高二物理三個電學知識點的教學策略探究

常 軒

改革開放以后，我國的社會、經濟、生活都發生了巨大的變革，與此同時，我們的教育制度也在發生著變化。當前，我國的教育制度正在進行改革和創新，各個教育部門都在進行新的課程改革。尤其是高中物理教學改革，在教學中引入了大量的生活實例和實踐，使物理教學與生活相結合，這種高度融合的教學方式，能極大地提高學生的求知欲。電學理論是當前高中物理教學的一個難點，也是一個重要的教學環節。

一、 高中物理電學三個知識點研究的重要性

隨著教育的不斷深化，教師的教學目標也不再是單純地提高學生的學習能力，而是培養學生的整體能力。而高中物理的電學，因為涉及的知識很多，需要學習物理電學的理論知識、物理電學的邏輯思考、物理電學的實驗。在傳統的教育模式下，教師僅僅關注對學生的知識進行理論上的訓練，而忽略了對學生的理解和運用，導致教師在一定的時間內完成了教學任務，而不能提高學生的學習效率。因此，在物理電學教學中，要以學生為主體，讓學生的學習能力的綜合素質能夠得到全面的發展，從而使學生的物理電學知識得到有效的提高。可見，對高中物理電學的研究，可以有效地促進學生的學習。

二、 學生學習物理電學的現狀

物理教學的難點在于學生在學習過程中不能很好地理解某些基本的公式和定理，也不能很好地理解某些概念。沒有掌握好物理基礎，造成了我們在學習過程中缺少對物理的整體認識，從而造成了很多問題。對有關概念的記憶過于重視，因為概念的抽象，培養了學生的理性意識，而普通的高中物理教師在學習的過程中，受時間、升學的壓力，造成了教師向學生灌輸知識的現象。

(一)學生的認知基礎

具體就三個知識點進行分析，理解學生所學的知識。

①串并聯電路。在學習串并聯電路之前，學生已經了解到電勢和電勢差的概念，以及可以用來提供一個穩定的電荷分布，從而產生一個恒定的電流。

②閉合電路歐姆定律。在學習閉合電路的歐姆定律之前，學生了解了歐姆定律和串并聯電路。閉合線路歐姆定律在內容上偏向于數學推導，較為抽象，從更高的層面上來研究分析線路；由于學生的認知結構與能力層次不了解電力系統存在內部電阻，故將其視為不隨外部電流而變化、路端電壓不會發生變化的定勢思維，使學習和了解封閉合電路歐姆定律帶來了困難。

③磁場中帶電粒子的運動。在學習均勻磁場中帶電粒子的運動以前，學生已經學會了用洛倫茲來判定電荷的作用力，并在高一的時候就學會了勻速圓周運動。

(二)學生的認知障礙

通過對三個知識點的反思、總結和分析，認為學生的認知缺陷有一定的共性。

①串聯和并行的線路。學生不能很好地了解電勢的概念；在連接試驗線路時，無法正常工作。

【例1】如圖1所示，學生在實際操作中遇到了電路圖(如圖2)和實際電路圖的解析問題。

②閉合電路歐姆定律。在閉合電路中，當某個部分的電阻發生變化時，其他部分的電流、電壓的變化情況就會判定：如何準確、快速地判斷電流和電壓的變化，是一個典型的直流電路的動態變化。對這樣的問題，學生感到毫無頭緒，很難合理地找出突破口。

【例2】在圖3中，在滑塊P滑到右邊時是怎樣改變的？為什么？學生對這件事不知道從何著手。

③磁場中帶電粒子的運動。在物理教學中，教師講授的物理內容、反復式強調的注意事項，看似都能明白并掌握，但在實際操作中經常會出現錯誤。這是因為學生在物理教學中“假懂”。這個問題涉及了洛倫茲力、圓周運動以及數學分析幾何。如何將所學的知識運用于實踐中，使部分學生感到困難。

【例3】在圖4中，在半徑為r的圓區中存在均勻的強磁場，從M處沿半徑方向進入磁場區，然后由N點發射。以點O為中心，在∠MON=120°時，如何計算出帶電粒子在磁場中的偏移半徑和在該磁場范圍內的運動時間也是學生中的難題。

