摘 要：本文对人教版物理选修3-1教材中引入焦耳定律的方式提出了质疑，指出了其不利影响，同时提出了自己的方案并分析了这样引入的好处。
关键词：物理选修3-1；焦耳定律；欧姆定律；纯电阻电路
人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1课本对焦耳定律的引入过程如下：
电流通过白炽灯、电炉等电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能，电流在这段电路中做的功W等于这段电路发出的热量Q，即
Q=W=UIt
由欧姆定律
U=IR
代入上式后可得热量Q的表达式
Q=I2Rt
即电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比，这个关系最初是焦耳用实验直接得到的，我们把它叫做焦耳定律。
这里用公式推导的方式得出了焦耳定律的公式和内容，笔者认为不太恰当，理由如下：
第一，焦耳定律是焦耳通过大量实验总结出来的规律，科学实验是自然规律最直接的反映，科学理论正确与否必须接受实验的检验，正如课本上所说焦耳定律是焦耳用实验直接得到的，焦耳定律本身就是一个实验规律，这是焦耳通过大量实验总结得到并经过无数次实验验证了的实验结论，我们不应该淡化科学实验在焦耳定律建立过程中所起的巨大作用，公式推导的方式掩盖了焦耳定律的真实面目。
第二，这里Q=W应用了能量转化与守恒定律来推导焦耳定律，而实际情况是焦耳本人是在得出焦耳定律后，又进行了长期的、大量的、精确的科学实验，在大量实验事实面前焦耳提出了能量转化和守恒定律.并且电流通过导体时所做的电功和导体发出的电热相等是焦耳得出能量转化与守恒定律的重要实验基础.由此看来，用能量转化和守恒定律来推导焦耳定律是不符合科学发展的实际历程的。
第三，上述推导过程用到了欧姆定律，欧姆定律的表达式应该为[I=UR]，不应该用U=IR，另外，欧姆定律是只能在纯电阻电路中才适用的规律，用欧姆定律来推导焦耳定律会使学生认为焦耳定律也只适用于纯电阻电路，对电动机等非纯电阻元件求电热不适用的错误认识.学生一旦建立这样的错误认识再来纠正是比较困难的.
基于以上考虑，笔者认为引入焦耳定律的过程可以做一些调整.建议设计“电流通过电学元件时产生的电热与谁有关？”的探究实验（或者介绍焦耳所做的实验）.通过探究实验得出Q=I2Rt，即焦耳定律.然后结合能量转化与守恒定律在纯电阻电路中电流做功全部转化为电热W=Q，即UIt=I2Rt，可以得到[I=UR]。由此可见欧姆定律是能量转化与守恒定律在纯电阻电路中的具体反映和内在要求.
这样设计的好处是还原了人们认识自然规律的实际历程，体现出了科学实验在科学理论建立过程中的巨大作用，使人们认识到焦耳定律是一条实验规律，物理学科是一门实验科学，能真实反映自然规律.通过探究实验的设计我们可以引导学生像科W家那样设计实验方案，探究、总结得出规律，使学生在实验中体会科学实验对自然科学的重要意义，也能使学生获得科学研究的方法.
我们又利用焦耳定律和能量守恒定律反过来得出了欧姆定律，说明欧姆定律、焦耳定律虽说是在实验中得出的，同时它们也是物理理论大厦的有机组成部分，可以反映出焦耳定律在物理理论体系中的地位和物理理论的完备性，在理论层面上证明焦耳定律可以纳入已有的物理理论当中，使实验结论和理论框架得到完美融合.更重要的是我们能够得到欧姆定律的适用条件――纯电阻电路，如果不是纯电阻电路，电流做功没有全部转化为电热则不能得出W=Q即UIt=I2Rt，欧姆定律也就不适用.另外我们还能体会到能量转化与守恒定律在自然界中的普适性，欧姆定律是能量转化与守恒定律在纯电阻电路中的必然要求.
