袁郭華

摘 ?要：建構(gòu)模型素養(yǎng)是物理核心素養(yǎng)中所提到的能力之一，目的在于幫助學(xué)生將抽象化的物理概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬膶?shí)物模型，從而幫助學(xué)生直觀的感受物理現(xiàn)象的發(fā)生規(guī)律，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生抽象思維的發(fā)展，使其能夠在學(xué)習(xí)過程中快速的掌握物理知識。總體而言，建構(gòu)模型就是將物理知識與實(shí)際問題聯(lián)系在一起，從而引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中對物理知識進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)模型;初中物理;教學(xué)設(shè)計;歐姆定律

歐姆定律是一項綜合較強(qiáng)的內(nèi)容，其中不僅包含了利用字母表達(dá)式來推導(dǎo)電路中電流、電阻、電壓三者之間的關(guān)系，同時還包括了電路識別與分析等內(nèi)容，除此之外，更是為后續(xù)的單電表法測電阻進(jìn)行了鋪墊，因此掌握這部分內(nèi)容對學(xué)生來說十分重要。在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的過程中，教師需要注重對物理建模思維的體現(xiàn)，從而讓學(xué)生對知識的把握更加直觀真實(shí)。

一、課題導(dǎo)入

探究歐姆定律的內(nèi)容，需要引導(dǎo)學(xué)生從發(fā)現(xiàn)電阻、電壓與電流三者之間的關(guān)系入手，從而由此引出歐姆定律公式：I=U/R。除了需要讓學(xué)生正確的記住公式中各個物理量所代表的電學(xué)單位之外，教師還需要對學(xué)生強(qiáng)調(diào)歐姆定律發(fā)生的基本原則，也就是同路、同體、同時這三個要求，只有對這“三同”有了足夠的了解，學(xué)生才能夠正確的使用歐姆定律，并借助歐姆定律去理解發(fā)生在身邊的電學(xué)現(xiàn)象。為此教師可以利用真實(shí)模型來幫助學(xué)生掌握歐姆定律知識，并由此導(dǎo)入課題，引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識歐姆定律內(nèi)容。

問題一：一個燈泡與12v的電源連接在一起，現(xiàn)已知燈絲的電阻是30Ω，請計算電源接通時，通過該燈絲的電流為多少？

解析：已知電路的電壓與電阻分別是12v與30Ω，根據(jù)歐姆定律內(nèi)容，可以計算電流為I=U/R=12v/30Ω=0.4A。根據(jù)這道問題，教師可以引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識電路中電壓與電阻、電流之間的關(guān)系，并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“三同”原則，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出同一電路中，流經(jīng)電路的電流，與該電路的電阻成反比，并與其兩端的電壓成正比。同時在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生掌握國際單位kΩ的單位換算，并強(qiáng)調(diào)家庭電路的電壓為220v這兩個知識點(diǎn)，以此來強(qiáng)化學(xué)生對知識的應(yīng)用能力，使其能夠通過歐姆定律來解決實(shí)際問題。

二、變式強(qiáng)化

學(xué)生在掌握了歐姆定律的基礎(chǔ)內(nèi)容后，教師需要為學(xué)生進(jìn)一步引導(dǎo)出歐姆定律公式的幾種變形，分別是R=U/I，U=IR。但是在講解這兩個變形式子的過程中，教師一定要特別強(qiáng)調(diào)：電阻是物體本身所獨(dú)有的一種特性，電阻本身的大小與通過物體的電流和電壓之間不發(fā)生關(guān)系。但是通過物體的電流卻是會受到該物體本身的電阻以及與其連接的電源電壓所影響，因為其自身電阻的大小決定了通過其本身的電流大小，而與之相連的電源電壓更是物體產(chǎn)生電流的根本原因，但通過物體的電流為零時，不代表該物體的電阻也為零。因此以上兩個變式雖然與歐姆定律相似，但是卻不可以因此而認(rèn)為電阻與導(dǎo)體的電壓或電流為正比。

