高中物理教學(xué)中常見電學(xué)實驗問題分析

摘要：電學(xué)在高中物理課程中是非常重要的內(nèi)容，涉及到電路的接法、電表的讀數(shù)以及數(shù)據(jù)的歸納整理等知識.對高中物理教學(xué)中常見的電學(xué)實驗問題進(jìn)行分析，可以加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，還能為學(xué)生更高層次的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ).文章主要是對高中物理教學(xué)中常見電學(xué)實驗問題進(jìn)行分析，希望能給教育者提供一些借鑒.

關(guān)鍵詞：高中物理;電學(xué);實驗問題

中圖分類號：G632文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-0333（2022）09-0079-03

收稿日期：2021-12-25

作者簡介：崔佳欣（1990.4-），女，山西省長治人，研究生，中學(xué)二級教師，從事高中物理教學(xué)研究.

電學(xué)在高中物理課程是不可或缺的，電學(xué)實驗也是非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠?qū)㈦妼W(xué)理論和實踐整合起來.在《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中，教師在物理實驗的教學(xué)中，應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會電路連接方式以及學(xué)會選擇量程;學(xué)會使用滑動變阻器，并且熟悉這一儀器的作用，根據(jù)電學(xué)實驗選擇合適的儀器;學(xué)會對實驗設(shè)備中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取.但是，在實際的電學(xué)知識的講授中，學(xué)生需要學(xué)習(xí)大量的物理知識，而且電路系統(tǒng)比較復(fù)雜，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果比較差，有些電學(xué)實驗問題是比較常見的，而且也不容易找到解決的方式.在這個背景下，教師要注重對課程中存在的問題進(jìn)行探究.

1 實驗器材的運用

1.1 電表接法及量程選擇

電表的接法在電學(xué)實驗的過程中因為內(nèi)部電阻的影響，電表如果選擇不當(dāng)，會存在一定的誤差，造成了顯示出的指數(shù)值同實際的指數(shù)值不一致，從而影響實驗結(jié)論.可以說這是在電學(xué)實驗當(dāng)中發(fā)生頻率最高的問題之一.而實驗結(jié)論一旦準(zhǔn)確率低，又容易誤導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生對實驗不易進(jìn)行理解，從而違背了進(jìn)行實驗教學(xué)的初衷.因此教師需要解決實驗誤差的問題，提高實驗的準(zhǔn)確率，這樣才能提高實驗的效果，為了滿足實驗的需求，選擇科學(xué)的實驗儀器，并根據(jù)規(guī)定處理好儀器的配置.因此，在電學(xué)實驗中學(xué)生要選擇合理的電流表以及電壓表，同時教給學(xué)生測試電流表、電壓表性能的基本要領(lǐng)，確保這兩者的電流、電壓處于正常的范圍當(dāng)中，為連接電阻、電表做好準(zhǔn)備.

在選擇電表的連接方法時，要酌情采取“內(nèi)接”和“外接”法.對此，可根據(jù)“大內(nèi)小外”的原則，分別選擇兩種判斷方式：其一，假設(shè)電流表的內(nèi)部電阻為R，那么電壓表的電阻R和待測電阻R的阻值用相關(guān)公式就能判斷，如果R÷R>R÷R，電阻以及電流表的實際電阻差就非常大，這時候就需要運用電流表內(nèi)接法.反之，當(dāng)電阻以及電流表的實際電阻差別比較小時，就應(yīng)該運用外接法.

在對電表進(jìn)行讀數(shù)時，還必須要注重精確度，做到準(zhǔn)確進(jìn)行讀數(shù).把握好電表的測量范圍，使用前必須確保指針已經(jīng)做到歸零.若指針尚沒有歸零的話，則必須首先進(jìn)行歸零，才可以開展操作.否則，也容易給測量結(jié)果帶來誤差.

1.2 滑動變阻器作用以及選擇

滑動變阻器也是學(xué)生在進(jìn)行電學(xué)實驗時常用的儀器，其中的調(diào)控元件也會普遍運用到電路中，調(diào)控電路中的電流，推動實驗的順利進(jìn)行.滑動變阻器的連接方式主要分為兩種：一種是分壓式接法;另外一種是限流式接法.

學(xué)生如果在實驗中需要用到滑動變阻器，應(yīng)該做到以下幾點：

在實驗中，必須基于電路方面的需求，來挑選那些較為靈活、能產(chǎn)生明顯變化的滑動變阻器.滑動變阻器的性能必須要同電氣保護(hù)方面的要求相符.負(fù)載上的電壓和電流一定要在可以承受的范圍之內(nèi)，電流必須在滑動變阻器的額度之下以確保使用的安全性，而且需要從0進(jìn)行調(diào)節(jié)，這時候就需要用到分壓式連接策略，比如在“小燈泡的伏安特性曲線”中，就可以運用分壓式連接方式.

