基本电路对学生电路综合能力培养分析与探讨

孙国平

摘 要：初中物理是初中多门学科体系中的重要组成部分，对于培养学生掌握基本的物理知识，运用科学知识分析客观世界的能力，形成良好的科学研究习惯、科学思维以及推动学生进一步的学习都具有不可替代的重要意义。本文叙述了运用物理中典型的基本电路，通过对知识点的分析，对学生电路综合能力进行培养，最后结论表明，这种教学方案对于提升教学效果，培养学生电路综合能力具有重要的作用。

关键词：物理；电路图；培养

电学是初中物理知识与能力模块重要的组成部分，电学知识本身的特征决定了电学方面的实验能够有效培养学生的创新思维，提升学生进行物理学习的积极性以及主动性。

根据目前初中物理的教学要求，电学部分所涉及的实验主要有电流与电压关系的测定、电流与电阻关系分析、伏安法测电阻以及小灯泡功率测试等方面的探究。

初中物理电学的实验对于学生的实验能力具有综合的要求，要求学生能够按照指定电路图进行电路的连接，能够进行故障诊断，进行相应的设计，对学生的分析设计能力、归纳总结能力具有一定的要求。实验能够提升学生的学习积极性与主动性，因此根据基本电路的设计与分析，对电学知识进行综合的复习对于提升学生的电学知识能力具有事半功倍的效果。

一、 通过基本电路，构建初中物理电学知识模块

初中物理电学所涉及的知识能力较多，学生要全面掌握有一定的难度，通过基本电路实验过程中所需的知识能力可以帮助学生实现基础知识能力的有效掌握，在实验中实现各类重点考点的提炼。

本文中采用的基本电路涵盖了初中物理许多的基本知识点，首先是能够掌握初中电学中电流表、电压表等基本测量仪器的使用注意事项，使用方法以及基本原理，同时可以了解滑动变阻器的原理以及对电路工作状态的影响，可以了解电路中电流、电阻、电压之间的关系等。

构建的知识能力模块图可以对初中物理需要考查的知识进行整体的了解，使学生能够对电学知识具有连贯以及整体的理解。同时便于学生进行自主学习，让学生了解电学的学习目标以及相关知识内容。围绕基本电路对初中物理的电学核心知识能力模块构建如图1所示。

二、以基本电路为原型，全面掌握初中电学中的各个实验

图2所示电路为整个初中物理电学实验的灵魂，其中包含的电路原理，实验规范，对电流、电压、电阻关系的分析思维，能够将初中物理电学实验的知识能力线性呈现。

1.根据电路原理图进行实物电路连接

根据电路原理图完成实物图的连接是初中物理电学中极为重要的实验技能，通过本实验可以锻炼学生本项实验技能。具体而言可以让学生掌握根据电路图连接实物图的基本方法，找出两者之间的相互对应关系，掌握电流表、电压表等仪表的正确连接方式，掌握量程的估算方法，理解电路不同连接方法对实验结果可能带来的影响。

实物图的连接可以有效锻炼学生的实验基本技能，提高实践动手能力培养学生进行实验探索，总结出方法原理的基本能力。

2.依据基本电路，复习电学实验

基本电路可以进行电流、电压关系的分析测试，学生掌握电流、电压两个变量关系分析时，应该保持其他的物理量、实验条件的确定。通过改变滑动变阻器的阻值，对定值电阻两端的电压以及流经电阻的电流的数据进行记录，分析电流以及电压之间的关系；同时还可以进行电流、电阻相互关系的分析及未知电阻的测量（如小灯泡电阻的测量）。

在实验过程中，学生能够掌握基本仪表的读数方法、数据记录的方法、实验过程中的注意事项、实验中基本故障原因的分析以及故障解决等多个基本的实验技能。通过上面基本电路引出的测量型实验，让学生认识到电阻测量可以通过工具直接测量还可以采用间接的方法进行测量。让学生弄懂间接测量的实验原理并正确使用器材，掌握必要的实验技巧，再通过分析推理得出正确结论。最后能够评估实验的得失，获取实验的经验值，此外还可以让学生在实验中学会查找实验中电路的故障问题，使知识得到补充和完善，更重要的是通过观察实验现象分析和解决问题，能够培养学生的创造性思维能力，激发学生的学习兴趣。

