提高高中物理电学实验教学效率的策略

赵景秀 赵建韬

摘要：高中物理电学实验是学生能力较弱的部分，电学实验的理论知识比较抽象，要求学生的综合能力较强。本文主要分析提高电学实验教学效率的几点教学策略，促使学生掌握实验能力，提高学生的综合素养和学习成绩。

关键词：电学实验；教学效率；策略

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）15-0104

在高中物理知识体系中，电学实验是重点知识内容，相关的物理概念知识较为晦涩和物理规律的理解应用较复杂。同时，电学实验与生活科技的联系较多，常会在高考物理试题中出现，且所占比重加大。电学实验主要对学生的思维分析能力和实验探究能力要求较高，也能体现学生的创新能力。所以，物理教师在电学实验教学时要让学生对电学实验原理进行理解，强化学生对电学实验的方法和技巧的应用，提高学生的实验探究能力和学习效果。本文从高中物理电学实验的规律、原理和方法等方面进行分析，提出一些教学策略，旨在提高电学实验的教学效率，完善高中物理电学实验教学。

一、掌握实验核心规律：欧姆定律

纵观高中电学实验的考查内容和相关电路知识，其核心规律就是欧姆定律。欧姆定律时可以分为部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律。高中物理的四个主要电学实验中，测量金属丝的电阻率和描绘小灯泡伏安特性曲线这两个实验主要运用了部分电路的欧姆定律。而测量电源电动势和内阻及练习使用多用电表这两个实验则运用了全电路欧姆定律。如2020年全国1卷的电学实验考查了伏安法测电阻，就是部分电路欧姆定律的应用体现。在电学实验教学中，欧姆定律是核心，是支撑实验的脊柱。教师要讲好讲透欧姆定律，把定律中的物理概念进行逐项讲解讲细。只有学生掌握欧姆定律的涵义，才能对电学实验有整体上的把握和认知，才能提升实验教学效率。

二、理解电路基本原理

电路是高中电学实验的基础。学生可以由电路图按图索骥，掌握电学实验的基本原理和规律。电路中的基本原理就是串联电路的分压原理和并联电路的分流原理，这两个原理是电路中的灵魂，理解了这两个原理，学生才能在解决电学实验问题时有清晰的思路，从而突破和解决电学实验中的重难点知识。如电路实验中难点之一的滑动变阻器的分压式接法，就是串联分压原理和并联分流原理的综合应用。又如多用电表中的电流表和电压表的量程选择及电表改装量程问题上也是这两个原理的应用。在电学实验教学中，教师要分析讲透这两个原理，学生在理解的基础上在电路实验中分析应用，就能理顺电学实验的解题思路，形成解决电学实验问题的能力。

三、分析掌握多种实验方法

高考电学实验中，测量电阻是高考命题的方向和基本形式。电学实验中测量电阻的常见方法有四种，即伏安法测电阻，等效替代法测电阻，半偏法测电表内阻以及多用电表测电阻。这些方法在测量电阻上有不同的侧重点，学生需要在理解实验原理的基礎上加以运用，以便在遇到电学实验时正确地选择测量方法。在电学实验的教学中，教师把实验方法与技巧给学生归纳总结后，还需要引导学生进行自主学习和实验探究学习。学生按照电学实验的目的和基本原理，用不同的方法独立设计方案，使用合理的实验器材，进一步减少电学实验的误差。教师把多种实验方法分析总结，学生把实验方法运用在实验题目中加以巩固，这样就提高了学生的实验能力和运用科学方法解决物理问题的能力，从而提高教学效率。

四、引导学生进行实验操作

电学实验的教学目标是要培养学生的科学探究能力。学生对理论知识的理解的基础上，教师引导学生进行实验实际操作，把理论知识向实验能力转化。在电学实验教学中，学生参与实验操作，在实践中理解实验原理。教师可以把一些不易损坏的实验装置、实验仪器等充分利用起来，让学生有机会接触与操作物理实验仪器，这对于实验原理的理解有很大帮助。如研究游标卡尺和螺旋测微器的读数时，教师的课堂演示实验是不够的。教师拿出几套实验器材，让学生课下分组练习测量使用，让学生自主判断读数的正误，学生在练习使用中不断地提高动手操作能力和读数能力。教师也可以引导学生开展一些有趣的电学实验，培养学生的科学探究能力。如开展水果电池的内阻测量，可以让学生分组合作设计实验方案，小组合作完成实验后，形成实验报告，再对实验过程进行总结，形成科学探究的实验能力。只有学生的实践操作，才能对实验原理深刻理解，提高实验探究能力。

