欧姆定律基本内容

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欧姆定律基本内容范文第1篇

关键词：基尔霍夫电流定律；电工学；集成运放

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）36-0084-02

电工学是一门非电专业的技术基础课程，其基本内容是电工技术和电子技术，主要任务是为学生学习专业知识和从事工程技术工作打好基础，并使他们受到必要的基本技能的训练。集成运算放大器（简称集成运放）是模拟电子技术中的重要器件，是几乎目前所有的电子设备中都要用到的基本器件。集成运放是电工学中的重点知识，且种类繁多，从而对课堂教学提出了较高的要求。本文结合电工学课程教学实践，探讨基尔霍夫电流定律（简称KCL）在集成运放课程教学中的应用。

一、集成运放

运算放大器（简称运放）是一种直流耦合、差模（差动模式）输入、通常为单端输出的高增益电压放大器，因为刚开始主要用于加法、减法等模拟运算电路中，因而得名。集成运算放大器（简称集成运放）是用集成电路工艺制成的运算放大器，与分立元件组成的放大电路相比，集成运放具有体积小、质量轻、功耗低、工作可靠、安装方便、价格便宜等众多优势，因而在模拟运算、信号处理等领域都有着广泛的用途。虚短、虚断是模拟电路中理想集成运放的两个重要概念。集成运放工作在线性区时，由于运放的开环电压放大倍数很大，运放的差模输入电压通常不足1mV，可以认为两个输入端的电位相等u+=u-，即反相与同相输入端之间相当于短路，但事实上并没有短路，称为“虚短”；由于运放的差模输入电阻很大，一般集成运放的输入电阻都在1MΩ以上，因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流，故通常认为反相与同相输入端之间相当于断路，i+=i-≈0，但事实上并没有断路，称为“虚断”。

二、基尔霍夫电流定律

基尔霍夫定律概括了电路中电流和电压分别遵循的基本规律，是分析和计算电路的基本依据。基尔霍夫电流定律（简称KCL）是用来确定连接在同一结点上的各支路电流间关系的。由于电流的连续性，电路中任何一点（包括结点在内）均不能堆积电荷。因此，在任一瞬间，流入某一结点的电流之和应该等于由该结点流出的电流之和。

三、利用基尔霍夫电流定律分析运算电路

本论文基于秦曾煌主编的第七版《电工学》教材[1]，从基尔霍夫电流定律（KCL）出发，分析了反相比例、同相比例、加法、减法等四种由集成运放组成的运算电路，均采用相同的电路分析步骤：（1）应用KCL和虚断条件i+=i-≈0列结点电流方程；（2）应用欧姆定律将电流方程转换成电压方程；（3）应用虚短条件u+=u-简化电压方程；（4）得到输出电压u■和输入电压u1二者之间的关系。

（一）反相比例运算电路

反相比例运算电路如图1所示，输入信号u1经输入端电阻R1接到反相输入端，而同相输入端通过电阻R2接地，反馈电阻RF连接在输出端和反相输入端之间。

根据i+=i-≈0，可以得到结点a处的电流关系：iI=iF，根据欧姆定律可以得到：

■=■，

上式中除了输入电压u■和输出电压u■之外，还有一个未知量u■，根据u■=u+=-i+R2=0，可以将上式简化为：

■=■，

即可得到输出电压u■和输入电压u■二者之间的关系：

u■=-■uI。

（二）同相比例运算电路

同相比例运算电路如图2所示，输入信号u■经电阻R2接到同相输入端u+，而反相输入端通过输入端电阻R1接地，反馈电阻RF连接在输出端和反相输入端之间。

根据i+=i-≈0，可以得到结点a处的电流关系：iI=iF，根据欧姆定律可以得到：

■=■，

上式中除了输出电压u■之外，还有一个未知量u■，根据u■=u+=u■-i+R2=u■，可以将上式简化为：

■=■，

即可得到输出电压u■和输入电压u■二者之间的关系：

u■=1+■u■。

（三）加法运算电路

反相加法运算电路如图3所示，输入信号u■1、u■2分别经输入端电阻R11、R12接到反相输入端，而同相输入端通过R2接地，反馈电阻RF连接在输出端和反相输入端之间。

