趙景秀 趙建韜

摘要：高中物理電學(xué)實(shí)驗是學(xué)生能力較弱的部分，電學(xué)實(shí)驗的理論知識比較抽象，要求學(xué)生的綜合能力較強(qiáng)。本文主要分析提高電學(xué)實(shí)驗教學(xué)效率的幾點(diǎn)教學(xué)策略，促使學(xué)生掌握實(shí)驗?zāi)芰Γ岣邔W(xué)生的綜合素養(yǎng)和學(xué)習(xí)成績。

關(guān)鍵詞：電學(xué)實(shí)驗；教學(xué)效率；策略

中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1992-7711（2021）15-0104

在高中物理知識體系中，電學(xué)實(shí)驗是重點(diǎn)知識內(nèi)容，相關(guān)的物理概念知識較為晦澀和物理規(guī)律的理解應(yīng)用較復(fù)雜。同時，電學(xué)實(shí)驗與生活科技的聯(lián)系較多，常會在高考物理試題中出現(xiàn)，且所占比重加大。電學(xué)實(shí)驗主要對學(xué)生的思維分析能力和實(shí)驗探究能力要求較高，也能體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力。所以，物理教師在電學(xué)實(shí)驗教學(xué)時要讓學(xué)生對電學(xué)實(shí)驗原理進(jìn)行理解，強(qiáng)化學(xué)生對電學(xué)實(shí)驗的方法和技巧的應(yīng)用，提高學(xué)生的實(shí)驗探究能力和學(xué)習(xí)效果。本文從高中物理電學(xué)實(shí)驗的規(guī)律、原理和方法等方面進(jìn)行分析，提出一些教學(xué)策略，旨在提高電學(xué)實(shí)驗的教學(xué)效率，完善高中物理電學(xué)實(shí)驗教學(xué)。

一、掌握實(shí)驗核心規(guī)律：歐姆定律

縱觀高中電學(xué)實(shí)驗的考查內(nèi)容和相關(guān)電路知識，其核心規(guī)律就是歐姆定律。歐姆定律時可以分為部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律。高中物理的四個主要電學(xué)實(shí)驗中，測量金屬絲的電阻率和描繪小燈泡伏安特性曲線這兩個實(shí)驗主要運(yùn)用了部分電路的歐姆定律。而測量電源電動勢和內(nèi)阻及練習(xí)使用多用電表這兩個實(shí)驗則運(yùn)用了全電路歐姆定律。如2020年全國1卷的電學(xué)實(shí)驗考查了伏安法測電阻，就是部分電路歐姆定律的應(yīng)用體現(xiàn)。在電學(xué)實(shí)驗教學(xué)中，歐姆定律是核心，是支撐實(shí)驗的脊柱。教師要講好講透歐姆定律，把定律中的物理概念進(jìn)行逐項講解講細(xì)。只有學(xué)生掌握歐姆定律的涵義，才能對電學(xué)實(shí)驗有整體上的把握和認(rèn)知，才能提升實(shí)驗教學(xué)效率。

二、理解電路基本原理

電路是高中電學(xué)實(shí)驗的基礎(chǔ)。學(xué)生可以由電路圖按圖索驥，掌握電學(xué)實(shí)驗的基本原理和規(guī)律。電路中的基本原理就是串聯(lián)電路的分壓原理和并聯(lián)電路的分流原理，這兩個原理是電路中的靈魂，理解了這兩個原理，學(xué)生才能在解決電學(xué)實(shí)驗問題時有清晰的思路，從而突破和解決電學(xué)實(shí)驗中的重難點(diǎn)知識。如電路實(shí)驗中難點(diǎn)之一的滑動變阻器的分壓式接法，就是串聯(lián)分壓原理和并聯(lián)分流原理的綜合應(yīng)用。又如多用電表中的電流表和電壓表的量程選擇及電表改裝量程問題上也是這兩個原理的應(yīng)用。在電學(xué)實(shí)驗教學(xué)中，教師要分析講透這兩個原理，學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上在電路實(shí)驗中分析應(yīng)用，就能理順電學(xué)實(shí)驗的解題思路，形成解決電學(xué)實(shí)驗問題的能力。

