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初中物理电学教学有效性提升策略

2023-12-11马建

科学大众·教师版 2023年12期
关键词:电学电路图并联

马建

电学是初中物理教学中的重要组成部分,也是学生物理学习中的重点与难点,在这个阶段学好电学知识,对于学生物理能力以及物理核心素养发展有着重要作用。

一、注重启蒙,夯实学生电学基础

任何领域的知识学习都必然是以打好基础为前提,在电学学习中帮助学生夯实基础知识,可以避免学生在电学部分的学习中出现错误认知的问题,学会用科学的方式解决生活现象,具备物理化的思维意识,能够建立物理与生活之间的关系,不仅要理解与掌握电学部分的概念性知识,同时要知道这些抽象的概念性知识是由谁发现的,怎么发现并总结出来的,做到知其然也知其所以然,能够为初中生更为深入地探索物理奥秘做好铺垫。

如在初中生第一次接触到电学知识的时候,教师就可以通过讲故事的方式让学生了解电学的科学史,以科学史作为启蒙,让学生对于电学的学习产生无限的期待。首先,教师借助名人名言引出话题:卡尔·范·多伦表示,“富兰克林发现电是一种奇物,并使电学成了一门科学”,让学生在名人名言的阅读中获取信息,认识电学在历史上被人们誉为“奇物”,电学的发现者是富兰克林。接下来,教师提出问题:“同学们,在生活中我们有哪些地方是需要使用电的?如果世界上没有电会如何?”学生在思考后纷纷举手发言,一名学生说道:“家里的电饭锅、冰箱、电视、热水器、手机、电脑的使用都需要用到电,就连我们上学时老师使用的多媒体设备也是需要用电的。”还有一名学生表示:“我不敢想象没有电的日子,以前偶尔会停电几小时,就已经打乱了我们的生活。”当学生交谈与表达之后,教师给学生讲述富兰克林发现电的过程,在1752年6月的一天,富兰克林在暴风雨中放飞了他的风筝,让世界“看到”了电,这个实验无疑是危险的,但是却没有人能够怀疑这个实验的真实性,这个实验的开展预示着人类将要迈进一个全新的旅程,打开了世界性的电学科学技术发展之路。电力技术巨头间的第一次战争发生在爱迪生和威斯汀豪斯之间,爱迪生发明了电灯,威斯汀豪斯发明了交流电系统,这些研究对于电学领域的发展起到了关键性的作用。在电学科学史的讲解中,可以让学生在初次接触电学时就对电学的发展历史、发展历程以及科学家的典型事例有了一定的了解,对于学生后续的电学学习有着铺垫的作用。

二、直观呈现,产生电学学习动机

电学部分的知识相对抽象,学生在生活中并不能亲眼看到电的工作过程,只能看到电的工作结果,因此初中生对于电学知识的学习兴趣不高,理解起来较为困难,加之部分教师在电学教学中采取理论灌输、语言讲解的方式,无法让学生从中感知电学魅力,对于电学知识的理解也是一知半解。为了解决这一问题,教师可以使用信息化教学技术,以先进的教学技术弥补常规教学方法的不足,降低学生在电学知识学习中的理解难度,获得更为直观的学习体验。

以“电压和电压表的使用”这一知识点教学为例,此部分教学中需要学生掌握电压的概念以及单位,学会正确使用电压表测量电压,了解串联电路与并联电路的规律。结合具体的教学目标、教学内容以及学生的电学学习情况,教师可以利用信息技术制作动画课件,在课件中引领学生从“水压”的过程分析过渡到“电压”的理解上,如下图一所示,在电学教学中发挥出信息技术集合文字、图片、声像于一体的优势,將电压以及电压表使用这部分知识点通过更加形象、直观的形式呈现在学生的眼前,促使学生获得感知的触动,从感性认知的刺激过渡到理性认知的思考上,帮助学生更为全面、深刻地理解电压概念,掌握电压表使用的基本步骤、方法以及注意事项。

在有关电路故障分析的教学中,教师可以利用信息技术给学生展示虚拟的电路故障分析方法,引领学生在对演示实验的观察中了解电学实验中电路故障分析的基本过程。通过信息技术在电路故障分析教学中的运用,可以让学生在虚拟的电学实验观看中更为清晰地了解电路元件的各种故障表现,能够在很大程度上提升教师电学教学的效率,借助信息技术实现实物电路以及电路图的互换,让学生看到电路中电流的流动方向以及变化。在电学教学中运用信息技术可以为学生营造出相对真实的情境,带领学生进入最佳的学习状态,激活学生的电学学习思维,促使学生在电学学习中自主思考与探究,产生电学学习的内驱力。

三、引导启发,突破电学重点难点

电路构成、识别连接方式、依据实物画出电路图是初中生电学学习中的重点与难点,在电学教学中要想提升学生的学习质量,需要教师从学生学习的重点与难点入手,做到抓住重难点,有指向性地引领学生学习,促使学生在循序渐进的教学指导中加深对电学的理解程度。

