從能量角度談電動勢備課

蔣美學 蔣德瓊

【摘 要】電動勢教學一直是高中物理教學的重點和難點，學生對電動勢這一抽象概念的理解存在困難。因而，在物理教學設計時，老師應注意電動勢概念的建立。

【關鍵詞】電動勢;教學設計;物理概念

【中圖分類號】G642 ??????【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）09-0018-01

隨著教育的不斷發展和核心素養的提出，中學教師的教學方式方法也發生著巨大的變化。教師的教學不再是以往的填鴨式教育，教師更多關注的是培養學生的素養。教師教學觀念的轉變，對學生未來的發展有著巨大的影響。教學設計的成敗與否，也直接關系到學生的本科目學習情況。

一、已有的知識基礎

學生學習本節內容前已經學習了歐姆定律，知道電流的形成條件;知道歐姆定律的適用范圍;知道導體的伏安特性曲線，并掌握該如何區分線性元件和非線性元件;掌握了電阻定律;以及電路的串、并聯電路的特點等。歐姆定律的學習對學生學習閉合電路歐姆定律的理解有著促進作用，這對學生運用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負載的關系也起著鋪墊的作用。學生學習該部分內容時，不會感到陌生。學生學習本節內容的難點是電源電動勢的含義，對電動勢概念的理解會感到吃力。

二、人教版和教科版教材對電動勢概念的引入

教科版教材與人教版教材在本節內容電動勢概念的引入各有不同。人教版教材以引入“非靜電力”做功來引入電源從而引入電動勢這一概念。教科版教材則是以課本上的一個小實驗，引入電源和電動勢。兩種方法各有各的長處，但是人教版教材中的“非靜電力”可能是學生學習的一個難點，學生在此之前并不知道什么是“非靜電力”，并且容易讓學生混淆本節內容的重、難點。教科版教材以一個小的實驗引入電動勢這一概念，應該是基于引發學生興趣出發而做的設計。但在實際教學中，很多教師應該不會做該實驗，其原因是實驗現象不明顯，讓學生掌握理解電動勢這一物理概念還是存在困難。

三、教學設計

1.創設情境—提出問題。

老師：同學們，通過前面的學習我們知道能量不可能憑空產生和消失，都是從一種能量轉化為另外一種能量。同學們，思考以下幾種物體的能量是怎么轉化的呢？燈泡、電熱毯、干電池、水力發電機。

學生：燈泡是電能轉化為光能;電熱毯是電能轉化為內能;干電池是化學能轉化為內能;水力發電機是其他形式的能轉化為電能。

老師：水力發電機和干電池的能量轉化和燈泡、電熱毯的有什么不同？

學生：前兩者是將其他形式能轉化為電能，后兩者恰好與前兩者相反。

2.層層突破—建立物理概念。

老師：通過其他力做功可以得到其他形式的能，電源就是通過其他力做功將其他形式的能轉化為電勢能的裝置。

老師：家庭電路的總電壓和干電池電壓大小不一樣，怎么表征電源將其他形式能轉化為電勢能本領的大小呢？

老師：我們用電動勢來表征電源將其他形式能轉化為內能的本領，其大小由電源自身特性決定，跟電源體積無關，跟外電路無關。

3.同中求異—深化概念。

電源電動勢和電勢差，學生在區分是往往感到困難。造成學生困惑的原因主要是它們的單位相同，并且在一定的條件下它們之間又是相同的。

4.前后呼應—突出物理規律。

W其他=W內+W

q·E=q·U內+q·U

E=U內+U

純電阻：E=U內+U=I（R+r）

上式最后一式就是閉合電路歐姆定律的表達式，從能量的角度出發推導出閉合電路歐姆定律的表達式。整個過程層層遞進，學生也更能理解該公式的物理含義和物理意義，有助于學生對新知識的掌握。

四、教學反思

人教版的“非靜電力”本身就是學生學習的一個難點，這種教學設計直接避免了“非靜電力”做功，又讓學生明白了電動勢的含義。從能量的角度引入電動勢這一概念，學生掌握和理解也更加容易。同時，從能量角度引入電動勢對后面閉合電路歐姆定律的學習也起到了鋪墊作用。整個教學設計的主線是能量，學生學習本節新內容也會更加容易。

參考文獻

[1]普通高中課程標準實驗教科書 物理選修3-1.教育科學出版社，2005.

[2]普通高中課程標準實驗教科書 物理選修3-1.人民教育出版社，2010.