三、分析掌握多種實(shí)驗方法

高考電學(xué)實(shí)驗中，測量電阻是高考命題的方向和基本形式。電學(xué)實(shí)驗中測量電阻的常見方法有四種，即伏安法測電阻，等效替代法測電阻，半偏法測電表內(nèi)阻以及多用電表測電阻。這些方法在測量電阻上有不同的側(cè)重點(diǎn)，學(xué)生需要在理解實(shí)驗原理的基礎(chǔ)上加以運(yùn)用，以便在遇到電學(xué)實(shí)驗時正確地選擇測量方法。在電學(xué)實(shí)驗的教學(xué)中，教師把實(shí)驗方法與技巧給學(xué)生歸納總結(jié)后，還需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和實(shí)驗探究學(xué)習(xí)。學(xué)生按照電學(xué)實(shí)驗的目的和基本原理，用不同的方法獨(dú)立設(shè)計方案，使用合理的實(shí)驗器材，進(jìn)一步減少電學(xué)實(shí)驗的誤差。教師把多種實(shí)驗方法分析總結(jié)，學(xué)生把實(shí)驗方法運(yùn)用在實(shí)驗題目中加以鞏固，這樣就提高了學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰瓦\(yùn)用科學(xué)方法解決物理問題的能力，從而提高教學(xué)效率。

四、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗操作

電學(xué)實(shí)驗的教學(xué)目標(biāo)是要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。學(xué)生對理論知識的理解的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗實(shí)際操作，把理論知識向?qū)嶒災(zāi)芰D(zhuǎn)化。在電學(xué)實(shí)驗教學(xué)中，學(xué)生參與實(shí)驗操作，在實(shí)踐中理解實(shí)驗原理。教師可以把一些不易損壞的實(shí)驗裝置、實(shí)驗儀器等充分利用起來，讓學(xué)生有機(jī)會接觸與操作物理實(shí)驗儀器，這對于實(shí)驗原理的理解有很大幫助。如研究游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)時，教師的課堂演示實(shí)驗是不夠的。教師拿出幾套實(shí)驗器材，讓學(xué)生課下分組練習(xí)測量使用，讓學(xué)生自主判斷讀數(shù)的正誤，學(xué)生在練習(xí)使用中不斷地提高動手操作能力和讀數(shù)能力。教師也可以引導(dǎo)學(xué)生開展一些有趣的電學(xué)實(shí)驗，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。如開展水果電池的內(nèi)阻測量，可以讓學(xué)生分組合作設(shè)計實(shí)驗方案，小組合作完成實(shí)驗后，形成實(shí)驗報告，再對實(shí)驗過程進(jìn)行總結(jié)，形成科學(xué)探究的實(shí)驗?zāi)芰?。只有學(xué)生的實(shí)踐操作，才能對實(shí)驗原理深刻理解，提高實(shí)驗探究能力。

五、細(xì)化實(shí)驗知識考點(diǎn)，逐項突破

對高考電學(xué)實(shí)驗題歸類總結(jié)后發(fā)現(xiàn)，電學(xué)實(shí)驗主要以物理量的測量和實(shí)驗基本技能的應(yīng)用為主，突顯電學(xué)實(shí)驗與生活科技的實(shí)際應(yīng)用。因此，在電學(xué)實(shí)驗的教學(xué)過程中，教師需要結(jié)合考試題型特點(diǎn)，對高中電學(xué)實(shí)驗知識內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化歸類，在掌握基礎(chǔ)內(nèi)容上加以突破重難點(diǎn)，提高教學(xué)效率。

1.實(shí)驗器材的讀數(shù)方法和使用方法。高中物理電學(xué)實(shí)驗中除了掌握一些基本測量工具的使用方法和讀數(shù)規(guī)則，還需要掌握滑動變阻器、單刀雙擲開關(guān)等實(shí)驗儀器的使用方法。了解這些實(shí)驗器材的使用方法和規(guī)則，才能在解決電學(xué)實(shí)驗問題時在細(xì)節(jié)上得分。如滑動變阻器的正確使用是學(xué)生的一個易錯點(diǎn)和難點(diǎn)，對于這類問題，需要教師將滑動變阻器的使用規(guī)則和方法不斷地向?qū)W生講解，通過學(xué)生通過多次的試題練習(xí)，尋找規(guī)律，掌握使用技巧。

