初中物理課堂教學(xué)中例題的功能及其設(shè)計(jì)研究

　　摘要：本文以《歐姆定律及其應(yīng)用》一節(jié)的例題設(shè)計(jì)為例，說(shuō)明在初中物理課堂教學(xué)中，如何根據(jù)學(xué)生的實(shí)際和教學(xué)內(nèi)容，有計(jì)劃性、目的性、連貫性地設(shè)計(jì)例題組織教學(xué)，充分發(fā)揮例題的功能。
　　關(guān)鍵詞：初中物理；課堂教學(xué)；例題功能；例題設(shè)計(jì)
　　中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1003－6148(2010)12(S)－0001－3
　　
　　例題教學(xué)是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一，學(xué)生對(duì)物理概念、規(guī)律的理解和領(lǐng)悟，可以通過(guò)例題教學(xué)逐步形成并不斷深化。例題在初中物理教學(xué)中具有解題方法示范、基礎(chǔ)知識(shí)鞏固、思維能力發(fā)展等主要功能。例題的設(shè)計(jì)直接影響著例題教學(xué)的效果，例題教學(xué)的效果直接影響著學(xué)生掌握物理知識(shí)的質(zhì)量，影響學(xué)生解決物理問(wèn)題的態(tài)度、解決物理問(wèn)題的思維方式及解決物理問(wèn)題的能力。這里以《歐姆定律及其應(yīng)用》一節(jié)的例題設(shè)計(jì)為例，說(shuō)明在初中物理課堂教學(xué)中，如何根據(jù)學(xué)生的實(shí)際和教學(xué)內(nèi)容，有計(jì)劃性、目的性、連貫性地設(shè)計(jì)例題組織教學(xué)，充分發(fā)揮例題的功能。
　　
　　　1　設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的例題教學(xué)。有效發(fā)揮例題的解題方法示范的功能
　　
　　對(duì)初中生來(lái)說(shuō)，基礎(chǔ)例題就是問(wèn)題研究對(duì)象的物理模型比較單一，過(guò)程比較簡(jiǎn)單，能直接應(yīng)用所學(xué)的物理知識(shí)解決的問(wèn)題。當(dāng)初中生面對(duì)某類(lèi)新物理問(wèn)題、沒(méi)有或少有解決物理問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)和方法的時(shí)候，例題的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)基礎(chǔ)性，突出例題的解題方法示范功能。
　　在九年制義務(wù)教育人教版教材中，歐姆定律是學(xué)生在初中物理學(xué)習(xí)中認(rèn)識(shí)的第一個(gè)物理規(guī)律。該定律的應(yīng)用，是學(xué)生第一次運(yùn)用物理規(guī)律解物理計(jì)算題，也是學(xué)生第一次通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算解答物理問(wèn)題，是物理知識(shí)在計(jì)算中運(yùn)用的啟蒙課。所以，第一道例題的設(shè)計(jì)，在物理知識(shí)運(yùn)用上不要太復(fù)雜，僅限于物理公式的直接運(yùn)用，關(guān)鍵是通過(guò)例題的示范，讓學(xué)生領(lǐng)悟物理解題和數(shù)學(xué)解題的差別，形成初步的運(yùn)用物理規(guī)律解決物理計(jì)算題的思路和方法。
　　課本中這一節(jié)的例題就很好：
　　例題1　我們已經(jīng)知道，試電筆內(nèi)必須有一支很大的電阻，用來(lái)限制通過(guò)人體的電流。現(xiàn)有一支試電筆，其中的電阻為800kΩ，氖管的電阻和人體的電阻都比這個(gè)電阻小得多，可以不計(jì)。使用時(shí)人體的電流是多少?這個(gè)電流對(duì)人體安全嗎?