這一階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容對于學(xué)生的邏輯思維有很高的的要求，為了幫助學(xué)生更好地理解這些內(nèi)容，教師可以借助生活實(shí)物模型來幫助學(xué)生理解這兩類變式的應(yīng)用，并借助家庭電路中電壓恒定不變的方式，來幫學(xué)生進(jìn)一步明確電阻、電壓、電流三者之間的關(guān)系，從而在教學(xué)過程中將物理模型構(gòu)建的方法體現(xiàn)出來。

問題二：小明與媽媽一起去買電熱爐，通過觀看產(chǎn)品說明書，小明了解到A款水壺通過電爐絲的電流為5A，B款水壺為4A。為什么同處于家庭電路之中，兩款通過兩款水壺的電流大小不相同？

解析：學(xué)生通過實(shí)例分析，很快能把無題干中的關(guān)鍵信息“家庭電路”，進(jìn)而判斷出家庭電路的電壓為220v，最后根據(jù)公式R=U/I，便可以迅速判斷電壓相等的情況下，造成電流大小不同的原因只能是兩款水壺的電阻不同，因此根據(jù)公式可以分別求出兩款水壺的電阻大小，并明確了電阻不會隨著電壓與電流而發(fā)生改變，相反電阻是決定了電流大小的因素之一。

三、串并聯(lián)電路進(jìn)階

學(xué)生在掌握了歐姆定律之后，并且能夠熟練應(yīng)用不同變式來完成簡單問題，教師需要為學(xué)生相應(yīng)的提升難度，可以結(jié)合實(shí)際電路圖來引導(dǎo)學(xué)生直觀的了解在串并聯(lián)電路中歐姆定律應(yīng)用方式的差異性，從而加強(qiáng)學(xué)生對知識的實(shí)際應(yīng)用能力，并系統(tǒng)的總結(jié)知識規(guī)律。

問題三：在某電路圖中，假設(shè)經(jīng)過R1的電流為0.5A，那么請根據(jù)圖一解決以下問題：

1.能否計算出R2的電流為多大？

2.假設(shè)R1=20Ω，那么能否計算出其電壓為多大？

3.電路兩端的電壓為15v的情況下，請計算U2處的電壓。

解析：在這道題中，教師首先需要應(yīng)到學(xué)生對題干中的未知量與已知量進(jìn)行分析，并結(jié)合歐姆定律內(nèi)容來判斷其中的關(guān)系，進(jìn)而分析求解這三個問題需要利用到哪些物理量，以此作為解題的突破點(diǎn)。其次，需要提醒學(xué)生不可忽略“三同”原則。并在講解過程中，通過文字說明為學(xué)生羅列出題干中各個量之間的關(guān)系。繼而為學(xué)生展示并聯(lián)電路中，歐姆定律的使用技巧。

問題四：如圖二所示，開關(guān)斷開時電流表的讀數(shù)是0.4A，開關(guān)合上則為0.6A。已知R2=8Ω。求R1的阻值和電源電壓。

在解決這兩個問題之后，學(xué)生便會對歐姆定律的實(shí)際應(yīng)用有一個初步了解，進(jìn)而教師可以為學(xué)生展開更多的變式訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生更加靈活的應(yīng)用歐姆定律去解決實(shí)際問題。

三、結(jié)語

綜上所述，所謂建構(gòu)模型即指通過實(shí)際問題來幫助學(xué)生了解物理知識，并在教學(xué)過程中逐漸引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同問題之間的銜接點(diǎn)，使得其能夠通過已有的知識經(jīng)驗去理解下一階段的內(nèi)容，從而為學(xué)生整理出了彼此間具有緊密邏輯聯(lián)系的知識框架。

參考文獻(xiàn)：

[1]翁奇.基于成分樣例的初中物理知識模型的設(shè)計——以“運(yùn)動和力”的復(fù)習(xí)教學(xué)為例[J].中學(xué)物理，2020，38（22）：31-34.

[2]莊媛，顧夢婷，呂華平.初中物理模型建構(gòu)教學(xué)的意義及作用——以“物體的浮與沉”為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2020，49（23）：7-9.