高中物理电学教学策略的优化

吴庆翔

(福建省泉州第一中学 362000)

高中物理电学内容包括电路、电磁、电场三大类，各类知识繁杂、抽象，学生学习此类知识时常常陷入困境，考试时在该领域的得分率最低.《普通高中物理课程标准》要求将科学探究、自主学习、逻辑思维能力的培养作为课程教学目标的一部分，高中物理教师有必要结合实际教学现状与电学内容逻辑脉络进行合理梳理，依托创新教学方法与现代教育技术优化教学策略，以此建构学生对于高中物理电学的知识框架，提升电学课堂教学效率.

一、高中物理电学教学困境

研究期间，笔者对我校高中物理班级进行充分调研与分析，发现当前电学教学困境主要表现在核心概念理解混淆、实验探究意识淡薄、逻辑推理能力薄弱等问题.

首先，初中时期，学生已经接触过电阻、电流、电压、功率等基本电学概念，高中时开始接触电容、电感、电势能、电磁场、电势差电场线等概念，高中再学习电学时学生常常会根据之前的印象与经验学习新概念.由于学生原有印象多是错误的，因此根据既往经验推理得出的抽象结果亦是错的，因此使得学生在核心概念认知层面容易产生负面干扰.其次，应试教育背景下，学生课业十分紧张，一些教师便有意识地压缩电学实验探究时间，而是将更多时间挪用在理论学习、记忆、推理层面，由于缺乏真实的实验探究经历，学生做题时只能根据教科书进行理论推理、猜测，与新课标核心素养培养要求完全悖离；最后，电学是一个系统、关联的知识领域，各个知识点之间存在密切的知识联系，教师仅根据教材安排单独教学某一电学知识点，容易使学生产生知识点逻辑分离的感觉，进而导致学生逻辑推理能力薄弱.

二、高中物理电学教学策略优化

1.创设情境，核心概念多元引入

针对学生对电学核心概念理解浅显的问题，教师往往试图以题海战术深化理解，但此类教学方法并不能切实解决学生的疑惑，只是培养了学生的公式化解题习惯.倘若通过物理情境导入新概念，那么学生将会在感知与体验中拥有自我体会，进而深化对核心概念的理解.

情境创设的方式多样，教师可根据电学教学内容灵活选用合适的导入方式.如教师讲解电磁感应现象时，可通过实验情境使学生实际感受到电，教师准备两组线圈，一组线圈由学生双手持两端，另一组线圈与低压电源闭合回路连接，教师先后闭合与断开闭合电路，由学生讲出手部感受，使学生切实感受到电击之感，进而促使其产生好奇心与求知欲.电学表现在生活中的各种现象，教师也可通过生活情境激发学生探究动力.如秋冬天脱毛衣时容易见到微小的电光、女生头发经常悬空飘起，这些都是摩擦起电的现象；如很多电线杆上标注“高压危险”的标语，教师可启示学生思考“为何需要这么危险的高压实现供电？”除实验情境、生活情境外，教师也可以在课堂中导入有趣的物理学史进行情境导入，如法拉第笼可以防止电击和电流穿过，教师可在课堂中以魔术的形式简单展示该趣味实验，进而讲解电荷、电离子相关知识，拉近学生与电学之间的距离.

通过多元化情境创设，学生在教师的一步步引导下推理与总结核心概念，可有效深化学生对新概念的理解，使学生学习成果更加扎实.

2.实验探究，抽象概念具象演绎

高中物理电学试题中经常出现一些“根据实验测量图表结果推测电动势、电阻、电容等数值变化情况”的实验题，传统教学通常采用“题海战术”进行理论讲解，一旦题型发生变化，学生依然对此类题一窍不通.基于此，教师可在课堂中组织学生以任务驱动的形式自主探索实验，并根据实验现象画出图、表等，以此培养学生的逆向思考能力.

以《测量电源的电动势与内阻》实验为例，教师设计该实验的意图在于学习电动势测量方法、了解实验原理，进而学会实验数据的处理方法、图像法与公式法.首先，教师给出实验器材，包括两节完全一样的干电池、两个完全一样的小灯泡、电动势为1.5V，要求学生自行阅读实验任务单完成实验，比较点亮一小时和两小时的灯泡亮度，促使学生以小组为单位探究、分析该现象对应的电学原理.实验任务单依次罗列以下问题，要求学生根据问题将任务单填写完整：

(1)请写出实验现象；

(2)试结合本课新知‘闭合电路欧姆定律’列出公式，推理与分析该实验现象的产生原因；

(3)自己再结合‘闭合电路欧姆定律’原理自行设计一个实验方案；

(4)画出实验原理图；

(5)写出测量值表示的电源电动势与内阻的表达式，注明相关变量含义；

(6)根据实验现象，记录实验数据，画出实验记录表格；

(7)结合实验记录表格，写出实验结论.

物理概念的提出建立在抽象逻辑思维基础上，为降低学生对核心概念的理解难度，教师可通过实验将抽象原理转变为具象过程，促使学生基于建构主义正确理解核心概念，习得电学原理与实验技巧.

3.逻辑整合，迁移日常促进掌握

高中生处于皮亚杰认知发展阶段的形式运算阶段，他们能够基于理论迁移、应用至实际生活中.学习任务完成后，通过将电学知识运用到真实情境中，促使学生再次呈现学习过程，实现对课堂习得知识的逻辑整合，建构完整的知识架构，进而提升学生逻辑推理能力.

以“传感器及其应用”教学片断为例，教师在课堂中先后讲解了光敏传感器、温度传感器、电容式传感器、霍尔元件的原理及应用，学生依然对传感器在当代生活中的应用领域存疑，认为传感器的应用领域相对滞后.此时教师借助近期新闻引起学生注意力，使学生厘清知识点之间的逻辑，实现对知识点的自我整合与扩展.课堂上所提新闻为2019年10月的“无锡高架桥侧翻”事件，新闻指出“因货车重量超出高架桥既定承载重量，因此造成高架桥侧翻，导致3人死亡、2人受伤”.此时，教师提出“学习了传感器及其应用后，同学们结合本课知识一起思考一个问题‘高架桥侧翻，我们能用传感器做些什么’？”课堂上，学生一时之间难以想到传感器与高架桥之间的联系.教师进一步罗列“2008年南京雪灾，长江三桥一侧桥面积压大量车辆，另一侧空荡荡，两侧高度差达到60公分，传感器及时报警并处理，最终桥体未受到结构性伤害”、“武汉大桥42座桥梁安装15种类型、1929个传感器”等课前搜集资料.此时教师再次引导学生思考哪些传感器能用于大桥检测，可以具体用来检测什么.基于该问题，学生重新对传感器知识进行回忆，实现对知识的扩展整合.

除课堂小结时整合逻辑外，教师也可以将电学知识重难点录制为若干个系列微课资源，学生可利用课下时间对微课视频进行反复观看与知识梳理，进而深化学生的逻辑整合思维，强化对逻辑方法的体验.

基于高中物理电学抽象、知识点繁多、核心概念容易混淆的问题，高中物理教师应依据新课标要求分析学情与电学内容，为学生设计趣味性强、容易理解、支持探究、逻辑关联度高的教学方案.此外，对于部分学习进度落后的学生，教师可依托现代信息技术推出微课资源，以便学生在课下结合微课资源满足电学知识复习需求，深化学生对高中物理电学的认知与理解.