高中物理教学中常见电学实验问题分析

摘要：电学在高中物理课程中是非常重要的内容，涉及到电路的接法、电表的读数以及数据的归纳整理等知识.对高中物理教学中常见的电学实验问题进行分析，可以加强学生的学习能力，还能为学生更高层次的学习打好基础.文章主要是对高中物理教学中常见电学实验问题进行分析，希望能给教育者提供一些借鉴.

关键词：高中物理;电学;实验问题

中图分类号：G632文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2022）09-0079-03

收稿日期：2021-12-25

作者简介：崔佳欣（1990.4-），女，山西省长治人，研究生，中学二级教师，从事高中物理教学研究.

电学在高中物理课程是不可或缺的，电学实验也是非常重要的教学环节，能够将电学理论和实践整合起来.在《高中物理课程标准》中，教师在物理实验的教学中，应该让学生学会电路连接方式以及学会选择量程;学会使用滑动变阻器，并且熟悉这一仪器的作用，根据电学实验选择合适的仪器;学会对实验设备中的数据进行读取.但是，在实际的电学知识的讲授中，学生需要学习大量的物理知识，而且电路系统比较复杂，学生的学习效果比较差，有些电学实验问题是比较常见的，而且也不容易找到解决的方式.在这个背景下，教师要注重对课程中存在的问题进行探究.

1 实验器材的运用

1.1 电表接法及量程选择

电表的接法在电学实验的过程中因为内部电阻的影响，电表如果选择不当，会存在一定的误差，造成了显示出的指数值同实际的指数值不一致，从而影响实验结论.可以说这是在电学实验当中发生频率最高的问题之一.而实验结论一旦准确率低，又容易误导学生，使学生对实验不易进行理解，从而违背了进行实验教学的初衷.因此教师需要解决实验误差的问题，提高实验的准确率，这样才能提高实验的效果，为了满足实验的需求，选择科学的实验仪器，并根据规定处理好仪器的配置.因此，在电学实验中学生要选择合理的电流表以及电压表，同时教给学生测试电流表、电压表性能的基本要领，确保这两者的电流、电压处于正常的范围当中，为连接电阻、电表做好准备.

在选择电表的连接方法时，要酌情采取“内接”和“外接”法.对此，可根据“大内小外”的原则，分别选择两种判断方式：其一，假设电流表的内部电阻为R，那么电压表的电阻R和待测电阻R的阻值用相关公式就能判断，如果R÷R>R÷R，电阻以及电流表的实际电阻差就非常大，这时候就需要运用电流表内接法.反之，当电阻以及电流表的实际电阻差别比较小时，就应该运用外接法.

在对电表进行读数时，还必须要注重精确度，做到准确进行读数.把握好电表的测量范围，使用前必须确保指针已经做到归零.若指针尚没有归零的话，则必须首先进行归零，才可以开展操作.否则，也容易给测量结果带来误差.

1.2 滑动变阻器作用以及选择

滑动变阻器也是学生在进行电学实验时常用的仪器，其中的调控元件也会普遍运用到电路中，调控电路中的电流，推动实验的顺利进行.滑动变阻器的连接方式主要分为两种：一种是分压式接法;另外一种是限流式接法.

学生如果在实验中需要用到滑动变阻器，应该做到以下几点：

在實验中，必须基于电路方面的需求，来挑选那些较为灵活、能产生明显变化的滑动变阻器.滑动变阻器的性能必须要同电气保护方面的要求相符.负载上的电压和电流一定要在可以承受的范围之内，电流必须在滑动变阻器的额度之下以确保使用的安全性，而且需要从0进行调节，这时候就需要用到分压式连接策略，比如在“小灯泡的伏安特性曲线”中，就可以运用分压式连接方式.

在实验过程中，变阻器中的电阻比负载电阻或者电路串联时其他电阻的阻值小时，滑动变阻器就不能将电压和电流控制在一定的范围中，这时候就需要用到分压式的连接形式.

