歐姆定律的重要性

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歐姆定律的重要性范文第1篇

簡單的說法是電流不流經(jīng)用電器，直接連在電池兩端。后果是電路過熱燒壞導線和用電器。

歐姆定律的簡述是：在同一電路中，通過某段導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比，跟這段導體的電阻成反比。該定律是由德國物理學家喬治·西蒙·歐姆1826年4月發(fā)表的《金屬導電定律的測定》論文提出的。

隨研究電路工作的進展，人們逐漸認識到歐姆定律的重要性，歐姆本人的聲譽也大大提高。為了紀念歐姆對電磁學的貢獻，物理學界將電阻的單位命名為歐姆。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

歐姆定律的重要性范文第2篇

一、初中物理電路計算題的類型分析

在初中物理的教學內(nèi)容當中，我們可以看出初中物理電學在整體物理內(nèi)容中所占比重極大，這也導致了其計算種類和題型的復雜多變。而且再加上學生第一次接觸物理電學，令學生很難對其特點完全了解，從而導致學生在解題時無法做到活學活用。而且在解題中，由于學生對歐姆定律的了解不透徹，常常忽略其重要的“同一性”和“同時性”，最終導致解題失敗。

因此針對這一情況，我們可以對復雜的電學問題根據(jù)其電路特點進行分類，從而對其進行有針對性的解答。由于每個電路的特點不同，我們可以根據(jù)其串聯(lián)或并聯(lián)的特性，將其分為“最簡單的只有一個用電器的電路”、“由兩個用電器串聯(lián)得到的串聯(lián)電路”、“由兩個用電器并聯(lián)得到的并聯(lián)電路”、“由滑動變阻器組成的可變電路”、“由開關來進行電路變化控制的電路”這五種類型的電路計算問題。

二、初中物理電路計算題例題解析

（一）兩個用電器的串聯(lián)電路計算解析

例：將一直電阻R1與R2串聯(lián)在電壓U=12V的電源上，R1=20Ω，R2=40Ω。求：①電路總電阻R總；②電路電流I；③R1兩端的電壓；④R2的電功率。

解析：先根據(jù)已知條件求出電路總電阻，再利用總電阻和總電壓，根據(jù)歐姆定律 求出電路電流I，再然后通過歐姆定律和串聯(lián)電阻“分壓不分流”的定律，求出R1兩端電壓，最后根據(jù)電功率公式P=I2R，求出電功率。

針對這類問題，首先我們要進行細致的審題，通過題目的第一句話，我們可以根據(jù)電阻串聯(lián)的信息想到“串聯(lián)電路分壓不分流”這一定律，從而列出“I總=I1=I2”、“R總=R1+R2”的相關電路信息。然后針對第一個問題，直接將R1、R2的數(shù)值帶入公式求出R總，即：R總=R1+R2=20Ω+40Ω=60Ω。

然后針對第二個問題，我們可以根據(jù)歐姆定律“I=U/R”帶入數(shù)值，求出電路的總電流I總，即：I=U/R總=12V/60Ω=0.2A。

而根據(jù)審題時對已知串聯(lián)電路的特點分析，我們知道“I總=I1=I2”，所以我們可以得出I1=0.2A，然后我們再根據(jù)歐姆定律“U=IR”求出R1兩端的電壓，即U1=I1*R1=0.2A*20Ω=4V。

最后進行第四個問題的解答，我們首先需要列出電功率的計算公式“P=I2R”，根據(jù)串聯(lián)電路的特點“I總=I1=I2”，我們可以得到I2=0.2A，而R2已知，帶入數(shù)值便可以求出R2的電功率，即P2=I2R2=0.22A*40Ω=1.6W。

（二）兩個用電器的并聯(lián)電路計算解析

例：如圖所示，將R1、R2并聯(lián)在電路中，R1=10Ω，R2=20Ω，閉合開關后，電流表顯示I1=2.4A，求電路的總電流。

解析：想要解決此題，必須利用“并聯(lián)電路分流不分壓”的特點，先求出R1兩端的電壓，然后再根絕U1=U2求出R2的電流，從而求出此電路的總電流。

針對本體進行審題，首先從第一句話中，我們可以根據(jù)并聯(lián)電路的關系“并聯(lián)電路分流不分壓”得出電路電壓關系“U總=U1=U2”以及電流關系“I總=I1+I2”。然后再對問題進行分析，發(fā)現(xiàn)我們所要求的最終答案為I總。

而想要求出I總，我們就必須求出I2。根據(jù)歐姆定律“I=U/R”，我們可以發(fā)現(xiàn)R2的電壓U2仍然是未知條件。然后我們對電壓進行分析，可以從已知的條件中，發(fā)現(xiàn)R1與I1是已知的，這樣我們就能得出U1。這時，我們審題時分析的電壓關系“U總=U1=U2”就起到了關鍵的作用。

答：U2=U1=I1*R1=2.4A*10Ω=24V，I2=U2/R2=24V/20Ω=1.2A，I總=I1+I2=2.4A+1.2A=3.6A。

（三）滑動變阻器的可變電路計算解析

例：如圖所示，電源電壓恒定不變，R1為定值電阻，阻值為10Ω，R2為滑動變阻器。閉合開關后，將P移動至b點時，電流表顯示為1A，當P移動至中點時，電流表顯示為1.5A。求：①電源電壓；②R2的最大阻值。

