高二物理三个电学知识点的教学策略探究

常 轩

改革开放以后，我国的社会、经济、生活都发生了巨大的变革，与此同时，我们的教育制度也在发生着变化。当前，我国的教育制度正在进行改革和创新，各个教育部门都在进行新的课程改革。尤其是高中物理教学改革，在教学中引入了大量的生活实例和实践，使物理教学与生活相结合，这种高度融合的教学方式，能极大地提高学生的求知欲。电学理论是当前高中物理教学的一个难点，也是一个重要的教学环节。

一、 高中物理电学三个知识点研究的重要性

随着教育的不断深化，教师的教学目标也不再是单纯地提高学生的学习能力，而是培养学生的整体能力。而高中物理的电学，因为涉及的知识很多，需要学习物理电学的理论知识、物理电学的逻辑思考、物理电学的实验。在传统的教育模式下，教师仅仅关注对学生的知识进行理论上的训练，而忽略了对学生的理解和运用，导致教师在一定的时间内完成了教学任务，而不能提高学生的学习效率。因此，在物理电学教学中，要以学生为主体，让学生的学习能力的综合素质能够得到全面的发展，从而使学生的物理电学知识得到有效的提高。可见，对高中物理电学的研究，可以有效地促进学生的学习。

二、 学生学习物理电学的现状

物理教学的难点在于学生在学习过程中不能很好地理解某些基本的公式和定理，也不能很好地理解某些概念。没有掌握好物理基础，造成了我们在学习过程中缺少对物理的整体认识，从而造成了很多问题。对有关概念的记忆过于重视，因为概念的抽象，培养了学生的理性意识，而普通的高中物理教师在学习的过程中，受时间、升学的压力，造成了教师向学生灌输知识的现象。

(一)学生的认知基础

具体就三个知识点进行分析，理解学生所学的知识。

①串并联电路。在学习串并联电路之前，学生已经了解到电势和电势差的概念，以及可以用来提供一个稳定的电荷分布，从而产生一个恒定的电流。

②闭合电路欧姆定律。在学习闭合电路的欧姆定律之前，学生了解了欧姆定律和串并联电路。闭合线路欧姆定律在内容上偏向于数学推导，较为抽象，从更高的层面上来研究分析线路；由于学生的认知结构与能力层次不了解电力系统存在内部电阻，故将其视为不随外部电流而变化、路端电压不会发生变化的定势思维，使学习和了解封闭合电路欧姆定律带来了困难。

③磁场中带电粒子的运动。在学习均匀磁场中带电粒子的运动以前，学生已经学会了用洛伦兹来判定电荷的作用力，并在高一的时候就学会了匀速圆周运动。

(二)学生的认知障碍

通过对三个知识点的反思、总结和分析，认为学生的认知缺陷有一定的共性。

①串联和并行的线路。学生不能很好地了解电势的概念；在连接试验线路时，无法正常工作。

【例1】如图1所示，学生在实际操作中遇到了电路图(如图2)和实际电路图的解析问题。

②闭合电路欧姆定律。在闭合电路中，当某个部分的电阻发生变化时，其他部分的电流、电压的变化情况就会判定：如何准确、快速地判断电流和电压的变化，是一个典型的直流电路的动态变化。对这样的问题，学生感到毫无头绪，很难合理地找出突破口。

【例2】在图3中，在滑块P滑到右边时是怎样改变的？为什么？学生对这件事不知道从何着手。

③磁场中带电粒子的运动。在物理教学中，教师讲授的物理内容、反复式强调的注意事项，看似都能明白并掌握，但在实际操作中经常会出现错误。这是因为学生在物理教学中“假懂”。这个问题涉及了洛伦兹力、圆周运动以及数学分析几何。如何将所学的知识运用于实践中，使部分学生感到困难。

【例3】在图4中，在半径为r的圆区中存在均匀的强磁场，从M处沿半径方向进入磁场区，然后由N点发射。以点O为中心，在∠MON=120°时，如何计算出带电粒子在磁场中的偏移半径和在该磁场范围内的运动时间也是学生中的难题。

