優化教學策略 提升高中物理電學實驗教學實效

孫 平

(江蘇省淮陰中學教育集團淮安市新淮高級中學 223001)

高中物理電學實驗不僅能加深學生對所學知識的理解，而且能很好的提高學生分析問題的能力，在高考中占有重要地位.為使學生真正的掌握電學實驗知識，不斷提高學生的分析問題以及實驗能力，應做好以往教學經驗總結，對相關教學策略進行優化，不斷提高電學實驗教學效率，使學生徹底攻克這一電學的重要知識點.

一、鼓勵思考，深化理解

眾所周知，高中物理電學實驗設計的知識點較多，不僅要準確記憶，更要深刻理解.然而傳統教學中部分教師給學生所留的思考時間不多，或直接告知學生結論.學生只是死記硬背，不求甚解，解題時無法靈活應用所學.為避免上述情況的出現，一方面，授課中為學生講解實驗原理，而后給學生專門留下思考的時間，鼓勵學生根據實驗原理認真思考，分析不同電學實驗情境下的實驗誤差，設計最佳的實驗方案.另一方面，鼓勵學生認真總結相關的實驗結論，并嘗試著進行推導，搞清楚實驗結論的來龍去脈，使學生深入理解，避免死記硬背.

在講解電壓表、電流表改裝實驗時，要求學生認真回顧電壓表與電流表的工作原理，詳細介紹靈敏電流表的性能，而后要求其分析改裝的具體思路，并總結相關的結論，給動手進行實驗操作奠定基礎.學生經過認真思考，認為改裝電壓表用串聯一個分壓電阻.改裝電流表時應并聯一個分流電阻.并分別根據串聯以及并聯電路特點，計算出所要串聯與并聯的電阻大小.最終經過學生認真的思考，認為改裝電壓表時應串聯的電阻R=(U-Ug)Rg/Ug，此時電壓表的內阻RV=Rg+R.改裝電流表時需要并聯的電阻大小R=IgRg/(I-Ig)，此時電流表的內阻RA=RgR/(R+Rg).

電學實驗教學中使學生在明確實驗原理的基礎上，引導學生自己推導相關的結論，不僅能加深其印象，而且有助于其更好的理解.實踐表明，學生在遇到電表改裝實驗問題時，都能夠準確的解答，很好的提高了電學實驗教學效率.

二、加強訓練，夯實所學

為提高學生的電學實驗能力，授課中應注重對學生進行訓練，使學生牢固掌握所學，積累相關經驗，能夠具體問題具體分析，靈活解答物理電學實驗習題.一方面，認真匯總近年來的高考試題，并對高考試題分門別類，結合高中物理實驗教學進度，選擇代表性的實驗習題，對學生進行針對性的訓練，要求學生分析作答.另一方面，引導學生做好訓練的總結，總結相關的經驗和不足，通過積極向其他學生或教師請教，及時彌補電學實驗知識的薄弱點，掌握電學實驗解題技巧與方法，遇到類似的習題，能夠迅速找到解題突破口，真正的夯實所學.

為使學生牢固掌握伏安法測電阻的實驗知識，給出以下習題，對學生進行訓練：使用一內阻約為1000Ω的電壓表，內阻約為20Ω，量程為3mA的電流表.測量一未知電阻的大小，分別設計如圖1甲、乙所示的電路，并做出對應的U-I圖像如圖1丙、丁所示：

(1)請判斷電路圖1甲測得的數據做出的U-I圖像應為：____.

(2)請分析電路圖____測得的結果較為準確.則可求出電阻的測量值Rx=____Ω，則Rx的測量值____實際值.

該題目對學生的分析問題的能力要求較高.對比所用的兩個電路可知，圖1甲電路電阻的測量值偏小，對應圖像的斜率偏小，因此其測得數據對應的U-I圖像為圖1丁.根據圖1丁不難估計電阻Rx的測量值在1000Ω左右.其遠大于電流表的內阻，因此電流表用內接，使用圖1乙電路進行測量，而該電路圖對應U-I圖像是圖1丙，則根據數據不難求出Rx=1.1×103Ω因測得的值中包含電流表的內阻，因此該至大于實際值.通過該題目的訓練，使學生對伏安法測電阻的實驗知識有個更深刻的理解.

三、注重創新，拓展思維

高中物理電學實驗教學中應注重創新實驗情境，不斷拓展學生的實驗思維，提高學生解答電學實驗習題的靈活性，真正的做到以不變應萬變.一方面，注重對學生所學的電學實驗進行分析與整合，創設新的實驗情景，鞏固學生所學的同時，使學生能夠積極動腦，尋找解題的思路與方法，拓展其思維的同時，給其解答類似的實驗問題帶來良好啟發.另一方面，鼓勵學生養成善于向其他學生學習的良好習慣，圍繞新穎的實驗問題情境，注重與其他學生積極的探討，吸取他人的優點，借鑒他人分析電學實驗的思路，抱著持續學習的心態認真的學習，不斷提升分析新穎電學實驗的能力.

為拓展學生思維，創設以下新穎的實驗情景，要求學生分析解答：為測量金屬絲的電阻率ρ.將一段粗細均勻的金屬絲拉直并固定在帶有毫米刻度尺的木板上，使用多用電表粗測電阻絲的電阻Rx約為5Ω.可使用的實驗器材有：電流表A1(量程300mA，內阻r1=5Ω)，A2(量程600mA，內阻r2約為1Ω)；電壓表V(量程20V，內阻r3約為3kΩ)；滑動變阻器R1(0～10Ω，額定電流1A)，R2(0～250Ω，額定電流為0.01A)；電源E(電動勢3V，內阻較小)，導線開關若干.經測量金屬絲的直徑d=2.150mm.

(1)實驗中要求多測幾組數據，請繪制測量電路原理圖，寫出對應表達式Rx=____，表達式中各物理量的含義分別為：____.

(2)如果用d表示金屬絲的直徑，L表示金屬絲的長度，Rx為金屬絲的電阻值，則該金屬電阻率ρ=____.

根據所學的實驗知識進行分析，滑動變阻器應采用分壓接法，滑動變阻器選擇阻值較小的R1，給出的電壓表量程太大，因此不能使用，可將A1當做電壓表使用，對應的電路圖如圖2所示.

由歐姆定律可知，Rx=I1r1/(I2-I1)，其中I1、I2分別為電流表A1、A2的示數，r1為電流表A1的電阻.又因為Rx=ρL/S.聯立得到ρ=πd2Rx/4L.通過該實驗題目，不僅鞏固了學生測量電阻實驗知識，而且較為新穎很好的拓展了學生的思維.

綜上所述，高中物理電學實驗不僅能很好的激發學生的學習興趣，而且有助于學生深刻理解所學.為使學生牢固掌握電學實驗，靈活分析與解答相關實驗問題，應做好教學策略的優化，既要鼓勵學生積極思考，又要對學生加強訓練，尤其應注重創新實驗情境，進一步拓展學生的實驗思維.