1、“闭合电路的欧姆定律”是人教版新课标高二物理选修3-1《恒定电流》第七节的内容。本节课是在学习了部分电路欧姆定律、焦耳定律以及电动势等概念的基础上进行的，是分析各种电路的基础，既是电学的重要规律之一，也是本章的教学重点。
2、从教材结构看，教材采用传统的处理方法：先利用能量守恒导出闭合电路的欧姆定律，进而得出路端电压随着外电阻变化的规律。这样的程序，数学演绎推理的味道很浓，加之没有令人信服的实验，缺少了对物理规律的感性认识的过程，学生难以形成比较深刻的理解。
二、学情分析
1、从学生的认识结构和能力水平来看，学生不知道电源的内阻对闭合电路的影响，因此，常常把路端电压看成是不随外电路变化的。这种先入为主的错误观念，容易形成思维定势，仅通过几次讲解是难以逆转的。
2、学生已学习了电动势、内电阻、外电阻等概念，知道部分电路的欧姆定律。
三、教学目标
1、基础知识技能方面：
（1）导出闭合电路的欧姆定律
（2）研究路端电压的变化规律，掌握闭合电路中的
（3）学会运用闭合电路的欧姆定律解决简单电路的问题，知道闭合电路中能量的转化。
2、能力方面：
（1）通过实验，让学生积极主动的探求科学结论，成为知识的探索者和“发现者”，在获得知识的同时发展能力。
（2）通过分组随堂实验，培养学生利用实验研究，得出结论的探究物理规律的科学思路和方法，加强对学生科学素质的培养。
（3）通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3、思想及情感方面：
A.通过外电阻改变引起电流、电压的变化，树立学生“事物普遍联系”的观点。
B.通过分析外电压变化的原因，了解内因与外因关系。
C.通过短路电流的模拟实验，加强学生的安全用电意识。
D.通过先猜想再验证的教学模式，培养学生“大胆猜想，小心求证”的科学研究态度以及合作实验的意识。
四、重点难点
1.重点：闭合电路的欧姆定律的导出
2.难点：路端电压的变化规律，
应用闭合电路的欧姆定律解决简单的实际问题
五、突破重难点的教学设计思想
1、营造能引起学生认知冲突的问题情景
设计一个如图1所示的电路，让学生先猜测再观察实
验现象。（小灯接电动势为3v电源时较亮）让学生产生强烈的认知冲突，激发了他们的探求新知的动机，为突破重难点提供了良好的开端。
2、让学生积极主动地去归纳物理规律、构建自己的正确理解
教师演示实验， 让学生在实验数据中探索出“新”的物理规律，使学生在探研过程中分析、归纳、推理的能力得到提高，同时也突破了教学难点。
六、课前准备
【教学用具】
自制演示实验电路板、干电池、安培表、伏特表、滑动变阻器、电键、导线、课件等。
七、教学过程
（一）创设情景引入新课
演示实验一：电源电动势增大时小灯泡的亮度变化
教师出示电路板，小灯泡与两节干电池串联，闭合开关，小灯泡发光。在原电源的基础上，再串上4节干电池，让学生猜想：闭合开关后，小灯泡可能会发生什么现象？
教师演示：发现小灯泡变暗了。
留下疑问：是什么原因导致小灯泡没有变得更亮，也没有烧坏，而是变暗了呢？
（二）新课教学
1、闭合电路的欧姆定律的推导
设问：我们已经学习了电动势，知道电动势是反映电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压，那如果电源接入了电路，电动势与内电压、外电压之间又有怎样的关系呢？
演示实验二：E与U内、U外的关系
教师向学生介绍可变内阻电源装置。让同学们仔细观察两个电表的读数并记录五组数据。教师边演示边让学生记录数据。
2、路端电压与负载的关系
探究活动二：路端电压与负载的关系
老师引导学生设计电路图。让学生分组实验探究路端电压与负载的关系，注意短路、断路两种特例的分析，记录实验现象。
演示实验三：低压电源短路
电路短路时，电路当中的电流非常大，会造成很严重的后果，生活中一定要避免短路的发生。教师演示模拟电源短路的小实验（为了安全起见，只用10V的学生电源），加强学生安全用电意识。
教师：通过实验我们研究了路端电压和负载的关系，在实验过程中我们发现当外电阻变化时，电流会变，路端电压也会变，那路端电压和电流之间会不会有直接的关系呢？
探究活动三：路端电压与电流的关系（推理法与图象法相结合）
引导学生利用闭合电路的欧姆定律推导路端电压与电流关系的数学表达式：教师：大家利用所学的数学知识推断一下：若以电流为自变量，路端电压为因变量，那么
函数图象应该是怎样的？
教师利用幻灯片展示一张U-I图像，让学生观察这张图像，思考直线与Y轴、X轴的交点分别代表什么物理意义，引导学生深刻理解图像。
探究活动四：闭合电路中的功率关系
教师：引导学生推导得到有关功率的相关结论：
教师：学习了有关闭合电路的欧姆定律相关的知识后，我们一起来看看在刚上课时所留下疑问：电源电动势由3V变成9V，为什么小灯泡会变暗呢？
学生自己分析，推测小灯泡变暗的原因。
演示实验四：多个小灯泡并联时的亮度变化
