時間：2023-07-27 16:05:34
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關鍵詞：初中物理；歐姆定律；應用
在電學的定律當中，歐姆定律是非常關鍵的一項，它貫穿于整個電學的始終。深入、系統和全面地理解歐姆定律是有效解決牽涉電學問題的基礎和前提條件，針對歐姆定律的教學，教師需要做好如下的兩個方面：
“導體當中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比”，這就是歐姆定律。在此，教師應當引導學生注重三個物理量之間的關系。（1）歐姆定律強調電壓與電阻決定了導體當中的電流，而不是由電源提供的電壓，這跟電阻和電流是毫無關系的，電阻屬于導體自身的性質，這跟電壓和電流也是毫無關系的，因此是電壓與電阻一起決定了電流。（2）注重計算關系。在公式：I= 當中，只要確定了任意的兩個物理量，就可以對另外的一個物理量進行計算，這就需要引導學生熟練地掌握公式的變化。（3）注重這三個物理量一定要根據同一段的導體，比如，將R1與R2進行串聯，接在30 V的電源上面，R1是10歐姆，經過R1的電流是0.2安，問R2的電阻與R2兩端的電壓是多少。教師在指導學生練習或者是講解的時候，需要將電路圖畫出來，注明相應的物理量，突出需要注意的問題，以實現理想的教學效果。
二、拓展和應用歐姆定律
教師在講解歐姆定律的時候，需要引導學生注重知識的應用和拓展。通過并、串聯電路的電壓和電流規律，對電阻規律進行推導，可以概括并聯電路的規律是：（1）電流I=I1+I2；（2）電壓U=U1=U2；（3）電阻 。可以概括串聯電路的規律是：（1）電流I=I1=I2；（2）電壓U=U1+U2；（3）電阻R=R1+R2，再應用電阻規律對一些實際問題進行解決。比如，教師在教學的過程中，可以提問學生下面的一些問題：為什么調節臺燈的亮度按鈕，燈泡能夠變亮或者是變暗？為什么手電筒當中的電池使用時間長了之后，燈泡會變暗？這兩個問題的原理是一樣的嗎？這樣，學生就能夠積極主動地探討，紛紛發表自己的看法，課堂氛圍頓時活躍起來。學生通過應用歐姆定律，對實際生活當中一些不好理解的問題進行了解釋，從而調動了學生的學習興趣。
總之，在初中物理教學當中，歐姆定律是非常重要的。教師一定要引起高度的重視，實施有效的教學策略，教授學生關于歐姆定律的知識。
參考文獻：
1.歐姆定律的理解問題
歐姆定律是電力計算的基礎，在初中階段我們只是簡單地對歐姆定律做一些介紹，但是許多同學還是對于基本概念問題感到疑惑，如果學生在歐姆定律的基本概念上犯了錯誤的話，將會對于今后的學習生活帶來更大的錯誤．歐姆定律的內容是，在同一段電路中，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比，與電阻成反比．隨著社會快速的發展，歐姆定律逐漸被人們看重，世人也逐漸明白歐姆定律的重要性．在初中物理中，老師主要建立學生對于歐姆定律的根本認知，讓學生了解定律中的內涵，在變換知識重點時也可以迎刃而解．歐姆定律只適用于最簡單的純電阻電路，但是這在初中范圍內已經十分實用了，不考慮在工作時的損耗，電能直接轉化為內能．在解決歐姆定律的問題時要使用標準的國際單位制，單位使用伏(V)、安(A)、歐(Ω)．例如在題目中對于歐姆定律的公式進行進一步的理解，在電流流過時改變長短、改變橫截面積、改變導線的材質等方法，這些因素是否會改變導線的電流變成了學生和老師進行探討的課題．根據公式，改變橫截面積與改變導線的材質會使電流的大小改變．電阻的概念問題是學生學習的重點與難點，很多同學不知道電阻其實是導體本身的屬性，取決于導體本身的材質與屬性，電阻值只是為了計算時方便使用的一種計量單位與外加的電壓與電流并沒有什么關聯，所以要改正學生所想的電阻隨著電壓改變的錯誤觀點，要及時在學生的腦中建立正確的物理概念．
2.基本概念的應用問題
歐姆定律中的基礎元件其實很簡單就是導線中的電阻，歐姆定律中主要討論的就是電壓、電流與電阻三者之間的關系，要理解他們之間的關系，讓學生理解電流隨著電壓與電阻的變化而變化，對于多個變量的問題要盡量將變量統一成為一個，這樣方便學生對于事物的處理能力，在初中學習生活中要使學生盡量掌握這種方法幫助解決其他的物理問題，當學生掌握這些知識時，可以進一步地學習電學知識和簡單的電力計算，這也是初中物理的重點知識．在基本元件使用時，學生要注意電阻在電路中是串聯還是并聯，在使用情況不同的場景下，電阻所起到的作用是一樣的，但是電流與電壓的關系卻恰恰相反．在并聯的情況下，每條支路的電流總和為從電源出來的電流，這條定律在現在大學的知識中依舊使用，只是變得更加高級———在一個節點流入和流出的電流之和為零;并聯電路的電壓都是相同的．在串聯的情況下，回路中的電阻的電流都是相同的，電壓根據電阻進行分壓．在使用基礎式子時，學生要理清串聯與并聯之間的關系，通過變量之間的關系才可以記住繁瑣的知識點．在題目中我們經常看到通過改變支路的個數或者電阻的個數來討論電流與電壓的大小，經過這樣的問題，我們要時刻保持警惕，清楚準確地了解并聯與串聯的關系導致電流電壓的不同．
