高中物理教學中常見電學實驗問題分析

摘要：電學在高中物理課程中是非常重要的內容，涉及到電路的接法、電表的讀數以及數據的歸納整理等知識.對高中物理教學中常見的電學實驗問題進行分析，可以加強學生的學習能力，還能為學生更高層次的學習打好基礎.文章主要是對高中物理教學中常見電學實驗問題進行分析，希望能給教育者提供一些借鑒.

關鍵詞：高中物理;電學;實驗問題

中圖分類號：G632文獻標識碼：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，中學二級教師，從事高中物理教學研究.

電學在高中物理課程是不可或缺的，電學實驗也是非常重要的教學環節，能夠將電學理論和實踐整合起來.在《高中物理課程標準》中，教師在物理實驗的教學中，應該讓學生學會電路連接方式以及學會選擇量程;學會使用滑動變阻器，并且熟悉這一儀器的作用，根據電學實驗選擇合適的儀器;學會對實驗設備中的數據進行讀取.但是，在實際的電學知識的講授中，學生需要學習大量的物理知識，而且電路系統比較復雜，學生的學習效果比較差，有些電學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

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

在選擇電表的連接方法時，要酌情采取“內接”和“外接”法.對此，可根據“大內小外”的原則，分別選擇兩種判斷方式：其一，假設電流表的內部電阻為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接法.反之，當電阻以及電流表的實際電阻差別比較小時，就應該運用外接法.

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

1.2 滑動變阻器作用以及選擇

滑動變阻器也是學生在進行電學實驗時常用的儀器，其中的調控元件也會普遍運用到電路中，調控電路中的電流，推動實驗的順利進行.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.

學生如果在實驗中需要用到滑動變阻器，應該做到以下幾點：

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方面的要求相符.負載上的電壓和電流一定要在可以承受的范圍之內，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進行調節，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載電阻或者電路串聯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，必須提醒學生嚴格遵循實驗步驟來操作.這樣才能夠避免故障的發生，確保安全操作.當電表以及電學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，要讓學生把滑動電阻器調整到阻值的最大值，避免產生過大的電流而損壞電源和電表.當學生在調節滑動變阻器時，提醒他們千萬不要觸摸一些容易導電的元件如劃片等.

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

在進行電路連接當中還需要注意提醒學生的是：如果實驗沒有規定相應的要求，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，學生在開展實驗時應該選擇合理的連接方式.當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 實驗儀器讀數和數據整理

針對實驗設備中的讀數，一定要按照實驗儀器中的計量以及數據進行讀取，還有的儀器需要進行公式變換，因此一定要在電學實驗中做到認真，這樣才能準確記錄和整理數據.特別在開展對公式的轉換、計算當中，換算出錯往往是造成實驗故障的一個重要因素.因此要提醒學生重點注意數據的單位，避免換算出錯.

2 鞏固學生所學的基礎知識

針對電學中的實驗，學生在學習的過程中會遇到各種各樣的問題，這主要是因為學生沒有扎實學習電學知識.電學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，學生在學習時需要有一定的學習能力.比如，在讀取電表時，很多同學在讀取數據時都會出現錯誤，這主要是因為學生對電表讀數的知識沒有掌握住.其實讀數還是非常簡單的，電壓表、電流表需要估讀，但是歐姆數就不用進行估讀.

3 建立完整的知識結構

學生要注重對電學實驗進行總結，這樣才能牢牢掌握知識，并找到電學知識的規律，鍛煉發散性思維能力，找到不同的電學實驗方式.比如，在運用伏安法測量電阻的過程中，學生需要在學習的過程中記住“大內偏大，小外偏小”的實驗口訣，這樣就能對待測電阻為大電阻時，電流表可以運用內接的方式，這時候的結論會大于真實數據;如果是小電阻時，電流表可以運用外接的方式，這時候的測量結論就比真實數據小.學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

電學實驗中的知識大多是抽象的，因此，教師在給學生講授電學實驗的知識時，可以將抽象的知識具象化，這樣也能為學生將電學知識運用到實際生活中做好鋪墊.教師在課程中也應該提高對學生的要求，不僅要調動學生的物理思維，還需要讓學生以積極良好的心態融入到物理課程中，并且將學習的知識付諸行動.學生只有在課程中具有嚴謹踏實的學習態度和扎實的基本功，才能在實踐中不斷發現，不斷改進知識，最終解決電學問題，這樣才能讓學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展.首先，演示的實驗不能過多，否則不僅會影響教學進程，也不能激發學生的學習興趣.因此，教師要為學生演示簡單的實驗，并且讓學生在最短的時間內就能觀察到實驗現象;其次，實驗中的設備不能過于復雜.復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，學生也不容易對實驗產生透徹的見解;再次，演示實驗要方便學生觀察.如果實驗不方便學生觀看，教師告訴學生實驗的結論，這樣就不能凸顯出演示實驗的作用;最后，演示實驗應該是典型的.學生可以在實驗中聯想到其他現象，運用在實驗中學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行.微課視頻最大的優勢在于，一方面可以對實驗當中一些重點和細節進行慢鏡頭播放，強化教學.另一方面有利于對教學資源進行保存，有利于學生反復進行溫習.

6 帶領學生分析一些典型的實驗出錯案例

為了幫助學生夯實基礎，強化他們實驗操作要領，并糾正他們在實驗操作當中所存在的一些不良習慣.我們需要給學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于電學實驗故障、誤差方面的案例.尤其對于學生當中那些容易出錯的要點，以及一些不良的操作習慣等，應適當采取慢鏡頭，通過進行反復播放，一遍遍強化學生的印象，促進他們更好地理解和掌握.當學生觀看了微課視頻之后，還可以讓學生通過分組討論的方式來進行反思：在自己的實驗操作當中，哪些地方還不得要領需加強學習？哪些不良的操作習慣是需要得到糾正的？從而讓他們做到查漏補缺.這樣，學生在避免電學實驗操作故障、操作誤差時，就會更加具有針對性.

總之，電學實驗在課程中是重點和難點，電學知識呈現出復雜性以及綜合性.因此，教師要完善對電學知識的認知，并且在學習中不斷積累學習的經驗，及時發現學習過程中的問題，為以后的電學實驗做好鋪墊.從高中階段的學生來看，學生不能只學習理論知識，不注重提升自己的動手操作能力，也不能光看其他學生實驗自己不參與其中，應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知識，不斷提升學以致用的素養.

參考文獻：

[1]馬愛敏.高中物理教學中常見電學實驗問題分析[J].中國新通信，2020，22（12）：215.

[2] 趙彬，趙燈友.優化電學實驗教學 促進學生能力提升[J].中學物理教學參考，2020，49（04）：84-85.

責任編輯：李璟