初中物理“電學(xué)”教學(xué)策略探究

葉鵬沖

近幾年來，電學(xué)部分在考卷中的占比越來越大，學(xué)生學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)不僅是為了獲取物理高分，同時(shí)也能夠提高生活技能，具備基本的安全意識(shí)。在初中物理電學(xué)教學(xué)中，由于理論內(nèi)容較為抽象，而且邏輯性又比較強(qiáng)，學(xué)生普遍存有畏學(xué)心理。因此，如何更好地教好電學(xué)成為初中物理教師教學(xué)的一大重任。

一、 打好電學(xué)基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣

(一)注重啟蒙，打好電學(xué)基礎(chǔ)

教師在教授物理知識(shí)時(shí)，首先要了解學(xué)生對(duì)物理的認(rèn)識(shí)和看法，為學(xué)生打消對(duì)物理的錯(cuò)誤認(rèn)知，并用科學(xué)的方式介紹物理學(xué)科的性質(zhì)以及學(xué)好物理需具備的要求，同時(shí)教師也可以將物理與其他學(xué)科建立關(guān)聯(lián)，講述生活中有趣的物理現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)物理趣味，主動(dòng)思考探尋物理奧秘。基于此，在學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)的時(shí)候，教師要明確電學(xué)在我們生活中的重要作用，鼓勵(lì)學(xué)生提高自信心，聯(lián)系一些成功的科學(xué)貢獻(xiàn)，促使學(xué)生嘗試了解并學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)。因此，基于初中階段學(xué)生的心理特點(diǎn)，以及學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的好奇心理。教師在教授時(shí)不僅要教授學(xué)生物理知識(shí)特點(diǎn)性質(zhì)以及學(xué)習(xí)方法、物理學(xué)科同其他學(xué)科之間的不同、如何才能夠更好地學(xué)習(xí)物理等，還要為學(xué)生設(shè)計(jì)一些能夠調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生思考的物理實(shí)驗(yàn)。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力等實(shí)驗(yàn)技能，激發(fā)學(xué)生的問題意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)如何提出問題，并借助所學(xué)的物理新知進(jìn)行分析和解釋物理現(xiàn)象，表達(dá)自己的實(shí)驗(yàn)感受，鼓勵(lì)學(xué)生之間交流探討，從而培養(yǎng)學(xué)生物理探究素養(yǎng)，讓學(xué)生在有效的實(shí)驗(yàn)操作下形成科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，構(gòu)建完善的物理知識(shí)體系。

(二)引導(dǎo)啟發(fā)，保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度

物理學(xué)科屬于自然科學(xué)，它與數(shù)學(xué)學(xué)科一樣，學(xué)習(xí)者要保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)學(xué)習(xí)精神，但同時(shí)學(xué)科中有一些特定的規(guī)則或要求是需要遵循的。為此，教學(xué)中教師一方面要注重問題求解的條理性，又要引導(dǎo)學(xué)生拓寬思路，創(chuàng)新解題方法。

例如，在學(xué)習(xí)歐姆定律的應(yīng)用時(shí)，教師首先帶領(lǐng)學(xué)生一起回顧了有關(guān)此定律的探究過程和方法，重述滑動(dòng)變阻器的作用，又整理了一遍歐姆定律的推導(dǎo)過程，依照定律內(nèi)涵推導(dǎo)出不同連接電路下電壓、電阻與電流之間的關(guān)系，最后教師準(zhǔn)備相應(yīng)的例題進(jìn)行分析：

圖1

如圖1所示，電源與電壓保持不變的情況下，電阻=5Ω，電阻=15Ω。(1)如果將開關(guān)S和S都斷開，那么此時(shí)電流表顯示02A，求電路中的電壓是多少？(2)如果將開關(guān)S和S都閉合，那么此時(shí)電流表顯示09A，那么，這時(shí)候通過電阻的電流是多少？