3.基本元件的使用問題
在初中物理知識中，主要使用的基本元件是電流表、電壓表和變阻器，這些元件是最基本的，不僅僅要在題目中能分辨出它們，還要在現實生活中可以自在地使用這些元器件．這些內容是學生無法立即掌握的知識，要經過長時間的演示才可以讓學生明白這些儀器的使用與操作．這項工作要直接將學習的內容建立在學生的頭腦中，不要讓學生對于這項實驗有誤解，不帶有一絲疑問地學習下去，認真地做好演示．在研究方法上我們將選擇在上述中說過的控制變量法，對于所擁有的三個變量進行限制:如固定電阻不改變，研究電流與電壓的關系;固定電壓不變，研究電流與電阻的關系，在這樣的情況下我們才可以看清變量之間的實驗關系．要直接在電源的正極開始，按照正極入、負極出的原則進行接線，要將線路連接起來形成一個閉合回路，電壓表要并聯在電阻上，這樣不會使線路斷路，不要忘掉電源和滑動變阻器在線路中的重要作用，可以根據真實的題目來進行連線．這時候電流表所顯示出來的數為所接線路上的電流值，電壓表所顯現出來的數字為所并線路上的電壓數值．
4.歐姆定律的變量問題
在初中物理的歐姆定律的講解中，變化量的問題往往是難住學生與老師的一類的題型，難住學生使學生無法在知識中找到有效解決這類問題的方法，難住教師是因為教師因為這類題目過于繁瑣，無法將這類知識有效地、系統地將學生教會，所以找出有效的方法教給學生是解決變量問題得分少的方法．本著從易到難的原則，先從一個電阻的問題講起，再擴展到兩個電阻、三個電阻的情況，在此基礎上逐漸拓寬學生的思路，逐漸掌握所學知識，讓學生找到學習的目標以及方法．當定值電阻接在電源兩端后，電壓由U1變為U2，電路中的電流由I1增大到I2，這個定值電阻是多少呢?很簡單利用歐姆定律的概念就可以解出ΔU=ΔI•R，通過這個公式可以得到電阻的值．當難度增加時，由一個電阻變為兩個電阻，定值電阻與滑動變阻器串聯在電壓恒定的電源兩端，電壓表V1的變化量為ΔU1，電壓表V2的變化量為ΔU2，電流表的示數為ΔI，在這樣的問題上將變化電阻上的電壓與電流之比轉化為定值電阻上電壓與電流之間的關系就可以了，將變化的問題轉化為固定的關系之間的數值，明顯地簡化了許多變量問題的計算．當變量變為三個電阻時，難度進一步的增大，大部分學生認為這是一項不可能完成的任務，大部分學生放棄了這類題，在遇到這類問題時我們要將三個電阻盡量化為兩個電阻的問題，在這個問題上學生可以恢復自信心，跨過思維障礙．通過電壓表與電流表的位置，將電阻進行合并，這樣不管有多少電阻都可以化簡為兩個電阻，這樣學生會感覺題目簡單多了．
5.實驗中遇到的問題
在做實驗的時候，我們在碰到復雜的電路時，很難將線路在實驗臺上理清或是自己設計實驗電路是沒有思路，不了解線路是怎樣的，無法在原有的知識上將思維進行發散，讓自己的思維投入到更深層次的知識學習中，在每做一步實驗步驟時要仔細想一想，這一步會對實驗線路有怎樣的影響，不要只是照葫蘆畫瓢，只知其然不知其所以然．學生在實驗時會遇到許多他們無法預測的問題，在遇到問題時不要驚慌，仔細分析，當解決一類問題時，學生的激情就會提升上來，會使學生解決問題的能力提升，所以改變這一問題的根本方法就是提升學生的自信心以及對待問題的好奇心和決心．對待問題要舉一反三，進行邏輯思維，對于電路要進行不斷的猜想，這樣得到的結論才是有意義的，學生通過猜想與假設的階段，即使不成功也會提供給自己不少的經驗，在實驗中找經驗才可以提升自己的能力．學生之間也要有溝通和交流，讓彼此的思想互相交流一下，有助于電路的優化，群策群力幫助學生得到更好的學習效果．
關鍵詞：初中；物理；歐姆定律；教學問題
中圖分類號：G633.7 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2015）09-0056-01
一、在實驗探究中讓學生學習歐姆定律
歐姆定律是電學重要內容之一，也是中考重點考查內容，所以能否教好歐姆定律關系到之后對中考的重點知識復習，更有可能影響學生對于物理學的熱情。在實驗探究的過程之中以學生為主，教師起引導作用，讓學生通過觀察電壓表、電流表、滑動變阻器的微量變化發現問題、提出問題，他們對于自己發現的問題會比老師直接教導的印象深刻，從而達到了教學目的。
二、在歐姆定律的學習中最經常遇到的問題
在實際的教學之中，教師要把電路的認識與畫電路圖、連接電路作為主要的教學任務，開闊學生的思維，加強對電路的認識。物理是一門比較枯燥的課程，只有激發學生的熱情，才能更好地完成授課。電流、電壓、電阻的概念及單位，電流表、電壓表、滑動變阻器的使用，是最基礎的概念。電流表測量電流、電壓表測量電壓、變阻器調節電路中的電流，這部分則比較重要，需要重點講解。電流、電壓、電阻的概念是基本的電學測量儀器，明確這些儀器的使用與操作，是非常重要的，關系到后期實驗的正確性與對知識的理解。以上基礎知識的理解與運用又是進一步學習歐姆定律的基礎。
三、歐姆定律的主要內容是電流、電壓、電阻的關系
