蔡婷莉

【摘要】電學(xué)實(shí)驗(yàn)是高中物理教學(xué)中不可或缺的一環(huán)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中涉及的知識(shí)點(diǎn)又十分豐富，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)電學(xué)知識(shí)的理解與運(yùn)用比較困難.本文分析高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與難點(diǎn)，結(jié)合高中學(xué)生的特點(diǎn)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)，提出一系列有效的教學(xué)策略，以期提高高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和質(zhì)量.

【關(guān)鍵詞】高中物理；電學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

電學(xué)實(shí)驗(yàn)作為高中物理教學(xué)的重要組成部分，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、科學(xué)思維和創(chuàng)新能力起著至關(guān)重要的作用[1].然而，當(dāng)前高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn).傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)于注重知識(shí)傳授，忽略了學(xué)生的主動(dòng)參與和實(shí)踐能力的培養(yǎng).此外教師在教學(xué)過(guò)程中缺乏針對(duì)性的教學(xué)策略，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳，部分學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏興趣和動(dòng)力，故難以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果.為此本文對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略的深入探討，希望能為高中物理教師提供可行的教學(xué)方法和參考.

1 高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)分析

1.1 學(xué)生尚未形成完整的電學(xué)知識(shí)體系

在高中階段，學(xué)生對(duì)電學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)還處于初級(jí)階段，很多基礎(chǔ)概念和原理尚未完全掌握.因此，在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可能會(huì)遇到一些困難.例如，他們沒(méi)有清楚地認(rèn)識(shí)到串聯(lián)電阻可以起到分壓的作用，并聯(lián)電阻可以起到分流的作用，也缺乏全電路的意識(shí)，并且很難運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)物理量間的定量關(guān)系.這會(huì)導(dǎo)致他們?cè)诮怆妼W(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)法運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決具體問(wèn)題.

1.2 學(xué)生選擇與設(shè)計(jì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的能力不足

電學(xué)實(shí)驗(yàn)通常需要使用各種電器設(shè)備和儀器，學(xué)生需要具備選擇和使用這些設(shè)備的能力.然而，由于缺乏對(duì)實(shí)際生活的思考和分析能力，學(xué)生可能對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的性能和功能了解不足，無(wú)法正確選擇設(shè)備，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確或無(wú)法完成實(shí)驗(yàn).例如，在進(jìn)行電路中電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可能沒(méi)有正確選擇合適的電阻計(jì)，從而造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差.

1.3 缺乏實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和推理能力

電學(xué)實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集和結(jié)果分析.然而，許多學(xué)生在這方面的能力相對(duì)較弱.很多學(xué)生不知道如何設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)步驟和方法，也無(wú)法準(zhǔn)確地采集和分析數(shù)據(jù).這會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)誤差和不確定性，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性.

2 高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

2.1 夯實(shí)實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生深入理解電學(xué)核心概念

高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)是深入理解電學(xué)核心概念的重要途徑.為了夯實(shí)實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生深入理解電學(xué)核心概念，教師可以從以下幾個(gè)方面入手：首先，建立實(shí)驗(yàn)前的知識(shí)框架.在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，教師應(yīng)該對(duì)本次實(shí)驗(yàn)涉及的理論知識(shí)進(jìn)行明確的講解，建立起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)所需理論知識(shí)的初步理解，特別是該實(shí)驗(yàn)電路的特點(diǎn)[2].

例如 伏安法測(cè)電阻中電流表內(nèi)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(cè)電阻的基本原理就是閉合電路歐姆定律等等.在講解過(guò)程中，教師要注重理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生了解電學(xué)理論在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，讓學(xué)生了解做出怎樣的選擇可以減小誤差.其次，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立探究電學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理和過(guò)程，教師可以引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題、構(gòu)建假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程.學(xué)生觀察測(cè)量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要給予學(xué)生適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，幫助他們更好地理解實(shí)驗(yàn)原理.在伏安法測(cè)電阻中可以讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，通過(guò)試觸法觀察兩電表示數(shù)的變化，體會(huì)電表的分壓或分流的影響[3].學(xué)生對(duì)于歐姆表測(cè)電阻的原理的理解比較困難，可以將歐姆表內(nèi)部的元件獨(dú)立出來(lái)組成模擬的閉合電路，讓學(xué)生更換不同待測(cè)電阻，觀測(cè)記錄電流表示數(shù)，讓學(xué)生體會(huì)電流與電阻的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，并讓學(xué)生自己制作歐姆表電阻刻度線.

鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和結(jié)論歸納.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可以組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析.學(xué)生可以通過(guò)繪制圖表、計(jì)算數(shù)據(jù)等方式，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理和歸納.同時(shí)，教師要指導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論知識(shí)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)比對(duì)，學(xué)生可以更深入地理解電學(xué)理論.

例如 測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，先是縱軸從電壓為零作為起點(diǎn)，做圖象，再采用電壓不為零作為起點(diǎn)，做圖像，將前后兩次的圖象做出對(duì)比，讓學(xué)生進(jìn)行思考總結(jié).最后，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要求學(xué)生寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路、實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果等.實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄要清晰完整，實(shí)驗(yàn)結(jié)果要準(zhǔn)確，并能進(jìn)一步分析和對(duì)比.通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)，學(xué)生可以對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行回顧，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn).教師可以針對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)和指導(dǎo)，幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力.

2.2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動(dòng)力

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動(dòng)力的一種重要途徑.為了提高高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，教師可以嘗試以下策略.首先，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，提出問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)電路中存在的問(wèn)題，并提出解決問(wèn)題的方案.

例如 在觀察電容器充放電的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生按照魯科版教材上的實(shí)驗(yàn)電路做實(shí)驗(yàn)，很多學(xué)生就發(fā)現(xiàn)了電路存在的問(wèn)題，但大部分同學(xué)誤以為自己操作錯(cuò)誤，這時(shí)教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，找出問(wèn)題，確實(shí)，電路中連接的電壓表會(huì)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(xué)生通過(guò)質(zhì)疑并釋疑的學(xué)習(xí)過(guò)程，能力上得到鍛煉，大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往是教師提前設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)流程，學(xué)生按照既定步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn).而創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式可以通過(guò)設(shè)置問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)來(lái)激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)力.教師可以給學(xué)生一個(gè)具體的問(wèn)題或挑戰(zhàn)，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，探索解決問(wèn)題的途徑.通過(guò)這樣的任務(wù)設(shè)計(jì)，學(xué)生會(huì)主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)中，思考問(wèn)題的解決方法，培養(yǎng)探究精神和創(chuàng)新思維.

例如 當(dāng)我們要探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與哪些因素有關(guān)時(shí)，定性關(guān)系容易了解，但如果要探究定量關(guān)系就不是很容易了，可以讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)，安排實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和數(shù)據(jù)采集方法等，通過(guò)這些能更深入了解物理量間的關(guān)系，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量.隨著科技的發(fā)展，各種科技設(shè)備和軟件已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用.教師可以使用模擬實(shí)驗(yàn)軟件、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集儀器等科技手段，讓學(xué)生通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)觀測(cè)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究.通過(guò)科技手段，學(xué)生可以更加直觀地觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果.例如，Phyphox App是一款非常專(zhuān)業(yè)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(shù)，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(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成果展示.實(shí)驗(yàn)成果展示可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自我表達(dá)能力，同時(shí)也可以促使學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理和總結(jié)，加深對(duì)電學(xué)核心概念的理解.教師可以組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成果展示的活動(dòng)，讓學(xué)生向同學(xué)和其他老師展示自己的實(shí)驗(yàn)成果、思考和感悟.通過(guò)實(shí)驗(yàn)成果展示，學(xué)生會(huì)獲得自信和成就感，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力[4].

2.3 增加教師演示，自制教具，幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程

增加教師演示在高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中起到了至關(guān)重要的作用.教師演示能夠幫助學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程，加深對(duì)物理原理的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)驗(yàn)熱情，提高實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)觀察能力.首先，教師應(yīng)盡力創(chuàng)設(shè)條件，做好演示實(shí)驗(yàn)，可幫助學(xué)生理解概念.比如講解電源電動(dòng)勢(shì)時(shí)，學(xué)生總誤認(rèn)為電源兩端電壓就是電動(dòng)勢(shì)，教師如果能通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示內(nèi)電壓和外電壓的測(cè)定，就可以讓學(xué)生更清楚地了解電動(dòng)勢(shì)特點(diǎn)及它與內(nèi)外電壓的關(guān)系.