例题：当开关逐渐闭合时，小灯泡的亮度会发生怎样的变化，电压表的读数呢？
教师展示电路板，先让学生自己分析，再用实物演示讲解。
欧姆定律是由乔治•西蒙•欧姆，只要是规范电流，电压和电阻之间关系的定律。其主要公式为I＝U／R
1.1欧姆定律并不适用于所有物体
很多人认为欧姆定律适用于所有导电的物体，这个想法是错误的。因为欧姆定律只适用于金属导电和电解液，在气体导电和半导体元件中欧姆定律是不适应的。
1.2导体的电阻不是一成不变的
金属导体的电阻不是一成不变的，它会随温度的升高而增大。比如电灯泡算电阻的时候，刚开灯的时候和开很久的灯的电阻一定是完全不同的。
1.3串并联电路欧姆定律的推广式不同
我们在处理串联电路时我们要记住电流是恒值，电压是各部分电压的总和。而在并联电路中各支路电压和电源电压是相同的。电压是衡量，而干路电流等于各支路电流之和。
2.如何对物理中的欧姆定律进行教学
2.1培养学生对学习物理的兴趣
“兴趣是最好的老师“。作为一名物理教师希望能带动学生的积极主动性，让学生配合老师教学工作，有时在课堂上老师教学会出现不理想的情况，如学生上课睡觉，或看小说等。这样对我们教学工作造成困扰，特别是像物理这一门需要去计算、分析的课程。不像其他科目，它需要的不仅仅只是学生的理解，更重要的是实验能力，以及实践能力。一节课没有吸收到课程的有效资讯就会导致其他章节也一并滞后。而杜绝一现象的发生，首先是要找出学生不听课，不爱听课的原因，我经过多年的教学经验，总结两点：第一点是。举个例子，在我教学情况中遇到一个学生，他在平常上课的表现一直不理想。其他学生按时完成作业，而他总是最迟交或者不交。有一次早晨刚来到办公室路过教室时看到他正拿着别的同学的作业本抄袭，当时我很生气，进去找他谈话。在谈话过程中，我了解到这位学生之所以对物理部感兴趣的原因是他找不到方法去学习。要帮助学生找适合他的学习方法也是教师在教学当中需要重视的。另一点则是老师的问题，老师讲课太枯燥乏味，学生不爱听，自然而然的就会去做其他的事情，这对教学任务的影响是巨大的。我们应该从物理的作用性和启迪性的教育方式对学生对物理的爱好进行开发和挖掘。
2.2加强学生的动手能力
因为物理学由实验和理论两部分组成。其中，物理理论来自于物理实验，物理实验是物理理论的基础。用事实说话，用实验证明，是物理教学是一大特色。同时，实验也是增强趣味性、调动积极性的有效手段。透过以上三点，我让自已的学生多参与到实践课中。那一名我前面所提到男学生，他在我课上的态度在一次学习“压强”的章节中得到了改变。课程里我布置学生自己制作物品，然后去进行试验探究活动。而他在这一方面表现的极为积极，后来得知这男孩对机器零部件的组装，特别是车子感兴趣，我就抓住他这点喜好，在欧姆定律的这一环节中，让同学们自己去试验操作，导体材料，长度，横切面等等，教学生用多种表分别测量电源两端的电压，观察小灯泡的变化。使学生在实验的过程中轻松的学会课程上的知识。而那位男学生也通过实验课程的学习，态度发生了转变。学习的积极性充分调动起来。
近期时常困扰着法国的一个难题与“罗姆人”有关。
罗姆人是一支来自印度西北部的游牧民族,“罗姆人”是他们对自己的称呼,他们还被称为茨冈人、波西米亚人、弗拉明戈人,而世人最熟悉的是“吉普赛人”(罗姆人视此称呼为蔑称)。自15世纪大规模迁入欧洲后,罗姆人分散在欧洲各地,一直与欧洲有着非常深的“宿怨”,被称为“活在欧洲境内却游离于社会之外”的人群。据史料记载,16世纪欧洲中部和东部处处充斥着对罗姆人的厌恶和歧视,当时的德国和瑞士已经从开始的怀疑发展到后来完全拒绝接受罗姆人。罗姆人平均教育水平极低,大多无固定职业,生活低下,经常被当做奴隶,甚至不得不靠、偷窃为生。第二次世界大战时,纳粹分子屠杀了超过一百万的罗姆人;受到迫害的犹太人获得了巨额战争赔款,而罗姆人则几乎没有获得任何赔款。
今年7月中旬,法国发生了多起警方与罗姆人之间的冲突,事件的导火索是警方在执行任务时击毙了一名故意撞翻路障并撞伤警官的22岁的罗姆人,紧接着在东南部的格勒诺布尔和圣艾尼昂等城市发生了多起由罗姆人组织策划的暴动,几十名罗姆人手持斧头围攻了警察局,焚烧了多辆汽车和多家商铺。
8月初,法国总统萨科齐召开紧急会议,以打击犯罪和维护社会秩序的名义,命令在三个月内取缔半数罗姆人的非法聚集地,撤销部分已取得法国国籍的罗姆人的国籍,“系统”清理并驱逐非法居留在法国、拥有犯罪记录的罗姆人。8月底,法国驱逐了近1000名罗姆人。大多数罗姆人被迫返回他们的老家罗马尼亚和保加利亚。法国政府对“自愿”离境的罗姆人将发放大人每人300欧元、小孩100欧元的资助,今年“自愿”离境的罗姆人数估计已达8300人。法国政府还对所有离境的罗姆人采取指纹鉴定措施,以防止他们再次进入法国。
欧盟拟采取法律行动