此例題關(guān)系到電學(xué)計(jì)算，教師在教授時(shí)先引導(dǎo)學(xué)生思考求解思路，利用此例題來培養(yǎng)學(xué)生好的電學(xué)求解習(xí)慣。對(duì)該問題在求解時(shí)可分成三步：明確已知量—找出過渡量—解決未知量，通過上述步驟的分析最終求得答案。

結(jié)合上述例題，文章將電學(xué)部分的求解思路做出整理，即審題—畫圖—標(biāo)記—挑選—變式—計(jì)算—檢驗(yàn)—回答。通過審題依照文本描述畫出電路圖，在圖中將各個(gè)元件標(biāo)注好(名稱、單位以及數(shù)值)，選擇符合題意的公式(變式公式)，將已知數(shù)據(jù)代入到公式中，計(jì)算結(jié)果，最后進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果正確則依題意解答。只有保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，按照一定的順序進(jìn)行解答才能夠化繁為簡。

二、 構(gòu)建知識(shí)體系，掌握理論概念

(一)明確物理概念

在物理教學(xué)中，由于很多知識(shí)都與生活有著密不可分的聯(lián)系，學(xué)生便習(xí)慣用自己的生活經(jīng)驗(yàn)理解和掌握理論概念，而基于感性認(rèn)識(shí)所形成的概念未必符合物理真理。為此，教師對(duì)這些由生活因素影響所產(chǎn)生的概念在教學(xué)中要十分的重視，可以通過組織實(shí)踐或提出思考問題，促使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生深度思考，最終形成科學(xué)概念。

例如，物理學(xué)習(xí)中教師向?qū)W生提出了一個(gè)問題，要求學(xué)生驗(yàn)證：電流流動(dòng)過程是需消耗一定時(shí)間的，而這個(gè)時(shí)間同電源與用電器之間距離長短有直接關(guān)系。出現(xiàn)這種想法主要是由于在日常生活中，我們觀察到水流動(dòng)需要時(shí)間，同時(shí)機(jī)械運(yùn)動(dòng)也在消耗時(shí)間。它們都存在一些先后關(guān)系。那么，為了將這一問題順利解決，教師可以組織學(xué)生觀看演示實(shí)驗(yàn)。教師先拿出兩個(gè)小燈泡使其串聯(lián)在電路中，然后閉合開關(guān)，學(xué)生需觀察這兩個(gè)小燈泡點(diǎn)亮的先后順序。再斷開電路，學(xué)生也要觀察這兩個(gè)小燈泡滅掉的先后順序。盡管教師在教學(xué)中著重講授電流的流向是從電源的正極向負(fù)極。但是在演示實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)串聯(lián)的小燈泡同時(shí)被點(diǎn)亮和滅掉。這一過程非常快，發(fā)現(xiàn)不到它們之間存在先后順序。然后，教師將兩個(gè)燈泡互換位置，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和第一次相同。由此也驗(yàn)證了教師在之前所提出的假設(shè)是錯(cuò)誤的。由此實(shí)驗(yàn)教師還可以聯(lián)想到生活中的路燈，當(dāng)開關(guān)閉合，路燈同時(shí)被點(diǎn)亮。

例如，我們通常認(rèn)為燈泡瓦數(shù)越大發(fā)出的光亮越大。就像100W的燈泡要比40W的亮。這是由于在實(shí)際生活中，為了提高屋內(nèi)光亮，人們通常會(huì)購買大功率的燈泡。這時(shí)教師可組織學(xué)生進(jìn)行小組科學(xué)實(shí)驗(yàn)：首先各個(gè)小組都配備了兩個(gè)燈泡，一個(gè)100W，另一個(gè)40W。先將它們兩個(gè)并聯(lián)于220V的電路中，發(fā)現(xiàn)的確大功率的燈泡要更亮。接著將兩個(gè)燈泡從并聯(lián)轉(zhuǎn)換成串聯(lián)的方式，當(dāng)閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)功率小的反而更亮了一些。經(jīng)過此實(shí)驗(yàn)促使學(xué)生思考影響燈泡亮度的因素究竟是什么，同時(shí)也能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)電學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣。