解析：根據(jù)已知的兩次電流表顯示數(shù)值，以及定值電阻和滑動變阻器當時相對應的阻值，可以確定求出電源的總電壓15V，然后根據(jù)電源的總電壓及電路總電流，求出最后的滑動變阻器最大阻值為20Ω。

（四）由開關控制的可變電路計算解析

在初中物理的電學習題中，還會經(jīng)常遇到這樣一類問題：某個開關閉合或斷開引起阻值變化，然后判斷電路的電流、各電阻兩端的電壓以及電功率發(fā)生變化。例如：當開關S由閉合到斷開時，電流表示數(shù)有什么變化？電壓表示數(shù)有什么變化？電壓表和電流表的示數(shù)的比值有什么變化？

解決方法：首先弄清電路的串并聯(lián)關系，然后根據(jù)電壓、電阻、電流間的變化關系，在尋找變量的同時，要注意哪些是不變的物理量，便可以順利解決問題。局部電阻的變化整個電路的電阻的變化總電流的變化其他量的變化。當把開關S閉合時，燈泡L被短路，只有R工作，電壓表測量電阻兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；開關斷開時，燈泡L與電阻R串聯(lián)，電壓表測量電阻R兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知開關S由閉合到斷開時電路總電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化，再根據(jù)歐姆定律判斷電壓表與電流表示數(shù)比值的變化.

歐姆定律的重要性范文第3篇

在1826～1827年，德國物理學家歐姆用實驗和理論確立了歐姆定律。

然而，在德國，只有費西內(nèi)爾和斯威格爾等極少數(shù)科學家接受歐姆的發(fā)現(xiàn)，而絕大多數(shù)則反對歐姆的“歪理邪說”。例如，物理學家鮑爾就撰文煽動輿論，攻擊歐姆的著作：“以虔誠眼光看待世界的人不要去讀這本書，因為它純粹是不可置信的欺騙，它的唯一目的是要褻瀆自然的尊嚴。”

但是，在“曾經(jīng)滄海”和“除卻巫山”15年之后的1841年，科學界終于承認了歐姆的成果――英國皇家學會授予歐姆皇家學會的最高科學獎科普利獎章，還吸收他為學會的外籍會員。

這“花開德意志，果結英格蘭”的成果，使歐姆的祖國終于認識到了他的價值。1849年，慕尼黑大學終于聘請60歲高齡的歐姆為教授……

花發(fā)神州果結美洲――“女生”、“施泰納”遠涉重洋

“請我去講學?講組合數(shù)學?你們中國不是有陸家羲博士么?”1983年，中國某單位邀請兩位世界組合數(shù)學專家――加拿大多倫多大學的門德爾松教授與滑鐵盧大學的郝迪教授來中國講學，并出席在大連舉辦的中國首屆組合數(shù)學學術討論會。對此，他倆睜大了眼睛，門德爾松還疑惑不解地這樣用反問來回答。

他倆為什么會如此驚詫呢?

在1961～1979年間，包頭九中物理教師陸家羲先后6次向國內(nèi)有關研究機構和刊物寄出有關“柯克曼女生問題”的論文。但是，他得到的回答不是“無價值”或“改投其他刊物”，就是退稿或石沉大海沒有回音!

“柯克曼女生問題”，是美國數(shù)學家柯克曼在1850年提出來的組合數(shù)學問題。和“女生”相關的，還有出生在瑞士的德國數(shù)學家施泰納提出的“施泰納系列問題”。它們都是100多年以來沒有得到徹底解決的世界性數(shù)學難題。

到了1980年春，陸家羲又攻克了“施泰納”，并立即把有關論文寄往北京。后來，按蘇州大學朱烈教授的建議，他把論文投寄給《組合論》雜志。為雜志審查論文的世界組合學權威之一門德爾松高度評價說：“這是世界上十年來組合設計方面最重大的成果之一。”1983年3月，他的6篇論文在《組合論》雜志上正式發(fā)表。

陸家羲死后4年的1987年，國家科委把他的一個成果評為國家自然科學一等獎。

帶著“遠行”去遠行――無線電“離家出走”

1896年初夏，一個容貌清秀的青年提著一個大箱子，登上了一艘從意大利開往英國的郵船。他躊躇滿志而又戀戀不舍――畢竟，要離開自己的祖國，的確“別有一番滋味在心頭”。

這個青年，就是意大利發(fā)明家馬可尼。那么，他為什么要“從故鄉(xiāng)到異鄉(xiāng)”呢?

1894年的一天，馬可尼的母親目睹了兒子的發(fā)明――樓上的無線電試驗裝置使樓下的電鈴響了起來。1895年夏，他把信號傳送距離擴大到2．7千米……

初步成功和經(jīng)費緊缺，促使馬可尼向他的農(nóng)場主父親借錢，還寫信向意大利郵電部求助，但都沒有得到支持。于是，他只好“離家出走”去遠行――大箱子里就是能讓電波“遠行”的無線電設備。

1896年12月12日，倫敦科技大廳座無虛席，英國郵電總局總工程師、英國電信界權威普利斯做完了無線電的科普講演之后，把馬可尼和他的無線電報裝置介紹給了大家，并當場作了表演，從而使“整個大廳變得比游藝場還熱鬧”。也是在這一年，馬可尼在英國取得了無線電發(fā)明的專利權。