這部分知識是在實驗的基礎上概括、歸納出了電路中電壓、電流、電阻三者相互關聯的關系。教師在實驗中要讓學生理解電流隨電壓和電阻的變化而變化，對于多個變量問題的研究是采用固定一個量不變，研究其余兩個量的變化的處理方法，從而讓學生學會物理學中常用這種方法。歐姆定律在初中只講部分電路的歐姆定律，是電學中的基本定律，是進一步學習電學知識分析和進行電路計算的基礎，是初中電學的重點知識。
歐姆定律是初中物理學電學的重點、也是難點，想要研究歐姆定律必須要建立電流、電壓、電阻的關系，并在實驗的基礎上得出歐姆定律，做好演示實驗，歸納、分析、概括實驗結果，使學生正確理解歐姆定律的基礎。所以，使用電流表、電壓表、滑動變阻器是這部分知識中的重點實驗的基礎。
電流、電壓、電阻的概念是學生學習的難點，由于初中學生水平有限，對電流、電壓的概念要求較低，并沒有下準確的定義。因此，電阻的概念就成了學生理解的難點。教師要多舉例子幫助學生理解電阻是導體本身的屬性，決定于導體的材料、長度、橫截面和溫度，它用兩端的電壓和通過的電流的比值來表示是為了測量的方便，與外加電壓、電流無關。同時，教師一定要糾正一些學生經常出現的電阻隨電壓、電流的變化而變化的錯誤概念，也就是對歐姆定律的錯誤理解。歐姆定律在學生頭腦的建立過程是十分重要的，認真做好演示實驗，用實驗來探索一個量隨兩個量變化的定量關系是第一次。首先要向學生交代清楚實驗的研究方法，本實驗彩用控制變量法來研究，即“固定電阻不變，研究電流跟電壓的關系；固定電壓不變，研究電流跟電阻的關系”。在連接如圖（圖略）所示的實驗電路時，要將具體接法演示給學生看。可以先從電源正極開始，按電流方向依次為電池、開關S、滑動變阻器R′、定值電阻R、電流表串聯起來組成一個閉合回路，最后將電壓表并聯在定值電阻R兩端。同時提醒學生注意電流必須從電流表和電壓表的正接線柱流進電表，負接線柱流出電表及量程選擇，電流表與R串聯，其示數等于通過R的電流。電壓表與R并聯其數等于R兩端的電壓。
運用歐姆定律可以推導串聯電路中的總電阻跟各串聯電阻之間的關系及電壓分配跟導體電阻的關系，具體推導如下：
在串聯電路中：I=I1=I2；U=U1+U2；由歐姆定律公式I=U/R，可得U=IR；U1=I1R1；U2=I2R2將這些式子代入上式得：IR=I1R1+I2R2即R=R1+R2；也就是說串聯電路的總電阻等于各串聯導體的電阻之和。
在串聯電路中：I=I1=I2；由歐姆定律公式I=U/R，可得：I1=U1/R1；I2=U2/R2；將這些式子代入上式得：U1/R2=U2/R2 變換一下形式得：U1/U2=R1/R2；即串聯電路中，電壓分配跟導體電阻成正比。
四、結束語
通過對物理教學內容的分析、思維方法、能力訓練的具體研究，對教學內容進行歸納總結，可以使初中物理教師掌握歐姆定律的基本理論方法，更好地駕駛物理教材，提高物理教學質量，把重點真正落實在教學過程中，幫助學生提高實驗操作能力、歸納概括能力、演繹推理能力、邏輯推理能力、抽象思維能力及靈活運用知識解決問題的能力，讓學生學會控制變量法研究多個變量的問題，學會用等效法分析復雜電路。因此，教師要注重培養學生實事求是的科學態度，從而有效培養學生的物理素質。
參考文獻：
一、物理電學相關公式及形象記憶法
初中物理電學相關公式和定理雖然表面看比較抽象難懂，但是因為電流是實際存在的，并且其特點和存在形式可以類比現實中許多形象易懂的實物和現象，因此結合實際對相關定理定律進行理解和記憶會收到很好的效果.
1.歐姆定律
歐姆定律解釋的是電學中電壓、電流、電阻三者之間的關系，是電學最基本的定律.
電流×電阻=電壓，即I×R=U；其他的變形式可以由此公式導出.
可以用水流演示電流，用水壓解釋電壓，以現實中形象的實物來解釋電學相關內容.
2.電功公式
電功公式是講電力做工的計算方法，電流流過導線會產熱，有能量產生，能量可以做功，電功公式就是計算電力做工能力的公式.
電流×電流×電阻×時間=電功，即I2Rt=P；
將I=UR代入，就能成為電功公式的另一形式.
3.電功率公式
電功率就是形容電流做功快慢的公式.
電流×電流×電阻=電功率，即P=I2R.
電功和電功率可以用電燈發光發熱解釋，電流越大，電燈越亮，時間越長，電燈散失的熱量越多，就是電流做功的道理.
二、物理電學題目解題技巧
1.歐姆定律方程解題
熟記歐姆定律，只要是給出電路解電學未知量并且題目中沒有涉及功率內容的題目，結合整個電路列出歐姆定律的基本方程，肯定可以得到答案，即使最初看題時沒有頭緒，在列出歐姆定律方程之后也能從方程中看出解題方法.靜態電路圖列寫一個歐姆定律方程，動態電路圖根據變化次數列出相應數目的歐姆定律方程即可.
例電路圖如圖1所示，閉合開關S，當滑動變阻器滑片在R2上某兩點之間來回滑動時，電流表的讀數變化范圍是2 A～5 A，電壓表的讀數變化范圍是5 V～8 V，問電源電壓及電阻R1的值分別是多少？
乍一看此題確實無從下手，但是可以看出這是一個動態電路題，隨著滑動變阻器阻值的不同電路相關參量產生了變化，因此需要列兩個歐姆定律方程，方程列出，題目便迎刃而解.