三、 基于高二物理三个电学知识点的教学策略探究

(一)串并联电路

学生在初中的时候就对串并联电路有了一定的了解，通过简单的电路图就能看懂，而有些学生只会简单地理解串联电路里面的电流是相等的，而不会理解实验中的电路，更不会知道正负电极之间的连接。所以，在物理教学中，很多物理定律都是必须要分析的。例如，在遇到分支多的线路时，可以选择一条简单的分支进行连接，其余的分支可以逐步与线路相连；在进行仪表连接时，应遵循正极接高、负接低电势的原则；当电流通过时，电路中所包含的电势会有所降低。教师要对其进行重点突出，让学生进行个别记忆，既能有效地释放学生的固有思维，又能有效地提升学生的解题水平。

(二)闭合电路的欧姆定律

在闭合电路中，部分学生没有达到应用欧姆定律的相应要求。主要是因为他们对物理概念的理解和掌握只知道背定义、记公式，忽略了概念的建立和形成的过程，从而影响了对物理概念和物理定律的认识和掌握。因此，在高中物理教学中，如何正确地指导和把握物理本质是一个非常关键的问题。了解电源电动势：电动势是电源自身的特性，一般不会发生变化；当电源不连接到线路上时，其容量与电源之间的电压相等。外电压，也就是线路的端子电压：当电源和线路连接时，除了电源自身的外部线路间的电压。了解外阻：连接于电源外的总电阻，包括一个或多个电阻器；根据串联和并联线路的电阻计算方法，计算外部电阻。

了解：这里I是整个电路的电流，E是电源电动势，R是外部电阻，r是电源内部电阻；其物理含义是指在闭合线路中的总电流等于电源电动势与电路中总电阻之比。在此，对欧姆原理在闭合电路中的应用进行分析，讨论在外电阻改变时，电阻的电压和电流的变化。文章给出的实例2(见图3)：当滑块P向右侧运动时，有效电阻增加，并联部分增加，外部电阻R增加，由公式①可知，外部电流I降低；路端电压U=E-Ir时，电动势E和内部电阻值r均不改变，而I降低时，路端电压U增加；路端电压U等于R3两端的电压功和两端的电压U2之和，根据欧姆定律U=IR，I减小，则U增大，路端电压U等于R3两端的电压U3与R2之和。此时通过滑线变阻器的电流I2根据欧姆定律：

但无法推导出电流是怎么变的，使得求解的问题变得十分棘手。解决这个问题，可以采用全局到局部的方式。按照公式①，总电流I降低，总电流I是通过R1的电流I1与流经R2的电流I2的总和。并联之间的电压是一样的，R1的电阻是恒定的，随着电压的增加，则电流I1增加。从I=I1+I2，I降低，I1增加，可知I2降低。结果表明：在封闭电路中，随着a、b之间的电阻增加，两端的电压增加，而电流下降。通常，解决电路的动态变化，有以下几种简单的方法：①电阻和总电阻变化一样，增加总的电阻，减少总的电流，路端电压增大。②当电阻变化时，电阻的电流和电压变化情况与变化电阻的变化方向相反。③具有变化电阻的电阻，其电流和电压变化情况与变化电阻的变化情况基本一致。在求解动态变化电路时，将电压变化与电阻变化“同”，电流变化与电阻变化“反”的结论相结合，可以很好地解决该问题。

电动势是电力系统的一种性能，它的稳定性很高；当进行电位测量时，可以在没有接通电源前测量电压，两者的值是一样的；在测量电阻时，若电路为串联，其整体电阻值与多个电阻值是一致的。当该电路在并联时，其整体电阻是每个电阻器的总和。此外，按照欧姆定律I=E/R+r，可以了解电阻、电压和电流的变化，从而了解到很多的规律。比如，如果整个电阻增大，那么电路里面的电流会降低，而电压会升高。在串联电路中，电流和电压的变化是相反的；在并联电路中，电流和电压的变化都是一样的。

