動的研究方法。從受力分析、力的合成與分解的角度理解合力、分力提供向心力，從牛頓運(yùn)動定律角度理解向心力與向心加速度之間的關(guān)系，將圓周運(yùn)動問題解決納入運(yùn)動定律的范疇，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)圖的優(yōu)化。

3）促進(jìn)“關(guān)聯(lián)與提升”（主要用于期末復(fù)習(xí)或高三復(fù)習(xí)階段），就是通過思維促進(jìn)應(yīng)用“認(rèn)知結(jié)構(gòu)”解決實(shí)際問題，使學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到更深層次的整理與提升。以曲線運(yùn)動為例，在前面兩個環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，通過思維導(dǎo)圖再建立“曲線運(yùn)動”與“機(jī)械能守恒”“帶電粒子運(yùn)動”“磁場中粒子”的關(guān)聯(lián)，并進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生習(xí)得區(qū)分“電場中粒子的運(yùn)動”和“磁場中粒子的運(yùn)動”的方法，達(dá)成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的拓展與優(yōu)化。

促進(jìn)創(chuàng)新思維

1）“學(xué)與教”過程中促進(jìn)創(chuàng)新思維。由于思維導(dǎo)圖是一種圍繞某一主題組織起來的知識表征和貯存方式，又是一種樹冠狀網(wǎng)絡(luò)式的發(fā)散結(jié)構(gòu)，而產(chǎn)生創(chuàng)新思維的重要條件就是建立合適的圖式，因此，在“學(xué)與教”過程中運(yùn)用思維導(dǎo)圖能激活學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，使學(xué)生產(chǎn)生多向聯(lián)想，發(fā)散思維，促進(jìn)創(chuàng)新思維。

【案例1】進(jìn)行“閉合電路歐姆定律”的“學(xué)與教”時(shí)，通過“部分電路歐姆定律”思維導(dǎo)圖激活原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，在組織與優(yōu)化原認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上構(gòu)建新的思維導(dǎo)圖，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思維，使學(xué)生習(xí)得閉合電路歐姆定律并建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。如圖2所示，在整個過程中，電源是一個橋梁。從能量角度講，電源是一個能量轉(zhuǎn)換裝置，把其他形式能轉(zhuǎn)換為電能，這種本領(lǐng)用電動勢來表征，電源電動勢是路端電壓的提供者，它的大小等于開路時(shí)的外電路兩端的電壓；電源又有自身的電阻（內(nèi)阻），因此，順著電流方向通過一個電源，電勢升高E，由于電源內(nèi)阻的存在，電勢又降低Ir。通過舊新思維導(dǎo)圖的激活，互相促進(jìn)，幫助學(xué)生完成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建立。

2）物理問題求解過程中促進(jìn)創(chuàng)新思維?，F(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，任何一個問題求解都可以分為三種狀態(tài)，即初態(tài)、終態(tài)和中間過程。初態(tài)是解題的已知條件，終態(tài)是解題所要達(dá)到的終極目標(biāo)。求解物理問題，實(shí)質(zhì)上就是人或系統(tǒng)尋找一個狀態(tài)系統(tǒng)，使問題從初態(tài)順利地到達(dá)終態(tài)的過程。從另一方面來說，就是分析問題制訂方案實(shí)施求解。但無論如何，思維導(dǎo)圖對于求解物理問題都有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。

分析物理問題時(shí)，運(yùn)用思維導(dǎo)圖，能引導(dǎo)學(xué)生從問題最初狀態(tài)出發(fā)，生成思路，確定子目標(biāo)，架起從初態(tài)到終態(tài)的“橋梁”，激發(fā)創(chuàng)新構(gòu)想，促進(jìn)創(chuàng)新思維。

制訂解決方案時(shí)，運(yùn)用思維導(dǎo)圖，更容易發(fā)現(xiàn)為達(dá)成從每個子目標(biāo)到下一子目標(biāo)，需要增加哪些輔助手段，需要建立哪些聯(lián)系，從而更快地推進(jìn)問題求解與探索過程。

實(shí)施求解方案時(shí)，運(yùn)用思維導(dǎo)圖可以不斷地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，步步推進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)解題思路的導(dǎo)通與實(shí)施。同時(shí)，運(yùn)用思維導(dǎo)圖還有助于對求解過程的監(jiān)控，隨時(shí)做出調(diào)整與糾正，并發(fā)現(xiàn)新的思路與解法。

【案例2】（2009年上海高考題）小球由地面豎直上拋，上升最大高度為H，設(shè)所受阻力大小恒定，地面為零勢能面。在上升到離地面高度為h時(shí)，小球動能是所在處勢能的2倍；到達(dá)最高點(diǎn)后再下落至離地面高度為h處時(shí)，小球的勢能是動能的2倍，則h等于多少？

