合理安排、步步为营 努力提高物理电学实验的质量

王金凤

摘要：物理是一门实验科学，实验在物理学中的地位不言而喻。但由于种种原因，高中物理的实验教学效用并没有得到有效发挥。因此，本文以电学实验这一高考热点为例，对其整个实验过程的教学进行分步强化，希望可以有效提高高中物理电学实验教学的质量。

关键词：高中物理；电学实验；教学策略

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）52-0275-02

一、明确实验目的及原理

做电学实验不是只要器具齐全、方法到位就可以，还需要相应的理论知识做支撑。实验的目的就是我们为什么要做这个实验，做这个实验主要是探究什么问题。所以只有在明确了实验目的之后，学生才能根据实验目的去设计相应的实验方案，这是进行实验的前提条件。而实验原理则是整个实验得以发挥作用，得出科学的探究结论的理论支持，如果不清楚实验的原理，那么学生在做实验时就会一头雾水，即使得到了正确的结论，但是不知其所以然，记忆也不会长久。所以在实施电学实验前，物理教师一定要使学生明确所做实验的目的和实验所运用到的物理原理。例如，在做“测量干电池的电动势和内阻”这一节实验时，教师首先应向学生讲明干电池的电动势会受到电阻大小的影响，这一点可以用一个小的实验或是课件演示来进行说明，因此明确我们的实验目的是要测量出干电池的电动势和内阻。可是通过电学仪器我们并不能直接测出电动势和内阻，所以这就需要学生运用所学到的物理知识来设计合理的实验方案，通过对其他值的测量间接求出干电池的电动势及内阻。这时教师就应该带领学生进行回忆，搜寻所学到的公式中哪些涉及到了内阻和电动势，并且其中其他的量是可以测出来的，进行筛选过后，学生就很容易选定应用闭合电路欧姆定律来进行实验探究。

二、引导学生科学自主地设计实验方案

1.设计实验方案需遵守的原则。①安全性原则。不管任何时候，安全都是最重要的，在进行实验时要避免由于器材和电路的选择不当而遭到电击等情况的发生，所以在实验前一定要学生检查电学仪器有没有损坏，电阻类器件的电流有没有超过其允许的最大电流等，以达到保护人身和实验器材安全的目的。②精确性原则。物理实验要确保其结果的精确性，所以我们在设计实验方案时也要尽可能去减小实验误差。其中不同的实验方案在实验原理、所用仪器以及实验的重复性等方面所引入的误差是不同的，所以在实验实施前最好对已有方案进行一个初步的误差分析，尽量选用精确度高的实验方案来实施实验。③方便性原则。高中生的实验能力并不强，所以为确保实验的顺利进行其实验操作尽可能的简单和方便，我们在选择方案时，也尽量优先考虑那些原理简单、操作简便、器具调节方便、物理量容易测量的方案来实施。④可行性原则。实验设计要成为现实必须具备两个条件：一是符合高中生的年龄特点、已有知识基础和实验操作的水平，以及本校的实验设施能够确保实验的实施；二是方案设计能指导具体的实践，实施起来安全可靠，不会对人身和器材造成危害。⑤经济性原则。教师要注意培养学生的节能意识，在做实验时不仅要爱惜实验器具，还要节约实验能源，达到实验过程经济、环保。

2.鼓励学生自主设计实验方案。新课标重视对学生自主性的开发，因此物理教师也应该对鼓励学生抛开课本，在上述原则下自主进行电学实验方案的设计。电学实验的设计往往涉及到仪器的选择和电路的连接，这两方面也是影响实验成败的关键。因此，物理教师应注意引导学生吃透实验目的和实验原理，选择正确的仪器和实验电路来进行实验。如：学生根据实验需要和欧姆定律的原理设计闭合电路，运用到了电阻箱和电压表。教师让学生说一说为什么要选用这两种器材，为什么要这样连接，和书上给出的方案相比又有哪些优点。通过这些提问让学生意识到设计方案时应该要注意的东西，并以教科书为参考，让他们设计出更优秀更合理的实验方案。

三、细化对实验操作的指导

虽然要加强学生在实验活动中的主体地位，但是教师的引导作用同样不能丧失。实验中需要注意的事项有很多，比如学生的安全、仪器的使用与保护、具体的操作细节及禁忌等，都是教师应该监督并提醒学生的地方。

1.实际操作指导。学生在实验操作时往往会忽视一些细节问题，导致实验的不成功，所以教师应对学生常出错的地方指导纠正，使学生能够学习养成良好的操作习惯。例如，连接电路时导线不允许交叉；检查实验器材有没有连接到电路中；选择合适量程的电表，以减小读数时造成的相对误差；闭合开关前，要将电路中的滑动变阻器或电阻箱调节到适当阻值，以免损坏电源或电表；实验现象有悖理论时要检查电路是否短路或断路；测U、I数据时多做几组，以六组以上为优；做U-I图像时尽可能让点落在直线上。此外，教师还应叮嘱学生不要在实验室以外的地方擅自做实验，因为电学实验涉及到电的问题，器材或使用方法不当很容易对人身安全造成危害。所以学生在进行电学实验时一定要有教师在一旁监督指导，以确保实验的安全、顺利进行。