在實驗過程中，變阻器中的電阻比負(fù)載電阻或者電路串聯(lián)時其他電阻的阻值小時，滑動變阻器就不能將電壓和電流控制在一定的范圍中，這時候就需要用到分壓式的連接形式.

在實驗的過程中，必須提醒學(xué)生嚴(yán)格遵循實驗步驟來操作.這樣才能夠避免故障的發(fā)生，確保安全操作.當(dāng)電表以及電學(xué)元件中的耐壓能力比較小時，可以運用分壓連接的方式.尚未接通電路前，要讓學(xué)生把滑動電阻器調(diào)整到阻值的最大值，避免產(chǎn)生過大的電流而損壞電源和電表.當(dāng)學(xué)生在調(diào)節(jié)滑動變阻器時，提醒他們千萬不要觸摸一些容易導(dǎo)電的元件如劃片等.

另外，要提醒學(xué)生注意正確的正負(fù)極接入端口，并基于電表內(nèi)的電阻狀況來正確設(shè)計電路圖以最大程度縮小實驗當(dāng)中的誤差.學(xué)生在對電壓表進(jìn)行連接時，要注意他們是否將電壓表同所測電學(xué)元件之間的電路進(jìn)行了并聯(lián).并注意觀察電壓表的電流方向是否同電路的正負(fù)極相一致？這樣才能夠避免電表遭到破壞.

在進(jìn)行電路連接當(dāng)中還需要注意提醒學(xué)生的是：如果實驗沒有規(guī)定相應(yīng)的要求，電壓又沒有明顯的變化，其他電元件對電壓也沒有要求時，既可以運用分壓式連接方式，也可以運用限流式連接方式.如果想要讓實驗更加便利，滑動變阻器運用不同的連接方式，也要充分考量電阻的要求.因此，學(xué)生在開展實驗時應(yīng)該選擇合理的連接方式.當(dāng)遇到阻值比較小的變阻器時，可以運用分壓的連接方式，如果遇到阻值比較大的變阻器時，可以運用限流的連接方式.同時，因為電池中的內(nèi)阻力比較小，在測試“用電流表以及電壓表測電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗中，為了讓實驗誤差更小，可以運用外接的方式連接電表.

1.3 實驗儀器讀數(shù)和數(shù)據(jù)整理

針對實驗設(shè)備中的讀數(shù)，一定要按照實驗儀器中的計量以及數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，還有的儀器需要進(jìn)行公式變換，因此一定要在電學(xué)實驗中做到認(rèn)真，這樣才能準(zhǔn)確記錄和整理數(shù)據(jù).特別在開展對公式的轉(zhuǎn)換、計算當(dāng)中，換算出錯往往是造成實驗故障的一個重要因素.因此要提醒學(xué)生重點注意數(shù)據(jù)的單位，避免換算出錯.

2 鞏固學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)知識

針對電學(xué)中的實驗，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中會遇到各種各樣的問題，這主要是因為學(xué)生沒有扎實學(xué)習(xí)電學(xué)知識.電學(xué)實驗在高中物理課程中是非常重要的一門課程，包含著大量的物理知識，學(xué)生在學(xué)習(xí)時需要有一定的學(xué)習(xí)能力.比如，在讀取電表時，很多同學(xué)在讀取數(shù)據(jù)時都會出現(xiàn)錯誤，這主要是因為學(xué)生對電表讀數(shù)的知識沒有掌握住.其實讀數(shù)還是非常簡單的，電壓表、電流表需要估讀，但是歐姆數(shù)就不用進(jìn)行估讀.

3 建立完整的知識結(jié)構(gòu)

學(xué)生要注重對電學(xué)實驗進(jìn)行總結(jié)，這樣才能牢牢掌握知識，并找到電學(xué)知識的規(guī)律，鍛煉發(fā)散性思維能力，找到不同的電學(xué)實驗方式.比如，在運用伏安法測量電阻的過程中，學(xué)生需要在學(xué)習(xí)的過程中記住“大內(nèi)偏大，小外偏小”的實驗口訣，這樣就能對待測電阻為大電阻時，電流表可以運用內(nèi)接的方式，這時候的結(jié)論會大于真實數(shù)據(jù);如果是小電阻時，電流表可以運用外接的方式，這時候的測量結(jié)論就比真實數(shù)據(jù)小.學(xué)生只要掌握了這個口訣，在面對電阻問題時就能游刃有余.