根据i+=i-≈0，可以得到结点a处的电流关系：i■1+i■2=iF，根据欧姆定律可以得到：

■+■=■，

上式中除了输入电压u■1、u■2和输出电压u■之外，还有一个未知量u■，根据u■=u+=-i+R2=0，可以将上式简化为：

■+■=■，

即可得到输出电压u■和输入电压u■1、u■2二者之间的关系：

u■=-■u■+■u■。

（四）减法运算电路

减法运算电路如图4所示，输入信号u■经输入端电阻R1接到反相输入端，u■经电阻R2、R3接到同相输入端，反馈电阻RF连接在输出端和反相输入端之间。

根据i+=i-≈0，可以得到结点a处的电流关系：iI=iF，根据欧姆定律可以得到：

■=■，

上式中除了输入电压u■1和输出电压u■之外，还有一个未知量u■，u■和u■之间满足关系：u■=u+=■u■，

即可得到输出电压u■和输入电压u■1、u■二者之间的关系：u■=-■u■+1+■u■。

四、结论

综上所述，本文从基尔霍夫电流定律（KCL）出发，分析了反相比例、同相比例、加法、减法等四种由集成运放组成的运算电路，该方法具有简单可行、可操作性强等优点。此外，KCL还可以应用在基本放大电路的动态分析中，例如输入、输出电阻。实践证明，该方法可以提高课堂教学效果和学生的学习兴趣，调动学生的主观能动性，学生评价较好。

参考文献：

[1]秦曾煌.电工学[M].第七版.北京：高等教育出版社，2011.

欧姆定律基本内容范文第2篇

众所周知，职业教育和普通教育有所差别，职业教育更加注重的是学生技能的提高，也就是主要培养学生的动手能力，而普通教育则更加重视学生理论知识的教育。理论知识可以传授，而对于技能来说则必须通过不断实践和锻炼来掌握。由于人们对技工类学校的认知不够，导致职业学校中招收的学生通常文化基础较差，因此，学生接受新知识的能力普遍较低。职业教育的教学现状促使我们必须对传统的教学方法进行改革， “工学一体化”教学模式是根据学生具体情况采取理论与实践相结合的教学方法让学生更加轻松的掌握教材中的知识点和手动操作的基本技能，他能够提高课堂上的教学质量，并且在学生以后的工作生涯中都能够得以运用[1]。

1 电工基础的教学内容和特点

电子电工类专业是职业教育中常见的一种技术类专业，电工基础课程是电子专业入门的基础学科，它的理论性和实践性都很强，教材内容涉及面较广，是学生拥有基本技能和专业素质的关键课程。由于电工基础是一门实践性非常强的课程 所以，学生们在学习中的实习和实训环节就特别重要。传统的电工基础教学课程过于重视理论知识的学习，忽视对学生的实践锻炼，学生在开始学习时对于一些简单的理论知识可以轻松地理解和掌握，但是随着教学的深入理论知识会更加复杂和抽象，学生学习起来就会越来越困难，甚至会对学习赶到厌倦。为了让学生对电工基础知识的学习产生兴趣，必须要突破原有的教学观念，加强职业教育的师资力量，将电工基础的教学课程与电子电工实验室有效结合起来，实行“工学一体化”教学模式，将理论与实际紧密结合起来，利用电子实验来验证教学内容中的理论，这样的教学方法可以帮助学生更加牢固的掌握教材内容中的理论知识，因此，在电工基础教学中实施“工学一体化”教学模式是十分有效和必要的。

2 “工学一体化”教学目标设计

在电工基础课程中实施“工学一体化”教学，必须根据教学内容的基本概念，将电路的基本规律当作一个独立的教学项目来进行。教学活动需要在电子实验室中进行，学生在教师的指导下完成整个学习过程的基本内容，这样学生就可以系统性地掌握电路的基本规律。教师在教学课程的设计过程中不仅要重视操作的规范性还需要考虑到课程的趣味性和使用性，也就是说教师不仅要保证课程的质量，还需要根据学生的实际情况激发出学生们的学习兴趣，让学生们在轻松、愉悦的教学环境中掌握知识。

为了便于学生理解课程内容，教师在进行教学课程的设计当中应当遵循由浅入深、由易到难的教学原则，将所有的知识点进行充分地柔和在加以提炼，打破原有的教学模式，对主要的知识点进行全方位多角度的覆盖，不仅让学生掌握理论知识更突出对学生们专业技能的训练。教学设计中除了要注重理论与实际相结合，还需要注意培养学生们的团队合作精神和团队意识，让他们明白个人的力量是有限的，只有团队进行有效的合作，将大家的力量聚合在一起才能获得更大成功。