驱逐罗姆人绝非偶然。自从罗马尼亚和保加利亚于加入欧盟后,生活在这两个国家的罗姆人便开始大量流入法、德等富裕的欧盟成员国。早在2007年,意大利曾以打击犯罪为由,通过了对有犯罪记录的罗姆移民驱逐出境的紧急立法,有上千名罗姆人被驱逐出意大利。瑞典、丹麦、奥地利也实施过类似集体驱逐罗姆人的行动。2010年4月,德国内政部长梅齐埃与他的科索沃同行巴亚姆在柏林签署了一份“科索沃难民返乡”协议,商定将遣返塞尔维亚前科索沃省共1.4万名难民,其中包括1万名罗姆人。德国政府打算每年驱逐大约2500名罗姆人回科索沃。所以,法国的这次驱逐行动只不过是冰山一角。
法国的做法引起了国际社会的关注。欧洲媒体称法国的作法“令人回忆起盖世太保”,让欧洲“倒退了50年”。《纽约时报》也认为,法国正在背叛法律面前“人人平等”的原则。
8月24日,欧洲委员会的独立人权机构――反种族主义和不宽容委员会(ECRI)呼吁法国政府要注意国内民众出现的种族歧视和排外情绪,并对罗姆人在法国的境遇表示深切关注,希望法国政府能尊重欧盟人员的自由往来和自由定居的权利。9月8日召开的欧洲议会通过了一项特别决议,指责萨科齐的“反罗姆人运动”的做法是种族主义的表现,要求法国政府停止驱逐行动。否则会使作为欧洲政治核心领导国的身份蒙羞。9月14日,欧盟委员会负责司法事务的委员雷丁称:“公民仅因属于某个特定少数民族而被驱逐出欧盟的成员国,这种做法令我震惊。我想这是所有欧洲人在二战后都不愿再看到的。”舆论将法国驱逐罗姆人与流放犹太人相提并论。9月29日,欧盟委员会决定对法国驱逐罗姆人事件采取法律行动。法国将可能面临高额罚金的处罚,或者被到欧洲人权法院。还有一些人权机构,例如联合国消除种族歧视委员会(CERD)也认为法国的做法涉嫌种族歧视,违反国际法的义务,应当承担相应的国际责任。
虽然各界对法国的做法普遍采取了批评的态度,法国却一意孤行,态度十分强硬。萨科奇的幕僚。时任法国移民部长埃里克・贝松解释说:“驱逐行动的目的是打击非法移民和犯罪,没有针对某一个特定种族,也没有实施集体驱逐,他们中的大部分人是自愿遣返的。法国没有违反欧盟法律,包括公民的自由往来原则。”但是,一份被泄露的由法国内政部长签署的备忘录则指示各级部门官员要在三个月内系统拆除300个非法聚集地,罗姆人的宿营地为优先考虑的对象。虽然政府在极力澄清驱逐行动与罗姆人无关,但这份文件还是透露了法国的意图明显针对的是罗姆人。
法国对罗姆人的驱逐引发了两个方面的思考:法国是否能以打击本国非法移民为名违反欧盟公民的自由往来(Freedom of Movement)原则?驱逐行动是否构成针对罗姆人的种族歧视?
驱逐行动违反自由往来原则
欧盟公民的自由往来原则是欧盟的四大原则(货物、资本、服务、人员)之一,指的是欧盟公民可以到任何成员国暂时或永久地居住、工作、学习、生活或退休的权利。这使得欧盟内部行政职能和各成员国人员身份的承认程序大大简化,意在使欧盟公民自由进入其他成员国而不受任何限制或歧视。欧盟成员国于1958年签订的《罗马条约》第四十五条和欧洲议会与欧盟理事会第2004/38/EC指令中都规定了欧盟人员的自由往来原则。欧盟法律还规定:欧盟国家公民有权持有合法的护照或身份证件进入任何其他欧盟成员国而无需签证,并最长可合法居留3个月。随着2005年欧洲议会批准罗马尼亚和保加利亚于2007年1月1日正式加入欧盟,这两个国家已成为欧盟家族中的一员,那里的居民当然享有欧盟法律所规定的一切权利,其中包括公民的自由往来。
法国驱逐的正是从已成为欧盟成员国的罗马尼亚和保加利亚迁入法国的罗姆人,按照欧盟公民的自由往来原则,这些罗姆人作为欧盟的公民,可以到任何其他成员国合法地定居、工作、生活。问题在于,欧盟法规定了合法居留的最长期限为3个月,也就是说,3个月以后的居留政策由各成员国自行决定。根据法国移民法的规定,如果欧盟公民在法国居留满3个月以后,他们要想合法长期居留法国。必须申请办理欧盟公民居留证。申请过程需要提交有关就业、住宿、身份证明和其它社会保险费用等情况的证明。也就是说,对于想要长期定居法国的罗姆人来说,如果超过3个月未办理欧盟公民居留证,在法律上可被认定为非法移民,法国政府根据本国的法律进行驱逐是合法的。
虽然驱逐罗姆人在法国的法律框架下是合法的,法国根据本国法律自行决定本国事务,是行使的表现,本无可厚非;但与此同时,法国又是欧盟成员国之一,欧盟体制的强化使得本国受到一定的限制,欧盟法律保护公
民的自由往来权利,法国不应当违反欧盟的法律原则。而且罗姆人本来就是文明社会法律制度的受害者,不管是欧盟各机构,还是联合国都已经意识到应当给予罗姆人更多的人权保障,法国作为欧盟大国更应当首先承担起责任。事实上,公民的自由往来权利与人们的生活、工作息息相关,已经成为人权中最重要的一部分,同样需要国内法加以保障。随着欧盟一体化的进程逐渐扩大,整个欧洲将会迎来无国界的时代,鉴于罗姆人分布的广泛性、流动性,法国单方面驱逐罗姆人并不能根本解决问题。
