张森茂

【关键词】 物理教学;欧姆定律实验;意义

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A

【文章编号】 1004—0463(2017)15—0066—01

物理实验教学的目的就是为了培养学生观察和发现自然界中、生活中以及实验中的各种物理现象,探究物理现象产生的原因以及引起变化的条件,归纳总结物理规律。物理实验教学是培养学生物理学习兴趣和学生科学能力的重要手段和方法,它对于学生的观察能力、动手能力以及理性思维能力、学习科学方法、科学态度的培养具有十分重要的意义。所以,重视实验教学,就是重视学生科学素质和科学精神的培养。中学物理中欧姆定律的实验教学在培养学生实验能力和逻辑分析能力方面具有不可替代的作用,代表意义十分突出。

一、欧姆定律实验中,影响电流大小因素的实验猜想的逻辑推理及意义

实验猜想是探究实验的重要方面。在实验教学中,教师可以引导学生通过已有的知识,通过对物理现象的观察、猜想物理现象发生的原因以及物理变量之间的关系,激发学生学习探究的欲望。科学的猜想是探究实验的动力,它是基于人们对事物的认识,应用思维递推其中各因素存在的逻辑关联,从而得出的假设结果。欧姆定律的实验逻辑性非常严密,而实验猜想是逻辑递推的结果。因此,教学中应通过复习电压、电阻的物理意义,启发学生得出影响电路中电流的因素,从而得出有意义的猜想。举例如下:

1. 复习电压和电阻的物理意义

电压:是形成电流的原因,它使导体中的自由电荷进行定向移动,从而形成电流。

电阻:是导体对电流阻碍作用的大小。

2. 问题的提出与猜想

问题:电流与电压有什幺关系?猜想:电压越大电流越大

问题:电流与电阻有什幺关系?

猜想:电阻越大电流越小。

递推:电路中的电流与电压和电阻有关。

二、 欧姆定律实验中的变量关系及数学模型的逻辑关系

在研究物理规律时,我们要确定主要变量之间的关系,就要排除其他变量的影响。在等同条件下研究一个变量与另一个变量的数理关系,从而建立对应的数学模型,使物理问题变得简洁而明了,这就是物理公式的意义。

在欧姆定理的实验教学中,要研究电流(I)与电压(U)的关系,就必须令电阻(R)不变。根据猜想,电流(I)与电压(U)的关系应该适合数模 y=f(x)=kx的形式;要研究电流(I)与电阻(R)的关系,必令电压(U)为常数,根据猜想,电流(I)与电阻(R)的关系应适合数模 y=f(x)=k/x的形式,所以在教学中明白应变量与自变量的关系是建立欧姆定律I=U/R的关键。

三、 通过欧姆定律实验,提高学生的实验思维能力

通过实验取得实验数据,建立数据间的函数模型及图象对于理解物理规律十分明确,也十分直观。欧姆定律实验对数据的处理具有非常典型的代表意义。可以用“比率”的实验进行分析。如,测量密度实验,研究影响压强因素的实验等等。在实验分析中,利用数模逻辑建立系统分析的方法,可以提高学生的实验设计能力和对数据的处理能力,从而提升学生的科学实验能力。

四、欧姆定律实验对中学物理实验的典型示范意义

欧姆定律是一个实验定律,它的成立应在一定的条件约束之内。欧姆定律只适应于最简单的纯电阻电路,且要尽量是温度对电阻的影响足够小,在稳恒低压的条件下欧姆定理的电流(I)与电压(U)的线性关系才能成立。这是因为导体的电阻会随温度的变化而变化,而电流流过导体会产生热效应。

任何科学实验中变量的控制都有一定的范围和条件,作为教师应该了解这一点。因此,在实验教学中,教师应给学生点明定律成立的条件。

欧姆定律实验的典型示范意义在于它的探究过程的完整性。从问题的提出到猜想的逻辑推理。从实验设计、实验过程、数据处理以及自主探索,环环相扣,体现了知识的关联性和启发性。因此,对中学实验教学具有典型的指导意义。

实验教学是物理教学的灵魂。现在物理实验教学中普遍存在应付实验的现象,把物理实验“白板化”、“课件化”。许多教师在电子白板上回放实验课件替代学生做实验,或者有的教师让学生依照课件的步骤重复实验的过程。这样教学会使学生在不知不觉中失去自主思考的过程,慢慢失去了对实验探究的兴趣,当然也就失去了科学实验的本来意义。因此,教师必须转变观念,认识到实验的重要性,并鼓励学生自己动手做实验。

编辑:谢颖丽