活用“右手定则”,简看“模式科学”

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  【内容摘要】本文以高效减负为宗旨,在教学和解题中探寻“模型”式科学,通过几个简单的习题初探“模式科学”的解题方法。在实践教学中获得了较好的结果,但是笔者一般任教初三科学,不能十分系统的阐述或者连贯一些题目,这也是在书写时遇到最大的问题。本文简述的电学模型适用于一切滑动变阻器和定值电阻串联问题,而化学上的离子模型则适用于离子共存、离子检验、除杂和判断题,这些在实际教学中都有一定的效果。不过笔者也在探寻是不是可以渗透“电子层”,更加系统化学教学。
  【关键词】右手定则  解题  模式科学  轻负高效
  新课改要求教师在教与学方式的转变下功夫,学习新的教育理念和教学,构筑民主平等的师生关系,实质在于创新教育教学。在教学中要充分发挥学生思维的主体性,开展探究性教学,利用简单的模型题引导学生有模式科学的理念,将类似的知识点或者类似的模型紧密结合在一起,灵活的应用与解题中。
  一、活用“右手螺旋定则”
   右手螺旋定则,也叫安培定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。以上是我们教学中经常讲解的关于右手螺旋定则,据此知识我们可以简化很多题目。
   习题1:如图所示,a、b、c是放置在通电螺线管周围的三个软铁片,它们被磁化后,关于它们的磁极极性有以下一些说法,其中正确的说法是(      )
   A.a、c的左端为N极,b的右端为N极
   B.a、b的左端为N极,c的右端是N极
   C.a、b、c的右端都是N极
  D.a、b、c的左端都是N极
   习题2:为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在如图四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
   习题2中我们将右手螺旋定则与地球的转向联系在一起,那么这个右手螺旋定则和地球转向是否有关呢?我们一起来看看下面的例子。
  习题3:下列四幅图中,能正确表示地球自转方向的是(   )
   以大拇指指向为N极,那么四指的方向就是地球转动的方向,这个性质在地球公转和自转中都是适用的。用科学的方法将两个几乎没有关系的题型紧密的联系在了一起,是不是可以大胆的假设科学教学中就有那么一种模式,能把一系列的题目串联起来。这对我们课堂教学是非常有利的。接下去,我们一起来看看其他的例题。
  二、看“模式科学”
   (一)解析“电路模型”
  在这个电路中我们看到,当滑动变阻器滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的有效长度就增大,电阻增大,串联电路中的总电阻就增大,在电压不变的情况下,电流减小,即电流表示数减小,灯泡电阻假定不变,那么灯泡两端的电压即电压表的示数就减小,电路中总的电功率就减小。据此原理,我们可以解答很多习题。
   习题4:如下图所示:闭合开关S,当滑动变阻器滑片P从a向b滑动过程中,:电流表、电压表及电路总功率变化正确的是(电源电压不变)  (     )
   A、电流表、电压表的示数都增大,总功率也增大
   B、电流表、电压表的示数都减小,总功率也减小
   C、电流表示数增大,电压表示数减小,总功率不变
   D、电流表示数减小,电压表示数增大,总功率不变
   思维转化:如果把滑动变阻器改编成热敏变阻器,我们同样可以用相同的方法解题。
   习题5:家用电灭蚊器的发热部分使用了PTC发热材料,它的电阻随温度变化规律如图所示.使用时发热体直接连入家庭电路,当发热体的温度为60℃时,则此时电功率为_______W,如果这只电灭蚊器的平均电功率为5W,按一天工作10h计算,这只家用电灭蚊器一个月(按30天计算)消耗电能_______kW·h;当发热体温度继续上升时,电灭蚊器发热体的电阻会_______;它的电功率会_______(最后两空选填“增大”、“不变”、“减小”)。
   在教学过程中,引导学生用联系的观点和发散思维去思考这个变阻器。不难发现,我们可以将模型中的变阻器变化成热敏变阻器、压敏变阻器、声敏变阻器、X敏变阻器……
   (二)套用“化学方程式”
   化学教学其实更是一个模式教学,在八年级的课程中,我们简单的解释了元素周期表。有些好问的学生会发现新大陆的指出“为什么相对原子质量总有小数”“最后一列的电子层数是什么意思”等等一些科学问题,在教参和教育目的中,或许这些都是高中知识。然而要带着这些疑问去学习化学,笔者认为这是更加难化了化学。所以在笔者的教学中,大胆的将电子层的概念渗透于化学教学之中,从而强化“同一主族其化学性质是相同的”这句话的含义,在教学中大胆指出化学变化的实质问题。
   习题6:关于酸碱中和的实质是H+ + OH- == H2O这就是化学中的一个模型,我们根据这个模型可以书写任何反应。简单的盐酸和氢氧化钠:HCl+NaOH==NaCl + H2O ;硫酸和氢氧化钠:H2SO4 + 2NaOH==Na2SO4+2H2O 其中里面涉及2个H+,需要2個OH-,反之也是如此。举个例子,不熟悉的氢氧化锂和氯酸反应:LiOH+HClO3==LiClO3+H2O 。(关于化学式氯酸的写法,我们可以套用初二年级的氯酸钾。)
   根据对象的特征和建模目的,对科学问题进行必要的、合理的简化,用精确的语言作出假设,是建模至关重要的一步。如果对问题的所有因素一概考虑,无疑是一种有勇气但方法欠佳的行为,所以高超的建模者能充分发挥想象力、洞察力和判断力,善于辨别主次,而且为了使处理方法简单,应尽量使问题线性化、简单化。
   【参考文献】
  1、 浙江教育出版,朱清时主编的《义务教育课程标准实验教科书》,2006、6;
  2、 浙江教育出版,《义务教育课程标准实验教材----作业本》,2004、7;
  3、 新疆青少年出版,胡明享主编的《原创新课堂》,2013、5。
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