4 理論知識與實踐整合

電學(xué)實驗中的知識大多是抽象的，因此，教師在給學(xué)生講授電學(xué)實驗的知識時，可以將抽象的知識具象化，這樣也能為學(xué)生將電學(xué)知識運用到實際生活中做好鋪墊.教師在課程中也應(yīng)該提高對學(xué)生的要求，不僅要調(diào)動學(xué)生的物理思維，還需要讓學(xué)生以積極良好的心態(tài)融入到物理課程中，并且將學(xué)習(xí)的知識付諸行動.學(xué)生只有在課程中具有嚴(yán)謹(jǐn)踏實的學(xué)習(xí)態(tài)度和扎實的基本功，才能在實踐中不斷發(fā)現(xiàn)，不斷改進(jìn)知識，最終解決電學(xué)問題，這樣才能讓學(xué)生獲取更多的知識和技能.

5 提高演示實驗的效果

并不是所有的實驗都需要進(jìn)行演示，演示實驗對實驗本身就有一定的要求.在新課改背景下，演示實驗也在不斷發(fā)展.首先，演示的實驗不能過多，否則不僅會影響教學(xué)進(jìn)程，也不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.因此，教師要為學(xué)生演示簡單的實驗，并且讓學(xué)生在最短的時間內(nèi)就能觀察到實驗現(xiàn)象;其次，實驗中的設(shè)備不能過于復(fù)雜.復(fù)雜的實驗既不能被移出實驗室，也會浪費大量的時間和精力，學(xué)生也不容易對實驗產(chǎn)生透徹的見解;再次，演示實驗要方便學(xué)生觀察.如果實驗不方便學(xué)生觀看，教師告訴學(xué)生實驗的結(jié)論，這樣就不能凸顯出演示實驗的作用;最后，演示實驗應(yīng)該是典型的.學(xué)生可以在實驗中聯(lián)想到其他現(xiàn)象，運用在實驗中學(xué)到的知識解決其他問題.

演示實驗也可以通過微課視頻的方式來進(jìn)行.微課視頻最大的優(yōu)勢在于，一方面可以對實驗當(dāng)中一些重點和細(xì)節(jié)進(jìn)行慢鏡頭播放，強(qiáng)化教學(xué).另一方面有利于對教學(xué)資源進(jìn)行保存，有利于學(xué)生反復(fù)進(jìn)行溫習(xí).

6 帶領(lǐng)學(xué)生分析一些典型的實驗出錯案例

為了幫助學(xué)生夯實基礎(chǔ)，強(qiáng)化他們實驗操作要領(lǐng)，并糾正他們在實驗操作當(dāng)中所存在的一些不良習(xí)慣.我們需要給學(xué)生演示并分析一些實驗故障、實驗誤差等典型的實驗出錯案例.比如，通過微課視頻來播放一些關(guān)于電學(xué)實驗故障、誤差方面的案例.尤其對于學(xué)生當(dāng)中那些容易出錯的要點，以及一些不良的操作習(xí)慣等，應(yīng)適當(dāng)采取慢鏡頭，通過進(jìn)行反復(fù)播放，一遍遍強(qiáng)化學(xué)生的印象，促進(jìn)他們更好地理解和掌握.當(dāng)學(xué)生觀看了微課視頻之后，還可以讓學(xué)生通過分組討論的方式來進(jìn)行反思：在自己的實驗操作當(dāng)中，哪些地方還不得要領(lǐng)需加強(qiáng)學(xué)習(xí)？哪些不良的操作習(xí)慣是需要得到糾正的？從而讓他們做到查漏補(bǔ)缺.這樣，學(xué)生在避免電學(xué)實驗操作故障、操作誤差時，就會更加具有針對性.

總之，電學(xué)實驗在課程中是重點和難點，電學(xué)知識呈現(xiàn)出復(fù)雜性以及綜合性.因此，教師要完善對電學(xué)知識的認(rèn)知，并且在學(xué)習(xí)中不斷積累學(xué)習(xí)的經(jīng)驗，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中的問題，為以后的電學(xué)實驗做好鋪墊.從高中階段的學(xué)生來看，學(xué)生不能只學(xué)習(xí)理論知識，不注重提升自己的動手操作能力，也不能光看其他學(xué)生實驗自己不參與其中，應(yīng)該將課本中的理論知識與實驗整合起來，這樣才能獲取更多的電學(xué)知識，不斷提升學(xué)以致用的素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

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責(zé)任編輯：李璟