高中物理電學實驗教學策略探討

蔡婷莉

【摘要】電學實驗是高中物理教學中不可或缺的一環，在實驗過程中涉及的知識點又十分豐富，學生在實驗過程中對電學知識的理解與運用比較困難.本文分析高中物理電學實驗教學的現狀與難點，結合高中學生的特點和電學實驗的教學目標，提出一系列有效的教學策略，以期提高高中物理電學實驗教學的效果和質量.

【關鍵詞】高中物理；電學；實驗教學

電學實驗作為高中物理教學的重要組成部分，對于培養學生的實驗技能、科學思維和創新能力起著至關重要的作用[1].然而，當前高中物理電學實驗教學存在一些問題和挑戰.傳統的實驗教學過于注重知識傳授，忽略了學生的主動參與和實踐能力的培養.此外教師在教學過程中缺乏針對性的教學策略，導致實驗教學效果不佳，部分學生對于實驗教學缺乏興趣和動力，故難以達到預期的教學效果.為此本文對電學實驗教學策略的深入探討，希望能為高中物理教師提供可行的教學方法和參考.

1 高中物理電學實驗難點分析

1.1 學生尚未形成完整的電學知識體系

在高中階段，學生對電學知識的學習還處于初級階段，很多基礎概念和原理尚未完全掌握.因此，在進行電學實驗時，學生可能會遇到一些困難.例如，他們沒有清楚地認識到串聯電阻可以起到分壓的作用，并聯電阻可以起到分流的作用，也缺乏全電路的意識，并且很難運用數學知識推導物理量間的定量關系.這會導致他們在解電學實驗過程中無法運用所學知識解決具體問題.

1.2 學生選擇與設計電學實驗設備的能力不足

電學實驗通常需要使用各種電器設備和儀器，學生需要具備選擇和使用這些設備的能力.然而，由于缺乏對實際生活的思考和分析能力，學生可能對實驗設備的性能和功能了解不足，無法正確選擇設備，導致實驗結果不準確或無法完成實驗.例如，在進行電路中電阻的測量實驗時，學生可能沒有正確選擇合適的電阻計，從而造成實驗結果的誤差.

1.3 缺乏實驗設計和推理能力

電學實驗需要學生進行實驗設計、數據采集和結果分析.然而，許多學生在這方面的能力相對較弱.很多學生不知道如何設計合適的實驗步驟和方法，也無法準確地采集和分析數據.這會導致實驗過程中出現誤差和不確定性，影響實驗結果的準確性和可靠性.

2 高中物理電學實驗教學策略

2.1 夯實實驗理論基礎，引導學生深入理解電學核心概念

高中物理電學實驗是深入理解電學核心概念的重要途徑.為了夯實實驗理論基礎，引導學生深入理解電學核心概念，教師可以從以下幾個方面入手：首先，建立實驗前的知識框架.在進行電學實驗之前，教師應該對本次實驗涉及的理論知識進行明確的講解，建立起學生對實驗所需理論知識的初步理解，特別是該實驗電路的特點[2].

例如 伏安法測電阻中電流表內外接引起誤差的原因，采用不同的控制電路可控范圍有多大；多用電表歐姆檔測電阻的基本原理就是閉合電路歐姆定律等等.在講解過程中，教師要注重理論知識與實際應用的結合，引導學生了解電學理論在實驗中的應用，讓學生了解做出怎樣的選擇可以減小誤差.其次，引導學生獨立探究電學實驗的原理和過程，教師可以引導學生提出問題、構建假設，并設計實驗流程.學生觀察測量數據，并進行數據處理和分析.在實驗過程中，教師要給予學生適當的引導，幫助他們更好地理解實驗原理.在伏安法測電阻中可以讓學生自己動手實驗，通過試觸法觀察兩電表示數的變化，體會電表的分壓或分流的影響[3].學生對于歐姆表測電阻的原理的理解比較困難，可以將歐姆表內部的元件獨立出來組成模擬的閉合電路，讓學生更換不同待測電阻，觀測記錄電流表示數，讓學生體會電流與電阻的一一對應關系，并讓學生自己制作歐姆表電阻刻度線.

鼓勵學生進行實驗數據分析和結論歸納.實驗結束后，教師可以組織學生對實驗數據進行匯總和分析.學生可以通過繪制圖表、計算數據等方式，對實驗結果進行整理和歸納.同時，教師要指導學生將實驗結果與理論知識進行對比，通過比對，學生可以更深入地理解電學理論.