在欧洲理事会的支持下,欧盟成员国于1950年缔结的《欧洲人权公约》(以下简称《公约》)是为保障欧洲人权与基本自由的国际条约。欧洲人权法院是根据《公约》第19条的规定成立运作的常设机构。《公约》第13条规定,当公约中规定的权利受到侵害时,若无法获得国内法院之有效救济,公民可以就此对该国提起独立的诉讼。这就意味着,当公民感觉权利受到缔约国的侵害时,皆可向人权法院提讼。在《公约》第十一号议定书正式施行以后,废除了个人向欧洲人权法院必须先向欧洲人权委员会申请的规定,允许个人可以直接向该法院提出诉讼。且所有的缔约国皆同意该法院对个人提起的诉讼具有管辖权。
《公约》第4号议定书第4条明确规定,禁止集体驱逐外国人。根据法院相关的判例解释,集体驱逐是指在未经合理、客观审查的基础上,针对某一群体的外国人采取的使之离开本国领土的方式或措施。法院对“集体”一词采取更为严格的标准,即政府对同一群体的每一个外国人所做出的类似驱逐决定并不能构成集体驱逐。这意味着,对同一群体的外国人进行的集体驱逐不仅要在总体上达到一定数量。也要在每一次驱逐的范围上达到一定规模。
2002年在欧洲人权法院审理的著名判例Conka v. Belgium案中,原告Conka是从捷克斯洛伐克逃到比利时的罗姆难民,当比利时法院对行为人的避难申请还尚未决定时,警方却提前把他送往布鲁塞尔机场附近的一个拘留中心,然后他被告知驱逐。这一次和他有相同遭遇的还有另外70名罗姆难民。第二年,比利时政府又以相同的手段驱逐了800多名罗姆难民。Conka通过欧洲罗姆人权中心(ERRC)的帮助,向欧洲人权法院比利时政府的驱逐违反了公约第4号议定书第4条的规定。结果法院认为比利时政府构成对罗姆难民的集体驱逐,最终每一名罗姆难民获得了1万欧元的损害赔偿。法国这次的驱逐行动在数量和规模上远远超过当年比利时集体驱逐的标准。由此可以推断,案件一旦被到欧洲人权法院,法国政府很可能面临败诉的风险。
应给予更多人权保障
法国驱逐罗姆人事件发生后,部分法国民众却对此表示理解和支持。一项数据表明,超过半数的民众表示赞成,认为政府的决策有助于解决社会治安问题。民众的这种情绪也影响到政府对外国人的移民政策。这是一个很危险的讯号:法国上至政府,下至百姓已经对罗姆人流露出敌视的民族主义情绪。一些管理移民事务的法国官员对于申请移民的“有色人种”采用更严格的审查方式,他们甚至通过举止和穿着等主观标准来拒绝申请者的申请。罗姆人的穿着、举止比较特殊,能一眼准确识别出哪一个是罗姆人。
毫无疑问,这种做法已经违反了任何关于保护种族的国际条约和区域性多边公约,特别是违反了联合国大会于1965年12月21日通过的《消除一切形式种族歧视国际公约》。该公约已由173个国家签署(中国政府于1982年加入该公约),是反对种族歧视最重要的公约之一,它规定:各国政府应当以一切适当方法消除种族歧视;人人应当不分种族、肤色,在法律上享有一律平等的权利,平等地享有政治、经济、社会及文化等多项权利。
多年来我一直从事物理教育工作，我认为让学生学好物理并不是最终目的，让学生喜欢上物理才是关键；高分不是关键，高能才是目的。这些年我一直致力于培养优秀学生，并努力探索培养物理优秀学生的一些定性的规律性的东西。目前一些学生家长及学校老师认为要培养优秀的学生，主要靠的是个别辅导及课外小组的研究活动，与课堂教学并无多大关系。我认为这种观点是片面的。实际上一切的研究活动都是以课堂教学为基础的，所以对于课堂教学教师一定要尽心尽力做到最好。比如学生学习物理的时候，首先接触到的就是物理定律，所以我们一定要首先搞好物理定律的教学。物理定律是我们以后做题、实验、推理的主要依据。教学物理定律，不能只是简单地依靠课本，课本上的知识往往比较注重结果，每一个物理定律的成立都有着一个复杂而漫长的过程。我们应该多讲解一些这个定律成立的路程，以及成立的依据，这样学生们会觉得这一个物理定律是活生生的，掌握和应用起来都会更加得心应手。学生掌握了这一物理定律就可以自如运用，能够在实验与试题中应用以后，我们就要引导学生思索这一物理定律之所以成功的原因。它之所以能够确立起来，其中一定有着恰当的思维和推理方式，还有比较合理科学的探究方式，这种探究精神的学习才是最为重要的，才是物理学科教研活动中最重要的东西。这可以说是物理教学甚至是一切的学习活动中最根本的东西。
比如学生在学习电学当中最著名的欧姆定律这一物理定律时，预习以后会觉得欧姆定律非常简单，仅仅认为就是研究通过导体的电流与导体两端的电压之间的关系而已，没有什么困难，不就是运用一定的实验器材，电压表电流表可变电阻器、电源、导线若干、连接一个恰当的电路就可以了吗？当然以一个现代的学生看一切都在情理之中，没有非议。可是我给他们的讲解是，在欧姆那个时代，不但没有电流表、电压表之类的仪器，而且连电压、电流、电阻的定义和单位都没有，欧姆在当时面临的困难是我们无法想象的。他到底是通过什么样的方式，经过什么样的思索获得这一物理定律的呢？这个时候学生的兴趣就被调动起来了。在学习欧姆定律诞生的过程时，我通过电脑多媒体教室等先进的教学设施，大量搜集演示各种可能的实验过程。在最后阶段我根据欧姆的实验方式，简单介绍了可以用图线探究新规律的方式。其实物理定律的教学与学习并不是我们想象的那么简单的，如果记住物理定律只是学会了皮毛而已，能够运用也只不过是为了取得高分，我们一定要让学生们学会思考、学会探究，这种学习精神是物理学习中最为宝贵的，有了这种探究精神就可以不断探索大自然的奥秘。