3 “工学一体化”的教学组织模式

在电工基础教学过程中，教师对于教学知识的组织模式是整个教学过程成功与否的关键所在，教师首先需要熟练地掌握整个教材的全部内容，然后需要对于电工基础知识中的所有的知识点要有针对性的教学办法，全盘掌握然后再逐个击破不仅可以从容的把握教学进度做到心中有数，还能够根据实际情况增添一些趣味性内容，这样就会形成良好的教学效果。下面笔者就以欧姆定律的教学案例来对“工学一体化”教学进行说明[2]。

3.1 建立合理的学习目标

在对欧姆定律进行学习时，首先要熟练的掌握电流、电压和电阻的基本概念和定义，了解它们的符号和单位，然后利用实验室的电流表、电压表以及万能用表让学生按照正确的操作方法进行练习，学生对于最基本的电压、电流、电阻有了一定的理解后，最终能够根据各种电路图正确的将实体零件组装成实用电路之后才算是能够达到本节课的教学目标。

3.2 学生在试验中的具体分工

一个实验是需要几个同学进行合作才能很好完成，因此，教师在上课过车中需要根据教学要求将实验的内容进行细化，并对学生进行具体的分工。一个实验小组中，有的学生负责准备和检测实验所需要的材料和仪器，有的学生负责记录和分析实验中电路的各种数据，有的学生负责按照电路图对实验器材进行组装和连接，并且确保电路能够正常的运行[3]。教师通过将实验人物细化并分配到每个小组成员的方式，既锻炼了学生们的动手能力又培养了学生们的团队合作意识。

4 “工学一体化”教学模式的效果评价

“工学一体化”的教学模式在电工基础课程教学中能够取得良好的效果的关键在于学生是否存在良好的学习态度和学习热情，当然教学效果的好坏与老师的教导也有很大关系。在对电工基础“工学一体化”的教学效果进行评价时主要的参考因素还是在学生的学习态度以及实验的规范性等方面，另外学生在操作实验的熟练程度以及操作时间等都与“工学一体化”的评价效果有所关联。不管测评小组运用什么方式对“工学一体化”的教学效果进行测定，其主要目的还是想要完善这一教学模式，从而让其在教学过程中发挥理想的教学效果。

欧姆定律基本内容范文第3篇

试题仍以中档题为主，内容仍以力学、电磁学等主干知识为主，热学、光学、原子物理、机械波等以选择题的形式出现，试题突出理论联系生产、生活实际和现代科学技术。

通过对2007年考试大纲中题型示例的分析，Ⅰ卷的题目的数量和难度与去年持平，Ⅱ卷的难度有所降低。因此一定要掌握基础知识。

备考建议

高中物理涉及到力、热、光、电和原子物理等方面的知识，虽然内容多，但知识前后联系紧密，规律性强，只要复习方法正确，可以在最后复习阶段取得良好的效果。

了解考查的知识范围

学习《考试大纲》，了解考查的知识范围，可以说，凡是考试说明中未列入的知识点和实验，不会出现在考试题中。考生在阅读考试说明时，一定要仔细领会其中含义，准确把握重点知识的深浅度。

高考试题中易、中、难题的大致比例为3∶5∶2，很少出现超过考试说明的知识和能力要求。因此，不提倡花许多时间去解偏题难题。

掌握基础知识，形成知识网络

全面掌握基础知识，不是死记硬背概念和公式，而是要在透彻理解的基础上去记忆。对物理概念应该从定义式及变形式、物理意义、单位、矢量性及相关性等方面进行讨论；对定理或定律的理解，则应从其实验基础、基本内容、公式形式、物理实质、适用条件等作全面的分析。

复习时还要抓住重点，了解知识间的纵横联系，形成知识网络。如复习力学知识时，要了解受力分析和运动学是整个力学的基础，而运动定律则将原因（力）和效果（加速度）联系起来，为解决力学问题提供了完整的方法；曲线运动和振动部分属于运动定律的应用；动量和机械能，则从空间的观念开辟了解决力学问题的另外两条途径，提供了求解系统问题、守恒问题等的更为简便的方法。