解根據題意列歐姆定律方程，首先滑動變阻器在題意中阻值最小時，電流最大為5 A，電壓表度示數最小為5 V，此時滑動變阻器電阻值為5 V÷5 A=1 Ω.
可以列出一個方程：
U÷(R1+1)=5 A(1)
同理，滑動變阻器阻值最大時為8 V÷2 A=4 Ω.
列另一個歐姆定律方程
U÷(R1+4)=2 A(2)
用簡單的解方程法解方程(1)和(2)，很容易得出結果U=10 V；R1=1 Ω.
2.等效電路解含功率動態題
解含有功率內容的動態題的一個很好的方法就是將其各種狀態獨立出來，簡化成等效電路，每種狀態單獨分析，之后綜合考慮并求解.
例如圖2所示，R2與R3的電阻比為R2∶R3=1∶4，最初所有開關處于斷開狀態，同時閉合S1與S2，S3保持斷開，電流表示數為0.3 A，R2消耗功率P2；之后閉合S1、S3，S2斷開，R1消耗功率為0.4 W，R3消耗功率為P3，P2∶P3=9∶4，求電源電壓和R1阻值.
雖然此題表面看是動態且較為復雜，但是將動態電路的兩個狀態拆分成靜態簡單電路，題目便會簡單明了，之后列寫歐姆定律和功率方程，解方程即可.
當閉合S2后電路可簡化成如圖3形式，可列方程如下：
(R1+R2)×0.3=U(1)
R2×0.3×0.3=P2(2)
打開S2閉合S3后電路變成圖4，設此時電流為I3，結合等量關系R3=4R2，將R3用R2代替，后列方程
(R1+4R2)×I3=U(3)
R1×I3×I3=0.4(4)
4R2×I3×I3=49P2(5)
5個方程，5個未知數，此題可解.由(2)式和(5)式可解出I3=0.1 A，其他未知數便順利得出.最終結果：U=36 V，R1=80 Ω.
關鍵詞：物理定律；教學方法；多種多樣
關鍵詞：是對物理規律的一種表達形式。通過大量的觀察、實驗歸納而成的結論。反映物理現象在一定條件下發生變化過程的必然關系。物理定律的教學應注意：首先要明確、掌握有關物理概念，再通過實驗歸納出結論，或在實驗的基礎上進行邏輯推理（如牛頓第一定律）。有些物理量的定義式與定律的表式相同，就必須加以區別（如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R＝U/I），且要弄清相關的物理定律之間的關系，還要明確定律的適用條件和范圍。
（1）牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實驗的教法，回顧“運動和力”的歷史。消除學生對力的作用效果的錯誤認識；培養學生科學研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學時應明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態，不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的涵義，引入了慣性的概念，是研究整個力學的出發點，不能把它當作第二定律的特例；慣性質量不是狀態量，也不是過程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運動狀態和運動過程而改變。在應用牛頓第一定律解決實際問題時，應使學生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來的運動狀態，所以……”。教師還應該明確，牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當我們在一段較短的時間內研究力學問題時，常常可以把地球看成近似程度相當好的慣性系。
（2）牛頓第二定律在第一定律的基礎上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質量存在什么關系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結論推廣為一般的表達：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應請注意：公式F＝Kma中，比例系數K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時關系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系，以及與運動學、動量、功和能等知識的聯系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
（3）萬有引力定律教學時應注意：①要充分利用牛頓總結萬有引力定律的過程，卡文迪許測定萬有引力恒量的實驗，海王星、冥王星的發現等物理學史料，對學生進行科學方法的教育。②要強調萬有引力跟質點間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式，只適用于計算質點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發現了它的局限性。
（4）機械能守恒定律這個定律一般不用實驗總結出來，因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據功能原理，在外力和非保守內力都不作功或所作的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發生相互轉化，就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態量，用它來解決問題時，就可以不涉及狀態變化的復雜過程（過程量被消去），使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件（只有系統內部的重力和彈力做功）。這個定律不適用的問題，可以利用動能定理或功能原理解決。（5）動量守恒定律歷史上，牛頓第二定律是以F＝dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導出來，主張從實驗直接總結。但是實驗要用到氣墊導軌和閃光照相，就目前中學的實驗條件來說，多數難以做到。