2.网络软件指导。好的实验习惯不是短时间内就能养成的，而且通常情况下都是一个教师要指导一个班甚至几个班的学生做实验，形成僧多粥少的局面。学生有很多问题要问或是有新想法需要教师证实，但是由于课堂时间的限制和提问学生太多的缘故而得不到及时的解答和证实，错过了教学的最佳时期，这对学生的实验积极性会是一个不小的打击，时间一长或许就不提问了。为了解决这个问题，建议可以引进仿真物理实验室、Multisim11、Edison4.0等仿真软件进行物理实验的仿真教学。这些仿真教学软件可以为学生们提供一个实验器具完备的综合性实验室，几乎可以创建所有的电学实验，而且实验过程非常接近实际操作的效果。使用软件进行仿真模拟实验不仅能够模仿实物电路的连接，而且具有各元器件的选择范围广、参数修改方便等优点，不会像实際操作那样多次地使用元件而损坏器材，降低了实验成本和实验风险，既经济又缩短了实验的实施时间，并且能够实现全体学生共同实验，可以说是物理实验教学的好帮手。与此同时，它们还为学生提供了虚拟的电路实验环境，使学生在实验室以外的地方也能够做实验，有什么问题也可以在网络上及时得到找到答案，拓展了实验阵地也延长了学习时间，这种新鲜的做实验的方法也更容易激发起学生做实验的兴趣，为学生的自主探究提供了一个良好的平台。

四、重视实验数据处理及实验总结

1.数据处理。实验数据是分析实验结论的重要依据，其准确性对于实验结果的影响尤为巨大，所以培养学生具备合格的实验数据的处理能力同样是高中物理教师应该考虑的部分。所谓数据处理能力，是指对通过实验测得的众多数据进行分析处理、以获得某些量的变化规律或量与量之间的函数关系的能力。在高中物理的实验中，我们多采用图像法、公式法等方法来处理实验数据，所以教师要注重引导学生理解图像所表示的含义，例如图像中线条斜率所表达的含义，截距所表达的含义等，从图像中得出关键信息，从而保证实验结果的有效性。其次，教师还要注意让学生养成尊重原始测量数据的良好习惯，以保证物理实验的严谨性，这是一种科学精神的表现，对于他们今后做任何实验都是百益而无一害的。实验数据是我们观察研究实验现象，得出规律和相应结论的重要依据，如发现数据不合理，请及时查找原因，而不是擅自进行随意的改动，应充分尊重实验的原始数据和自己的劳动成果，这才是具备了良好实验素质的表现。

2.实验总结。学生在做完实验之后如果不加以及时的总结回顾，很快就会将知识遗忘，尤其是内容繁杂的物理电学实验。所以实验不是做完就算完，教师还应引导学生进行思考总结，发现实验过程中的问题与不足，并制定改进方案，为下一次的实验更好的展开提供依据。实验后可以总结的地方有很多，例如：本次实验的目的是否达到了？实验的结果与前期猜想是否一致？实验方案有没有什么可以改进的地方？实验操作中有哪些不方便的地方？你从本节课中学到了哪些知识？等等。但从根本上来讲，对这些问题的总结都是建立在扎实的电学知识的基础之上的，所以教师要引导学生进行更深层次的电学理论知识的学习，通过对易混淆问题的比较（如电路设计中会涉及到电流表的内接法和电流表的外接法，而电流表的内接法和外接法又会影响到实验误差的大小）来帮助学生明确不同知识之間的联系和具体差异，扫除他们的盲点，这样才能更深刻地对实验过程进行总结。同时，总结的方式也有很多种，可以是教师总结，也可以是学生独立总结，还可以是小组讨论共同总结，以书面或者是口头的形式都行，只要进行了总结，就一定有所收获。

新课程非常重视对学生创新精神和创新能力的培养，我们进行实验总结的目的也就是为了改进和创新。部分学生在做完实验之后会形成一种满足感，从而停止了思考的脚步，这是没有创新精神的表现。而物理教师的任务就是要启发学生在总结的基础之上去思考、去创新，不拘泥于教师和书本的指导，发现更好的实验方案和实验操作手段，不仅仅满足于把实验做出来。

五、结语

实验是物理教学中最重要也是最直观形象的教学手段，提高实验教学的质量无疑是提高物理教学质量的重要途径。因而物理教师们要敢于对传统的实验教学模式进行改革，积极探索合适的教学方式，提高自身教学水平，为学生提供优质高效的实验教学，努力实现物理教学的最优化。

参考文献：

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