有了这样的分析，整个力学知识就不再是孤立和零碎的，而是为了研究运动和力的关系的有机整体。

合理训练，避免题海战术

有些学生埋头于题海中，热衷于解题方法和技巧，放松了对基本概念和基本规律的理解，在看到一道试题时，不是首先对试题中给出的物理情境、物理条件和所涉及的物理过程进行认真分析，而是急于去寻找它与贮存在自己头脑中的哪道题相似，找到相似的题后，便把该题的解法套上去。

这种把物理学习异化成解题训练的状况，对物理复习极其有害。学习物理不是为了解题，决不能把做习题作为物理复习的核心。

做习题的目的，一是检查对物理概念和物理规律是否真的透彻理解了，能否在实际问题中灵活地运用它们；二是通过做习题，锻炼并提高理解能力、推理能力、分析综合能力、运用数学解决物理问题的能力等等。

所以，每做一道习题，都要力求对物理概念和规律的理解上有所加深，在能力上有所提高。每做完一道题后应总结一下，看看通过解这道题，对物理概念和规律的理解上有哪些新的体会。

在做习题的过程中，要独立思考、独立完成，不能机械地套用熟悉的题目类型。练习贵在精而不在多，练习完成后不要急于对答案，想一想题意是否理解正确，是不是有其他的解题方法，这道题与某道题或某些题相同点在什么地方，不同点在什么地方，对所做的题适当地归类，将会起到举一反三的作用。

重视物理实验

近年高考试验试题中考的原理，都是中学物理中最普遍、最常用的原理，但问题情境是新的，使得有一些同学一看就慌了，不知如何入手。所以在复习中，对物理实验应加以足够的重视。

设计和完成实验的能力，也是高考能力要求的一个重要组成部分。每年物理高考试题中，实验题约占14%，从每年全国物理高考的实践来看，实验题的得分率一般都不高。其实实验题并不难，它应该是考试容易得分的题目。

从考生的答卷看，有许多考生似乎没有经过实验的训练。近年来高考物理试卷对实验的考查，重点放在考查对实验的思想、方法和原理的理解和实验仪器的使用上。所以实验复习不能简单地背诵条款，要落实到动脑动手上。

今年考纲中的学生实验中，有1个练习（使用打点计时器）、3个验证（平行四边形法则，机械能守恒，动量守恒）、7个定量测定、8个规律研究。

对这些实验要理解透彻，弄懂其实验目的和实验原理，熟悉实验器材，掌握实验方法与步骤；能准确记录数据，并能正确处理实验数据，以便得出正确结论。

对大纲中要求掌握的13种仪器，一定要实际操作，熟练掌握。重新观察课本实验，通过新视角，研究物理实验培养创新能力。

冲刺阶段，抓核心知识

考生冲刺阶段的复习，一定要围绕物理中最核心的知识。今年考试大纲里的参考题型中物理就是12道题，具体构成为：8道选择题，1道实验题，3道计算题。12道题不可能包容高中物理的全部内容，所以高考就会围绕高中物理最核心、最主要的知识进行考查。

研究近几年的教学大纲和考试大纲，高中物理中核心知识点有以下内容：

受力分析、物体的平衡；匀变速直线运动、牛顿三大定律；平抛运动、圆周运动、人造卫星、万有引力；振动和波；动量、动量守恒；动能、动能定理、机械能守恒；电场力的功与电势能的改变；带电粒子在电场中的加（减）速和偏转；欧姆定律；安培力、洛仑兹力及带电粒子在磁场中的圆周运动；电磁感应定律；反射定律、折射定律、折射率；各种射线的特征及应用；光电效应；核能、爱因斯坦质能方程、核反应方程；物理实验。

研究评分标准，掌握应试技巧

研究评分标准可以提高解题的规范性，增加得分点，考出更高分数。具体做法是：

（1）确定研究对象，定义物理量，如m、S、t、V、a、P、E、等。

（2）物理过程、物理状态的分析和论证，特别是隐含的物理过程的分析、重要条件的叙述和确定（如平衡、加速、相遇等）、画图（物理过程的示意图，受力图，轨迹图等）。

欧姆定律基本内容范文第4篇

关键词：打学物理双语课程；双语教学；课程设计

北京邮电大学从2005年面向国际学院04级开始开设大学物理双语课程，迄今3年，对2004级――2006级学生的教学中，取得了一些成功的经验。在2007年3月，我们申请获得北京邮电大学教学研究与改革项目“大学物理双语课程教学的探索与实践”，面向2006届学生开设大学物理双语课程试点A班，研究在各个专业中基础课程取语教学的模式。