五、细化实验知识考点，逐项突破

对高考电学实验题归类总结后发现，电学实验主要以物理量的测量和实验基本技能的应用为主，突显电学实验与生活科技的实际应用。因此，在电学实验的教学过程中，教师需要结合考试题型特点，对高中电学实验知识内容进行细化归类，在掌握基础内容上加以突破重难点，提高教学效率。

1.实验器材的读数方法和使用方法。高中物理电学实验中除了掌握一些基本测量工具的使用方法和读数规则，还需要掌握滑动变阻器、单刀双掷开关等实验仪器的使用方法。了解这些实验器材的使用方法和规则，才能在解决电学实验问题时在细节上得分。如滑动变阻器的正确使用是学生的一个易错点和难点，对于这类问题，需要教师将滑动变阻器的使用规则和方法不断地向学生讲解，通过学生通过多次的试题练习，寻找规律，掌握使用技巧。

2.实验器材的选择。在高中物理电学实验中，电源、电压表、电流表和滑动变阻器以及电阻箱等实验仪器是必不可少的，而这些电表的选择要兼顾安全、精确、方便的原则，以便电学实验可以完成实验目的。在选择实验仪器时，也要注意把实验目的和实验原理相结合，正确选择恰当的实验器材。如研究小灯泡的伏安特性曲线的实验中，选择电压表时就不要超过小灯泡的额定电压，这是安全性的原则要求。同时，电压表的量程不要太大，这是精确度的原则要求。如果题目中的电压表的量程太小了，还需要选择电阻箱和小的量程电压表串联，改装成合适的电表。本实验原理是要求小灯泡的电流从零开始调节，则滑动变阻器一般选择小阻值的滑动变阻器，方便调节测量多组电表数据，从而完成这个实验。在电学实验中，选择实验器材也是我们需要注意的细节知识点，学生要对实验原理进行思考，依据实验器材的选择原则，作为正确的实验器材选择，这样才能顺利地完成实验，得出实验结论。

3.电学实验数据的处理与分析。在进行实验后，为得到明确的实验结果和精确度，需要对实验数据的处理与分析。对于实验数据处理和分析的方法最方便和直接的就是图像法。图像法能直观、准确地反映物理量之间的函数关系，特别是呈线性关系的图像，可以利用斜率、截距等数学知识求解某些物理量，从而简化了物理量的求解过程，较快地得到实验结果。同时，图像法对于分析实验结论也方便准确。如伏安法测量电源电动势和内阻的实验中，常常运用图像法处理测量数据，只要求解出斜率和截距的大小，根据物理规律，也就得出实验结果。

4.实验误差的分析。电学实验中的偶然误差和系统误差分析是一个难度较大的知识点。对偶然误差的分析，高中阶段可以通过多次测量求平均值的方法来减小实验误差。如在测量金属丝的电阻率实验中，三次测量金属丝的长度和直径，再求长度和直径的平均值作为测量结果就能减少偶然误差。对于系统误差，需要学生理解其误差的主要来源，并将物理规律进行灵活运用，才能解决问题。如伏安法测量定值电阻的实验中，电压表内阻和电流表内阻会带来实验的系统误差，学生要从实验原理分析入手，选择合适的实验方法和器材，从而减少误差。学生要练习一些类似的实验问题，从中学会归纳总结误差原因，从而突破实验误差分析这一难点。

综上所述，在高中物理电学实验的教学中，教师需要把高考电学实验题型进行分析，归纳其题型的特点和规律。引导学生寻找基本实验规律，掌握实验原理，归纳总结实验方法，抓住电学实验的知识点细节。最后引导学生对相关类型题的训练，从而提高电学实验的教学效率，实现物理的教学目标。

参考文献：

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[3]张建新.高中物理电学实验复习策略[J].中学生数理化，2020（2）：25.

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（作者单位：广东省博罗县博罗中学516100）