三、 基于高二物理三個電學知識點的教學策略探究

(一)串并聯電路

學生在初中的時候就對串并聯電路有了一定的了解，通過簡單的電路圖就能看懂，而有些學生只會簡單地理解串聯電路里面的電流是相等的，而不會理解實驗中的電路，更不會知道正負電極之間的連接。所以，在物理教學中，很多物理定律都是必須要分析的。例如，在遇到分支多的線路時，可以選擇一條簡單的分支進行連接，其余的分支可以逐步與線路相連；在進行儀表連接時，應遵循正極接高、負接低電勢的原則；當電流通過時，電路中所包含的電勢會有所降低。教師要對其進行重點突出，讓學生進行個別記憶，既能有效地釋放學生的固有思維，又能有效地提升學生的解題水平。

(二)閉合電路的歐姆定律

在閉合電路中，部分學生沒有達到應用歐姆定律的相應要求。主要是因為他們對物理概念的理解和掌握只知道背定義、記公式，忽略了概念的建立和形成的過程，從而影響了對物理概念和物理定律的認識和掌握。因此，在高中物理教學中，如何正確地指導和把握物理本質是一個非常關鍵的問題。了解電源電動勢：電動勢是電源自身的特性，一般不會發生變化；當電源不連接到線路上時，其容量與電源之間的電壓相等。外電壓，也就是線路的端子電壓：當電源和線路連接時，除了電源自身的外部線路間的電壓。了解外阻：連接于電源外的總電阻，包括一個或多個電阻器；根據串聯和并聯線路的電阻計算方法，計算外部電阻。

了解：這里I是整個電路的電流，E是電源電動勢，R是外部電阻，r是電源內部電阻；其物理含義是指在閉合線路中的總電流等于電源電動勢與電路中總電阻之比。在此，對歐姆原理在閉合電路中的應用進行分析，討論在外電阻改變時，電阻的電壓和電流的變化。文章給出的實例2(見圖3)：當滑塊P向右側運動時，有效電阻增加，并聯部分增加，外部電阻R增加，由公式①可知，外部電流I降低；路端電壓U=E-Ir時，電動勢E和內部電阻值r均不改變，而I降低時，路端電壓U增加；路端電壓U等于R3兩端的電壓功和兩端的電壓U2之和，根據歐姆定律U=IR，I減小，則U增大，路端電壓U等于R3兩端的電壓U3與R2之和。此時通過滑線變阻器的電流I2根據歐姆定律：

但無法推導出電流是怎么變的，使得求解的問題變得十分棘手。解決這個問題，可以采用全局到局部的方式。按照公式①，總電流I降低，總電流I是通過R1的電流I1與流經R2的電流I2的總和。并聯之間的電壓是一樣的，R1的電阻是恒定的，隨著電壓的增加，則電流I1增加。從I=I1+I2，I降低，I1增加，可知I2降低。結果表明：在封閉電路中，隨著a、b之間的電阻增加，兩端的電壓增加，而電流下降。通常，解決電路的動態變化，有以下幾種簡單的方法：①電阻和總電阻變化一樣，增加總的電阻，減少總的電流，路端電壓增大。②當電阻變化時，電阻的電流和電壓變化情況與變化電阻的變化方向相反。③具有變化電阻的電阻，其電流和電壓變化情況與變化電阻的變化情況基本一致。在求解動態變化電路時，將電壓變化與電阻變化“同”，電流變化與電阻變化“反”的結論相結合，可以很好地解決該問題。

電動勢是電力系統的一種性能，它的穩定性很高；當進行電位測量時，可以在沒有接通電源前測量電壓，兩者的值是一樣的；在測量電阻時，若電路為串聯，其整體電阻值與多個電阻值是一致的。當該電路在并聯時，其整體電阻是每個電阻器的總和。此外，按照歐姆定律I=E/R+r，可以了解電阻、電壓和電流的變化，從而了解到很多的規律。比如，如果整個電阻增大，那么電路里面的電流會降低，而電壓會升高。在串聯電路中，電流和電壓的變化是相反的；在并聯電路中，電流和電壓的變化都是一樣的。