以《电路连接的基本方式》一课教学为例,掌握串并联电路的特点是本节课教学的重点,识别电路连接方式是本节课的难点,大部分学生因为对串联电路、并联电路特点了解不够全面而出现判断困难的现象。在《电路连接的基本方式》一课教学中,教师首先可以让学生观看“彩虹管”,通过提问的方式引发学生的思考:“彩虹管中有许多小彩灯,这些小彩灯是如何连接在同一个电路中并亮起来的呢?”由此引发学生对电路连接方式的思考,但是此时学生并不能发现电路的连接方式究竟是串联还是并联,接下来根据教师给学生出示电路连接方式的图片,如图二所示,要求学生根据图片中给出的材料进行思考,用笔划线代替导线,尝试将实物连接起来,使得同一个电路中的两个灯全部亮起来。在绘制完成之后,组织学生交流与展示各自设计的不同电路图,发现电路有两种连接方式,此时教师应抓住教学时机,让学生根据电路连接方式的不同总结出“串联”与“并联”的概念,组织学生提出猜想与假设,能够通过实验的方式验证猜想,总结出串并联电路的特点,帮助学生攻克电学学习的难点。在这个过程中教师可以建立合作学习小组,发挥集体的力量,例如教师提出问题:“如何判断电路的连接方式是串联还是并联?”一个小组中的成员提出了这样的猜想:“取下一个灯,若另一个继续发光,则此电路的连接方式是串联,相反则为并联。”小组成员通过实验的方式验证猜想,在实践操作中观察实验的现象,进而总结出串联、并联电路的特点,帮助学生掌握重难点知识。

四、知识梳理,完善电学知识体系

在初中物理教材中涉及的电学知识范围较广,知识点内容繁杂,在常规的电学教学中教师只是一课一课地讲解知识,却缺乏对知识内容的梳理,导致学生所掌握的电学知识过于零散,学生并不能建立新知与旧知之间的联系,不利于学生后续的电学学习,也容易让学生在电学学习中出现遗漏知识的情况。对此,教师应有意识地引领学生梳理所学的电学知识,建立完善的知识体系,思维导图在知识点梳理中的运用有着独特的优势,可以促使学生利用思维导图将脑海中零散的知识连接在一起,建立逻辑清晰、高度相关的知识框架,有助于提高巩固与提升学生电学学习效果。

以“电路和电流”为主题,要求学生梳理知识点,建立有关“电路和电流”的思维导图,教师在这个过程中应起到辅助的作用,因为有相当一部分学生并没有掌握思维导图绘制的方法,教师先给学生出示一个不完整的思维导图,为学生建立“支架”。此思维导图是以“电路和电流”为核心词,并由此分化出一级分支,一级分支分别为“电现象”“串并联电路的电流”“电流”“电路”,在每一个一级分支下又分化出了二级分支,但是二级分支中是空白的,需要学生填写内容。例如在“电现象”的下一级分支中,学生想到了“正电荷”和“负电荷”;在“串并联电路的电流”的下一级分支中想到了“串联电路的电流是相等的”“并联电路中的所有支路电流相加等于总电流”;在“电流”中想到了“电流的方向”“电流的条件”“电流大小的测量”;在“电路”的下一级分支中填写“电路的组成”“电路图的种类”“电路图的绘制方法”“电路的使用”等。又如在“电热”部分的知识点梳理中,若是学生已经掌握了利用思维导图总结知识点的方式,教师可以要求学生独立完成有关“电热”的知识梳理,能够将初中阶段学习到的电流的热效应、焦耳定律、电流的影响因素、电热的利用以及电热的防治方法等有条理地梳理出来,构建完整的思维导图,深化学生对电热知识的理解,强化学生对所学电学知识的记忆。

五、解题训练,提升问题解决能力

在电学教学中教师不仅要让学生掌握基础知识,还要注重对学生实际问题解决能力的训练,促使学生在遇到电学问题时利用掌握的电学知识顺利地解答问题。习题训练可以为学生搭建知识运用的平台,也是一直以来教师教学的主要途径,通过习题训练的方式一方面可以锻炼学生的知识运用能力,另一方面也可以检验学生的学习成果,教师结合学生的电学学习情况,安排或调整后续的教学方案,保障电学教学质量的提升。

教师给学生布置了这样一道题:“如图三所示,在电源的两端,电压U恒定,为9V,电阻R1是10Ω,当开关S闭合时,电流表A中显示数字I是1.2A,问电流表A1中显示数字I1是多少?电阻R2的阻值又是多少?”在此题的解答过程中,首先,教师应引导学生仔细审题,梳理出题干中给出的已知信息,即为:电压U是9V,电阻R1是10Ω。接下来要求学生根据已学知识判断此电路图是串联电路,还是并联电路,经过观察与分析可以判断出这是一个并联电路,再运用欧姆定律I=U/R计算,具体的计算过程为:I1=9V/10,Ω=0.9A,I2=I-I1=1.2A-0.9A=0.3A,R2=9V/0.3A=30Ω。在问题解答之后,教师应引领学生梳理电学习题的解题步骤:第一,分析已知条件以及给出的电路图;第二,结合电路图特点分析连接方式,掌握电流、电压、电阻三者之间存在的关系;第三,能够利用已有的电学模型,如电学的公式和定理等,完成问题的解答,让学生在习题训练中掌握有效的学习方法,提高学生的电学问题解答能力,做到学以致用。

物理是一门自然科学,电学作为初中物理教学中的主要组成部分,是学生学习物理、掌握电学规律的重要因素,教师应提升对电学教学的重视程度,结合电学内容的特点以及学生的实际学习情况,优化与创新电学教学方法,建立一套完整且可行的教学方案,帮助初中生在电学学习中掌握电学发展史,充分理解电学基本概念,消除对电的错误认识,建立科学观念以及严谨的科学态度,能够借助实验的方式验证猜想,感受电学理论,具备电学问题解决的能力,提升初中生的電学学习效果,打造高效的电学课堂。

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