本文介绍我们在理工科大学生的主要基础课――大学物理课程双语教学的实践中的研究思路、具体做法和改革实践，就大学物理双语教学提出一些抛砖引玉的看法和建议。

一、大学物理双语教学的意义和面临的困难

物理学是一门自然科学，研究自然界物质的运动形式和运动规律。有一套完整的研究认识规律，和使用的语言无关，语言只是研究物理和描述自然的工具，不能替代科学的思维。但是由于社会和历史的原因，近几百年来科学技术的成果大多是用英语发表的。不论是科学技术专业杂志，还是各种国际学术会议，大都将英语作为交流语言。从这个意义上可以说“现代科学技术的研究主要是用英语思考”。从一个狭义的层面看，我国理工科硕士生、博士生的培养中，英语是必不可少的获取课题背景的重要工具。然而国内大学的英语教学与专业课程脱钩的现状，造成我们多数硕士生和少量博士生还不能熟练运用英语开展科学研究。比如论文开题阶段，学生宁愿去看国内杂志上有关课题“再加工”的综述文章，也不愿去查阅国外杂志上有关本课题的最原始的和最新近的相关文章，他们实际掌握的是第二手而不是第一手研究背景资料。另外学生们运用英语表述困难，使他们的研究成果很难在国际知名杂志或国际会议上发表，以至使研究水平的展现大打折扣。

因此，学生在本科学习阶段就接触专业课程的双语教学非常必要。现代科学技术大多是物理学的研究成果或者相关分支学科，因此大学物理课程采用双语教学尤为重要。但是课程内容本身的难度以及授课对象是一、二年级学生的现实，使大学物理的双语教学面临更大的挑战。

二、课程教材的选择

实施双语教学遇到的第一个挑战是如何选择恰当的教材。我们选择《大学物理》双语教材的体会是：

1．主教材要选择原版或是原版影印的英美教材，原版改编但基本内容不变的教材也可以。因为我们双语教学的重要目的之一是让学生学到如何用原汁原味的英语表述物理概念与物理定律，而国内编写的大学物理英语教材或多或少都存在英语表述中文化的问题。比如有的教材将“动量定理”直接翻译成“Momentum Theorem”，正确的表述应为“Impulse-Momentum Theorem”。

2．教材难度问题。教材的难度要照顾到大部分学生的中学物理基础，教材太浅，不能满足学生需要；教材太难，学生接受不了。我们将目前的英美教材分成三类：第一类是难度较大、知识面广的教材，如The FeynmanLectures on Physics(《费曼物理学讲义》)、Berkley PhysicsCourse(《伯克利物理学教程》)等，适合教师备课使用。第二类是中等难度的教材，如Sears and Zemansky'sUniversity Physics(《希尔斯大学物理》)、Halliday的Physics(哈里德的《物理学》)第5版、D.C.Giancoli的Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics第3版。第三类是相对简单的教材，如Serway的Principles ofPhysics、Hecht的Physics。

根据北京邮电大学学生高考分数较高的特点，我们选择了中等难度的教材――高等教育出版社出版的D.C.Giancoli著Physics for Scientists and Engineers withModern Physics改编版。教材中的习题大都与中文大学物理教材难度一致，题目内容也很类似，部分难题适合参加物理竞赛的学生练习。

三、课程体系的设计

第二个挑战是“大学物理”双语教学的课程体系设计。

众所周知，我国大学物理课程体系主要继承了前苏联的教学体系，与英美文学物理的教学体系有较大差异。比如，英美教材在运动学部分大讲特讲自由落体、平抛和斜抛运动，而前苏联体系由于学生在高中阶段已经十分熟悉这些内容，只以例题形式出现。再比如：英美教材电介质、磁介质内容很少，只介绍电场强度矢量E与磁感应强度矢量B，不介绍与电极化相关的电位移矢量D以及与磁化相关的磁场强度矢量H，而前苏联体系中电极化与磁化是重点讲授内容。另外，在前苏联体系中，恒定电流部分主要讲解电流密度，电阻、欧姆定理的微分形式、电源电动势等，而英美教材将电流密度、电阻概念放在“电流与电阻”(Current and Resistance)一章中，其中欧姆定律一般只涉及积分形式；而电源电动势概念放在另一章“直流电路”(DC Ciranits)中。尤其对于电动势的教学两种体系有较大差别，前苏联体系对于电源电动势的定义是“非静电力将单位正电荷在电源内部从负极板移动到正极板所做的功”，而英美体系将电源电动势定义成“电路中的电源两极能够提供的最大可能电压”(The emf of a battery is the maximum possible voltagethat the battery can provide between its terminals)，这对应于国内高中物理课本对于电动势的理解。