即使做得到，要在課堂里準確完成實驗并總結出規律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出，再安排一節“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規律，也不違反科學規律。中學階段有關動量的問題，相互作用的物體的所有動量都在一條直線上，所以可以用代數式替代矢量式。學生在解題時最容易發生符號的錯誤，應該使他們明確，在同一個式子中必須規定統一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態變化，表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以不過程物理量，使問題大大地簡化。若物體不發生相互作用，就沒有守恒問題。在解決實際問題時，如果質點系內部的相互作用力遠比它們所受的外力大，就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規律之一。無論是宏觀系統或微觀粒子的相互作用，系統中有多少物體在相互作用，相互作用的形式如何，只要系統不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），動量守恒定律都是適用的。
一、牛頓第一定律。采用邊講、邊討論、邊實驗的教法，回顧“運動和力”的歷史。消除學生對力的作用效果的錯誤認識；培養學生科學研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學時應明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態，不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的含義，引入了慣性的概念，是研究整個力學的出發點，不能把它當做第二定律的特例；慣性不是狀態量，也不是過程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運動狀態和運動過程而改變。在應用牛頓第一定律解決實際問題時，應使學生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來的運動狀態，所以......”教師還應該明確，牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當我們在一段較短的時間內研究力學問題時，常常可以把地球看成近似程度相當好的慣性系。
二、牛頓第二定律。在第一定律的基礎上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質量存在什么關系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結論推廣為一般的表達：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應注意公式F＝Kma中，比例系數K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時關系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系，以及與運動學、動量、功和能等知識的聯系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
三、萬有引力定律。教學時應注意：①要充分利用牛頓總結萬有引力定律的過程，卡文迪許測定萬有引力常量的實驗，海王星、冥王星的發現等物理學史料，對學生進行科學方法的教育。②要強調萬有引力跟質點間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式，只適用于計算質點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發現了它的局限性。
四、機械能守恒定律。這個定律一般不用實驗總結出來，因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據功能原理，在外力和非保守內力都不做功或所做的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發生相互轉化，就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態量，用它來解決問題時，就可以不涉及狀態變化的復雜過程（過程量被消去），使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件（只有系統內部的重力和彈力做功）。這個定律不適用的問題，可以利用動能定理或功能原理解決。
五、動量守恒定律。歷史上，牛頓第二定律是以F＝dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導出來，主張從實驗直接總結。但是實驗要用到氣墊導軌和閃光照相，就目前中學的實驗條件來說，多數難以做到。即使做得到，要在課堂里準確完成實驗并總結出規律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出，再安排一節“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規律，也不違反科學規律。中學階段有關動量的問題，相互作用的物體的所有動量都在一條直線上，所以可以用代數式替代矢量式。學生在解題時最容易發生符號的錯誤，應該使他們明確，在同一個式子中必須規定統一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態變化，表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以使問題大大地簡化。若物體不發生相互作用，就沒有守恒問題。在解決實際問題時，如果質點系內部的相互作用力遠比它們所受的外力大，就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規律之一。無論是宏觀系統或微觀粒子的相互作用，系統中有多少物體在相互作用，相互作用的形式如何，只要系統不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），動量守恒定律都是適用的。