(三)磁场中电荷的运动

研究了洛伦兹力、圆周运动和运用数学方法解决物理问题的能力。这些问题的核心和界限都很难确定。在教学中，必须要指导学生在磁场的作用下，打破运动轨迹的中心，形成一种理想的物理环境。高中的时候，讨论的都是均匀的磁场，所以关于磁场是有界的，这是一个完全不懂的问题，而且教材上也没有解释，所以学生很难回答。在这种情况下，教师要充分发挥引导作用，找到解决问题的方法，让问题的答案从学生的嘴里说出来，而不是从教师嘴里说出来。尽管这些问题很难马上解答，但是教师不能为了“省事”就把问题告诉他们，要给他们铺台阶，让他们一步步地去发现问题的答案。虽然这样做会“耽误”时间，但是对学生来说，这是一个必不可少的步骤。学生在思考、探索中所获得的知识，要远远超过被动地接受已有的知识。然后，利用计算出射点、运动半径、方向等因素，对电荷运动的中心进行计算。利用上述方法，既能对问题中的关键问题进行有效的分析，又能有效地求解出复杂的带电轨迹的圆心，减少了解题的困难。

(四)强化物理知识的图景与实验

物理的学习，最重要的是对图像的理解和对实验的理解，而高二电学物理的重点在于图像和实验。通过图像，我们可以了解电流和电压之间的关系，并且根据电阻的变化，我们可以根据电阻的变化，对电学的本质有一个全面的了解。

例如，在做电路问题时，要从电路图上对各线路之间的联系进行合理的分析，以区分是否串联或并联。通过对各线路之间的联系进行合理的分析，并对其进行合理的等值电路图的仿真，以解决相关问题。

在课堂上，我们要认真地听教师讲授的重点和难点，认真地观察每一个物理现象，并把它们和课本上的知识相结合。通过对书中所述的电学知识的理解，我们可以进行实验，使所学的知识能够更灵活地应用。

(五)坚持“以人为本”的教育策略与方法

首先，高中的物理教师要十分注重学生在课堂上的主体个性，并坚持“以人为本”的教学思想。新课标要求在物理教学中注重物理思维和物理应用能力的培养，采取多种学习策略，以提升学生的兴趣为基本出发点，切实提高他们的物理问题解决能力。

其次，在高二物理教学中，教师应该鼓励学生自主学习，改变对电场的认识，进一步增强对电场的理解。在教学中，教师要加强学生的探究精神，增强学生的主动性，把教师的“单口相声”变成师生之间的“对话”。在这种情况下，学生的感知能力可以帮助他们更好地理解和掌握。

(六)加强学生的思维能力和教学手段的改革

高二物理电场教学是一种抽象的概念，在概念上存在着相似之处，很容易造成概念上的混乱，所以在平时的教学中，教师要引导学生去探索自己的学习方式，寻找一种适合自己的记忆和理解力的方式，比如，用图形来比较不同的概念。这样，在学习新知识的过程中，学生可以在复习旧有知识的同时，也可以让整个学习过程变得更清楚。而在教学过程中，教师通过绘图的方式来辅助教学，可以使课本上抽象的文字表达转化为直观的对照，从而有效地提升学生的理解水平。在教学中，除了与图片相结合，还可以通过模拟实验来验证有关的概念，从而提高学生的记忆力。

在教导学生时，不仅要教好学生的物理思维方式，更要学会用问题的提出和引导，让学生能够主动、积极地去探索知识点之间的关系与应用以及合作探究等方式外，还要结合一些题目来检验。而物理试题的训练，并不是单纯的量，而是要选择一些有代表性的问题，让学生去思考，并归纳出一些规律。

(七)实施“以任务为导向”的教育

高中物理教师在进行电学教学时，对教材的内容和难点有比较正确的理解，而学生在学习过程中经常会出现偏差，因此，要注意到这些差异性的客观性并采用积极主动的教学策略进行课堂教学。在教学中，我们要积极地肯定学生的思考能力，培养他们的求知欲建立对电场的正确理解。高中学生因其知识的特殊性，不能够很好地理解书本上的知识点，教师就要耐心地告诉学生每个知识点之间的区别与基本的联系，并鼓励学生进行“头脑风暴”等各种形式的探索，充分发挥集体智慧。采用任务式教学法，可以使问题层层递进，呈现层次分明，让学生能够更加容易地去掌握。