我听过这样一个笑话：有一位老师在参观一所美国的学校以后对校长说：能否给我们一套你们的教材，以便我进一步了解美国课程的情况。当时校长很为难，没有马上回答。那位老师觉得这校长挺小气的，几本教材还舍不得。可是过了两个星期，那校长突然打来电话说：“教材给你搞到了，马上送去。”结果来的是一个货运卡车，一共10大箱教材———从出版社直接运来的。里面不仅有学生和教师用书，还有光盘和图片等。这时，这位老师才知道为什么那位校长当时没有马上答应。原来对于美国教师而言，一套教材意味着所有的教学用书和教学辅助资料。这是价值上千美元的财产，没准儿经过学区董事会决议才能定。由此可以看出，我国的教育和美国的教育确实有很大区别，单单从观念上来说也是有很大不同的。我们在备课的过程中，一定要把眼光放宽一些，深挖教学资源的潜力，运用优质的教学资源、参考补充。不能仅仅依靠一本教科书和教材，否则太狭隘、太片面。要想让学生学好，我们一定要多参考多学习，一定要让学生学好物理，学会探究性学习。
掌握了非常重要的物理定律之后，我们可以运用定律进行做题和实验探究活动。我们还要注重例题教学，开拓学生的思路，让学生们多多思考，多想解题方法。我们在上例题课的时候，要在重点题型上多做分析，在学生悟不出、想不出的时候，要在物理模型物理原理上多做分析下工夫，教给学生针对研究的问题应用物理模型和实验解决。
学习一定的物理知识做题、应考只是简单片面地学习，尽管这是非常实用的，是学生们在求学路上重视的，但是教师一定不能这样，不能把应考作为目的，而要让学生们爱上物理，具有探索物理教育的浓厚兴趣，对探索过程掌握一定的思维方式与探究方法。这是一个充满乐趣的学习过程，兴趣是最好的老师，有了兴趣，学生都会学好物理。
学生在遇到电学黑箱问题时，常常感到无从应对，束手无策，因为处理黑箱问题对学生的综合探究能力要求较高，一方面要求学生要有熟练使用多用电表进行测量、记录、观察的能力，另一方面要能对实验记录的数据进行分析、推理和判断的能力，同时还要具有一定的知识储备、具有猜想、假设和探究的能力，另外平时学生接触电学实验器材和这类电学黑箱的机会不多，没有引起学生足够的重视，所以“电学黑箱”就成为学生学习中的一个薄弱点和难点.本文将以黑箱为载体，谈谈如何快速有效地处理“电学黑箱”问题.
在教学实践中，我通常采用理论探究和分组实验探究的方法来进行突破.分组实验探究时，先在实验室准备多个多用电表和多个种类的电学黑箱，然后让学生四人一组，在课后分小组进行自主探究，找出其内在的规律.
1明确探究原则，熟悉探究的步骤
学生在自主探究过程中往往是探究无目的，测量无记录，有的对同一接线柱进行反复测试，且多数同学首先选用多用电表欧姆档进行探测，发现指针过偏或反偏后，才会考虑要用多用电表电压档检测箱中是否会有电源.为此，在学生分组探究之前教师要作适当的点拨，明确探究必须遵循的原则和探究的步骤.
1.1探究实验必须遵循的原则
（1）安全性原则.在实验过程中不能损坏多用电表，这一原则要求学生对多用电表的原理、电路及电压表、电流表、欧姆表使用注意事项要十分熟悉，如欧姆表的红、黑表笔与电源正负极的关系，电流表指针偏转方向与电流流向的关系等.
（2）程序性原则.要求学生在探究过程中要总结出普遍适用的判断流程，具有可操作性.
（3）唯一性原则.实验中所进行的操作过程要能唯一确定元件的种类，具有排他性，这一原则要求学生对各种电学元件的电学特征必须非常熟悉，如二极管的单向导电性等.
1.2探究电学黑箱的操作步骤
（1）先检电源.在探究中，若无法判断箱内是否有电源时，可用多用电表的直流电压档串接二极管进行检测，检测时先采用触接法，若电压表有读数，则箱内一定含有电源.
（2）然后判断是否有二极管或定值电阻，用欧姆表对黑箱外两接柱分别加正向和反向电压，若读数相差很大，则箱内一定有二极管，若读数相同，则两接线柱间一定是定值电阻.
（3）再进行实验数据记录和分析.在进行探究黑箱实验中，要养成良好的实验数据记录和分析的习惯，必须对接线柱进行编号，如1、2、3、…，分红、黑表笔记录数据，设计好数据记录表格，然后逐一记录，表格样式表1.
HT6]JZ]表1BG（！]BHDFG3，WK8，K4，K4，K4W]XXZSX3-YX]XXZSY1-YX]BS（ZSX5Y*4-ZSX5Y*4]红表笔BS）]BS（ZSX1*2Y*3-ZSX1*2Y*3]读数BS）]BS（ZSX*8Y1*8/9-ZSX*8Y1*8/9]黑表笔BS）]]1]2]…BHDG2]1]XXZX-YS]BHD]2]]XXZX-YS]BH]…]]]XXZX-YS]BG）F]最后要求学生根据表中数据呈现出的规律进行分析、归纳，确定出黑箱内电学元件的种类和连接方式.