【解答此題】首先，在理解題意的基礎(chǔ)上，確定題目的目標(biāo)與條件。此題的目標(biāo)是上升過程中，小球動能是所在處勢能的2倍的高度；下落到同位置時(shí)，小球的勢能是動能的2倍時(shí)，則h等于多少？運(yùn)用思維導(dǎo)圖，依據(jù)條件，確定達(dá)成總目標(biāo)需要建立幾個子目標(biāo)，需要確定幾個物理狀態(tài)及物理過程。運(yùn)用思維導(dǎo)圖能清晰表達(dá)題目所述物理情境。如圖3所示，從拋出點(diǎn)（狀態(tài)I）到高度為h處（狀態(tài)II），再到最高點(diǎn)（狀態(tài)III），又返回到高度為h處（狀態(tài)IV ），并把受力分析與狀態(tài)物理量簡明標(biāo)在思維導(dǎo)圖上。繪制好的思維導(dǎo)圖增強(qiáng)了題意的理解與解決問題方案的選擇與調(diào)控。

上述思維導(dǎo)圖所呈現(xiàn)的過程，如果只用文字來表述，不只是顯得冗長，難以理解，還影響解決策略與方案等。

而運(yùn)用思維導(dǎo)圖很快可以得到：

狀態(tài)I至狀態(tài)II時(shí)：2mgh=1/2mv12

狀態(tài)II至狀態(tài)III：-（mg+f）（H-h）=0-1/2mv12

狀態(tài)III到狀態(tài)IV：（mg-f）（H-h）=1/2mv22

已知條件：mgh=2×1/2mv22

聯(lián)立求解，就可得到答案：4H/9

同時(shí)，本題目還可以在上述思維導(dǎo)圖的基礎(chǔ)上，選用牛頓第二定律結(jié)合V-t圖來求解。

更重要的是，運(yùn)用思維導(dǎo)圖，有利于構(gòu)建生態(tài)型“學(xué)與教”的情境，促進(jìn)“學(xué)與教”創(chuàng)新思維。就是師生一起在原思維導(dǎo)圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行變式設(shè)計(jì)，呈現(xiàn)新的情境，從而激發(fā)學(xué)生去尋找原圖式為何不能解決的原因，修正或提升原有思維導(dǎo)圖，使其適應(yīng)層次變化。變式可以是遞進(jìn)式或反遞進(jìn)式的，一方面促進(jìn)學(xué)生對思維導(dǎo)圖運(yùn)用的養(yǎng)成訓(xùn)練，把繪制與運(yùn)用思維導(dǎo)圖的鑰匙交給學(xué)生；另一方面促進(jìn)創(chuàng)新思維能力的提高。

比如，改進(jìn)的題目情境為：

1）如果本題中，上升到H/2時(shí)，重力勢能為mgh/2，動能為多大？

2）上升過程中，小球的重力勢能與動能相等的位置離地面高度比H/2大還是?。窟€是一樣？

3）下降過程中，小球的重力勢能與動能相等的位置離地面高度比H/2大還是小？還是一樣？

4）把小球在豎直方向有阻力上拋改為沿有摩擦力的斜面上滑，問題又會怎么樣？

如此實(shí)現(xiàn)情境的變化，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。

篇10

關(guān)鍵詞 電磁感應(yīng)；能量問題；歸類

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，能量都遵循守恒定律。因此電磁感應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)換，便可以通過楞次定律和能量守恒定律進(jìn)行分析，從而使復(fù)雜的電磁感應(yīng)問題轉(zhuǎn)化為簡單的能量問題。對于解決能量問題，可以從功和能這2個方面進(jìn)行。例如，在磁場中，安培力會對通電導(dǎo)體棒產(chǎn)生作用力，如果這時(shí)安培力所做的功為正功，那么安培力就是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量；如果安培力做的是負(fù)功，在這種情況下，就是其它的形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。

1.從能量角度分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象

電磁感應(yīng)又稱磁電感應(yīng)現(xiàn)象，具體是指閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)體中就會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)質(zhì)就是能量轉(zhuǎn)化的過程，在這個過程中，可以將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)，我們需要注意的是，這不是創(chuàng)造電能的過程，因?yàn)槟芰考炔粫{空產(chǎn)生也不會憑空消失。

楞次定律的實(shí)質(zhì)就是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)，也可以說楞次定律就是感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。換句話說，能量守恒定律是產(chǎn)生感應(yīng)電流所要必須遵守的。從磁場與導(dǎo)體所做的相對運(yùn)動來看，當(dāng)其發(fā)生相對運(yùn)動時(shí)，此時(shí)感應(yīng)電流的磁場一定是與其相反的方向，二者之間是相互阻礙的關(guān)系。從磁通量的方面來看，感應(yīng)電流的磁場也一定是阻礙感應(yīng)電流的磁通量變化的。

例1：將兩根金屬導(dǎo)軌平行放在傾斜角為30。的斜坡上，導(dǎo)軌接有阻值為10Ω的電阻，導(dǎo)軌本身的電阻忽略不計(jì)，勻強(qiáng)磁場與斜坡垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T。質(zhì)量為0.1kg，不計(jì)電阻的金屬棒ab由靜止釋放，沿導(dǎo)軌下滑，假如導(dǎo)軌的長度足夠，導(dǎo)軌寬2m，金屬棒在下滑的過程中接觸良好，當(dāng)金屬棒下滑3m高的時(shí)候，速度恰好為最大的速度2m/s，求這個過程中所產(chǎn)生的熱量。