　　這是一道直接應(yīng)用歐姆定律的公式來(lái)解答的基礎(chǔ)例題。在例題的講解中，老師要規(guī)范地進(jìn)行解題步驟示范，教會(huì)學(xué)生解答物理計(jì)算題的基本思路：(1)整理已知條件(不一定要用“已知”作格式)。整理已知條件是初中物理解題的常規(guī)要求，這個(gè)過(guò)程就是認(rèn)真審題的過(guò)程，認(rèn)真審題是初中生解答物理問(wèn)題時(shí)必須養(yǎng)成的好習(xí)慣。對(duì)于運(yùn)用物理知識(shí)解答計(jì)算題的問(wèn)題來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程的作用有：可以把題目中隱含的條件挖掘并呈現(xiàn)出來(lái)，讓自己明白擁有的解決問(wèn)題的條件。如例1中試電筆是在家庭電路中使用，隱含了電壓是220V。可以把單位換算成統(tǒng)一單位制，便于在計(jì)算時(shí)代值進(jìn)行計(jì)算，如例1中800kΩ＝800000Ω?？梢园岩阎奈锢砹亢拖鄳?yīng)的符號(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)，便于在知識(shí)運(yùn)用中找到對(duì)應(yīng)條件。如例1中U=220V，R=800kΩ=800 000Ω(2)物理知識(shí)的選擇與運(yùn)用。這個(gè)過(guò)程是問(wèn)題的分析和解決過(guò)程，要求學(xué)生理清問(wèn)題的條件和問(wèn)題之間的關(guān)系，必要時(shí)還可以作圖來(lái)輔助分析。在分析的基礎(chǔ)上選擇相關(guān)解決問(wèn)題的物理知識(shí)。要求學(xué)生要理清問(wèn)題，對(duì)與問(wèn)題相關(guān)的物理知識(shí)要聯(lián)得起來(lái)，聯(lián)得正確。解決問(wèn)題的過(guò)程要有理有據(jù)，不能直奔結(jié)果，如用到的物理公式要列出來(lái)，代數(shù)時(shí)注意物理量的單位，這也是解答數(shù)學(xué)和物理題的根本差別。如例1中用到歐姆定律的I=U/R公式；(3)解題總結(jié)。可以用“答：”的形式，也可以用一句簡(jiǎn)明的話(huà)來(lái)表述，使問(wèn)題的解答有始有終。
　　
　　2　設(shè)計(jì)變式的例題訓(xùn)練。有效發(fā)揮例題基礎(chǔ)知識(shí)鞏固的功能
　　
　　所謂變式，是一種通過(guò)變換事物的非本質(zhì)屬性，而突出事物本質(zhì)屬性的方法。變式例題是變更問(wèn)題的條件或結(jié)論，轉(zhuǎn)換問(wèn)題的形式或內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)實(shí)際應(yīng)用的各種環(huán)境，使用知識(shí)的本質(zhì)不變的一種例題。在初中生基本的知識(shí)應(yīng)用能力已經(jīng)形成的前提下，設(shè)計(jì)變式的例題進(jìn)行教學(xué)，能幫助初中生從多角度、多方位討論和思考問(wèn)題，使知識(shí)點(diǎn)更加融會(huì)貫通；幫助學(xué)生進(jìn)一步熟悉物理概念之間的因果關(guān)系，加深對(duì)物理概念和規(guī)律的理解，更加牢固地掌握解決物理問(wèn)題的基本方法；促進(jìn)學(xué)生從“經(jīng)驗(yàn)型”思維到“分析型”思維轉(zhuǎn)化。
　　學(xué)生進(jìn)入初中后，抽象概括能力日益提高，他們已經(jīng)能夠理解和掌握一般的抽象概念和概念系統(tǒng)，并運(yùn)用概念進(jìn)行邏輯推導(dǎo)。不過(guò)，初中生的邏輯思維還屬于“經(jīng)驗(yàn)型”，在問(wèn)題分析過(guò)程中還需要具體引導(dǎo)。在進(jìn)行基礎(chǔ)例題示范后，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單變式例題，進(jìn)一步鞏固解決同類(lèi)問(wèn)題的常規(guī)，并進(jìn)一步理解物理概念、規(guī)律的本質(zhì)，達(dá)到鞏固知識(shí)的目的。在《歐姆定律及其應(yīng)用》這一節(jié)的教學(xué)中，學(xué)生學(xué)會(huì)了直接運(yùn)用歐姆定律的公式求電流之后，又設(shè)計(jì)這樣的例題：
　　例2
　　有一種指示燈正常發(fā)光時(shí)，燈兩端的電壓是2.6V，通過(guò)它的電流為0.4A，這個(gè)燈的電阻是多少?如果通過(guò)這個(gè)燈的電流變?yōu)?.3A，燈兩端的電壓實(shí)際是多少?
