高中物理電磁學實驗資源的開發與實踐應用研究

李問渠

摘 要：電磁學是高中物理學習的重要組成內容。在實際的高中物理學習過程中看，電磁學部分的學習大多是通過實驗形式完成的。而實際情況是，部分實驗資源并未得到有效應用，且實驗過程常常面臨實驗器材不足的窘境。對此，為了保證我們學生學習需求的有效滿足，應該立足現有高中物理電磁學實驗資源，對各類實驗資源進行合理整合與開發。本文從電磁學實驗學習存在的問題入手，對高中物理電磁學實驗資源的開發與實踐應用進行分析和研究。

關鍵詞：高中物理；電磁學實驗；資源；開發；應用

在高中學習中，與其他學科相比，物理知識的學習難度相對較高。以高中物理中的電磁學知識為例，該知識的抽象性特點影響了我們的有效理解。相比之下，實驗學習方式的應用能夠提高我們對電磁學知識的理解質量。在這種情況下，實驗資源與實驗操作要求、學生學習需求之間的契合性會對物理實驗學習質量產生影響。結合我國目前高中物理電磁學的實驗資源應用情況可知，我們學習質量的提升需要從實驗資源的開發與實踐入手。

1 高中物理電磁學實驗資源應用過程中存在的問題

作為一名高中生，從筆者角度來看，當前我們高中物理電磁學實驗資源應用過程中存在的問題主要包含以下幾種：

1.1 實驗儀器配置問題

實驗儀器是電磁學實驗的重要工具。而當前我們高中并未為物理課程配置充足的實驗器材。當兩名或多名教師需要同時為各自班級開展相同的電磁學物理實驗時，數量不足的實驗器材影響了實驗學習活動的正常開展。在這種情況下，部分教師可能會將該實驗推遲到下個課時來完成。而事實上，教師的物理學習進度與教材同步，我們在理論學習中學到的知識大多與該電磁學實驗有關，因此，教師的這種決策會間接降低我們學習電磁學知識的積極性。雖然我們的實驗操作需求仍然可以在后續學習活動中得到滿足，但在主觀因素的影響下，我們參與電磁學實驗的興趣會發生顯著降低。

1.2 實驗室建設問題

實驗室是我們開展實驗操作的場所。在物理學習經驗、學校高層領導人員不合理觀念等因素的影響下，部分高中學校的物理實驗室建設存在著一些問題。某些學校并未配置專業的物理實驗室，部分學校雖然設置了物理實驗室，但出于擔憂我們在實驗操作中損壞實驗器材，引發經濟損失，將物理實驗室當成擺設，使得物理實驗室喪失了基本的實驗價值。為了提升我們高中物理電磁學實驗的學習質量，提高實驗室資源的利用率，筆者認為，高中學校領導人員應該及時糾正自身的不合理觀念，在結合物理課程各類實驗學習要求的基礎上，為物理學習配置完善的實驗室，并通過實驗室的強化應用，滿足我們的多樣化實驗資源應用和實驗操作需求。

1.3 實驗儀器操作規范性問題

部分電磁學實驗具有一定的危險性。嚴格按照實驗流程、實驗儀器的使用標準進行操作是保證實驗安全的關鍵措施。而目前我國部分高中學校并不重視我們學生實驗過程操作步驟的順序是否正確。這種現象為我們的電磁學實驗學習埋下了一定的安全隱患。

1.4 實驗資源完善性問題

實驗資源配置不完善問題對我們的物理實驗學習質量產生了一定的影響。結合我們學校的應用情況可知，部分較為復雜的獨立電磁學實驗學習常常會出現只開展部分實驗的問題。雖然教師會通過播放視頻或描述講解的方式幫助我們理解缺失的實驗內容，但其所學習效果與完整的實驗學習產生的學習效果之間存在較大差距。

2 高中物理電磁學實驗學習資源的開發

為了更好地發揮出電磁學實驗學習資源的作用，從學生角度出發，筆者認為，應當采取以下幾種措施，對當前高中物理電磁學實驗學習資源進行合理開發：

2.1 多媒體應用策略

與傳統學習工具相比，我們學生對多媒體工具更加感興趣。為了提高我們的高中物理電磁學實驗學習質量，應該對多媒體這種工具的開發和應用加以重視。相對于實驗室環境的實驗操作而言，多媒體技術同樣可以為我們提供較為直觀的實驗觀察效果。當實驗儀器不足或實驗本身存在較高危險性時，可以通過事先從互聯網中獲取相應的電磁學實驗視頻的方式完成多媒體的應用。通過實驗學習情境的營造，提升我們對相應電磁學實驗操作及結果的掌握水平。