例如 測電源電動勢實驗中學生完成實驗后進行數據處理時，先是縱軸從電壓為零作為起點，做圖象，再采用電壓不為零作為起點，做圖像，將前后兩次的圖象做出對比，讓學生進行思考總結.最后，在實驗報告中要求學生寫出實驗思路、實驗過程和實驗結果等.實驗過程記錄要清晰完整，實驗結果要準確，并能進一步分析和對比.通過實驗報告的書寫，學生可以對實驗過程進行回顧，并總結實驗經驗.教師可以針對學生的實驗報告進行評價和指導，幫助學生提高實驗設計和實驗報告的能力.

2.2 創新實驗教學模式，激發學生內在動力

創新實驗教學模式是激發學生內在動力的一種重要途徑.為了提高高中物理電學實驗教學的效果，教師可以嘗試以下策略.首先，鼓勵學生大膽質疑，提出問題，發現實驗電路中存在的問題，并提出解決問題的方案.

例如 在觀察電容器充放電的實驗中，學生按照魯科版教材上的實驗電路做實驗，很多學生就發現了電路存在的問題，但大部分同學誤以為自己操作錯誤，這時教師應鼓勵學生大膽質疑，找出問題，確實，電路中連接的電壓表會提前使電容器中的電荷中和，致使觀察不到放電電流的變化情況.學生通過質疑并釋疑的學習過程，能力上得到鍛煉，大大激發學生學習興趣.

傳統的實驗教學往往是教師提前設計好實驗流程，學生按照既定步驟進行實驗.而創新的實驗教學模式可以通過設置問題驅動的實驗任務來激發學生的內在動力.教師可以給學生一個具體的問題或挑戰，讓學生自主設計實驗流程，探索解決問題的途徑.通過這樣的任務設計，學生會主動參與到實驗中，思考問題的解決方法，培養探究精神和創新思維.

例如 當我們要探究感應電動勢與哪些因素有關時，定性關系容易了解，但如果要探究定量關系就不是很容易了，可以讓學生自主設計，安排實驗器材，設計實驗過程和數據采集方法等，通過這些能更深入了解物理量間的關系，提高學習質量.隨著科技的發展，各種科技設備和軟件已經在實驗教學中得到了廣泛應用.教師可以使用模擬實驗軟件、實時數據采集儀器等科技手段，讓學生通過虛擬實驗和實時數據觀測來進行實驗探究.通過科技手段，學生可以更加直觀地觀察和分析實驗現象，提高實驗教學的效果.例如，Phyphox App是一款非常專業的傳感器軟件，在這里你可以使用軟件里面的所有物理處理工具以及軟件參數，非常的方便，可以幫助你得出一些不

容易得出的理論支持.最后，鼓勵學生進行實驗成果展示.實驗成果展示可以激發學生的學習興趣和自我表達能力，同時也可以促使學生將實驗結果整理和總結，加深對電學核心概念的理解.教師可以組織學生進行實驗成果展示的活動，讓學生向同學和其他老師展示自己的實驗成果、思考和感悟.通過實驗成果展示，學生會獲得自信和成就感，進一步激發學習動力[4].

2.3 增加教師演示，自制教具，幫助學生理解實驗過程

增加教師演示在高中物理電學實驗教學中起到了至關重要的作用.教師演示能夠幫助學生更好地理解實驗過程，加深對物理原理的理解，激發學生的學習興趣和實驗熱情，提高實驗操作技能和實驗觀察能力.首先，教師應盡力創設條件，做好演示實驗，可幫助學生理解概念.比如講解電源電動勢時，學生總誤認為電源兩端電壓就是電動勢，教師如果能通過實驗演示內電壓和外電壓的測定，就可以讓學生更清楚地了解電動勢特點及它與內外電壓的關系.

增加演示實驗可激發學生學習熱情，當學生看到自感現象中燈泡閃爍一下再熄滅，瞬間就興奮起來，有了探究其中奧秘的興趣.帶電體靠近驗電器，膜張開，手接觸一下又閉攏，手放開后，拿走帶電體，膜又張開.學生覺得非常驚訝，產生濃厚的興趣，學習的動力因此產生.因此教師應積極創設條件，演示實驗能做就做，實驗室沒有器材可以網上采購，保證多些演示，保證分組實驗必做[5].