(二)避免物理問題數(shù)學(xué)化

在初中物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生經(jīng)常會(huì)在學(xué)習(xí)物理公式后，用數(shù)學(xué)的思想來求解物理問題。為此，教師應(yīng)當(dāng)教授學(xué)生正確處理有關(guān)物理學(xué)科理論概念同數(shù)學(xué)之間的關(guān)系問題。由于學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)常常受到思維定式的影響，他們習(xí)慣依照原有的思維模式思考問題，這也使得他們的思考具有明顯的傾向性。如果思維定式在學(xué)習(xí)中起到積極作用，那么就能夠幫助學(xué)生理解和構(gòu)建物理知識(shí)體系。如果思維定式在學(xué)習(xí)中起到了消極作用，那么就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)物理概念時(shí)出現(xiàn)理解偏差。研究物理所用到的重要工具就是數(shù)學(xué)，借助數(shù)學(xué)工具能夠求解很多物理問題。如果學(xué)生沒有全面的考慮物理?xiàng)l件，就一味地應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)求解物理問題，那么這就是思維定式的消極作用。這種只依靠數(shù)學(xué)角度而脫離物理情境，或顛倒物理與數(shù)學(xué)之間因果聯(lián)系，就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生最終得到錯(cuò)誤結(jié)論。就像在教授歐姆定律以及推倒公式的時(shí)候，學(xué)生就極易受到思維定式的消極影響。

例如，以下說法中，從公式=能夠推導(dǎo)到=的說法正確的是

( )

A導(dǎo)體中電阻同導(dǎo)體兩端電壓是正比關(guān)系

B導(dǎo)體中電阻同導(dǎo)體所經(jīng)過的電流是反比關(guān)系

C在導(dǎo)體兩端電壓是0，導(dǎo)體此時(shí)的電阻也一定是0

D導(dǎo)體電阻是導(dǎo)體自身性質(zhì)，但是同導(dǎo)體兩端電壓以及導(dǎo)體經(jīng)過的電流沒有關(guān)系

學(xué)生在學(xué)習(xí)公式=的時(shí)候，會(huì)聯(lián)想到之前的壓強(qiáng)公式=。受此影響，學(xué)生自然而然想到從壓強(qiáng)和壓力大小為正比關(guān)系，和受力面積為反比關(guān)系，進(jìn)而理解為導(dǎo)體電阻和導(dǎo)體兩端電壓是正比關(guān)系，和導(dǎo)體通過電流是反比關(guān)系。但是由于導(dǎo)體電阻屬于導(dǎo)體的固有性質(zhì)，決定電阻阻值大小的是其長度、材料以及橫截面積。在導(dǎo)體兩端電壓發(fā)生變化的時(shí)候，導(dǎo)體經(jīng)過的電流也會(huì)發(fā)生正比例變化。但是電壓同電流比值是不變的，比值是定值。也就是說電阻同電流電壓沒有關(guān)系，公式=能夠求解電阻阻值，但不能夠作為電阻定義公式。為此，上述問題的正確選項(xiàng)是D。

(三)注重理論規(guī)律的內(nèi)涵與拓展

例如，某一個(gè)電動(dòng)機(jī)線圈，其電阻是3Ω。已知當(dāng)線圈兩端電壓是4V的時(shí)候，所經(jīng)過的電流是09A，這時(shí)電動(dòng)機(jī)能夠正常工作。求解：當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作3min時(shí)，消耗的電能是多少？此問題的求解方法一共有兩種：