2.實(shí)驗器材的選擇。在高中物理電學(xué)實(shí)驗中，電源、電壓表、電流表和滑動變阻器以及電阻箱等實(shí)驗儀器是必不可少的，而這些電表的選擇要兼顧安全、精確、方便的原則，以便電學(xué)實(shí)驗可以完成實(shí)驗?zāi)康?。在選擇實(shí)驗儀器時，也要注意把實(shí)驗?zāi)康暮蛯?shí)驗原理相結(jié)合，正確選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗器材。如研究小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗中，選擇電壓表時就不要超過小燈泡的額定電壓，這是安全性的原則要求。同時，電壓表的量程不要太大，這是精確度的原則要求。如果題目中的電壓表的量程太小了，還需要選擇電阻箱和小的量程電壓表串聯(lián)，改裝成合適的電表。本實(shí)驗原理是要求小燈泡的電流從零開始調(diào)節(jié)，則滑動變阻器一般選擇小阻值的滑動變阻器，方便調(diào)節(jié)測量多組電表數(shù)據(jù)，從而完成這個實(shí)驗。在電學(xué)實(shí)驗中，選擇實(shí)驗器材也是我們需要注意的細(xì)節(jié)知識點(diǎn)，學(xué)生要對實(shí)驗原理進(jìn)行思考，依據(jù)實(shí)驗器材的選擇原則，作為正確的實(shí)驗器材選擇，這樣才能順利地完成實(shí)驗，得出實(shí)驗結(jié)論。

3.電學(xué)實(shí)驗數(shù)據(jù)的處理與分析。在進(jìn)行實(shí)驗后，為得到明確的實(shí)驗結(jié)果和精確度，需要對實(shí)驗數(shù)據(jù)的處理與分析。對于實(shí)驗數(shù)據(jù)處理和分析的方法最方便和直接的就是圖像法。圖像法能直觀、準(zhǔn)確地反映物理量之間的函數(shù)關(guān)系，特別是呈線性關(guān)系的圖像，可以利用斜率、截距等數(shù)學(xué)知識求解某些物理量，從而簡化了物理量的求解過程，較快地得到實(shí)驗結(jié)果。同時，圖像法對于分析實(shí)驗結(jié)論也方便準(zhǔn)確。如伏安法測量電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗中，常常運(yùn)用圖像法處理測量數(shù)據(jù)，只要求解出斜率和截距的大小，根據(jù)物理規(guī)律，也就得出實(shí)驗結(jié)果。

4.實(shí)驗誤差的分析。電學(xué)實(shí)驗中的偶然誤差和系統(tǒng)誤差分析是一個難度較大的知識點(diǎn)。對偶然誤差的分析，高中階段可以通過多次測量求平均值的方法來減小實(shí)驗誤差。如在測量金屬絲的電阻率實(shí)驗中，三次測量金屬絲的長度和直徑，再求長度和直徑的平均值作為測量結(jié)果就能減少偶然誤差。對于系統(tǒng)誤差，需要學(xué)生理解其誤差的主要來源，并將物理規(guī)律進(jìn)行靈活運(yùn)用，才能解決問題。如伏安法測量定值電阻的實(shí)驗中，電壓表內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻會帶來實(shí)驗的系統(tǒng)誤差，學(xué)生要從實(shí)驗原理分析入手，選擇合適的實(shí)驗方法和器材，從而減少誤差。學(xué)生要練習(xí)一些類似的實(shí)驗問題，從中學(xué)會歸納總結(jié)誤差原因，從而突破實(shí)驗誤差分析這一難點(diǎn)。

綜上所述，在高中物理電學(xué)實(shí)驗的教學(xué)中，教師需要把高考電學(xué)實(shí)驗題型進(jìn)行分析，歸納其題型的特點(diǎn)和規(guī)律。引導(dǎo)學(xué)生尋找基本實(shí)驗規(guī)律，掌握實(shí)驗原理，歸納總結(jié)實(shí)驗方法，抓住電學(xué)實(shí)驗的知識點(diǎn)細(xì)節(jié)。最后引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)類型題的訓(xùn)練，從而提高電學(xué)實(shí)驗的教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)物理的教學(xué)目標(biāo)。

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（作者單位：廣東省博羅縣博羅中學(xué)516100）