高中物理電學(xué)設(shè)計性實驗的教學(xué)

蔣曉娟

《考試大綱》中對于實驗與探究能力提出了“能運用已學(xué)過的物理理論、實驗方法和所給的實驗儀器去解決問題，包括簡單的設(shè)計性實驗”的要求，因此，在注重課本實驗的基礎(chǔ)上，對設(shè)計性實驗應(yīng)給予足夠的重視.電學(xué)設(shè)計性實驗是近年高考實驗考查的重點、熱點，也是教學(xué)的難點，筆者就高中物理電學(xué)設(shè)計性實驗的教學(xué)作簡單探討.

一、突破實驗難點，滲透思想方法

電學(xué)設(shè)計性實驗對學(xué)生的綜合能力要求較高，很多學(xué)生遇到這類題常常毫無頭緒，找不到實驗設(shè)計的原理，無法設(shè)計出合理可行的實驗方案.這主要是因為平時缺乏對實驗思想方法的歸納，對實驗的難點掌握不到位，或知識方法運用不熟練.教學(xué)過程中要引導(dǎo)學(xué)生突破電學(xué)實驗的難點，歸納、滲透實驗中常用的思想方法.

難點一，電阻的測定.這是電學(xué)實驗中最常見的問題，在高考中出現(xiàn)頻率也較高，主要有伏安法、安安法、伏伏法、比較法、等效替代法等，具體選用哪種方法要由所給儀器來決定.

難點二，控制電路的選擇.控制電路主要有滑動變阻器的限流式、分壓式兩種接法，限流式接法適用于測量電阻阻值小于滑動變阻器的總電阻或兩者相差不多，且電壓、電流不要求從零開始的情況.有三種情形則必須用分壓式接法：一是要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)；二是滑動變阻器阻值太小，限流限不?。蝗腔瑒幼冏杵髯柚颠h(yuǎn)小于待測元件的電阻，調(diào)節(jié)滑動變阻器不能獲得有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù).在兩種電路均可的情況下，考慮到經(jīng)濟(jì)、方便的原則，優(yōu)先采用限流式.

難點三，測量電路的選擇.測量電路主要有電流表的內(nèi)接法、外接法兩種方式.在具體實驗中可用阻值比較法、臨界值計算法或?qū)嶒炘囉|法來選擇恰當(dāng)?shù)慕臃?難點四，儀器的選擇.如選擇電表時一般先要對電路中的電流或電壓最大值、最小值進(jìn)行估算，再依據(jù)安全精確的原則挑選電表，最大值不能超過其量程，最小值一般在其量程的1/3左右.若沒有符合要求的電表，在實驗條件許可的情況下可以將電表進(jìn)行改裝，以達(dá)到合適的量程.

二、精心設(shè)置問題，導(dǎo)引物理思維

物理教學(xué)只有注重學(xué)生思維的培養(yǎng)，才能不斷提高學(xué)生的素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生發(fā)展的內(nèi)力.在實際教學(xué)過程中，不少教師為了省時間趕進(jìn)度，在講解題目時經(jīng)常把正確答案直接給學(xué)生，就題論題，這樣做往往會抑制學(xué)生思維能力的提升.教師應(yīng)該讓學(xué)生充分思考，暴露出他們可能出現(xiàn)的問題，然后在教師的引導(dǎo)下，對這些問題逐個擊破，讓學(xué)生真正弄懂、弄透其中的緣由.在教學(xué)過程中，可以通過選取典型例題、精心設(shè)置問題，讓學(xué)生在一個個問題中不斷的思考，掌握解題技巧，提升思維能力，鞏固物理方法.

例如，在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，現(xiàn)除了有一個標(biāo)有“5V，2.5W”的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有：A.直流電源（電動勢約為6V，內(nèi)阻可不計），B.直流電流表（量程0～3A，內(nèi)阻為0.1Ω），C.直流電流表（量程0～600mA，內(nèi)阻為5Ω），D.直流電壓表（量程0～15V，內(nèi)阻為15kΩ），E.直流電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻為6kΩ），F(xiàn).滑動變阻器（最大阻值10Ω，允許通過的最大電流為2A），G.滑動變阻器（最大阻值1kΩ，允許通過的最大電流為0.5A），H.電阻箱一個（符號為，0～9999.9Ω，最小調(diào)節(jié)量0.1Ω）.實驗要求小燈泡兩端電壓從零開始變化至額定電壓5V，且電表讀數(shù)相對誤差較小.

（1）以上器材中電流表應(yīng)選用，電壓表應(yīng)選用，滑動變阻器應(yīng)選用 （均用序號字母表示）；

（2）畫出實驗原理電路圖.

筆者發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生都會選量程為600mA的電流表.教師可以提問：選3A的電流表行嗎？從而引發(fā)學(xué)生更深入地思考電表選擇時應(yīng)注意的原則.選電壓表時，很多學(xué)生錯選15V量程的電壓表.教師可以提問：為什么不選3V量程的電壓表？選15V量程的電壓表有沒有不妥的地方？有什么辦法可以同時滿足安全、精確的原則？學(xué)生在一個個問題的引導(dǎo)中，就比較容易想到利用電阻箱將小量程電壓表進(jìn)行改裝，擴(kuò)大其量程.對于控制電路以及測量電路的選擇，可以讓學(xué)生自己說出其選擇的依據(jù).

三、加強(qiáng)實驗操作，激發(fā)學(xué)習(xí)欲望

教學(xué)如果脫離實際，一味地講理論，這樣的課堂一定是枯燥乏味的，學(xué)生必然不感興趣.所以我們時常會發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生在課堂上沉默寡言，毫無生氣.但是，學(xué)生一旦走進(jìn)實驗室就情緒高漲，表現(xiàn)出一幅興趣盎然、躍躍欲試的模樣.也許他們并不都是帶著明確的實驗?zāi)康淖哌M(jìn)實驗室的，但至少說明他們在這樣的情境中是歡快的，是自發(fā)的去學(xué)習(xí)、去實踐的，在這樣的氛圍中教學(xué)才能得到高效.電學(xué)設(shè)計性實驗的教學(xué)，最好的方法莫過于讓學(xué)生真正走進(jìn)實驗室，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性.如果對電學(xué)設(shè)計性實驗的教學(xué)僅滿足于紙上談兵，學(xué)生就會養(yǎng)成“眼高手低”的壞毛病.