(三)磁場中電荷的運動

研究了洛倫茲力、圓周運動和運用數學方法解決物理問題的能力。這些問題的核心和界限都很難確定。在教學中，必須要指導學生在磁場的作用下，打破運動軌跡的中心，形成一種理想的物理環境。高中的時候，討論的都是均勻的磁場，所以關于磁場是有界的，這是一個完全不懂的問題，而且教材上也沒有解釋，所以學生很難回答。在這種情況下，教師要充分發揮引導作用，找到解決問題的方法，讓問題的答案從學生的嘴里說出來，而不是從教師嘴里說出來。盡管這些問題很難馬上解答，但是教師不能為了“省事”就把問題告訴他們，要給他們鋪臺階，讓他們一步步地去發現問題的答案。雖然這樣做會“耽誤”時間，但是對學生來說，這是一個必不可少的步驟。學生在思考、探索中所獲得的知識，要遠遠超過被動地接受已有的知識。然后，利用計算出射點、運動半徑、方向等因素，對電荷運動的中心進行計算。利用上述方法，既能對問題中的關鍵問題進行有效的分析，又能有效地求解出復雜的帶電軌跡的圓心，減少了解題的困難。

(四)強化物理知識的圖景與實驗

物理的學習，最重要的是對圖像的理解和對實驗的理解，而高二電學物理的重點在于圖像和實驗。通過圖像，我們可以了解電流和電壓之間的關系，并且根據電阻的變化，我們可以根據電阻的變化，對電學的本質有一個全面的了解。

例如，在做電路問題時，要從電路圖上對各線路之間的聯系進行合理的分析，以區分是否串聯或并聯。通過對各線路之間的聯系進行合理的分析，并對其進行合理的等值電路圖的仿真，以解決相關問題。

在課堂上，我們要認真地聽教師講授的重點和難點，認真地觀察每一個物理現象，并把它們和課本上的知識相結合。通過對書中所述的電學知識的理解，我們可以進行實驗，使所學的知識能夠更靈活地應用。

(五)堅持“以人為本”的教育策略與方法

首先，高中的物理教師要十分注重學生在課堂上的主體個性，并堅持“以人為本”的教學思想。新課標要求在物理教學中注重物理思維和物理應用能力的培養，采取多種學習策略，以提升學生的興趣為基本出發點，切實提高他們的物理問題解決能力。

其次，在高二物理教學中，教師應該鼓勵學生自主學習，改變對電場的認識，進一步增強對電場的理解。在教學中，教師要加強學生的探究精神，增強學生的主動性，把教師的“單口相聲”變成師生之間的“對話”。在這種情況下，學生的感知能力可以幫助他們更好地理解和掌握。

(六)加強學生的思維能力和教學手段的改革

高二物理電場教學是一種抽象的概念，在概念上存在著相似之處，很容易造成概念上的混亂，所以在平時的教學中，教師要引導學生去探索自己的學習方式，尋找一種適合自己的記憶和理解力的方式，比如，用圖形來比較不同的概念。這樣，在學習新知識的過程中，學生可以在復習舊有知識的同時，也可以讓整個學習過程變得更清楚。而在教學過程中，教師通過繪圖的方式來輔助教學，可以使課本上抽象的文字表達轉化為直觀的對照，從而有效地提升學生的理解水平。在教學中，除了與圖片相結合，還可以通過模擬實驗來驗證有關的概念，從而提高學生的記憶力。

在教導學生時，不僅要教好學生的物理思維方式，更要學會用問題的提出和引導，讓學生能夠主動、積極地去探索知識點之間的關系與應用以及合作探究等方式外，還要結合一些題目來檢驗。而物理試題的訓練，并不是單純的量，而是要選擇一些有代表性的問題，讓學生去思考，并歸納出一些規律。

(七)實施“以任務為導向”的教育

高中物理教師在進行電學教學時，對教材的內容和難點有比較正確的理解，而學生在學習過程中經常會出現偏差，因此，要注意到這些差異性的客觀性并采用積極主動的教學策略進行課堂教學。在教學中，我們要積極地肯定學生的思考能力，培養他們的求知欲建立對電場的正確理解。高中學生因其知識的特殊性，不能夠很好地理解書本上的知識點，教師就要耐心地告訴學生每個知識點之間的區別與基本的聯系，并鼓勵學生進行“頭腦風暴”等各種形式的探索，充分發揮集體智慧。采用任務式教學法，可以使問題層層遞進，呈現層次分明，讓學生能夠更加容易地去掌握。