2.2 實驗器材優化策略

實驗器材是高中物理電磁學實驗中的一種重要學習資源。為了提升我們物理電磁學實驗部分的學習質量，需要對實驗器材的優化加以重視。以高中物理教材中的多用電表實驗部分為例，目前我國高中學校在該實驗中應用的實驗器材大多為指針式多用電表。從實驗學習過程可知，這種實驗儀器的表盤較為復雜，我們在讀取數據的過程中常常會產生各種誤差問題，進而影響實驗學習效率與質量。

針對這種情況，可以將傳統實驗儀器調整為數字式多用電表。這種多用電表如圖1所示。這種實驗儀器的應用優勢在于，我們能夠更加直觀地讀取實驗數據，誤差數據的發生概率相對較小。

2.3 創新既有實驗策略

高中物理電磁學部分包含的實驗種類相對較多。某些實驗可能存在實驗過程繁瑣、實驗儀器配置不足等問題。為了順利完成電磁學實驗學習，可以在原有電磁學實驗的基礎上，對實驗步驟、所需器材等進行創新優化。對于我們學生而言，電磁學實驗的創新不僅能夠為我們提供更加新奇的實驗操作體驗，這種變化還會從一定程度上提升我們的物理學習質量。

3 高中物理電磁學實驗學習資源實踐應用案例

這里以我們高中物理教材中的靜電感應實驗為例，對電磁學實驗學習資源的實踐應用進行分析：

3.1 實驗器材

高中物理靜電感應實驗中需要利用的實驗器材主要包含以下幾種：絲綢、金箔驗電器、橡膠桿、玻璃棒、動物毛皮。

3.2 實驗操作

高中物理的靜電感應實驗如圖2所示。整個實驗流程主要包含以下幾個步驟：

第一，橡膠桿檢驗步驟。將金箔驗電器固定在某個位置，利用橡膠桿逐漸靠近金箔驗電器。隨著橡膠桿與金箔驗電器金屬球距離的不斷縮小，該驗電器金箔的兩個箔片會逐漸分開，角度會隨距離參數的降低逐漸增加。當兩個箔片之間的角度達到最大值時，將橡膠桿逐漸移開，箔片逐漸閉合，角度逐漸變小，直至為0°。

第二，玻璃棒檢驗步驟。首先利用絲綢摩擦玻璃棒，然后用玻璃棒重復第一個步驟中的操作。實驗結果（金箔驗電器箔片變化）與橡膠桿檢驗所得結果相同。

第三，電荷檢驗步驟。將帶負電的橡膠桿逐漸靠近金箔驗電器金屬球。當二者之間的距離達到一定數值時，此時用手指觸碰一次驗電器金屬球。此時，小球上的大部分負電荷通過手指這個導體傳輸到地表，而驗電器中正電荷的存在使得兩個箔片產生閉合變化。

第四，驗電器箔片變化檢驗步驟。將手指從小球位置移開，然后將橡膠桿移開。此時兩個箔片之間的角度發生增加。

第五，驗電器正電荷狀態檢驗步驟。當驗電器處于正電狀態時，將橡膠桿逐漸靠近驗電器的金屬球位置，此時兩個箔片之間的角度逐漸縮小，最終變為0°；而利用玻璃棒逐漸靠近金箔驗電器金屬球位置時，兩個箔片之間的張角會逐漸增加。

從整體角度來講，電磁學實驗學習資源的充分應用可以在優化實驗學習質量的同時，提升我們學生的學習積極性。除了實驗目的之外，為了保障物理電磁學實驗的順利進行，我們在實驗操作中應該加強對各項實驗操作的規范性、正確性的重視，以此降低實驗室安全事故的發生概率。

4 結論

筆者認為，目前我國高中物理電磁學實驗學習中的問題主要包含實驗學習課時不足、實驗操作規范性不足、實驗儀器配置不完善等。這些問題的存在對我們高中學生電磁學實驗學習的開展、實驗鞏固物理知識、操作技能的發揮產生了不良影響。因此，建議學校及老師們應當通過多媒體應用策略、既有電磁學實驗創新策略以及實驗器材優化更新策略等的利用，提升我們高中生物理電磁學實驗資源的利用率以及學生的學習質量。

參考文獻

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（作者單位：合肥七中16班）