1897年5月11日，馬可尼和喬治?肯普首次完成了不用導線把信號傳過英國的一個海灣的壯舉……

就這樣，在南歐開花的無線電，在英倫結了果。

蘇格蘭播種美利堅收獲――青霉素穿越大西洋

1928年，出生在蘇格蘭的英國醫(yī)學家弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉素。然而，“小扣柴扉久不開”――由于當時弗萊明和他的合作者無法解決產(chǎn)銷問題，它被塵封了10年。

在“二戰(zhàn)”隆隆的炮聲中，牛津大學的弗洛里和他年輕的助手――德國化學家錢恩在圖書館里翻閱資料的時候，發(fā)現(xiàn)了當年弗萊明關于青霉素的論文。

1941年，英國分析化學家馬丁和英國生物化學家賽恩其發(fā)明了分離復雜化學物質(zhì)的紙層分析法。借助于這種方法，弗洛里和錢恩解決了青霉素的提純問題。然而，在生產(chǎn)青霉素的方面，他倆卻“雪擁藍關馬不前”了――許多英國藥廠因德寇飛機時常空襲而拒絕投產(chǎn)，英國帝國化學工業(yè)公司只能生產(chǎn)出少量的青霉素。不知“云橫秦嶺家何在”的弗洛里和錢恩，只好帶上青霉素樣品穿越大西洋，到美國去尋找合作者。1944年，美國大量生產(chǎn)的青霉素在英美普通公民中廣泛使用。青霉素的大量生產(chǎn)，拯救了千百萬傷病員，成為第二次世界大戰(zhàn)中與原子彈、雷達并列的三大發(fā)明之一。

就這樣，由蘇格蘭人播種的青霉素，在美利堅得到豐收。

觀念、環(huán)境和評價機制――“紅杏出墻”的啟迪

為什么科技史上會有這么多“墻內(nèi)開花墻外紅”的現(xiàn)象呢?它又給我們什么啟迪呢?

第一個原因是觀念的陳舊。

觀念陳舊的表現(xiàn)之一，是科學方法觀念的陳舊。

歐姆定律起初沒有被德國科學家普遍承認，原因之一就是他們片面強調(diào)實驗的重要性，忽略理論的概括作用，更忽略了伽利略開創(chuàng)的數(shù)學物理演繹法。例如，德國物理學家孟克就曾說：“我們更需要的是觀察和實驗，而不是計算和幾何公式。”

科學方法觀念的陳舊，還表現(xiàn)在推導歐姆定律的時候。歐姆采用了傅立葉在均勻熱傳導時金屬導線與外界完全絕熱的方法，而德國的一些實驗物理學家們認為這根本不可能。但在事實上，這種方法正是伽利略和牛頓早已采用過的“理想實驗”的基本物理方法之一。

由此可見，只有破除陳舊的科學方法，科學理論才有可能破土而出。

觀念陳舊的表現(xiàn)之二，是“大人物”忽視“小人物”。

一些科學家認為，歐美第一流的科學家尚未解決的問題不會如此簡單，作為“小小的中學教師”的歐姆不可能解決。

陸家羲的成果最早不是在國內(nèi)得到承認，多少也有忽視“小人物”的因素。

觀念陳舊的表現(xiàn)之三，是對科學研究和技術開發(fā)的輕視。

青霉素之花之所以在異地大量結果，還有一個重要原因：英國重視科學，相對輕視技術；而美國則兩者并重。按人口平均計算，標志著科學水平三個自然學科(物理、化學和醫(yī)學)諾貝爾獎得主的人數(shù)，英國至今仍居世界第一。然而，英國的經(jīng)濟發(fā)展速度，卻只居西歐共同體的倒數(shù)第二――更不能和美國及其他發(fā)展快的國家比肩!在這種科技政策下，青霉素“異地結果”就不足為奇了。

第二個原因是環(huán)境影響科研成果。

許多英國藥廠當年拒絕研究青霉素的規(guī)模化生產(chǎn)的重要原因是，“二戰(zhàn)”時德寇的飛機時常空襲，而美國本土則沒有這種空襲。陸家羲的論文之所以被多次忽略，原因之一也是因為他投寄論文時的社會環(huán)境是在“”時期。

由此可見，和諧、安定的社會環(huán)境，對科研(和其他活動)，是多么重要。

第三個原因是評價機制。

歐姆和陸家羲的成果之所以沒能在“本土”及時得到公認，與當時評價機制的失誤有關。

奧地利生物學家孟德爾發(fā)現(xiàn)的生物遺傳學規(guī)律，在死后16年的1900年，才在荷蘭的德?弗里斯、德國的科倫斯和奧地利的西森內(nèi)格?契馬克完成的“再發(fā)現(xiàn)”后得到公認，也與評價機制不健全有關。