方法(1)：==4V×09A×3min×60=648J

方法(2)：==(09A)×3Ω×3min×60=4374J

兩種方法求解的結(jié)果不一樣，哪個(gè)解法才是對(duì)的呢？解法二求解的是電熱，由于是求解電熱的基本適用公式，但是電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化是由電能向內(nèi)能與機(jī)械能轉(zhuǎn)化，并非純電阻電路。所以<。=+。由此可見，求解的正確方法應(yīng)該是方法(1)，消耗的電能是648J。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為4374J，3min內(nèi)電動(dòng)機(jī)正常工作情況下轉(zhuǎn)化機(jī)械能有2106J。

三、 關(guān)注教學(xué)方法，突破重點(diǎn)難點(diǎn)

在講解電路的時(shí)候，有關(guān)電路的構(gòu)成、連接方式，依照實(shí)物畫出電路圖等都是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。教師要注重教學(xué)方法，循序漸進(jìn)引導(dǎo)學(xué)生。

例如，在基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)中，教師要求學(xué)生根據(jù)實(shí)物畫出電路圖。這時(shí)教師要明確畫圖的要求：(1)規(guī)范統(tǒng)一：電路圖的各元件符號(hào)；(2)重要元件不可缺；(3)電路狀態(tài)與條件相吻合。為了保證電路圖的美觀，還需增加幾點(diǎn)要求：(1)各個(gè)元件位置分布要均勻；(2)導(dǎo)線布局合理美觀。如果電路圖中相同元件有多個(gè)，需要標(biāo)注出不同的名稱從而做好區(qū)分。

識(shí)別電路是串聯(lián)還是并聯(lián)電路也是教學(xué)重點(diǎn)。串聯(lián)電路的特點(diǎn)就是電流通路只有一條，而并聯(lián)電路中存在電路線路的分支與匯合點(diǎn)，且整條電路的回路不只有一條。而電功率以及電熱的學(xué)習(xí)是電學(xué)中的難點(diǎn)部分。由于此部分內(nèi)容的公式以及理論概念都比較多，所以很多學(xué)生常常出現(xiàn)概念混淆問題。同時(shí)，學(xué)生也會(huì)在求解問題的時(shí)候，不確定究竟應(yīng)該使用哪個(gè)概念。

例如，如題：“、兩個(gè)燈泡的規(guī)格分別是‘4V，2W’與‘6V，3W’，假如通路上的電壓并不能夠?qū)艚z熔斷。那么分析(1)如果兩個(gè)燈泡在電路中是并聯(lián)的關(guān)系，哪個(gè)燈泡發(fā)光更亮？(2)如果兩個(gè)燈泡在電路中是串聯(lián)關(guān)系，哪個(gè)燈泡發(fā)光更亮？”

分析：影響燈泡亮度的因素在于燈泡在通電情況下所消耗的電功率，亮度越大證明消耗電功率越大。而此題求解中的難點(diǎn)是分析與電阻之間的關(guān)系，可以依照公式=進(jìn)而推導(dǎo)出與之間成正比，但是從=中又能夠得到與成反比。那么究竟應(yīng)該使用哪個(gè)公式？根據(jù)題意可知，在串聯(lián)的時(shí)候，電路中的電流恒定不變，這時(shí)候使用公式=。在并聯(lián)的時(shí)候，由于電壓在各個(gè)支路上是相等的，所以應(yīng)當(dāng)用公式=。

解：可先求出兩個(gè)燈泡的電阻

當(dāng)、兩燈并聯(lián)的時(shí)候，電壓相等。即==，則有：

==

因?yàn)?span id="g0gggggg" class="subscript"><，所以，>，燈更亮些。

當(dāng)、兩燈串聯(lián)的時(shí)候，電流相等，即==，則有：

==

因?yàn)?span id="g0gggggg" class="subscript"><，所以，<，燈更亮些。

四、 重視物理實(shí)驗(yàn)，發(fā)展物理素養(yǎng)

(一)利用物理實(shí)驗(yàn)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在電學(xué)部分的學(xué)習(xí)中，教師可利用物理實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生提升對(duì)物理概念和規(guī)律的把握，通過物理實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