　　例題2與例題1相比，變換了問(wèn)題的條件和結(jié)論，第一問(wèn)是通過(guò)歐姆定律的變形公式R=U/I求電阻，第二問(wèn)是通過(guò)變形公式U＝IR求電壓。變換了問(wèn)題的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，從試電筆到指示燈，所用的知識(shí)還限于原題的范圍。例題的設(shè)計(jì)以同一個(gè)小燈泡為素材，問(wèn)題指向單一的研究對(duì)象，數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)在沒(méi)有科學(xué)性錯(cuò)誤的前提下盡量簡(jiǎn)單，防止復(fù)雜的分析、計(jì)算弱化了例題的鞏固功能。這個(gè)例題的教學(xué)，其作用有這樣幾點(diǎn)：(1)鞏固對(duì)歐姆定律公式的理解和記憶、鞏固剛剛學(xué)會(huì)的用數(shù)學(xué)方式解答物理問(wèn)題的常規(guī)方法。(2)例題中還包含著導(dǎo)體電阻由導(dǎo)體自身性質(zhì)決定，與其電流、電壓無(wú)關(guān)的思想，也加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電阻的知識(shí)、對(duì)部分電路中電流和電壓、電阻關(guān)系的進(jìn)一步鞏固和理解。(3)初步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決問(wèn)題的靈活性。
　　
　　3　設(shè)計(jì)綜合例題教學(xué)，有效發(fā)揮例題的思維能力發(fā)展的功能
　　
　　綜合例題一般指問(wèn)題所涉及的物理知識(shí)是多方面的，或研究對(duì)象所進(jìn)行的整體過(guò)程比較復(fù)雜、可能由幾個(gè)物理過(guò)程組成，或者研究對(duì)象有多個(gè)的例題。在初中生能熟練解決基本變式問(wèn)題之后，設(shè)計(jì)綜合例題進(jìn)行教學(xué)，由于問(wèn)題對(duì)象的變化及過(guò)程的相對(duì)復(fù)雜，對(duì)學(xué)生分析綜合等思維能力的要求更高，所以有利于發(fā)展學(xué)生的思維能力。
　　發(fā)展學(xué)生思維能力和運(yùn)用物理知識(shí)解決問(wèn)題的能力，是例題教學(xué)的一個(gè)重要功能，也是例題教學(xué)較高層次的追求。初中生正處在抽象思維能力初步形成和發(fā)展時(shí)期，他們比較習(xí)慣從一個(gè)條件直接得到一個(gè)結(jié)果的思維模式，一旦問(wèn)題的條件或過(guò)程發(fā)生了變化，就會(huì)感到困難。在學(xué)生掌握了物理公式及其變式的基本運(yùn)用的前題下，設(shè)計(jì)一些較為綜合的例題進(jìn)行教學(xué)，在教學(xué)的過(guò)程中，學(xué)生逐步形成有關(guān)概念、規(guī)律的邏輯結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在《歐姆定律及其應(yīng)用》一節(jié)的教學(xué)中，在學(xué)生掌握了用歐姆定律的公式及其變形公式直接解題的方法后，再設(shè)計(jì)這樣一個(gè)例題：
　　例3
　　小明的媽媽一邊用電飯煲做飯，一邊用電熨斗熨衣服。已知電飯煲的電阻是48.4Ω，電熨斗的電阻是96.8Ω，如果通過(guò)電飯煲的電流是4.5A，那么通過(guò)電熨斗的電流是多少?
　　例題3是歐姆定律在家庭電路的計(jì)算中的運(yùn)用，問(wèn)題設(shè)計(jì)中出現(xiàn)兩個(gè)研究對(duì)象：電飯煲和電熨斗，涉及到電路聯(lián)接，串并聯(lián)電路中電流、電壓的規(guī)律，歐姆定律等知識(shí)，具有一定的綜合性。這個(gè)例題在教學(xué)時(shí)有這樣的作用：(1)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理圖景分析?！靶∶鞯膵寢屢贿呌秒婏堨易鲲?，一邊用電熨斗熨衣服”，這個(gè)情景中作為問(wèn)題對(duì)象的電飯煲和電熨斗是并聯(lián)在家庭電路中，它們的電壓是相等的。(2)指導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和簡(jiǎn)化：①在阻值為48.4Ω的電飯煲兩端加上某一電壓U時(shí)，通過(guò)它的電流為4.5A，這個(gè)電壓U是多少?②把電飯煲上相同的這個(gè)電壓U加在阻值為96.8Ω的電熨斗上，電熨斗的電流是多少?(3)在規(guī)律運(yùn)用的原則上強(qiáng)調(diào)：應(yīng)用歐姆定律時(shí)，公式中的I、U、R必須針對(duì)同一段電路。讓學(xué)生理清面對(duì)不同的對(duì)象，什么相同條件可以利用，什么不同不能混淆。
　　
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