虽然英美体系具有启发性、灵活性等特点，但必须承认这样的事实，前苏联教学体系有很多优点，比如它的严谨性、科学性等，50多年来我们在这一体系下培养出大批各行各业的基础扎实的优秀人才，另外，我国高中目前所秉承的仍然主要是前苏联的教学体系。鉴于此，我们根据实际情况，结合两个体系的优点在教学中进行取舍。由于学生在高中阶段就已经熟悉自由落体、平抛和斜抛运动，我们采用了前苏联体系。对于大学物理双语课程试点A班，由于这些学生基础好、学习能力强，我们采用了前苏联体系，扩充了电介质和磁介质的内容。根据国际学院教学自成体系、学时少的特点，电介质与磁介质部分的教学采用了英美体系。结合两种体系，我们设计了“Current Behaviors in Metallic Conductors”一章，将电流、电阻、欧姆定律的微分形式和电动势等内

容全部涵盖在内。特别是电动势的教学，由于学生在高中阶段已经了解对于电源电动势的上述英美体系的简单定义，我们采用了前苏联体系的定义(The egff of abattery is defined as the work per unit charge done by anon-electrostatic force，when a positive charge movesinside the battery from“-”terminal to“+”terminal.)，使得学生对于电源电动势的本质有更加深刻的理解，为后面电磁感应部分的动生与感生电动势打下基础。

总之，我们在几年的教学实践中，结合具体情况，设计出有特色的、切实可行的大学物理双语课程教学体系。

四、课堂上英语的运用

第三个挑战就是在实际中如何运用英语教学的问题。我们的经验是：根据具体情况采取不同的措施。

大学物理是一年级第二学期和二年级第一学期的课程。国际学院的学生之前已经经过高等数学、线性代数等课程双语教学的洗礼，有一定的专业英语基础，我们在课堂上运用英语就多一点。“大学物理双语课程试点A班”的学生是第一次接触双语教学，我们的课堂运用英语稍微少一些，避免运用整段的英语描述，全英文的教学多媒体课件中为第一次出现的专业术语加中文注释。

在教学中我们发现，学生们不适应讲课中大段的英语叙述，这样的教学让他们消化不良，对概念理解不深。我们一般采用将整个英语甸子进行适当的切割，中间加入中文解释的方法，效果比较好。当然句子切割的长度、切割的位置要精心研究，做到既表述清楚，又不显拖沓。

我们发现，学生对于教师讲课过程中出现一些语法小错误是可以容忍的，他们清楚物理教师不是英语教师。但是他们不能容忍教师将关键的专业术语、单词读错，比如重音读错('magnitude读成mag'nitude，can'tripetalacceleration读成cantfi'petal acceleration)、元音读错(height[haitl读成[heit]等。这些错误会先入为主，-影响他们今后的英语学习。我们采取的措施是，备课时对于不熟悉的单词，跟随电子词典朗读上百遍，并且勤查字典，尽量避免错误。

五、双语教学与教师科研工作的结合

北京邮电大学理学院物理系的大部分教师在教学工作的同时参与科学研究是一大特色。物理系教师除了承担繁重的教学工作，积极开展高水平的科研工作。从1993年开始，我们的教师累计申请承担了3项国家“863计划”重点项目、8项国家自然科学基金项目，以及多项省部级科研项目。科研成果中有大量高水平的SCI检索、获得多项国家发明专利，并获得信息产业部和中国通信学会的科学技术奖。

欧姆定律基本内容范文第5篇

【关键词】物理教学；科学方法；教育功能

众所周知，中学物理教学既是科学教育的重要组成部分，又是落实素质教育的重要方面。要实现素质教育的目标，中学物理教学在注重知识教学的同时，必须加强科学方法教育。因为科学方法教育不仅是中学物理教学的重要内容，而上是培养学生能力的重要途径。