歐姆定律的重要性范文第4篇

（一）知識目標

1、理解伏安法測電阻的原理。

2、知道伏安法測電阻有內(nèi)接和外接兩種方法。

3、理解兩種方法的誤差原因，并能在實際中作出選擇。

4、理解多用電表直流電流檔、直流電壓檔、歐姆檔的基本原理．

（二）能力目標

1、通過本課的測量誤差分析，實際測量對比分析，培養(yǎng)學生動手操作能力和分析能力。

2、了解歐姆表的原理，學會使用歐姆表。

3、練習使用多用電表。

（三）情感目標

1、通過本課學生測量分析，器材選擇判斷，樹立學生知識來源于實踐，應用于實踐的觀點。

教學建議

1、伏安法測電阻這個實驗學生在初中階段已經(jīng)學習過了，但是初中時只要求學生掌握測量基本原理，不需要學生考慮測量的誤差以及引起誤差的原因，也不需要學生掌握兩種連接方法，而在高中階段，本節(jié)重點是伏安法測電阻的兩種接法，使學生知道在什么情況下應該用哪種接法，知道兩種接法對測量值帶來的不同測量結果，要求學生對兩種連接方法所產(chǎn)生的誤差來源有所了解。

在新課講解中可以首先復習電阻定義，引出測量電阻的思路，結合具體實際，提出兩種測量方式，分析誤差原因，總結適用條件，通過測量分析，進一步鞏固。通過器材分析選擇，培養(yǎng)學生解決實際問題能力。

學生活動展開時應該在教師的引導下，分析兩種測量電阻方法的誤差原因及適用條件，利用自行測量進一步體會適用條件，通過練習題，進一步培養(yǎng)學生綜合分析能力，器材選擇判斷能力，解決實際問題能力。本節(jié)是閉合電路歐姆定律的運用，具有聯(lián)系實際的意義，為學生提供運用知識分析和解決問題的機會

2、教材要求了解歐姆表的原理，不要求進一步講解歐姆表的刻度等問題．

通過對歐姆表原理的講解，進一步加強學生使用歐姆表的能力，重點強調(diào)歐姆表在使用前調(diào)零的重要性和必要性，使學生分清歐姆表的各檔位之間的轉(zhuǎn)換，知道歐姆表內(nèi)置電源的正負極與兩個表筆之間的連接，會對歐姆表進行讀數(shù)和測量。

3、對于程度不同的學生可以采取不同的教學方法，如果學生的程度較好，可以對電阻的測量進行展開教學。除了講解以上兩種電阻測量方法以外，還可以向?qū)W生介紹其他方法。比如替代法，補償法，惠斯通電橋法，另有利用一個已知電阻和伏特表，一個已知電阻和安培表進行測量的方法。

教學設計示例

電阻的測量

一、教學目標

1、在物理知識方面的要求：

（1）了解用伏安法測電阻，知道伏安法測電阻有內(nèi)接和外接兩種方法，無論用“內(nèi)接法”還是“外接法”，測出的阻值都有誤差。

（2）懂得誤差的產(chǎn)生是由于電壓表的分流或電流表的分壓作用造成的，并能在實際中根據(jù)給出的具體數(shù)據(jù)考慮選用什么規(guī)格的儀器。

（3）知道歐姆表測電阻的原理。

2、能力方面的要求：

（1）引導學生理解觀察內(nèi)容的真實性，鼓勵學生尋查意外現(xiàn)象及異常現(xiàn)象所發(fā)生的原因。

（2）通過本課的測量誤差分析，實際測量對比分析，培養(yǎng)學生動手操作能力和分析能力。

（3）培養(yǎng)學生細心操作、認真觀察的習慣和分析實際問題的能力。

二、重點、難點分析

1、重點：使學生掌握引起測量誤差的原因及減小誤差的方法。

2、難點

（1）誤差的相對性。

（2）根據(jù)給出的具體數(shù)據(jù)考慮選用什么規(guī)格的儀器來減小誤差。

三、教具

電壓表，電流表，歐姆表，測電阻的示教板。

四、主要教學過程

（－）引入新課

我們在初中時已經(jīng)做過了“用電壓表、電流表測電阻”的實驗，現(xiàn)在，再做“伏安法測電阻”，是不是簡單的重復呢？大家可以回想一下，當初做實驗時的情況，把兩個示數(shù)相除，再多次求平均即可，那你們有沒有想過，這樣得到的就是電阻的真實值嗎？不是，原因在于電壓表和電流表都不是理想的。

（二）教學過程

1、伏安法測電阻

我們已經(jīng)了解了電流表并非無電阻，而電壓表也并不是電阻無窮大，用這樣的表去測量電阻，會對測量結果有什么樣的影響？

（1）、原理：利用部分電路歐姆定律

我們利用電壓表，電流表測量電阻值時，需把二者同時接入電路，否則無對應關系，沒有了測量的意義，那么接入時無非兩種接入方法，那么電路應如何？請同學們畫出。

（2）、電路：

如果是理想情況，即時，兩電路測量的數(shù)值應該是相同的。

提出問題，實際上兩塊表測量的是哪個研究對象的哪個值？測出來的數(shù)值與實際值有什么偏差，是偏大還是偏小？

外接法

是兩端電壓，是準確的，是過和的總電流，所以偏大。

偏小，是由于電壓表的分流作用造成的。

實際測的是與的并聯(lián)值，隨，誤差將越小。

內(nèi)接法

是過的電流，是準確的，是加在與A上總電壓，所以偏大。偏大，是由于電流表的分壓作用造成的。

實際測的是與A的串聯(lián)值，隨，誤差將越小。

進一步提問：為了提高測量精度，選擇內(nèi)、外接的原則是什么？

適用范圍：；

［思考題］給你電源、電流計、已知電阻、開關和未知電阻各一只，如何設計測量電阻的電路。

方法：將A前后兩次串入和各支路，測得電流強度為和，應有，則）

2、歐姆表測電阻

伏安法測電阻比較麻煩，實際應用時常用能直接讀出電阻值的歐姆表來測電阻，關于歐姆表的構造，先請同學們看書。

以上歐姆表的結構示意圖。借助電流表顯示示數(shù)，測電阻不同于測電流、電壓，表內(nèi)本身含有電源，表盤上本身刻定的是電流值。試想，在兩表筆間接入不同的電阻時，電路中的電流強度會隨之發(fā)生改變，且一個阻值對應一個電流值，即指針偏在某一位置，所以可知：

