电学实验的创新设计

高海瑞

摘 要：众所周知，物理是一门以实验为基础的自然学科。物理规律、物理理论都是从实验中研究出来的。在对高中物理教材进行分析的时候，发现电学部分一直是学生学习的重难点，其实验操作也很困难。如果在课堂上直接按照老师的演示实验进行模仿，学生的注意力只会集中在老师的演示上，机械地对其进行模仿，因此实验水平难以提高。针对这一情况，会根据自己的物理学习情况对电学实验进行相应的创新设计，以期在教师原有的实验演示上提高自身的实验能力。

关键词：高中物理；实验；电学实验；创新设计

电学实验的每一个实验装置在整个实验中发挥着重要作用，可以说牵一发而动全身，只要改动一个装置，整个实验过程都会发生变化，而且这一新实验所包含的内容都是电学部分的重要内容，如电阻的测量、小灯泡的伏安特性曲线等。我们在进行电学实验操作的时候，不能每个实验步骤都照搬老师的演示，而是需要在其基础上进行创新，这样才能在准确掌握实验操作方法的基础上扩展知识储备，发散思维。我在总结老师所演示的电学实验的基础上，对其进行创新设计，如下：

一、设计原则

1.科学性

在对电学实验进行创新设计的时候，一定要保证实验设计和实验过程具备科学性，这样才能保证实验的开展有所依，能够顺利开展。

2.安全性

因为自主实验是由我们学生自己动手操作的，所以安全第一。为了保证实验安全，我们需要从选择实验器材入手，如所选用的电压表或者电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值。在实验的过程中也要设置一定的安全装置，如当实验操作过程中针对电器额定电流过小这一问题，我们可以设计分压式供电电路，来保证实验操作中电流充足。

3.便捷性

在电学实验操作的过程中，我们需要选择一些常用的器材，这样可以为实验开展提供充足的设备，在实验操作的过程中可以选择方便易行的方法。如在测量电阻的时候，我们在保证实验条件可行性的基础上采用替代法来进行，以此保证实验简单、易操作。

4.准确性

实验操作的每一个环节，每一个步骤都要保证准确，因为一旦有误差存在，就会使得整个实验所获得数据出现偏差，不符合实验要求。由于学生的物理知识能力有限，不可能做到实验零误差，因此我们需要在误差允许的范围内来选择误差较小的方案，如在使用电表之前要记得进行机械调零；选择电流表量程的时候，要在确保实验安全的前提下选择较小的量程，测量的时候指针应该偏转到满刻度的1/3以上……

二、设计思路

设计思路是指在实验之前对整个实验操作过程做到胸中有竹，在规范的实验操作流程中践行实验。我在进行电学实验的时候，一般会按照“实验器材选择→实验电路图设计→实验步骤确定→实验操作→用测量表示的待测量的表达式→实验分析（其中以分析误差为重点）”这一思路。

三、实验操作

在进行“测量电阻”这一实验操作的时候，我一般会用比值法来对实验进行创新。

1.实验原理

串联电路电阻与电压成正比；并联电路电阻与电流成反比。

2.创新实验

在“测量电阻”的时候，我會根据以上的实验原理，采取两种不同的实验设备来进行对比实验，从比较不同的实验数据中获取实验结果。

（1）选择一个理念的电流表、待测电阻R1和定值电阻R，单刀双掷开关、电压表、两个非理想电流表；

（2）设计短路图。

（3）对比实验操作。

第一，选择一个理想的电流表先后测量两个并联电阻两端的电流（图一）。在实验过程中我会利用单刀双掷开关改变电流表的位置，测出流过两个电阻（待测电阻R1和定值电阻R）的不同电流，然后根据“并联电路电阻与电流成反比”这一原理来算出R1的阻值。

第二，选择两个非理想的电流表分别测量两个并联电阻的电流（图二）。实验过程如上。

在这两个对比试验操作过程中，我们可以将自己所学到的物理基础知识引入其中，对老师所演示的简单实验进行加工，在实验操作复杂的基础上融入更多的相关知识，实现知识迁移。

总之，在高中物理电学实验操作中，我们可以对传统教师简单的实验操作进行升级创新，在改进实验操作步骤的基础上，深化实验操作，以此提高实验操作水平。

参考文献：

[1]柯璋.高中物理教学中创新实验的设计与实践[J].中国校外教育，2015.

[2]张翔.浅析高中物理教学中创新实验的设计与实践[J].亚太教育，2016.

编辑 李静玲