六、歐姆定律。中學物理課本中歐姆定律是通過實驗得出的。公式為I＝U/R或U＝IR。教學時應注意：①“電流強度跟電壓成正比”是對同一導體而言；“電流強度跟電阻成反比”是對不同導體說的。②I、U、R是同一電路的三個參量。③閉合電路的歐姆定律的教學難點和關鍵是電動勢的概念，并用實驗得到電源電動勢等于內、外電壓之和。然后用歐姆定律導出I＝ε/(R+r)(也可以用能量轉化和守恒定律推導)。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式，要明確它們的物理意義。⑤教師應明確，普通物理學中的歐姆定律公式多數是R＝U/I或I＝(1/R)U，式中R是比例恒量。若R不是恒量，導體就不服從歐姆定律。但不論導體服從歐姆定律與否，R＝U/I這個關系式都可以作為導體電阻的一般定義式。中學物理課本不把 R＝U/R列入歐姆定律公式，是為了避免學生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
1、“閉合電路的歐姆定律”是人教版新課標高二物理選修3-1《恒定電流》第七節的內容。本節課是在學習了部分電路歐姆定律、焦耳定律以及電動勢等概念的基礎上進行的，是分析各種電路的基礎，既是電學的重要規律之一，也是本章的教學重點。
2、從教材結構看，教材采用傳統的處理方法：先利用能量守恒導出閉合電路的歐姆定律，進而得出路端電壓隨著外電阻變化的規律。這樣的程序，數學演繹推理的味道很濃，加之沒有令人信服的實驗，缺少了對物理規律的感性認識的過程，學生難以形成比較深刻的理解。
二、學情分析
1、從學生的認識結構和能力水平來看，學生不知道電源的內阻對閉合電路的影響，因此，常常把路端電壓看成是不隨外電路變化的。這種先入為主的錯誤觀念，容易形成思維定勢，僅通過幾次講解是難以逆轉的。
2、學生已學習了電動勢、內電阻、外電阻等概念，知道部分電路的歐姆定律。
三、教學目標
1、基礎知識技能方面：
（1）導出閉合電路的歐姆定律
（2）研究路端電壓的變化規律，掌握閉合電路中的
（3）學會運用閉合電路的歐姆定律解決簡單電路的問題，知道閉合電路中能量的轉化。
2、能力方面：
（1）通過實驗，讓學生積極主動的探求科學結論，成為知識的探索者和“發現者”，在獲得知識的同時發展能力。
（2）通過分組隨堂實驗，培養學生利用實驗研究，得出結論的探究物理規律的科學思路和方法，加強對學生科學素質的培養。
（3）通過利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題，培養學生運用物理知識解決實際問題的能力。
3、思想及情感方面：
A.通過外電阻改變引起電流、電壓的變化，樹立學生“事物普遍聯系”的觀點。
B.通過分析外電壓變化的原因，了解內因與外因關系。
C.通過短路電流的模擬實驗，加強學生的安全用電意識。
D.通過先猜想再驗證的教學模式，培養學生“大膽猜想，小心求證”的科學研究態度以及合作實驗的意識。
四、重點難點
1.重點：閉合電路的歐姆定律的導出
2.難點：路端電壓的變化規律，
應用閉合電路的歐姆定律解決簡單的實際問題
五、突破重難點的教學設計思想
1、營造能引起學生認知沖突的問題情景
設計一個如圖1所示的電路，讓學生先猜測再觀察實
驗現象。（小燈接電動勢為3v電源時較亮）讓學生產生強烈的認知沖突，激發了他們的探求新知的動機，為突破重難點提供了良好的開端。
2、讓學生積極主動地去歸納物理規律、構建自己的正確理解
教師演示實驗， 讓學生在實驗數據中探索出“新”的物理規律，使學生在探研過程中分析、歸納、推理的能力得到提高，同時也突破了教學難點。
六、課前準備
【教學用具】
自制演示實驗電路板、干電池、安培表、伏特表、滑動變阻器、電鍵、導線、課件等。
七、教學過程
（一）創設情景引入新課
演示實驗一：電源電動勢增大時小燈泡的亮度變化
教師出示電路板，小燈泡與兩節干電池串聯，閉合開關，小燈泡發光。在原電源的基礎上，再串上4節干電池，讓學生猜想：閉合開關后，小燈泡可能會發生什么現象？
教師演示：發現小燈泡變暗了。
留下疑問：是什么原因導致小燈泡沒有變得更亮，也沒有燒壞，而是變暗了呢？
（二）新課教學
1、閉合電路的歐姆定律的推導
設問：我們已經學習了電動勢，知道電動勢是反映電源將其他形式的能量轉化為電能本領的物理量，在數值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，那如果電源接入了電路，電動勢與內電壓、外電壓之間又有怎樣的關系呢？
演示實驗二：E與U內、U外的關系
教師向學生介紹可變內阻電源裝置。讓同學們仔細觀察兩個電表的讀數并記錄五組數據。教師邊演示邊讓學生記錄數據。
2、路端電壓與負載的關系
探究活動二：路端電壓與負載的關系
老師引導學生設計電路圖。讓學生分組實驗探究路端電壓與負載的關系，注意短路、斷路兩種特例的分析，記錄實驗現象。
演示實驗三：低壓電源短路
電路短路時，電路當中的電流非常大，會造成很嚴重的后果，生活中一定要避免短路的發生。教師演示模擬電源短路的小實驗（為了安全起見，只用10V的學生電源），加強學生安全用電意識。
教師：通過實驗我們研究了路端電壓和負載的關系，在實驗過程中我們發現當外電阻變化時，電流會變，路端電壓也會變，那路端電壓和電流之間會不會有直接的關系呢？
探究活動三：路端電壓與電流的關系（推理法與圖象法相結合）
引導學生利用閉合電路的歐姆定律推導路端電壓與電流關系的數學表達式：教師：大家利用所學的數學知識推斷一下：若以電流為自變量，路端電壓為因變量，那么
函數圖象應該是怎樣的？
教師利用幻燈片展示一張U-I圖像，讓學生觀察這張圖像，思考直線與Y軸、X軸的交點分別代表什么物理意義，引導學生深刻理解圖像。
探究活動四：閉合電路中的功率關系
教師：引導學生推導得到有關功率的相關結論：
教師：學習了有關閉合電路的歐姆定律相關的知識后，我們一起來看看在剛上課時所留下疑問：電源電動勢由3V變成9V，為什么小燈泡會變暗呢？
學生自己分析，推測小燈泡變暗的原因。
演示實驗四：多個小燈泡并聯時的亮度變化
例題：當開關逐漸閉合時，小燈泡的亮度會發生怎樣的變化，電壓表的讀數呢？
教師展示電路板，先讓學生自己分析，再用實物演示講解。
歐姆定律是由喬治•西蒙•歐姆，只要是規范電流，電壓和電阻之間關系的定律。其主要公式為I＝U／R