例如，學(xué)生對(duì)通電導(dǎo)線周圍存在磁場有疑惑。為此，教師組織學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來還原電磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)過程，進(jìn)而調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

實(shí)踐證明，在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中，學(xué)生的觀察能力、思考分析能力以及物理思維等都會(huì)得到有效的鍛煉，這有助于提升學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。而且為了能夠確保實(shí)驗(yàn)效果更加明顯，教師在實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生把導(dǎo)線替換成多股銅絲，銅導(dǎo)線要與小磁針保持平行，當(dāng)電流方向發(fā)生變化后，磁針的轉(zhuǎn)向也與之前相反。而這一現(xiàn)象的出現(xiàn)使得學(xué)生非常激動(dòng)和興奮，這促使學(xué)生產(chǎn)生了深入探索的興趣。在實(shí)驗(yàn)操作后，課堂氛圍也變得活躍起來，學(xué)生對(duì)抽象的磁現(xiàn)象理解程度也有所加深。同樣在學(xué)習(xí)發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)原理的時(shí)候，教師也可以組織學(xué)生以實(shí)驗(yàn)探究的方式完成原理學(xué)習(xí)。這樣不但可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)記憶，還能夠提高學(xué)生的物理綜合素養(yǎng)。

(二)豐富物理實(shí)驗(yàn)形式，促進(jìn)學(xué)生理解物理規(guī)律

初中物理教學(xué)尤其是電學(xué)部分要求學(xué)生要具備一定的觀察能力，同時(shí)很多理論知識(shí)的學(xué)習(xí)都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行探究驗(yàn)證。因此，借助實(shí)驗(yàn)來理解物理規(guī)律，掌握必要的物理要素也是學(xué)好電學(xué)部分的有效途徑。

例如，在研究串聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)時(shí)，很多學(xué)生都提出電路中的電流大小不相等，接近電源位置的電流一定最大，當(dāng)電流通過多個(gè)電器后，其數(shù)值也會(huì)減小。對(duì)此，教師可組織學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)從而探究上述說法是否正確，進(jìn)而建立串聯(lián)電路電流處處相等的正確觀點(diǎn)。

教師首先將學(xué)生劃分成小組，每個(gè)小組都連接成如圖2所示的電路線路。

圖2

學(xué)生需要使用電流表將電路中的三處的電流值測出來，接著將燈泡的位置以及電源的正負(fù)極交換，再次重復(fù)實(shí)驗(yàn)測量電流值，通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)歸總出不同情況下三處的電流值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，串聯(lián)電路上，電流處處都相等。經(jīng)過此次實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生對(duì)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)有了明確的認(rèn)識(shí)，并且也有效地提升了學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)操作技能，對(duì)如何正確使用電流表測量電路中的電流值以及怎樣讀取電流表，檢查電路連接是否正確等方面都得到了充分的鍛煉。同樣，在并聯(lián)電路的學(xué)習(xí)中，對(duì)電路上的各處電壓之間的關(guān)系，教師也可以先讓學(xué)生說出自己的想法，在引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的前提下，組織學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)探究，通過多項(xiàng)數(shù)據(jù)的匯總和對(duì)比，進(jìn)而得出并聯(lián)電路各個(gè)支路電壓相等，從而促使學(xué)生更好地掌握物理理論規(guī)律，強(qiáng)化學(xué)生物理核心素養(yǎng)。

五、 結(jié)語

初中物理學(xué)科是一門以實(shí)驗(yàn)為主的自然科學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)電學(xué)的時(shí)候，教師首先要打消學(xué)生對(duì)電的錯(cuò)誤認(rèn)知，梳理學(xué)生科學(xué)的觀念，引導(dǎo)學(xué)生通過探索和實(shí)踐感受電學(xué)理論，避免學(xué)生出現(xiàn)知識(shí)混淆的問題，同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)幫助學(xué)生，提高對(duì)理論知識(shí)的理解與深化。