（1）、原理：閉合電路歐姆定律

（2）、刻度的標定：

①兩表筆短接，調(diào)，使，刻出“0”

②兩表筆斷開，指針不偏，刻出“∞”

③任意加上，，在指針偏轉(zhuǎn)到的位置，刻出“”；

④若是正好是呢？應有，不難看出此時、，是此時的歐姆表內(nèi)阻，也稱中值電阻。

拿出一塊歐姆表演示一下剛才的過程，同時說明：

①紅、黑表筆的規(guī)定是為了與以往的電壓表、電流表“＋、－”極統(tǒng)一，即電流流入的為正極，電流流出的為負極。

②由于與并不是簡單的反比關系，所以歐姆表的刻度是不均勻的，從有向左，刻度越來越密。

（3）、使用歐姆表的注意事項：（請同學回答并總結出）

①測電阻時，要使被測電阻同其它電路脫離開。

②歐姆表一般均有幾檔，而且使用時間長了，電池的E，r均要發(fā)生改變，所以在每次使用前及換擋后都要進行調(diào)零。

③每次使用后要把開關撥到OFF檔或交流電壓檔的最大量程。

由此也可看出，利用歐姆表測電阻僅是粗測而已，在此基礎上，應再利用伏安法測量才會比較準確。

3、課后小結

歐姆定律的重要性范文第5篇

關鍵詞：研究性學習模式課題教學改革

研究性學習的含義，可以有廣義和狹義兩種理解。從廣義理解，它泛指學生探究問題的學習，可以貫穿在各科、各類學習中。從狹義理解，它是指學生在教師指導下，從自生生活及社會生活中選擇和確定研究專題，以類似于科研的方式獲取知識、應用知識、解決問題。我們所指的“研究性學習”是廣義的，是依附于高中教材知識體系進行的探究性學習活動。

杭二中從99年開始招收省創(chuàng)新教育實驗班，本著培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目的，在教學中，我們大膽突破原有教學模式，在課堂教學中采用研究性學習的方法，取得了較好的效果。

一、為什么要進行研究性學習

實施以創(chuàng)新精神和實踐能力為重點的素質(zhì)教育，重要的著眼點是改變學生的學習方式

學生知識的獲得、能力的提高、行為習慣的養(yǎng)成，歸根到底是學生學習的結果。所以，學校教育需要關注的重要問題是要讓我們的學生形成怎樣的學習方式。

在原有教育、教學條件下，許多學生的學習偏重于機械記憶、淺層理解和簡單應用，僅僅立足于被動地接受教師的知識傳授。這種學習方式十分不利于學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。針對這一狀況，當前教學改革的一個重點是通過教學目標、內(nèi)容和途徑方法的調(diào)整，幫助學生改變原有的單純接受式的學習方式，在開展有效的接受學習的同時，形成一種對知識進行主動探求，并重視實際問題解決的主動積極的學習方式。

在研究性學習的過程中，教師起了組織、指導作用，在時間安排上更多的是學生的自主性、探索性學習活動。這樣的教學活動顯然與被動接受教師知識傳輸?shù)膶W習方式不同，對于學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)也較為有利。

二、研究性學習的目標

研究性學習的目標，總的來說是以下五個：

1、綜合應用所學物理知識

在研究性學習的整個階段，培養(yǎng)學生充分和恰當?shù)剡\用所掌握和理解有關物理知識和原理的能力。

2、培養(yǎng)信息收集和處理能力

從認知心理學信息加工理論的角度看，學生開展學習的過程，實質(zhì)上是信息處理過程。研究性學習過程中能有效地獲取和利用各種科學信息，并能分析研究過程中的思想、

方法和結果，用確切的科學語言加以完整和系統(tǒng)的表述。

3、掌握科學探索的方法，培養(yǎng)創(chuàng)新精神

研究性學習，能培養(yǎng)學生用較熟練地運用一整套科學研究方法進行探索，并把整個過程中各種有價值的想法結合起來，體現(xiàn)對科學方法的應用。

另外，研究性學習強調(diào)通過讓學生自主參與、積極參與類似等科學家探索的活動，獲得體驗，逐步形成一種在日常學習與生活中喜愛質(zhì)疑，努力求知的心理傾向。

4、使學生學會溝通和合作

現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，都是人們合作探索的結果，結合的人文精神弘揚也把樂于合作、善于合作作為重要的基石。學生在研究性學習中，總是在合作討論中進行，這樣可使學生在親自體驗中認識合作的重要性，也可使學生懂得尊重別人。

5、掌握科學的技能

如自己設計和有條理地實施一個有效和簡單的研究課題，研究中進行細致和有目的的觀測，并能對這種觀測結果做出有科學分析的評估。

三、研究性學習的內(nèi)容

目前，很多學校實施了教學內(nèi)容主要以課外活動為主的研究性學習課程，獲得了很大的成功。我們在實施研究性學習過程中，教學內(nèi)容沒有脫離課堂知識的教學，教學內(nèi)容以書本知識為基礎。也就是說，我們學生的探究活動依附的知識體系是以高中物理教材中的內(nèi)容為主。