(八)訓練物理電學數據的處理能力

在物理電學的學習中，經常要用到電壓表、電流表等儀表，因此，準確地收集和處理這些儀器的數據，可以大大降低物理計算和實驗中的錯誤。當前，對電子數據進行物理處理的主要方法有如下幾種。

第一種方法是平均法。在各種情況下，通過對各種儀器的測量，得出的結果也是不相同的。第二種方法是逐次求取。這種方法一般用于等間距變化的物理運算，當數據等間距發生變化時，采用平均方法進行數據運算，得到的結果只是第一次和最后一次的平均值，中間數據的作用并不完全。采用逐差法可以很好地解決這個問題，一般都是在加速度的測量中使用。第三種方法是列表法。通過對數據的分析，可以讓學生直觀地看到不同的數據之間的關系，也可以清晰地顯示出不同的物理量對結果的影響。在不同的數據處理過程中，該方法經常被用作一個輔助的方法。

(九)充分使用教育資源

當前，教師也要意識到，隨著教育改革的深化，教科書、教材并非唯一的標準，教師與學生不能只把教材當作一種單一的教學材料，而要根據教材的內容來選擇。現在很多教材都是為了測試而設計的，有些教材并不適合現在的教學模式，因此，教師在挑選教材的時候，應該把不適合教材的內容剔除，保留有價值的教材。此外，在報刊、周刊上，亦有大量的電學教學資料，而報刊、周刊等所提供的教學資源，不但具備很好的實用性，而且與目前電學研究的發展趨勢十分吻合。比如，把報刊和周刊的內容和實際的教科書相結合，安排一到兩節的課程，舉辦一次電學知識交流會，或讓學生做電學知識板報。這兩種方法都能讓學生對報刊和周刊的電力知識有一個全面的了解，從而最大限度地利用教學資源。

(十)強化教育的改革與創新

教師要積極創新，以學生的實際問題為指導，并與課程大綱相結合，使學生能夠大膽設想、勇于探索、積極求證，從而培養學生積極創新、不斷探索的求知精神以及相關能力。

在心理學的研究中，“思考形象化”是一種特殊的大腦優勢，可以用來對未體驗到的抽象事物進行思考，從而使人們的思維創造力得到了有效的實踐探索。在高中物理實驗教學中，教師可以大力推行“物理猜想”教學法，使學生根據課本上的知識或實驗步驟，自行開發新的實驗模型，進行獨立的實驗，從而促進學生的創造性思維和空間聯系。在“電磁感應定律”中，法拉第從電能產生磁場，到磁場產生電流，經過無數次的實驗，才形成了目前物理學的基本知識。比如，以“水的沸點”為實驗探索點，進行“紙鍋燒水”等實驗，由學生自己動手做實驗，教師可以在教學中起到輔助性的作用。在本實驗中，學生提出了聯系基礎，并運用問題探究了實驗的可信度培養學生的實踐創新能力。積極地進行教學形式與組織方式的變革與創新。比如，在“電磁場”的學習中，教師可以給學生做一些有趣的實驗。教師可以請學生五人一組，自行組織一個研究小組，每組分配一個羅盤和已安裝好的控制電源。教師再讓學生做這個實驗，讓他們在給電線充電之后把羅盤放在一邊，仔細觀察它的電流和羅盤的方向。

四、 結語

隨著對物理教學質量的不斷提高，電學作為一種重要的物理教學內容，受到了高度的重視。通過對高中物理電學的研究，可以有效地促進學生的物理電學學習，同時也能促進教師的教學。因此，對高中物理電學進行深入的研究。要有效、快捷地提高高中生電學中三個知識點的教學質量和教學效果，必須在強化電學理論的基礎上，積極地促進學生的全面發展。只有如此，才能使高中物理的電學得到切實的應用，才能真正地推進高中物理教學的發展。