(八)训练物理电学数据的处理能力

在物理电学的学习中，经常要用到电压表、电流表等仪表，因此，准确地收集和处理这些仪器的数据，可以大大降低物理计算和实验中的错误。当前，对电子数据进行物理处理的主要方法有如下几种。

第一种方法是平均法。在各种情况下，通过对各种仪器的测量，得出的结果也是不相同的。第二种方法是逐次求取。这种方法一般用于等间距变化的物理运算，当数据等间距发生变化时，采用平均方法进行数据运算，得到的结果只是第一次和最后一次的平均值，中间数据的作用并不完全。采用逐差法可以很好地解决这个问题，一般都是在加速度的测量中使用。第三种方法是列表法。通过对数据的分析，可以让学生直观地看到不同的数据之间的关系，也可以清晰地显示出不同的物理量对结果的影响。在不同的数据处理过程中，该方法经常被用作一个辅助的方法。

(九)充分使用教育资源

当前，教师也要意识到，随着教育改革的深化，教科书、教材并非唯一的标准，教师与学生不能只把教材当作一种单一的教学材料，而要根据教材的内容来选择。现在很多教材都是为了测试而设计的，有些教材并不适合现在的教学模式，因此，教师在挑选教材的时候，应该把不适合教材的内容剔除，保留有价值的教材。此外，在报刊、周刊上，亦有大量的电学教学资料，而报刊、周刊等所提供的教学资源，不但具备很好的实用性，而且与目前电学研究的发展趋势十分吻合。比如，把报刊和周刊的内容和实际的教科书相结合，安排一到两节的课程，举办一次电学知识交流会，或让学生做电学知识板报。这两种方法都能让学生对报刊和周刊的电力知识有一个全面的了解，从而最大限度地利用教学资源。

(十)强化教育的改革与创新

教师要积极创新，以学生的实际问题为指导，并与课程大纲相结合，使学生能够大胆设想、勇于探索、积极求证，从而培养学生积极创新、不断探索的求知精神以及相关能力。

在心理学的研究中，“思考形象化”是一种特殊的大脑优势，可以用来对未体验到的抽象事物进行思考，从而使人们的思维创造力得到了有效的实践探索。在高中物理实验教学中，教师可以大力推行“物理猜想”教学法，使学生根据课本上的知识或实验步骤，自行开发新的实验模型，进行独立的实验，从而促进学生的创造性思维和空间联系。在“电磁感应定律”中，法拉第从电能产生磁场，到磁场产生电流，经过无数次的实验，才形成了目前物理学的基本知识。比如，以“水的沸点”为实验探索点，进行“纸锅烧水”等实验，由学生自己动手做实验，教师可以在教学中起到辅助性的作用。在本实验中，学生提出了联系基础，并运用问题探究了实验的可信度培养学生的实践创新能力。积极地进行教学形式与组织方式的变革与创新。比如，在“电磁场”的学习中，教师可以给学生做一些有趣的实验。教师可以请学生五人一组，自行组织一个研究小组，每组分配一个罗盘和已安装好的控制电源。教师再让学生做这个实验，让他们在给电线充电之后把罗盘放在一边，仔细观察它的电流和罗盘的方向。

四、 结语

随着对物理教学质量的不断提高，电学作为一种重要的物理教学内容，受到了高度的重视。通过对高中物理电学的研究，可以有效地促进学生的物理电学学习，同时也能促进教师的教学。因此，对高中物理电学进行深入的研究。要有效、快捷地提高高中生电学中三个知识点的教学质量和教学效果，必须在强化电学理论的基础上，积极地促进学生的全面发展。只有如此，才能使高中物理的电学得到切实的应用，才能真正地推进高中物理教学的发展。