三、通过基本电路训练学生的发散性思维，锻炼学生的创新能力

对于基本电路的深度掌握，学生能够通过基本电路中的各项知识能力进行各类知识能力的创新。学生可以突破固有的认知方式以及知识结构，创造性地进行新问题的解决。通过基本电路的学习，让学生可以达到举一反三、触类旁通的学习效果。

例如，通过基本电路的学习，学生可以进行以下的创新探究，比如，目前的实验器材有电源一个、导线充足、电流表一个，阻值已知的定值电阻R0，要求根据上述器材进行一个未知电阻Rx的测量。

学生可以自主进行测量电路的设计以及电路测量方案的确定。根据基本电路的知识可以得知：U=IR。本题中电压未知，同时也没有电压表，但是电源电压是确定不变的，因此设计测量方案如下，首先将电源、定值电阻R0、开关、电流表进行串联，读出此时电流表的读数为I1，断开电路，将定值电阻换成待测电阻Rx，读出此时电路表的读数为I2。根据基本电路得到的欧姆定律（忽略电源以及电流表内阻的影响），可以得到：U=I1R0=I2Rx。从而可以间接测算出未知电阻的阻值。同时可以引导学生分析，如果仅有一个电压表而无电流表应该如何进行测量方案的设计，如果仅有一个电阻箱该如何进行。

通过以上的问题，学生可以通过基本电路的深度掌握，找出间接测量等效方案。对培养学生的演绎推理能力、创新设计能力具有重要的作用。同时可以利用一题多变、不同解决方法等锻炼学生的思维能力、培养学生的创新能力以及发散性思维。

四、通过基本电路，培养学生进行实际考题解决的能力

伏安法测量电阻是目前初中物理考试的重点知识之一，考题中一般会涉及实物电路的连接、数据的记录、测量结果的分析等方面的内容。只要依靠基本电路的知识点的掌握，可以轻松完成本方面实际的考题。

比如，中考试题中出现的伏安法测电路的考题，首先要求学生进行实物图的连接，只要掌握测量的原理以及基本仪表的接入方式，难度较低。同时要求分析多次测量求平均值的意义，本考点也属于基本实验技能，通过基本电路的分析，学生理解多次测量求平均值可以有效降低误差对实验结果的影响。实验中将待测电阻换成小灯泡进行测量，属于考题中难度较大的题。考题中给出了滑动变阻器在不同位置时，小灯泡两端的电压以及流经小灯泡电流要求分析小灯泡电阻的变化趋势，学生只需要根据基本电路中得出的电压与电流的关系进行电阻的计算就可以完成电阻值以及变化趋势的确定；同时要求分析小灯泡电阻值发生变化的原因，总结分析因为当电流变大的时候，小灯泡钨丝的温度升高，阻值变大。

本试题属于中等偏上的难度，围绕基本电路、仪表进行了电路实物连接能力考查、归纳演绎能力考查、实际问题具体分析以及运用科学术语对实验的结果进行原因分析以及结论总结等多个方面的能力。各种能力都在基本电路中有所涉及。

五、结论

初中物理电学教学过程中，通过基本电路可以实现相关知识能力的有效构建，符合学生的认知规律以及初中物理教学的特点。以基本电路的深度分析为主线，将原来分散的知识点进行线性展开，对提升学生的学习效率具有重要的意义。

本教学方案可以有效培养学生的知识迁移能力、培养学生的创新思维以及实际解决问题的能力，为学生未来更高阶段的学习、未来从事自然科学的研究奠定坚实的基础。

参考文献：

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（作者单位：江苏省泰州市姜堰区溱潼第二中学）