增加演示實(shí)驗(yàn)可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，當(dāng)學(xué)生看到自感現(xiàn)象中燈泡閃爍一下再熄滅，瞬間就興奮起來(lái)，有了探究其中奧秘的興趣.帶電體靠近驗(yàn)電器，膜張開(kāi)，手接觸一下又閉攏，手放開(kāi)后，拿走帶電體，膜又張開(kāi).學(xué)生覺(jué)得非常驚訝，產(chǎn)生濃厚的興趣，學(xué)習(xí)的動(dòng)力因此產(chǎn)生.因此教師應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)條件，演示實(shí)驗(yàn)?zāi)茏鼍妥?，?shí)驗(yàn)室沒(méi)有器材可以網(wǎng)上采購(gòu)，保證多些演示，保證分組實(shí)驗(yàn)必做[5].

2.4 鼓勵(lì)學(xué)生課后動(dòng)手完成拓展實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)知識(shí)的理解

教師要打破傳統(tǒng)的“教師講、學(xué)生聽(tīng)”的教學(xué)模式，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程，讓學(xué)生通過(guò)自己的實(shí)驗(yàn)操作獲得實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，很多學(xué)生學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)以后，對(duì)許多電學(xué)裝置產(chǎn)生濃厚的興趣，這時(shí)教師應(yīng)及時(shí)鼓勵(lì)他們自己動(dòng)手制作.比如模擬靜電除塵裝置、自制水果電池、小電動(dòng)機(jī)、小發(fā)電機(jī)等等，在這些制作過(guò)程中，提高他們的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)思維能力.還可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新，參加比賽，提升能力的同時(shí)增強(qiáng)競(jìng)技意識(shí)，近年來(lái)很多學(xué)生從電學(xué)傳感器入手，設(shè)計(jì)了很多服務(wù)于人們生活實(shí)際的裝置.

2.5 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題，鞏固課堂教學(xué)效果

在進(jìn)行高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)課題可以很好地鞏固課堂教學(xué)效果.一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)課題應(yīng)該能夠與課堂教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，能夠體現(xiàn)物理規(guī)律和實(shí)驗(yàn)原理，并能夠激發(fā)學(xué)生的興趣和主動(dòng)參與.此外，教師還要考慮實(shí)驗(yàn)所需的材料和設(shè)備是否具備，在課堂實(shí)施過(guò)程中是否容易操作.

例如 以“自感和互感”實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，教師可以從以下幾個(gè)方面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題：首先，教師可以選取一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)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(chǔ)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)深入理解這一概念.接下來(lái)，教師需要準(zhǔn)備一些實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備.具體來(lái)說(shuō)，教師可以準(zhǔn)備一根繞在木棒上的螺線管、一個(gè)電源、一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)靈敏電流計(jì)、一根可變電阻和小燈泡等.這些材料和設(shè)備能夠滿足實(shí)驗(yàn)的需求，并且對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)操作簡(jiǎn)單.在實(shí)施實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生自己設(shè)計(jì)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(xiàn)象及數(shù)據(jù).在這個(gè)過(guò)程中教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)分析自感過(guò)程，并進(jìn)一步理解它們對(duì)電路的影響.在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師可以適時(shí)地提問(wèn)學(xué)生，引導(dǎo)他們思考和討論.例如，教師可以問(wèn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察到了什么現(xiàn)象？這些現(xiàn)象的原因是什么？在實(shí)際生活中，自感都有哪些應(yīng)用？

最后，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可以組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和分析.讓學(xué)生用自己的語(yǔ)言解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并與課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比.這樣可以幫助學(xué)生更好地掌握和鞏固自感的概念.通過(guò)以上的設(shè)計(jì)和實(shí)施，學(xué)生不僅能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)更深入地理解自感的概念，還能培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和科學(xué)思維.同時(shí)，這樣的實(shí)驗(yàn)課題也可以激發(fā)學(xué)生的興趣，讓他們更加主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)[6].

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略的探討是優(yōu)化物理教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力的重要舉措.在高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師要不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和教學(xué)方法，增加學(xué)生的參與度和實(shí)驗(yàn)操作能力，加強(qiáng)電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論知識(shí)與實(shí)踐能力的夯實(shí)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)電學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用.希望本文的研究能夠?qū)Ω咧形锢黼妼W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)提供一定的參考和借鑒，進(jìn)一步提高高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果.

【福建省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度專(zhuān)項(xiàng)課題：《高中物理專(zhuān)題系列化實(shí)驗(yàn)的單元教學(xué)策略案例研究》（立項(xiàng)批準(zhǔn)號(hào)：Fjxczx22-160）階段性研究成果】

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