2设计黑箱案例，分组实施探究
课外，我设计了几个典型案例，让学生分组分批对这几个案例进行探究，然后进行交流，从而逐步提高学生的探究能力.
各探究小组拿到黑箱后，根据实验原则和实验步骤，先制定探究方案，设计好实验测量数据记录表格，然后着手进行实验，根据数据进行推理判断，得出结论，从而完成实验，在各组都完成实验后，进行交换实验，最后由各组推选一个代表汇报各实验方案的探究结果.
TP4GW131.TIF，Y#]案例一如图1所示的黑箱中有三个完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测，在判定黑箱中无电源后，用欧姆表测量各接点间的阻值，测量中发现，每对接点间正反向电阻均相等，测量记录如表2.
HT6]JZ]表2BG（！]BHDFG2，WK10，K10W]两表笔接的接点]多用电表示数BHD]a，b]5 ΩBH]a，c]10.0 ΩBH]b，c]15.0 ΩBG）F]请通过探究，画出黑箱中可能的电路.
实验结果由题意可知，此黑箱内无电源，无二极管为纯电阻黑箱，根据接点间电阻的关系，a，c间阻值为a，b间阻值的一倍，很容易判断出箱内三只电阻的连接方式，如图2所示.
TP4GW132.TIF，BP#]此实验要注意具有双解性，因为当内部结构不同时，外部特点可能相同，所以答案有上述两种.
TP4GW133.TIF，Y#]案例二如图3所示，黑箱上有1、2、3三个接线柱，用多用电表测量结果如下：
（1）用直流电压档测量，1、2、3接线柱之间均无电压；
（2）用欧姆档测量结果如表3.
HT6]JZ]表3BG（！]BHDFG3，WK8，K4，K4，K4W]XXZSX3-YX]XXZSY1-YX]BS（ZSX5Y*4-ZSX5Y*4]红表笔BS）]BS（ZSX1*3Y*4-ZSX4Y1]读数/ΩBS）]BS（ZSX*8Y1*8/9-ZSX*8Y1*8/9]黑表笔BS）]]1]2]3BHDG2]1]XXZX-YS]]65]25BHD]2]1.6k]XXZX-YS]]1.7kBH]3]25]81]XXZX-YS]BG）F]请根据上述测量结果判断箱内电学元件及连接方式.
实验结果根据实验数据分析可知，由于直流电压表测量三个接线柱之间均无电压，所以可以判断出箱内无电源；又由于用欧姆表测1、3接线柱间正反向电阻值不变，可以确定1、3之间为一定值电阻TP4GW134.TIF，Y#]；再根据欧姆表黑表笔接2，红表笔分别接1和3测得电阻值较大，而黑表笔接1红表笔接2，其阻值较小，因此1、2接线柱之间应为二极管，电路连接如图4所示.
上述分析采用先判断有无电源，然后用欧姆表根据二极管和定值电阻的电学特性结合测量数据进行分析和推理，很快就能得出结果.
TP4GW135.TIF，Y#]案例三在图5所示的黑箱内，有一个内阻不计的电源，几个阻值相同的电阻和若干导线组成的电路，外有4个接线柱，用电压表测量各接线柱之间的电压分别为U12=5 V，U34=3 V，U13=2 V，U24=0，试画出黑箱内使用电阻最少的电路图.
实验结果因为U12=5 V，且2个接线柱间电压最大，说明1、2接线柱间有电源，且1接线柱接电源正极；U24=0表明2、4接线柱之间没有电压，即2、4之间直接有一根导线相连.
因此，在1、3接线柱之间可接二个电阻，在3、4接线柱间可接三只电阻，也可在1、3接线柱之间接一只电阻，在3、4接线柱之间接三只电阻，或1、3接线柱间接三只电阻，3、4接线柱间接一只电阻.如图6所示：
TP4GW136.TIF，BP#]根据题目要求可知，图6中B、C两种电路电阻最少.
在分组进行探究过程中，学生目标明确，求知欲强，纷纷动手，先猜测，再测量，学习兴趣浓烈，同时小组内学生个体存在差异，有的动手能力强，有的学生思维敏捷，反应较快，这时就要求组内同学相互帮助进行协作，加强学生之间的互动和合作，通过这种课外探究活动学生总结出了一批处理黑箱问题的经验和规律，大大提升了学生的探究能力.
3总结实验规律，提升判断能力
在学生分组探究结果汇报之后，要求学生就探究过程中发现的规律和体会进行交流，归纳总结，学生踊跃发言，就他们发现的各种电学元件的特有的现象进行如下归纳：
3.1用直流电压表测量
若电压表测得两接线柱间电压最大，则两接线柱间有电源；若电压表测得各接线柱间电压不同，则黑箱内部电源与元件构成一回路；若任意两接线柱间无电压，则盒内无电源；若两接柱间电压成比例，则反应其对应阻值也同样成比例.
3.2用欧姆表测量
若测得两接线柱间电阻为零，则两接线柱由无阻导线短接；若两接线柱间红、黑表笔正反连接，读数相同，则两接线柱间为一定值电阻；若欧姆表测得电阻为无穷大，则两接线柱间开路；若欧姆表测得两简线柱间正、反向阻值相差很大，则两接线柱间接有二极管；若欧姆表测得两接线柱间电阻值先很小，后逐渐变大，回到“∞”刻度处，则两接线柱间有电容；若欧姆表测得两接线柱间电阻值先很大、后逐渐变小，则两接线柱间有电感线圈.