1.1歐姆定律并不適用于所有物體
很多人認為歐姆定律適用于所有導電的物體，這個想法是錯誤的。因為歐姆定律只適用于金屬導電和電解液，在氣體導電和半導體元件中歐姆定律是不適應的。
1.2導體的電阻不是一成不變的
金屬導體的電阻不是一成不變的，它會隨溫度的升高而增大。比如電燈泡算電阻的時候，剛開燈的時候和開很久的燈的電阻一定是完全不同的。
1.3串并聯電路歐姆定律的推廣式不同
我們在處理串聯電路時我們要記住電流是恒值，電壓是各部分電壓的總和。而在并聯電路中各支路電壓和電源電壓是相同的。電壓是衡量，而干路電流等于各支路電流之和。
2.如何對物理中的歐姆定律進行教學
2.1培養學生對學習物理的興趣
“興趣是最好的老師“。作為一名物理教師希望能帶動學生的積極主動性，讓學生配合老師教學工作，有時在課堂上老師教學會出現不理想的情況，如學生上課睡覺，或看小說等。這樣對我們教學工作造成困擾，特別是像物理這一門需要去計算、分析的課程。不像其他科目，它需要的不僅僅只是學生的理解，更重要的是實驗能力，以及實踐能力。一節課沒有吸收到課程的有效資訊就會導致其他章節也一并滯后。而杜絕一現象的發生，首先是要找出學生不聽課，不愛聽課的原因，我經過多年的教學經驗，總結兩點：第一點是。舉個例子，在我教學情況中遇到一個學生，他在平常上課的表現一直不理想。其他學生按時完成作業，而他總是最遲交或者不交。有一次早晨剛來到辦公室路過教室時看到他正拿著別的同學的作業本抄襲，當時我很生氣，進去找他談話。在談話過程中，我了解到這位學生之所以對物理部感興趣的原因是他找不到方法去學習。要幫助學生找適合他的學習方法也是教師在教學當中需要重視的。另一點則是老師的問題，老師講課太枯燥乏味，學生不愛聽，自然而然的就會去做其他的事情，這對教學任務的影響是巨大的。我們應該從物理的作用性和啟迪性的教育方式對學生對物理的愛好進行開發和挖掘。
2.2加強學生的動手能力
因為物理學由實驗和理論兩部分組成。其中，物理理論來自于物理實驗，物理實驗是物理理論的基礎。用事實說話，用實驗證明，是物理教學是一大特色。同時，實驗也是增強趣味性、調動積極性的有效手段。透過以上三點，我讓自已的學生多參與到實踐課中。那一名我前面所提到男學生，他在我課上的態度在一次學習“壓強”的章節中得到了改變。課程里我布置學生自己制作物品，然后去進行試驗探究活動。而他在這一方面表現的極為積極，后來得知這男孩對機器零部件的組裝，特別是車子感興趣，我就抓住他這點喜好，在歐姆定律的這一環節中，讓同學們自己去試驗操作，導體材料，長度，橫切面等等，教學生用多種表分別測量電源兩端的電壓，觀察小燈泡的變化。使學生在實驗的過程中輕松的學會課程上的知識。而那位男學生也通過實驗課程的學習，態度發生了轉變。學習的積極性充分調動起來。
關鍵詞：數學推理；科學探究；問題情境；科學方法；理論聯系實際
中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）1-0019-3
人教版高中物理選修3-1第二章第七節《閉合電路的歐姆定律》是電學知識的核心內容，其中包含了許多科學思想方法，是學生學習和體會科學思想方法的好素材。作為一節典型的規律探究課，本節內容較抽象，學生在學習時，對電源內電路認識模糊，難以理解電源有內阻；對內外電路的電壓與電源電動勢的關系及路端電壓與負載關系感到疑惑，對其中蘊含的科學方法未能深刻領會。“如何有效突破這些教學難點？”“如何設計好閉合電路歐姆定律的探究過程，有效實施三維目標教學？”一直是廣大物理教師研究的重要課題，本文試圖通過對本節課的教材、教法的分析，探究形成學生認知困難的主要原因以及在本節課中如何有效實施探究教學，培養學生的核心素養。
1 教材、教法分析
人教版教材是把《閉合電路的歐姆定簟釩才旁詰繚礎⒌綞勢、歐姆定律、串并聯電路、焦耳定律和導體的電阻之后來學習的。很顯然，這種安排的意圖是在承接“從做功角度認識電動勢”的基礎上，引導學生從功能關系角度來建立閉合電路的歐姆定律，體現了循序漸進的教學原則。順應這種構想，教材對本節內容以如下方式呈現：先直接給出閉合電路的概念，然后從功能關系出發， 根據能量守恒，理論推導出閉合電路的歐姆定律和U+U=E，再根據閉合電路的歐姆定律，理論分析路端電壓與負載的關系。這種呈現方式的好處是：既充分體現了功和能的概念在物理學中的重要性，又有利于學生從理論角度理解閉合電路的歐姆定律。從教材體系來看這種呈現方式具有一定的合理性和科學性。
筆者曾多次參與“閉合電路的歐姆定律”的觀摩教學，領略了執教老師們的各種處理方法，比較有代表性的是以下兩種教法：
第一種教法是沿用原教材的思路，采用比較傳統的方式，注重理論探究，先從理論上推導得出閉合電路歐姆定律的數學表達式，再應用定律討論了路端電壓隨外電路電阻的變化規律，最后引導學生運用規律解題，把立足點放在訓練學生的解題能力上。
第二種教法注重突出實驗的地位，發揮實驗在探究教學中的作用。利用實驗創設懸念，引入課題，設計探究實驗，讓學生在實驗中總結歸納出內外電壓之間的關系，再利用教材中的圖2.7-3實驗探究路端電壓與負載的關系。
根據課后反饋發現，沿用原教材思路設計的教學，效果并沒有達到設計者想象的結果，究其原因，主要有以下幾個方面：
1.教材中的閉合電路的歐姆定律是從理論角度得出的，注重于數學推理，比較抽象，缺乏令人信服的探究實驗，學生無直接經驗感知和相應的認知過程，難以形成深刻的理解。
2.教材對閉合電路，特別是內電路的建構過于直接，無感知過程，學生對教材中為了突出閉合電路而提供的閉合電路中電勢高低變化的模型圖難以理解，加之學生對部分電路的歐姆定律印象深刻，對電源內部的電路無直觀印象，對電源也有內阻心存疑慮，難以突破初中形成的“路端電壓不隨外電路變化”的思維定勢。
3.教材是利用純電阻電路中的能量守恒關系推導得到IR+Ir=E和U+U=E，這種處理方式，會讓學生對U+U=E的普適性產生懷疑：非純電阻電路還適用嗎？
4.作為一節規律探究課，本節課包含了許多科學思想方法，教材過于注重理論推導，忽視了實驗探究，淡化了猜想、類比、比較、分析等多種科學思想方法教育，這對培養學生的探究能力和體驗研究物理問題的方法是不利的，也不利于提高課堂教學的有效性。