2.4 鼓勵學生課后動手完成拓展實驗，加深對知識的理解

教師要打破傳統的“教師講、學生聽”的教學模式，鼓勵學生積極參與實驗過程，讓學生通過自己的實驗操作獲得實際經驗，很多學生學習了電學知識以后，對許多電學裝置產生濃厚的興趣，這時教師應及時鼓勵他們自己動手制作.比如模擬靜電除塵裝置、自制水果電池、小電動機、小發電機等等，在這些制作過程中，提高他們的實驗技能和科學思維能力.還可以鼓勵學生進行科技創新，參加比賽，提升能力的同時增強競技意識，近年來很多學生從電學傳感器入手，設計了很多服務于人們生活實際的裝置.

2.5 設計實驗課題，鞏固課堂教學效果

在進行高中物理電學實驗教學時，設計合適的實驗課題可以很好地鞏固課堂教學效果.一個好的實驗課題應該能夠與課堂教學內容相結合，能夠體現物理規律和實驗原理，并能夠激發學生的興趣和主動參與.此外，教師還要考慮實驗所需的材料和設備是否具備，在課堂實施過程中是否容易操作.

例如 以“自感和互感”實驗教學為例，教師可以從以下幾個方面設計實驗課題：首先，教師可以選取一個簡單的實驗課題，如“自感和互感的影響”.以課堂講解的自感和互感為基礎，讓學生通過實驗來深入理解這一概念.接下來，教師需要準備一些實驗材料和設備.具體來說，教師可以準備一根繞在木棒上的螺線管、一個電源、一個開關、一個靈敏電流計、一根可變電阻和小燈泡等.這些材料和設備能夠滿足實驗的需求，并且對學生來說操作簡單.在實施實驗之前，學生自己設計電路，觀察通電自感或者斷電自感，用靈敏電流表觀察電流大小及方向，并記錄現象及數據.在這個過程中教師可以引導學生利用實驗數據來分析自感過程，并進一步理解它們對電路的影響.在實驗的過程中，教師可以適時地提問學生，引導他們思考和討論.例如，教師可以問學生在實驗中觀察到了什么現象？這些現象的原因是什么？在實際生活中，自感都有哪些應用？

最后，在實驗結束后，教師可以組織學生對實驗結果進行總結和分析.讓學生用自己的語言解釋實驗結果，并與課堂學習內容進行對比.這樣可以幫助學生更好地掌握和鞏固自感的概念.通過以上的設計和實施，學生不僅能夠通過實驗更深入地理解自感的概念，還能培養他們的實踐能力和科學思維.同時，這樣的實驗課題也可以激發學生的興趣，讓他們更加主動地參與學習[6].

3 結語

總而言之，高中物理電學實驗教學策略的探討是優化物理教學質量和培養學生實踐操作能力的重要舉措.在高中物理電學實驗教學過程中，教師要不斷改進實驗設計和教學方法，增加學生的參與度和實驗操作能力，加強電學實驗基礎理論知識與實踐能力的夯實，促進學生對電學知識的理解和應用.希望本文的研究能夠對高中物理電學實驗教學的改進提供一定的參考和借鑒，進一步提高高中物理電學實驗教學的質量和效果.

【福建省教育科學“十四五”規劃2022年度專項課題：《高中物理專題系列化實驗的單元教學策略案例研究》（立項批準號：Fjxczx22-160）階段性研究成果】

參考文獻：

[1]張連春.高中物理電學實驗策略探析[J].數理天地（高中版），2023（08）：60-62.

[2]姚景虎，蘇善花.基于核心素養的高中物理電學實驗課堂完善策略[J].數理天地（高中版），2023（06）：71-73.

[3]趙強強，李勝江.基于電阻測量的高中物理電學實驗分析策略[J].高中數理化，2022（22）：35-39.

[4]饒炳生.高中物理電學實驗設計能力培養的教學策略[J].學苑教育，2022（04）：74-76.

[5]孫平.優化教學策略 提升高中物理電學實驗教學實效[J].數理化解題研究，2021（21）：70-71.

[6]汪春娥.普通高中物理電學實驗教學策略探究[J].考試周刊，2021（19）：117-118.