欧姆定律探究式教学模式剖析

　　摘要：欧姆定律作为初中物理知识体系中一个尤为重要的定律概念，需要学生重点掌握与运用。本文结合笔者多年教学经验，基于欧姆定律，深入剖析探究式教学模式的应用策略。
　　关键词：欧姆定律；探究式教学；应用
　　教学过程乃为一双边活动，即学生学与教师教的有机融合。针对物理规律教学，基于物理规律形成全程而言，教师需善于为学生提供直观、全面且丰富的感性材料，然后通过观测与开展定量实验，营造一个更加贴合的物理情景，这样方能更好、更加有效的调动学生的积极性与主动性，才能使学生从起初的感性认识升华为理性认识。
　　一、欧姆定律及公式概述
　　欧姆定律即为导体当中的电流，与位于导体两端的电压之间形成正比关系，而与导体电阻则呈反比关系。欧姆定律乃为一条与电路相关的重要定律，无论何段电路，如若知道电阻、电压与电流三个物理量当中的两个，便能够运用欧姆定律，将第三个量计算出来。数学表达式：IUR。在此公式当中，I表示安培，U表示伏特，R表示欧姆，单位不能乱用或错用。此外，公式还直接折射出三个量之间的关系，乃是针对相同一段电路来讲的，比如经某段电路的电流，由此段电路自身电阻与电路两端电压所决定。
　　二、欧姆定律教学中探究式方法的引入
　　1、灵活引入，找寻问题，激发求知欲。
　　第一，演示实验。把一个灯泡串联于新、旧两节电池，发现灯泡存在不同的亮度。至此，提出相应问题：为何电池使用一段时间之后，小灯泡就不太亮了呢？谁可以说出新旧电池存在哪种差别？大多数学生的回答为：电池没电了。对于新电池而言，其电压为1。5V。而旧电池的电压会相对变小（由此得知，学生在认识电源上，仍然处于初中水平）。
　　第二，学生实验。运用电压表，对新、旧电池两端电压进行测量，最终结果得知，均为1。5V，此结果会让学生感到好奇，教室中顿时热闹起来，都想指导到底怎么回事。
　　2、理论分析，实验研究，解决问题。
　　第一，让学生自己做实验，然后与教师分析紧密融合起来，最终得出闭合电路欧姆定律。依据学生实验所得结果，新、旧电池的两端均为1。5V的电压，此时，教室将电动势概念引出。对于电源电动势来讲，其由电源自身性质所决定，与其它因素之间不存在直接关联。针对相同种类的电池，其电动势均为1。5V，而蓄电池的电动势均为2V。学生实验：依据电路图原理，连接电路，将电键闭合，对电池两端的电压进行测量，结果约为1。4V，此时，学生会感到疑惑，减少的电压跑到哪了？教师首先让学生明确内电阻、外电阻、内电路及外电路的定义，并指出减少的电压即为内电压。为了能够让学生更加真切的知晓电压的存在，引导学生选用能够调节的内阻蓄电池，然后依据电路图，进行电路连接，将滑线变阻器相应阻值给予改变，然后对内、外电压进行测量，并记录下来。学生依据所记录的内容，从中可知晓：当外电压减小时，那么内电压便会增大，而当外电压增大时，则内电压便会减小，但内电压与外电压相加之和为2V。由此可知，电源电动势与内外电压之和对等，即EU内U外。
　　然后，教师积极引导学生，首先了解电路，对内、外电压关系进行分析。设定电源没有内阻r0，此种电源即为理想电源，那么内阻上，便无电势降低，于电源内部，则从负极至正极，在电势上呈现升高趋势，熟知与电源电动势相等，对于外电阻，则沿着电流方向，出现有电势降低，也就是外电压。但不管电流怎样改变，由于内阻上不存在电压降，外电压保持不变，与电源电动势对等。针对有内阻电源，可以与一个电动势为E的理想电源等效，并且还可与一个阻值为r的电阻形成串联。除此之外，电源内部从负极至正极，出现电势升高状况，在数值上，依然是电源电动势，另外，于内阻上，存在电势降U内（U内Ir），此时，对于外电压U外来讲，便会与电动势电动势内阻上的电势降U内相等，即可得出：U外EU内。这样一来，学生便能够比较清晰的知晓电动势数值上与内、外电压之间所存在的关系，便能够将闭合电路欧姆定律推导出来，即：EU内U外。基于此公式，得出U内Ir，U外IR，将其带入上述公式，可得出EIRIr，电流IE（Rr）。基于公式，可知晓闭合电路电流与电源电动势形成正比关系，与内、外电路电阻和形成反比关系。
　　第二，理论推导，实验观察，掌握恒定电流的处理方法。为了能够更加明确知晓外电阻与电压之间的关系，可引导学生进行如下实验：当滑线变阻器在阻值上出现增大状况时，外电压所存在的变化；当滑线变阻器在阻值上出现减小时，外电压的变化情况等。
　　完成实验后，随机选取两组同学就实验结果进行概括与阐述，在全班范围内形成统一认识。结果可知，伴随外电阻的变化，外电压随之而出现变化，即R增大，则U外增大，若R减小，则U外减小。若外电路处于断开时，那么外电压与电源电动势对等，即U外E。教师提出问题：可以运用刚才学到的闭合电路欧姆定律理论，将外电压随外电阻变化的规律推导出来吗？
　　对于外电压而言，其表达为U外EIr，针对某个电源来讲，内阻与电动势乃是一定的，通过闭合电路欧姆定律可得知，当外电阻R增大，那么电流减小，若U内减小，则U外增大。当断开外电路时，则R会变得无限大，I为0时，则U内也为0，U外E。
　　经上述实验与理论分析，学生便可较清晰的理解电动势与闭合电路欧姆定律，有较好的教学效果。此外，还需要让学生明确，尽管外电压在数值上与电源电动势相等，但电源性质决定着电动势，而内电压与电动势共同决定着外电压，也就是U外EU内，其仅为电源的输出电压，二者不可混淆。
　　三、结语
　　综上，通过开展上述实验与理论分析，学生能够从中更加清晰的知晓闭合电路欧姆定律，通过教师引导与学生自主实验相结合，不仅能够提升学生知识掌握程度，还能加深其知识印象，在对定律更好理解的基础上，扩散思维，发散思想，延伸知识广度，帮助学生更好的获取知识。
　　参考文献
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