然而，目前我国中学物理教学中的科学方法教育仍然存在一些问题。具体表现为：第一，科学方法教育的理论还不十分明确，以致人们没有自觉地把科学方法作为中学物理教学的重要内容；第二，科学方法的教育功能没有得到充分的研究，科学方法的能力价值没有在中学物理教学中得到很好的体现；第三，在教学层面上，科学方法教育的可操作性还较差。这些情况表明，在中学物理教学中，加强科学方法教育的研究依然非常必要。

一、科学方法教育的理论建构

科学方法是人们在认识和改造客观世界的实践活动中总结出来的正确的思维、行为方式，是人们认识和改造自然的有效工具。作为一种基本的研究途径、方式和方法，它与自然科学的概念、规律等知识是平行的，包含在自然科学的范畴之中。

在中学物理教学中进行科学方法教育，其理论思路至关重要。这种理论思路，主要是指整个科学方法教育的理论出发点和基本路线。正确、充分而周密的理论构思和清晰的理论思路，能够把科学方法教育与中学物理教学的具体实际结合起来，从而更有效地解释、预测和引导学生的物理学习活动，并从中总结出具有普遍意义的物理教学规律。如果忽视理论的指导，满足于经验式的照搬照抄，那么中学物理教学中的科学方法教育将是十分肤浅和具有局限性的，科学方法教育就很难得到真正落实。

在中学物理教学中进行科学方法教育所涉及的重要理论问题是：物理教学中科学方法教育的理论模型是什么？科学方法的教育功能是什么？等等。显然，这些问题亟待有一个明确的回答。

一般认为，物理学科的基本结构包括物理学的基本概念、基本原理（包括基本定律和基本理论）、基本方法以及它们之间的相互联系。美国哈佛物理教材改革计划（HPP）的主要执笔人霍尔顿曾提出物理学的三维结构模型。他认为，物理学任何一部分基本内容的结构及其发展都可以分解为3个因素：实验（事实），物理思想（逻辑、方法论等），数学（表述形式或计量公式）。事实上，科学方法作为物理认识活动的中介，是连接物理现象与物理知识的纽带，在物理理论的发展中起着桥梁作用。也就是说，物理概念、规律只有通过科学方法的参与，才有可能上升为知识形态。不仅如此，物理理论的应用同样需要科学方法的参与。因此，人们普遍认为：“与科学知识相比，科学方法具有更大的稳定性和更普遍的适用性。从这个意义上讲，学生掌握科学方法比掌握科学知识更重要。”“应把方法视为比知识更重要的东西，视为知识的脉络，按照科学方法所展示的路子，去组织教材，安排教学进程。”“能力与方法是密切联系的。一般地说，人们完成某方面任务能力的强弱，是与人们掌握完成任务方法的自觉程度与熟练程度密切相关的。可以认为，方法是能力的‘核心’，是对能力起决定性作用的因素。”

二、科学方法的教育功能

把科学方法作为中学物理教学重要目标的原因在于，科学方法不仅具有独特的认知功能，而且具有独特的教育功能。其教育功能主要有以下几个方面：

1.获取功能

首先，掌握科学方法是获取物理知识的重要途径。学生只有掌握科学方法，才能更快捷地获取物理知识。我们把这种路径表示为：物理现象科学方法物理知识。同样，只有借助科学方法，才能使教学活动顺利进行。比如，牛顿第一定律是通过实验法得出的；阿基米德定律是通过猜想验证法得出的；等等。

其次，学生要理解物理知识，同样离不开科学方法。我们把这种路径表示为：科学方法一物理知识。比如，中学物理教材中有十余个重要的物理量是通过比值法来定义的。

我们在研究中发现，长期以来，在中学物理教学中，比值定义法的本质一直缺乏深人的理解。比如，人们普遍认为：“在研究物理问题时，常会遇见这样的情况，某两个（或几个）量在一定条件下成正比，其比值是一个常量，这个常量正好反映了事物的本质属性。因此，利用这个比值可以定义出描写事物本质属性的一类概念。”类似这样的论述，在许多书籍乃至中学物理教材中比比皆是。这一观点的逻辑缺陷在于，把结果当作原因来加以阐述，忽视了比值定义法运用中的一个关键问题——为什么要用两个物理量相比来定义一个新的物理量。它只回答是什么（比值是常量），而没有回答为什么（为什么要比），没有揭示出比值定义法的本质。

