基于物理核心素養(yǎng)的高中電學(xué)實驗教學(xué)

摘 要：物理學(xué)科的核心素養(yǎng)要求學(xué)生們具備一定的理解能力、推理能力、分析能力，實驗教學(xué)作為高中物理教學(xué)中一個重要方面，其實驗類習(xí)題正是著重對學(xué)生這些能力進行考查，因此在復(fù)習(xí)物理實驗時我們不僅要注重知識內(nèi)容的復(fù)習(xí)，同時還需要兼顧學(xué)生能力的培養(yǎng)，本文就將以高中電學(xué)實驗為中心進行淺要的物理實驗復(fù)習(xí)的研究。

關(guān)鍵詞：高中物理；電學(xué)實驗；復(fù)習(xí)策略

電學(xué)實驗作為物理實驗的一個典型大類，其考查的物理能力可以說相當(dāng)全面，因此在這個復(fù)習(xí)過程中學(xué)生一旦有某一方面的能力出現(xiàn)偏差便很容易造成嚴(yán)重失分，與此同時復(fù)習(xí)的過程又是一個枯燥的過程，所以作為老師我們不僅需要把握課堂的教學(xué)內(nèi)容，同時也需要注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

電路實驗作為電學(xué)實驗的重點考查內(nèi)容，這類題型對于學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力、知識轉(zhuǎn)化能力、綜合實踐能力都有很強的考查。在進行電路設(shè)計的過程中學(xué)生不僅需要結(jié)合自身所學(xué)的電學(xué)知識點來解決所需面對的問題，同時還需要根據(jù)題目實際要求做出合理變化，由于同樣的目的可以通過不同的方法加以實現(xiàn)，因此學(xué)生在面對這類問題時發(fā)散空間很大，隨之而來的就是變化的增多。下面舉一個簡單的例子：

一個量程3 V的電壓表，其內(nèi)阻為3000 Ω，又有一量程為1 mA的電流表，并有電動勢3 V的電源一個，最大電阻為20 Ω的滑動變阻器一個，要求設(shè)計一套電路圖能夠精確地測量電壓表的內(nèi)阻。

特點：測定電表內(nèi)阻是我們常見的實驗類型，并且在各類教輔資料中，這類實驗也被當(dāng)作最典型的電學(xué)實驗加以研究，但是在學(xué)生們剛剛接觸電學(xué)時，由于電學(xué)內(nèi)容知識掌握不牢固，且綜合應(yīng)用能力較弱，因此在授課過程中這類實驗問題學(xué)生往往很難解答，但此類題型十分便于實驗復(fù)習(xí)。

解答：若要求得電壓表內(nèi)阻必先得知電壓表內(nèi)的電流，而恰好題目中已給出一只電流表，通常情況下我們在進行實驗時測量某物體的電流，電流表需與待測物體串聯(lián)，本題中待測物體即為電流表，所以我們首先可以判斷測量電路中電壓表與電流表應(yīng)為串聯(lián)狀態(tài)，如圖1a所示。

那么又由于我們需要閉合回路作為電源電路，而題目中已給出滑動變阻器與電源，因此我們很容易得出一條完整的閉合回路作為電源電路，如圖1b所示接下來將電源電路和測量電路進行拼裝得出最終電路圖，如圖1c所示我們可以看出這個電路中已經(jīng)具備完整的回路，那么接下來需要進行電路的可行性研究，首先通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，使得電壓表在滿偏狀態(tài)下進行測量，并觀察電流表的測量數(shù)據(jù)，若電路表正好也處于滿偏狀態(tài)下則證明設(shè)計出的電路為有效測量電路。

上述例題作為一道最為基礎(chǔ)的電學(xué)實驗復(fù)習(xí)題，其具備大多數(shù)電學(xué)實驗復(fù)習(xí)題的基本特征，學(xué)生在進行此類習(xí)題的復(fù)習(xí)過程中不僅回顧了過去學(xué)習(xí)的電學(xué)相關(guān)知識點，同時也對學(xué)生本身的學(xué)習(xí)能力、理解能力、思考能力進行了很大的提升，進而讓學(xué)生可以在今后的學(xué)習(xí)中更進一步。

在物理電學(xué)實驗復(fù)習(xí)過程中提高類的習(xí)題也同樣重要，這類習(xí)題不再僅僅要求學(xué)生們掌握基礎(chǔ)的電學(xué)知識，而是要求學(xué)生們需要在既定的環(huán)境下綜合運用所有電學(xué)相關(guān)知識點從而滿足多變的實驗環(huán)境，例如下題所示：

現(xiàn)有一未知阻值的電阻Rx，并有一表盤模糊的電流表A，定值電阻R0、電阻箱R1，滑動變阻器R2，單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2、電源及若干導(dǎo)線，請設(shè)計出合理電路圖并介紹實驗步驟。

特點：這類問題作為提高類的問題，其本身不僅僅局限在正常情況下正常用具的選用了，而是在實驗器具的選擇上增加了一些缺陷因素，而學(xué)生需要通過對問題的思考或避免、或解決這些因素，合理利用手頭資源完成實驗要求，這類問題無疑對學(xué)生核心素養(yǎng)的提升是極大的。

解答：題目中提到表盤模糊的電流表時，正常情況下是無法讀數(shù)的，但是其本身偏轉(zhuǎn)是沒有問題的，因此學(xué)生通過思考可以將其重新定義刻度標(biāo)記，并加以使用，明確了這種使用方式后，這道題的難度就大大降低了，同時題目中給出了電阻箱，這種情況下通常需要用定值電阻對未知電阻值進行匹配，從而通過讀取電阻箱的讀數(shù)進而得出未知電阻的阻值。電路圖及實驗方法如圖2所示：

（1） 將S2連接至Rx端，并調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表偏轉(zhuǎn)盡量保持在2/3至滿偏中間，并做下標(biāo)記

（2） R2保持不變，切換開關(guān)S2至R1端，通過調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電流表指針與標(biāo)記重合，并記下最終的R1阻值，該值即為未知電阻Rx的阻值。

通過上述兩例我們不難發(fā)現(xiàn)，在物理電學(xué)實驗復(fù)習(xí)過程中對于知識點的把握非常重要，但是同樣重要的則是對于知識點的靈活運用。與一般的計算類習(xí)題的復(fù)習(xí)過程不同，學(xué)生在實驗復(fù)習(xí)的過程中需要進行大量的思考，從實際出發(fā)解決實驗問題，因此作為老師，我們在日常教學(xué)過程中更要多從實際出發(fā)提升學(xué)生解決的問題的能力，決不能忽略對于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

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作者簡介：李紫燕，福建省泉州市，晉江市陳埭民族中學(xué)。