解析：當(dāng)金屬棒的速度達(dá)到最大時(shí)，對其受到的力進(jìn)行分析，mgsin 0=F安+f。由法拉第電磁感應(yīng)定律我們可以知道：E=BLV，根據(jù)閉合電路的歐姆定律I=E/R，F(xiàn)寄=ILB=（B2L2v）/R=0.2N。f=gsin 0-F安=0.3N。下滑的過程需要能動定理來進(jìn)行計(jì)算mgh-f*（h/sin 0）W=0.5mv2。由此可以解得w=1J所以產(chǎn)生的熱量為lJ。根據(jù)Q=W=1J。

這道例題就是典型的能量轉(zhuǎn)換問題，做好能量分析才是這道題的解題關(guān)鍵。同時(shí)同學(xué)們還要把這部分知識與電路知識相結(jié)合。只有將這些知識點(diǎn)靈活運(yùn)用才能提高解題的準(zhǔn)確率。

2.能量轉(zhuǎn)化與做功間的關(guān)系

在處理電磁感應(yīng)的問題時(shí)，要注意電磁感應(yīng)中所涉及到的能量問題其實(shí)就是不同形式間的能量相互轉(zhuǎn)換，而并非是能量創(chuàng)造過程，這時(shí)就需要我們對電磁感應(yīng)的問題有一個正確的認(rèn)識，我們可以從做功和能量間的轉(zhuǎn)化入手，這也是正確認(rèn)識電磁能量問題的重點(diǎn)所在。在力學(xué)中，能量最終會轉(zhuǎn)化為功，例如，在機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程中，就是安培力在做功，當(dāng)安培力做正功的時(shí)候，就會將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，相反，當(dāng)安培力做負(fù)功的時(shí)候，那么這個時(shí)候安培力就會將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。在這兩個能量相互轉(zhuǎn)化的過程中，重點(diǎn)是對安培力做的功分析清楚，一旦對安培力做功分析失誤的話，就會導(dǎo)致整個問題出現(xiàn)失誤。其實(shí)解決這一類問題的關(guān)鍵就是認(rèn)識和區(qū)分電磁感應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)換，最終還是要對能量和做功之間的關(guān)系有著明確和深刻的認(rèn)識。

對于其他能量轉(zhuǎn)化為電能問題的分析，需要在電磁感應(yīng)的整個過程中，對其維持感應(yīng)電流存在的過程進(jìn)行探索，當(dāng)導(dǎo)體還沒有達(dá)到穩(wěn)定的情況下，借助外力所做的功和克服安培力所做的功都會消耗掉其中的一部分，經(jīng)過消耗之后，最終都會轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)生感應(yīng)電流的電能或者是轉(zhuǎn)化為熱量。另一部分用來增加導(dǎo)體做功的能，則會全部都轉(zhuǎn)化成電能。

3.電磁感應(yīng)中的能量問題歸類整理

3.1解題思路分析

解決這類問題首先可以從能量轉(zhuǎn)化開始，也就是說首先要分析能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系與做功問的關(guān)系或者是分析能量轉(zhuǎn)化與守恒定律之間的關(guān)系，在分析這些能量轉(zhuǎn)化的時(shí)候，還要注意應(yīng)用能量守恒定律。大致的分析思路是這樣的：第一步，做好受力分析，并確定這些力做的什么功。第二步，分析哪些能量進(jìn)行了轉(zhuǎn)化以及哪些功做出了能量轉(zhuǎn)化。最后一步，根據(jù)這能量轉(zhuǎn)化找到相應(yīng)的公式，從而進(jìn)行計(jì)算。一般的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律為其他形式的能通過做功來發(fā)生轉(zhuǎn)化，當(dāng)安培力做功為負(fù)功時(shí)，能量轉(zhuǎn)化為電能，當(dāng)電能通過電流做功時(shí)，這時(shí)候會進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

3.2常見的解題方法分析

第1N方法是學(xué)生要知道在活動中減少的能應(yīng)該等于電磁感應(yīng)活動產(chǎn)生的能，就是Q=E。第2種方法就是通過功與能量的關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，也就是說克服安培力所做的功就是電磁感應(yīng)過程中所產(chǎn)生的能，就是Q=-W。第3種就是電流所做的功，Q=2IRt。

3.3常見的問題分類

常見的問題主要分為2大類。一種問題是導(dǎo)體受外力的作用，所產(chǎn)生的能量問題，通常想要解決這一類問題一般都會使用焦耳定律。另外一種問題是導(dǎo)體的自由運(yùn)動問題，解決這一類問題主要是通過分析能量的轉(zhuǎn)化，一般這種問題會通過法拉第電磁感應(yīng)定律解決、電路電流的計(jì)算問題，還需對能量守恒定律和做功有一定的認(rèn)識。