一、教材分析
《欧姆定律》一课，学生在初中阶段已经学过，高中必修本（下册）安排这节课的目的，主要是让学生通过课堂演示实验再次增加感性认识；体会物理学的基本研究方法（即通过实验来探索物理规律）；学习分析实验数据，得出实验结论的两种常用方法——列表对比法和图象法；再次领会定义物理量的一种常用方法——比值法．这就决定了本节课的教学目的和教学要求．这节课不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容，重点在于要让学生知道结论是如何得出的；在得出结论时用了什么样的科学方法和手段；在实验过程中是如何控制实验条件和物理变量的，从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法．
本节课在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到复习初中知识的作用，另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础．本节课分析实验数据的两种基本方法，也将在后续课程中多次应用．因此也可以说，本节课是后续课程的知识准备阶段．
通过本节课的学习，要让学生记住欧姆定律的内容及适用范围；理解电阻的概念及定义方法；学会分析实验数据的两种基本方法；掌握欧姆定律并灵活运用．
本节课的重点是成功进行演示实验和对实验数据进行分析．这是本节课的核心，是本节课成败的关键，是实现教学目标的基础．
本节课的难点是电阻的定义及其物理意义．尽管用比值法定义物理量在高一物理和高二电场一章中已经接触过，但学生由于缺乏较多的感性认识，对此还是比较生疏．从数学上的恒定比值到理解其物理意义并进而认识其代表一个新的物理量，还是存在着不小的思维台阶和思维难度．对于电阻的定义式和欧姆定律表达式，从数学角度看只不过略有变形，但它们却具有完全不同的物理意义．有些学生常将两种表达式相混，对公式中哪个是常量哪个是变量分辨不清，要注意提醒和纠正．
二、关于教法和学法
根据本节课有演示实验的特点，本节课采用以演示实验为主的启发式综合教学法．教师边演示、边提问，让学生边观察、边思考，最大限度地调动学生积极参与教学活动．在教材难点处适当放慢节奏，给学生充分的时间进行思考和讨论，教师可给予恰当的思维点拨，必要时可进行大面积课堂提问，让学生充分发表意见．这样既有利于化解难点，也有利于充分发挥学生的主体作用，使课堂气氛更加活跃．
通过本节课的学习，要使学生领会物理学的研究方法，领会怎样提出研究课题，怎样进行实验设计，怎样合理选用实验器材，怎样进行实际操作，怎样对实验数据进行分析及通过分析得出实验结论和总结出物理规律．同时要让学生知道，物理规律必须经过实验的检验，不能任意外推，从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯．
三、对教学过程的构想
为了达成上述教学目标，充分发挥学生的主体作用，最大限度地激发学生学习的主动性和自觉性，对一些主要教学环节，有以下构想：1．在引入新课提出课题后，启发学生思考：物理学的基本研究方法是什么（不一定让学生回答）？这样既对学生进行了方法论教育，也为过渡到演示实验起承上启下作用．2．对演示实验所需器材及电路的设计可先启发学生思考回答．这样使他们既巩固了实验知识，也调动他们尽早投入积极参与．3．在进行演示实验时可请两位同学上台协助，同时让其余同学注意观察，也可调动全体学生都来参与，积极进行观察和思考．4．在用列表对比法对实验数据进行分析后，提出下面的问题让学生思考回答：为了更直观地显示物理规律，还可以用什么方法对实验数据进行分析？目的是更加突出方法教育，使学生对分析实验数据的两种最常用的基本方法有更清醒更深刻的认识．到此应该达到本节课的第一次高潮，通过提问和画图象使学生的学习情绪转向高涨．5．在得出电阻概念时，要引导学生从分析实验数据入手来理解电压与电流比值的物理意义．此时不要急于告诉学生结论，而应给予充分的时间，启发学生积极思考，并给予适当的思维点拨．此处节奏应放慢，可提请学生回答或展开讨论，让学生的主体作用得到充分发挥，使课堂气氛掀起第二次高潮，也使学生对电阻的概念是如何建立的有深刻的印象．6．在得出实验结论的基础上，进一步总结出欧姆定律，这实际上是认识上的又一次升华．要注意阐述实验结论的普遍性，在此基础上可让学生先行总结，以锻炼学生的语言表达能力．教师重申时语气要加重，不能轻描淡写．要随即强调欧姆定律是实验定律，必有一定的适用范围，不能任意外推．7．为检验教学目标是否达成，可自编若干概念题、辨析题进行反馈练习，达到巩固之目的．然后结合课本练习题，熟悉欧姆定律的应用，但占时不宜过长，以免冲淡前面主题．
四、授课过程中几点注意事项
1．注意在实验演示前对仪表的量程、分度和读数规则进行介绍．
2．注意正确规范地进行演示操作，数据不能虚假拼凑．
3．注意演示实验的可视度．可预先制作电路板，演示时注意位置要加高．有条件的地方可利用投影仪将电表表盘投影在墙上，使全体学生都能清晰地看见．
4．定义电阻及总结欧姆定律时，要注意层次清楚，避免节奏混乱．可把电阻的概念及定义在归纳实验结论时提出，而欧姆定律在归纳完实验结论后总结．这样学生就不易将二者混淆．