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学科思维导图在物理规律教学中的应用

2020-09-10黄承军

小作家报·教研博览 2020年32期
关键词:电阻电流电压

黄承军

中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:(2020)-32-261

一、物理规律的特点

物理规律反应的是一种内在联系,可以是物质结构或者物质运动之间某种规律,人们常常用物理规律去解释一些现象,解决一些物理问题。学生们通过物理规律解答物理题目时,可以提高智力以及能力。

(1)物理规律能够表征物理概念之间的联系。物理规律则描述的是物理概念之间的内在联系,包括定律、定理、原理、公式、方程等。例如,牛顿第二定律,公式为F=ma,就是将质点、力、质量以及加速度等概念联系在一起,并且将这三个物理量用数学逻辑关系表示出来;在热学中,克拉珀龙方程就是探讨理想气体条件下,三个状态参量:压强、体积和温度之间关系的。

(2)物理规律是观察与实验、思考、想象与理想化相结合的产物。物理规律的研究,离不开人们认识自然界的途径。人们通常通过观察、感知等方式得到信息,然后通过实验去验证经过初步思考得到的结论,在实验结论的支撑下,进一步去思考、完善,最终解决问题。例如,牛顿第二定律的建立,则是通过大量的实验,经过数学推理等思维过程,最终得出结论。无论哪一个物理规律的发现,都体现了科学家们认真、严谨的科学态度。

二、学科思维导图与物理规律教学

在中学物理知识体系中,物理规律对学生的物理成绩,科学方法,以及运用物理知识解决实际问题的能力都有很大的影响。所以物理规律教学是非常重要的,物理规律教学的重点在于是否能够明确物理规律所要研究的问题,要理解物理规律的物理意义,还要掌握它的适用条件。物理规律教学的难点在于要清晰是理解物理规律与物理规律、物理概念之间的体

系关系。将学科思维导图应用于物理规律教学中,有以下优势:

(1)学科思维导图帮助师生进行物理规律的演绎和归纳。

物理规律大多数都是经过反复的实验、推理、论证后得出的,学科思维导图能够有条理的将物理规律的发展过程演绎出来,学生也可以自主完成学科思维导图,对物理规律进行归纳,最后教师来完善总结。

(2)学生的思维能力提高。

学科思维导图能够激发学生的创造力和想象力,物理规律教学能够让学生乐于思考,有严谨的科学态度,把学科思维导图与物理规律教学融入一起,能够更高效的提高学生的思维能力。

三、物理规律教学中应用学科思维导图的案例研究

物理规律教学不仅要考虑到物理规律本身的特点和教学要求,还要考虑相应的核心素养以及学生的思维习惯。因此,物理规律教学应当是学生在教师的帮助下,去发现问题、科学探究、应用规律解决问题的过程。

物理规律教学一般分为四个步骤:首先要创设物理情景,提出科学问题,其次要进行科学探究,完善知识结构,接着要总结物理规律,理解物理規律,最后要应用物理规律,解决实际问题。下面以《电流跟电压、电阻的关系》的教学过程片段为案例进行研究。

(1)创设物理情景,提出科学问题

教师:通过前面的学习,同学们已经学习了电流,、电压u、电阻R,那么这三者之间是否存在关系呢?下面有三个研究内容,如图下图所示,同学们分组讨论出需要研究哪写内容,而那些又不需要研究呢?

学生讨论分析,得出结论,形成科学问题。导体的电阻本身就有阻碍电流的性质,电压是形成电流的原因,学生猜想,电流跟电压、电阻有关系,且导体两端的电压越大,导体中的电流也越大;导体的电阻越大,导体中的电流越小。

(2)科学探究,完善知识结构

学生分组讨论:这节实验课与之前学习的哪节实验课类似?之前的实验课又是用什么研究方法昵?

学生汇报讨论结果。

明确研究电流,与电压u的关系,应该使用控制变量法。明确在研究电压与电流关系时,应该保持电阻不变。在研究电流与电阻关系时,应该保持电压不变。

教师:引导学生独立设计电路

学生:展示设计方案,最终确定研究电流与电压关系时,在串联电路中利用滑动变阻器来改变导体两端的电压,从而改变电流。在研究电流与电阻的关系时,要了解当定值电阻的阻值发生变化时,可通过滑动变阻器来控制其两端电压U保持不变。学生进行实验,收集数据,分别填入下面对应表格。

根据实验数据,进行分析论证,解决相应问题,例如:电流,与电压u这两个物理量,是谁随着谁变化;根据表格得到什么结论,又是怎样得到这个结论的等等。最终得出结论。

(4)应用物理规律,解决实际问题

教师给出本节课对应的习题,使学生熟练运用所学的物理规律。学生自主构建学科思维导图,教师进行完善。如下图

在本节教学案例中,能够很好的将物理规律教学应用于学科思维导图,在进行科学探究以及理解物理规律、运用物理规律等环节充分体现了物理规律教学,又在学习的最后完善学科思维导图,学生能够较好的回顾学习整个物理规律的过程,每一个步骤都能清楚记住,并且在学生进行猜想、实验过程中能够提出问题和发现问题,提高学生的想象力和创造力。

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