所谓比值定义法，就是用两个或多个物理量的比值来定义物理概念的方法。在这里，比较的关键是选取相同的标准。因为只有选取相同的标准，比较的结果才有意义。因此，只有对不同科学方法的本质区别与联系以及使用方法的条件有所了解，才能弄清物理知识的内涵以及不同层次知识之间的关系，从而形成知识的网络，达到对知识的真正理解。

2.建构功能

科学方法是物理知识的脉络，是物理知识的神经。它具有把物理知识联系起来并形成结构的功能。根据图2，我们把这种路径表示为：科学方法与上、下、左、右4个邻区都发生联系。

从知识结构形成的角度看，科学方法作为一种基本的研究方式和方法，它纵横交错、贯穿于整个知识领域之中，使不同的知识相互联系并形成知识结构。从认知结构形成的角度看，我们认为，只有通过科学方法的参与，客观存在的物理知识结构才能转化为学生头脑中的认知结构。学生通过对物理新知识的加工、组织、简化、记忆、系统化重建及应用等环节，把原有的认知结构演变为更加清晰牢固的新的认知结构。年以，在中学物理教学中，学生如果没有学会通过科学方法把大量的物理知识在自己的头脑中编织成一个层次清晰、逻辑严密的结构或网络，就无法不断接收、容纳新的信息，也就无法完善自己的知识系统。

3.培养功能

通过对科学方法的不断了解、积累和熟练，使学生形成一种借助于科学方法获取物理知识的心理定势，这样，学生就能够以快捷的速度获取知识，深刻地领会和掌握知识，牢固地记住知识。还可以使学生产生一种对问题的敏感性，能够用科学方法迅速地抓住问题的要害，找出解决问题的途径。具有这样一种心理定势，也是学生能力的一种表现。所以掌握科学方法，不仅与学生获取知识的效率有关，而且与学生能力的发展直接有关。

科学方法还是培养学生物理学习能力的桥梁。根据图2，我们把这种路径表示为：物理知识科学方法延伸与应用。这是因为，物理概念和规律只有与科学方法相结合才有生命力，才能显示其内在的理由、作用和功能；学生只有把学习过拓物理概念和规律与科学方法结合起来，才能真正地掌握知识，并加以运用。通过一定量的科学方法训练，使学生在解决实际问题时，能够迅速检索各种各样的方法而无须对照过去，在处理前一个步骤时就能在大脑中预感下一个步骤。即使学生更好地掌握物理知识，而且能很好地培养学生的能力。

三、科学方法教育的实施

如何在中学物理教学中实施科学方法教育呢？我们提出如下观点：

1.《物理课程标准》应把科学方法作为教学内容

《物理课程标准》是编写中学物理教材的指导性文件。在制订中，除了要考虑物理知识以外，还应当把科学方法作为中学物理教学的内容之一。这既是物理教学规律的必然要求，同时也是物理教学目的与教学内容相互对应的逻辑体现。

此外，从科学方法教育的层次性来考虑，思维方法同样是科学方法教育的重要内容，它包括分析、综合、抽象、概括等。这就使科学方法与物理知识密切联系起来，使科学方法教育的内容在一定程度上达到相对统一。

2.按照科学方法的逻辑来设计教学程序

目前的教学程序，往往是从传授知识的角度来考虑设计的。这样做，学生也能学到一些科学方法，但他们对科学方法的理解往往是表面的、肤浅的、零星的、不连续的。

由于科学方法并不由学科的知识内容直接地表达，而往往隐藏在知识的背后，支配着知识的获取和运用，所以科学方法既不易学习，又不易掌握。如果按照科学方法所展示的路子去组织教材，安排教学进程，即把方法教育作为教学活动的中心，情况就大不一样。比如，高中“欧姆定律”的教学可以这样设计：研究问题（实验法）实验（控制变量法）分析实验数据（图像法）得出定律的表达式（经验公式法）。显然，可以把科学方法贯穿于整个教学过程。

这样的教学，把科学方法体现在知识的认知过程中，按照学生的认知模式推进教学，让学生清楚地了解、经历这一过程，学生可以真正领略到科学方法和物理知识的内涵，能力得到提高。

3.让学生运用科学方法解决实际物理问题