第二種“通過設計多個實驗來進行實驗探究”的處理方法，調動學生學習的主動性和積極性，學生能獲得更直觀的認識，有效地突破一些教學難點，但由于本節知識點多，思維量大，設計過多的實驗（特別是設計繁雜的分組實驗）勢必會分散學生的注意力，干擾學生的正常思考，擠壓學生思考和實踐應用的時間，影響了學生主體作用的發揮，效果同樣不盡如人意。
2 教學建議
2.1 尊重學生的認知規律，科學設計探究過程
從物理學史來看，歐姆定律是基于實驗而發現的，并非演繹推理的結果，教材通過功能關系分析來建立閉合電路的歐姆定律。這種處理方法帶來的負面影響是學生缺乏感性認識，沒有參與知識發現過程中的情感體驗，難以形成深刻的理解，課堂上學生學習的積極性也不高。規避這種負面影響的方法就是在教學設計時，應當尊重學生的心理特點和認知規律，科學地設計探究過程，讓學生在親身探究中理解定律，體驗方法。基于這種指導思想，筆者在教學設計時，先用兩節新電池和內阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電，產生了與學生日常生活經驗相矛盾的現象來設置“懸念”――引入新課。然后，引導學生針對“引入實驗”中的現象展開探究，讓學生在實驗探究中分析、思考、歸納，得出電源內電壓和外電壓之間的關系。接著再引導學生利用功能關系，從理論角度來推導、探究，讓實驗得出結論在理論上獲得支撐。最后，引а生利用所學規律解決引入實驗和實際生活中的問題。這種在引入實驗為基礎的“實驗和理論推導相互結合的探究過程”的設計，既避免了設計過多的實驗，又讓學生親身體驗了探究的過程，加深了對知識的理解，深刻領會到物理學科的嚴謹性和流暢性，感受到物理的探究之美和應用之美。同時，又能激發學生的學習熱情，使物理課堂教學產生無窮的樂趣，進而實現高效的物理課堂教學。
2.2 合理創設問題情境，引導學生質疑探究
作為一節規律探究課，本節課的重點是如何落實探究教學，讓學生在探究中理解閉合電路的歐姆定律，感知科學探究的過程和方法。在探究教學中，問題是探究的起點，沒有問題就不可能有探究，正是在問題的驅動下，學生才能積極思考，從而產生探究欲望。這就需要教師在深入挖掘規律形成過程的基礎上，精心創設問題情境，以問誘思，引導學生融入到探究學習的情境中去。例如：在構建“閉合電路”概念時，用兩節新電池和內阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電后，可設置如下問題情境：“為什么燈泡接到電動勢為9 V的電池時，亮度反而暗了？難道電池壞了？”“為什么電池與燈泡接通時兩端的電壓變小？減小的電壓哪兒去了？”“電池有內阻？可能嗎？”“我們來看看電池（觸摸電池），電池變熱了，什么原因導致工作的電池會變熱？”學生在問題的引領下觀察、實驗、體驗，由此認識到“電源內部也有電阻和電流”“電源內部電流的通路，稱為內電路”。這種以問題啟發學生思考，以實驗引導學生體驗來構建閉合電路的方法，既彌補了教材對內電路建構的非直觀性，也讓學生經歷了在質疑中分析、探究的過程，學生對閉合電路的認識潛移默化、水到渠成，遠比直接灌輸效果好。
在引導學生從能量角度驗證實驗探究結果時，設置如下問題情境：“剛才我們通過實驗探究了閉合電路中的電流規律，這個結論可靠嗎？”“如果我們能從理論上找到依據，是不是更可靠？如何從理論上來分析呢？”“從能量角度行嗎？”“內、外電路在時間 t 內消耗多少電能？ ”“這些能量從何而來？”學生在上述問題的引導下，發現也可以從能量角度來推導得出與實驗相同的結果。
在引導學生探究路端電壓與負載的關系時，設置以下問題情境：“實驗表明，燈泡變暗是由于路端電壓變小的緣故，你們能說說路端電壓與什么有關嗎？”“它們之間具體的關系是什么？”“如何設計實驗來研究呢？”“從實驗數據中能得出什么結論？”“能從理論上分析為什么會發生這樣的變化嗎？”“如果外電阻斷開，路端電壓為多少？外電阻短路，路端電壓又為多少？”“誰能說說路端電壓隨外電阻變化的根本原因是什么？”在這一個個問題的引領下，學生從實驗探究到理論分析兩個方面找到了路端電壓與外電阻的關系，不僅體驗了科學探究過程，提高了理論分析和實驗探究的能力，也養成了樂于探索、勤于動手的好習慣。
2.3 注重滲透科學方法教育，加深對規律本質的認識
作為一根主線，科學探究法貫穿在整個課堂教學過程中，教學中要注意尊重學生的心理特點和認知規律，強化科學探究法的顯性教育：以引入實驗為線索，引導學生經歷“觀察實驗、提出問題、猜想假設、設計實驗、分析論證”等過程，領會科學探究的方法。
“閉合回路中的電勢變化”抽象而難以理解，突破這一難點的最重要的方法就是“比法”。教材試圖以圖1的模型來形象地說明這個問題，但這種模型對學生來說還是比較抽象，難以理解。筆者用如圖2所示的“電梯加滑梯”模型和閉合電路加以類比，來說明閉合電路中的電勢高低變化情況。這樣的方法，既簡單又源于學生的生活經驗，學生容易接受，教學中應注意引導學生體會類比法的作用。
“演繹推理法”在“閉合電路歐姆定律的推導”和“路端電壓與負載的關系推導”中兩次用到，教學中要注意借助問題情境，把規律的探究以一個個問題的形式呈現出來，讓學生在問題的引領下經歷演繹、推理過程，構建對“閉合電路的歐姆定律”和“路端電壓與負載關系”的正確理解，體驗演繹推理過程中獲得成功的愉悅。
另外，本節課中，要特別注意引導學生在了解路端電壓與負載電阻的關系的基礎上，通過極限法分析和理解電路斷路時的路端電壓和短路電流的現實意義，體會極限法在物理學習中的作用和意義，有效地訓練學生突破思維定勢，培養創造性的思維能力。
2.4 注重理論聯系實際，物理與生活的聯系
研究和學習物理最重要的方法就是理論聯系實際，將理論和實際、物理與生活聯系起來，可以幫助學生更透徹地理解所學的物理知識，培養學生的創造性思維和邏輯思維能力。歐姆定律與生產、生活聯系密切，教學設計時，應注意還原知識的產生背景，注重將知識應用于實際生活。例如：新課引入可以從生活現象來提出問題，引發學生思考探究；在得出路端電壓與外電阻R的關系后，引導學生通過將R推向兩個極端情況的分析，來理解實際中“為什么電源開路時路端電壓就等于電源的電動勢”及“為什么電源不能用導線直接相連”；在學完了本節知識后，可引導學生用本節課所學知識分析解決新課引入及生產、生活中的實際問題。讓學生充分地感知從生活走進物理、從物理回到生活的過程，培養學生利用物理知識分析解決實際問題的能力，建構對知識（尤其是難點知識）的正確理解，從而真切地感受所學物理知識的實用性，充分理解物理學科對時展的深遠意義。
參考文獻：
