浅谈初中电学规律的应用

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  在九年义务教育的物理课程教学标准中明确提出:“学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律,尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。”由此可见,学习物理规律是为了能应用知识去解决某些具体问题,教会学生如何应用物理规律应该是每一个物理教师的教学目标之一。
  从教学心理学的角度来看,初中学生在心理和生理上还处于发育阶段,其思维复杂度还不是很高,只能比较单纯和直线性地思考问题,往往缺乏将不同知识联系起来的能力。初中电学中涉及的知识关联性强,逻辑层次丰富,能很好地起到引导学生逐步深入思考问题的作用,能较全面地锻炼学生的思维,有助于培养解决问题的能力。接下来,笔者将结合历年教学经验,从电路结构规律应用、导体属性规律应用和安全用电规律应用三方面提出在电学教学上的建议,供各位同仁参考与借鉴。
  一、电路结构规律的应用
  在苏教版初中物理九年级第十三章《电路初探》中,学习了有关串联电路电流规律的知识。在课本中并没有重点分析串联电路电流规律的来源,学生对此也只是“知其然,而不知其所以然”。在这里教师可以引入电路结构规律,向学生提问“串联电路中电流处处相等,那么是什么因素决定了电路中电流相等呢?串联电路结构上有什么特点?”经过教师的引导,学生讨论后容易明白:串联电路的电路结构决定了电流的规律,串联电路就像一条水管一样,水流是处处相等的。
  同样,学习并联电路电流规律的时候,也可以引入电路结构。学生用类比法,便可以理解:并联电路就像多条水管并排在一起,干路水流等于各支路水流之和,并联电路电流也有同样规律。通过电路结构规律的应用,学生能轻视掌握电路电流的规律,理解结构决定电流的结论。
  另外,在第十四章《欧姆定律》中,串并联电路的电阻规律是教学难点之一。此处应用电路结构规律也可轻松突破,教师引入串联电路的结构,把电阻当成是河流里面的石头,串联的电阻越多,相当于河流里的石头越多,水流受到的阻力就越大,那么串联电路的电阻也就越大。而在并联电路中,每一个并入电路的电阻则相当于河流的一条分支,分支越多,干路上的水流当然越大,所以并联电路中并联的电阻越多,电流越大,电阻就越小了。在教学上,电路结构规律的应用使学生掌握了电路的电流规律,也理解其背后的原理,有助于学生发散思维,提高解决问题的能力。
  二、导体属性规律的应用
  导体的属性规律是决定导体本身的一种性质规律。在初中阶段,导体的属性在教材中并没有过多的阐述,只是通过简单实验推导出:导体的材料、长度、横截面积和温度会影响导体的电阻大小。学生对其的了解也只是停留在表面。教师应在授课时,特别和学生强调导体的电阻是导体本身一中属性,它只跟本身有关,与其他条件无关,包括电流和电压都无法改变它的电阻。
  在学习完第十四章《欧姆定律》后,学生会认为电阻和电压成正比,和电路成反比,往往会忽略掉导体属性规律而犯错。
  例如,课后练习题:
  在一电阻两端加上10V电压,此时电流为0。2A,求电阻的电阻值;当电阻两端加上20V电压时,求电流大小;当电阻两端电压为零时,求电流大小和电阻值。
  学生在最后一问时容易求出零电阻的结果,教师可以应用导体属性规律来打破学生的这种思维定势,让学生认识到电阻值与电压电流无关。同时,教师可以将导体属性规律应用到滑动变阻器上,揭示出滑动变阻器电阻变化的原因就是在滑动的过程中,改变了导体属性中的长度属性,长度越大电阻越大。让学生看到导体属性是如何改变导体电阻的,加深了学生对导体属性的理解。
  三、安全用电规律的应用
  在苏教版初中九年级第十五章《电功和电热》中,最后一节学习了有关家庭安全用电的知识。这是初中电学部分最后一节,将安全用电知识放在这里,就是为了强调安全用电的重要性,提醒学生任何情况下都要遵守安全用电的规律,避免发生意外,造成不必要的损失。
  安全用电规律的应用就是教会学生在生活总如何小心安全地用电,同时在掌握安全用电规律的前提下,大胆地检查电路和维修电器。比如,实验室中各种仪器都有一个额定电流和电压,使用时不能超过这个范围;家里面的入户保险丝也有最大电流,在家里使用的用电器总电流不能超过这个值,否则保险丝会烧断,来保护电路。
  对家里的电能表也要有所了解,比如课后练习中的这道题:小明家中电能表底部铭牌标有“220V10A”字样,那么他家里同时使用的用电器不能超过多少瓦特?如果家中现有电器总功率为1800W,则最多还能加多少盏20W的电灯?这是一道非常实用的题目,要求学生知道电功率有关的计算,还要会应用安全用电的规律,能训练学生实际应用的能力。
  总而言之,初中物理电学部分的应用对学生知识结构的完善和思维的发散性很有帮助。教师应该在教学中不断创新,加强电学规律的应用训练,将课本知识进行迁移和应用,提高学生的综合应用能力,提升综合素质。
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