四、教學模式

教學模式的流程如下：

特別需要強調(diào)的是，在我們的教學模式中，提出問題（課題）是由學生教師共同來進行的，因為我們認為，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題是創(chuàng)造性思維的開始，是一種很重要的能力，要十分重視這種能力的培養(yǎng)。

五、研究性學習的課型實例

1、問題探究型

這類課型是非專題型的，是由學生在自學教材過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，通過組織學生對問題的探究討論，完成研究性學習。

比如在學生自學完牛頓定律、動量及動量守恒定理后，讓學生提出問題，沈?qū)W挺同學提出：動能與動量有什么區(qū)別？為什么動量用mv而不用（mv）3表示？張宗杰同學提出：動量守恒定律是否在任何狀態(tài)下適用？我認為并非任何狀態(tài)下適用如：一對正電與負電子，作為一個系統(tǒng)，都有動量，但碰撞后湮滅，質(zhì)量為0，動量也為0，動量不守恒，這如何解釋？葉陶冶同學提出：是由動量守恒定理推出牛頓定律，還是牛頓定律推出動量守恒定律等等問題。

從這些問題中我們可以看到：在提出問題前，學生對課本知識有一個比較深入的了解，在自學過程中，學生也看過一些參考書（不是指習題集之類的參考書），對整個知識體系有了一個較完整的認識，經(jīng)過考慮，提出了一些問題：比如張宗杰同學提出的電子湮滅事實，他知道電子有質(zhì)量有動量，一對正負電子動量可以不為零，生成光子后，他了解到光子無質(zhì)量，由此推出光子無動量，并由此推出動量不守恒，但是有的參考書上指出動量守恒定律在任何時候都是守恒的，他感到很矛盾。這一問題一提出，學生們就開始討論，最后，學生們認為：只有光子有動量和能量情況下，才能在這一過程中，動量動能都守恒。最后，我告訴他們：光子有動量，也有能量。最后，教師可以向?qū)W生推薦一些有關書籍，讓他們有一個深入學習的機會。

再看葉陶冶同學的問題：是由牛頓第二定律推出動量守恒定律，還是動量守恒定律推出牛頓第二定律？可以看出，她在問這一問題前，已經(jīng)對整個力學知識體系有一個較清楚的認識。她問的這問題，歸根到底是力、質(zhì)量重要還是動量更重要？她對此有疑問。這一問題其實涉及整個物理學的基本概念問題，在經(jīng)典物理中，以物體質(zhì)量、力來展開物理學知識體系，而從現(xiàn)代物理的角度看，在描述物質(zhì)運動與相互作用時，動量、能量的概念要比力的概念基本得多。這時，可以向?qū)W生介紹一些現(xiàn)代物理知識，介紹一些現(xiàn)代物理知識書籍給學生去鉆研。同時，以動量、能量為基本概念來展開整個力學知識體系，并向?qū)W生介紹有關內(nèi)容。這樣一討論，一方面可從現(xiàn)代物理學角度來看經(jīng)典物理學，又為經(jīng)典物理開了一個窗口到現(xiàn)代物理學，有利于學生提高學習興趣，提高他們的認識水平。

類似問題還有很多。通過對這樣一些問題的討論，一方面提高了學生自學能力，另一方面也可以提高學生對物理學知識的認識水平。

從實施的例子中，讀者可看出實施的過程是：①布置自學②學生提問③課堂討論④形成結論及評價。

這里涉及學習成果的評價標準，我們認為可以這樣評價：①看學生問題的水平。比如：動量與沖量的區(qū)別是什么？這種常識性的問題就是低水平的。前面所講：是牛頓定律推出動量守恒還是動量守恒推出牛頓定律？這應得到較高評價，因為這涉及到物理學基本量的問題。②看學生的認識有無提高，知識面有無擴展。

2、規(guī)律發(fā)現(xiàn)型

物理定律是物理學中的重要組成部分。如果將物理學比作一幢莊嚴雄偉的大廈，那么物理定律就是這幢大廈中的一根根柱子。

物理定律是人們通過對自然現(xiàn)象的研究，采用歸納、分析、綜合、類比、理想化、推理、演繹驗證.圖線探索等多種科學方法進行加工、提煉得到的對自然規(guī)律的描述。

每一個定律的得到，經(jīng)歷了許多艱苦曲折的過程，而中學教材中對定理教學處理過于簡單，使學生認為定律得出很容易。這樣的定律教學,使學生得不到科學思想、科學方法的教育.我們在教學中采用“溯源法”，在當年科學技術水平上，來學習和探討某個定律是如何建立的，使學生在學習物理定律過程中，懂得如何用科學方法去探索無窮的新奧秘。

下面就是我們在教學中的兩個教學實例。

（1）歐姆定律的教學

我們先把歐姆當年發(fā)明的電流扭力稱的資料介紹給學生看，過一段時間,在他們看懂了的基礎上，拿出歐姆當年的實驗數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)附后）給學生研究（即使此時學生已學過歐姆定律，給他們講要研究歐姆定律，他們一般也不會想到要得出的就是，他們會認為另有規(guī)律可找）。讓學生在一定的時間里去研究這些數(shù)據(jù)的規(guī)律.一般的學生都能在給予足夠長的時間里給出數(shù)據(jù)的規(guī)律。這時候，再讓學生總結一些處理數(shù)據(jù)的方法：（1）畫物理量之間的（x,y）圖，根據(jù)圖線規(guī)律，猜測y—x關系，（2）把估計的關系式化成線性關系，y=kx+b，根據(jù)代換后的變量數(shù)據(jù)作出y-x圖，如得一直線，則就得出物理量之間的關系（如不是直線則再試），（3）最后再求出斜率和截距，就可以得出y和x的確切關系。

（2）開普勒第三定律的教學

首先讓學生從資料中查找出太陽系九大行星的軌道半徑和繞日周期等數(shù)據(jù)，再讓學生找出它們的規(guī)律。有了歐姆定律的學習，學生在查到有關數(shù)據(jù)后，很容易得出了RT2/3

a1/R2（前者是開普勤第三定律，后者為萬有引力平方反比關系）。

通過這兩個定律的教學，學生自然就明白了通常數(shù)據(jù)處理方法.以后碰到一大堆實驗數(shù)據(jù)也就不會感到無從下手了，他們會很自信地去處理這些數(shù)據(jù)，并最終找到關系。

這種教學方法比單純地從書本中得出物理定律,一方面學生會感到有趣得多,另一方面,學生在處理數(shù)據(jù)后會有一種成就感,從而進一步激發(fā)他門的學習興趣.

3、實驗課題研究型

實驗課題研究對培養(yǎng)學生以創(chuàng)新能力的巨大作用，因為它本身就是一個從已知到未知的探知過程。

作為一種新的教學和評價方式，實驗課題研究具有以下幾方面的意義：

①鞏固和加深對所學物理知識的理解與掌握。

②全面培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題，從實際中抽象出模型，并用一整套科學方法加以解決的能力。

③全面培養(yǎng)學生科學地收集、處理、分析和表述有用信息的能力以及相互交流協(xié)作的態(tài)度。

④培養(yǎng)學生對未知和不知事物和現(xiàn)象的好奇心和探求心，在解決問題的過程中培養(yǎng)學生克服困難，鍥而不舍的精神，并從中獲得一種意志、個性上的自我完善的滿足感和愉悅感。

我們在創(chuàng)新班的教學中，也采用了這種教學方式。下面，就舉一個例子，從中可以了解整個課程實施的過程。

首先，讓學生自己討論提出課題，在學生提出的課題中，教師可以提供一些參考意見，經(jīng)過學生討論，最后，確定研究課題。學生所選的一個題目是《在紙上劃出的鉛筆劃線導電性能的研究》。單從課題來看，就是測劃線的電阻，但是這個電阻是多少，如何研究導電性能的方案卻不太好確定。我們先把課題布置給學生，讓學生利用課余時間去討論，以便確定實驗方案。

過了幾天，把學生的實驗方案收上來。我們仔細研究了學生的實驗方案后，發(fā)現(xiàn)學生的實驗方案各組不盡相同，有的是研究鉛筆筆芯劃痕電阻與劃痕長寬厚的關系，有的是研究其電阻的熱穩(wěn)定性，又有的是研究鉛筆劃線的電阻率與鉛筆芯含碳量的關系，又有的是找出鉛筆劃線的平均厚度與鉛筆劃線電阻率的關系等。接著學生根據(jù)自己的實驗目的，提出實驗原理，根據(jù)實驗原理找出所需實驗儀器，并設計出實驗方案。從學生的方案來看，學生是經(jīng)過較長時間考慮的。接下來，讓學生把每組同學的方案在班上進行討論，接著再進一步完善。下面就兩組學生的實驗過程作一個分析。

甲組同學的方案及實驗過程：他們?nèi)∧骋恍吞栥U筆，先假設劃線電阻及鉛筆芯的電阻率與碳相同，然后估計劃線的電阻，但他們在估計電阻時，發(fā)現(xiàn)很難確定劃線厚度。所以，他們首先采用取一小段鉛筆，測出這一小段鉛筆芯體積，在一張紙上把這一段筆芯全部涂上，并認為劃線密度與鉛筆芯的密度相同，則估算出劃線厚度為10-7m左右。這樣他們就估計出了劃線電阻。根據(jù)劃線電阻，他們選擇所需儀器.如電源、電壓表及電流表等。接著他們采用控制變量法,分別改變電壓、劃線寬度、厚度、長度和鉛筆芯硬度來進行多次測量。得出各次測量電阻率在10-3——10-4國際單位左右，他們認為，他們已得出結論：對于鉛筆劃線,電阻定律也適用。

乙組同學的方案及實驗過程

他們與甲組同學一樣，先估計出劃線電阻，再選擇實驗儀器。但他們與甲組同學不同的是：他們認為劃線電阻太大，而造成電流表很難選擇，而選用伏安法則難以避免系統(tǒng)誤差，故他們選用電橋法，剛開始，他們對器件要求過高，但我告訴他們學校所具備的儀器，他們最終選擇了惠斯通電橋法。接著估算劃線厚度，他們假設劃線電阻率與石墨相同，再測劃線電阻及長度、寬度，再估算厚度，發(fā)現(xiàn)厚度只有10-8米左右，也就是只有不到100層左右原子厚度，這看來是不可思議的。接著他們經(jīng)過調(diào)查，鉛筆并不全由石墨構成，鉛筆芯中還混有黏土,所以他們認為石墨與鉛筆芯電阻率不同，因此他再次測鉛筆芯電阻率，發(fā)現(xiàn)兩者確實不同，故他們用測得的鉛筆芯電阻率估算出了劃線厚度。但他們還不放心：他們懷疑筆芯與劃線電阻率不同。所以他們采用甲組同學方法測劃線厚度。他們發(fā)現(xiàn)后來兩次測得的劃線厚度不一致，也就是筆芯與劃線電阻率不同，而且劃線電阻率比筆芯要大許多。他們采用不同型號鉛筆重做以上的試驗，劃線電阻率總是比鉛筆筆芯的電阻率大許多（1個數(shù)量級）。他們認為采用硬度大的鉛筆，劃線密度與鉛筆筆芯的密度有差異，也就是電阻率有差異，這個結論可以理解，但采用比如6B鉛筆筆芯，劃線致密性與筆芯的密度相差不多，筆芯電阻率也應與劃線相差不多，因此，他們想到導線與劃線的電連接問題。所以，他們對實驗數(shù)據(jù)進行分析后認為，電連接處有電阻存在，如果考慮這一因素，電阻定律就能更準確得到驗證。所以他們查閱有關電工學知識，發(fā)現(xiàn)兩種材料在電連接時確有接觸電阻存在，故此，他們恍然大悟，筆芯電阻率比劃線的電阻率小是由于接觸電阻的原因。接下來一切都順理成章了，他們根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)估計出接觸電阻為104歐姆數(shù)量級

從上面過程分析可以看出，實驗課題研究的步驟如下：

①提出課題并對所需解決的課題進行初步分析。

②收集有關資料、信息。

③設計實驗研究步驟。

④選取必要的裝置器材。

⑤實施實驗研究方案，保持觀察記錄，記下每個階段的分析、思考，必要時對原方案進行修改。

⑥對實驗結果進行最終的分析評價。

最后，這里還涉及一個評價問題：從學生的實驗過程來看，他們都取得了一定的成功，他們通過這一課題研究，對整個實驗研究過程有了一個切身體會，對如何設計實驗，如何調(diào)整實驗方案等，有了一個很清楚的認識。這與原來的實驗教學相比，無疑學生從中學到了更多的東西，對他們以后進行科學研究等實際工作有巨大的引導作用。當然，這兩組實驗也有不同之處，第一組只是驗證了電阻定律，而第二組同學在驗證電阻定律的基礎上，還發(fā)現(xiàn)了接觸電阻，并測出了它的大小。這本身就是一個科學發(fā)現(xiàn)，因此，這一組應得到較高評價。

4、概念建構型

概念建構型學習方法主要通過理論性課題研究來建構概念。理論課題研究是我們最先開展的研究性學習方法。作為研究性學習，不僅僅是從實驗中得出一些東西，也不僅僅是從課本中學到一些東西。理論課題研究，可以提高一些比較優(yōu)秀的學生，嚴密的理論研究能力（包括邏輯推理能力，聯(lián)想能力，查閱資料能力等），另一方面也可以使培養(yǎng)學生撰寫論文的能力。

我們做的第一個理論課題研究的題目是《摩擦力的本質(zhì)》。有關摩擦力的本質(zhì)，大多數(shù)課本包括大學課本都未涉及，所以大多數(shù)學生只知道摩擦力與電磁力有關，而確切的原因并不清楚。

這個研究課題布置后，教師先給學生幾天時間，學生充分利用圖書館，電腦網(wǎng)絡，新華書店等他們可以利用的資料來源，展開調(diào)查；另一方面，他們利用查到的有用資料，對摩擦力的本質(zhì)進行思考推測想象。

在這期間，教師可以不定期向?qū)W生了解研究進展，如果有的學生找不到資料，教師可以對他們進行指導，并推薦資料給學生看。

當過去一段時間后，可以把學生分成幾個組，讓他們在組內(nèi)進行討論，并在一個組內(nèi)形成一個較為統(tǒng)一的看法，每一個組再派一位同學為代表，在課堂上做專題發(fā)言。每一個同學發(fā)言后，其余同學可以提問，也可以提出不同意見。等每一組同學介紹并討論完后，教師可以作一個總結，而后布置學生寫有關摩擦力的小論文。（附學生論文二篇）

從研究性課題實施以后，取得了較好的教學效果，這可以從學生的小論文中可以看出來：他們對摩擦力的本質(zhì)有了一個較為深入的認識。在較高層次形成了摩擦力的概念，同時，學生也體驗了理論研究的過程。

以后，我們又多次布置理論課題給學生做，他們都表現(xiàn)出強烈的興趣，在一定的時間內(nèi)都能完成。這極大地拓展了學生的視野，提高了他們的知識水平。

六、關研究性學習的兩點思考

1關于研究性學習的課題安排

課型實例中除第一種課型外，其它三種均帶有專題性，是課題型的學習。把課題研究型學習融入一般的課堂教學中，是當前實施研究性學習的一個難點。我們用結合知識的發(fā)展進程、采點選擇研究課題的方法，突破了這一個難點。從我們實踐的結果來看，依附于教材知識系統(tǒng)進行研究性學習是完全可以實行的。