在实验的过程中，必须提醒学生严格遵循实验步骤来操作.这样才能够避免故障的发生，确保安全操作.当电表以及电学元件中的耐压能力比较小时，可以运用分压连接的方式.尚未接通电路前，要让学生把滑动电阻器调整到阻值的最大值，避免产生过大的电流而损坏电源和电表.当学生在调节滑动变阻器时，提醒他们千万不要触摸一些容易导电的元件如划片等.

另外，要提醒学生注意正确的正负极接入端口，并基于电表内的电阻状况来正确设计电路图以最大程度缩小实验当中的误差.学生在对电压表进行连接时，要注意他们是否将电压表同所测电学元件之间的电路进行了并联.并注意观察电压表的电流方向是否同电路的正负极相一致？这样才能够避免电表遭到破坏.

在进行电路连接当中还需要注意提醒学生的是：如果实验没有规定相应的要求，电压又没有明显的变化，其他电元件对电压也没有要求时，既可以运用分压式连接方式，也可以运用限流式连接方式.如果想要让实验更加便利，滑动变阻器运用不同的连接方式，也要充分考量电阻的要求.因此，学生在开展实验时应该选择合理的连接方式.当遇到阻值比较小的变阻器时，可以运用分压的连接方式，如果遇到阻值比较大的变阻器时，可以运用限流的连接方式.同时，因为电池中的内阻力比较小，在测试“用电流表以及电压表测电源的电动势和内阻”实验中，为了让实验误差更小，可以运用外接的方式连接电表.

1.3 实验仪器读数和数据整理

针对实验设备中的读数，一定要按照实验仪器中的计量以及数据进行读取，还有的仪器需要进行公式变换，因此一定要在电学实验中做到认真，这样才能准确记录和整理数据.特别在开展对公式的转换、计算当中，换算出错往往是造成实验故障的一个重要因素.因此要提醒学生重点注意数据的单位，避免换算出错.

2 巩固学生所学的基础知识

针对电学中的实验，学生在学习的过程中会遇到各种各样的问题，这主要是因为学生没有扎实学习电学知识.电学实验在高中物理课程中是非常重要的一门课程，包含着大量的物理知识，学生在学习时需要有一定的学习能力.比如，在读取电表时，很多同学在读取数据时都会出现错误，这主要是因为学生对电表读数的知识没有掌握住.其实读数还是非常简单的，电压表、电流表需要估读，但是欧姆数就不用进行估读.

3 建立完整的知识结构

学生要注重对电学实验进行总结，这样才能牢牢掌握知识，并找到电学知识的规律，锻炼发散性思维能力，找到不同的电学实验方式.比如，在运用伏安法测量电阻的过程中，学生需要在学习的过程中记住“大内偏大，小外偏小”的实验口诀，这样就能对待测电阻为大电阻时，电流表可以运用内接的方式，这时候的结论会大于真实数据;如果是小电阻时，电流表可以运用外接的方式，这时候的测量结论就比真實数据小.学生只要掌握了这个口诀，在面对电阻问题时就能游刃有余.

4 理论知识与实践整合

电学实验中的知识大多是抽象的，因此，教师在给学生讲授电学实验的知识时，可以将抽象的知识具象化，这样也能为学生将电学知识运用到实际生活中做好铺垫.教师在课程中也应该提高对学生的要求，不仅要调动学生的物理思维，还需要让学生以积极良好的心态融入到物理课程中，并且将学习的知识付诸行动.学生只有在课程中具有严谨踏实的学习态度和扎实的基本功，才能在实践中不断发现，不断改进知识，最终解决电学问题，这样才能让学生获取更多的知识和技能.

5 提高演示实验的效果

并不是所有的实验都需要进行演示，演示实验对实验本身就有一定的要求.在新课改背景下，演示实验也在不断发展.首先，演示的实验不能过多，否则不仅会影响教学进程，也不能激发学生的学习兴趣.因此，教师要为学生演示简单的实验，并且让学生在最短的时间内就能观察到实验现象;其次，实验中的设备不能过于复杂.复杂的实验既不能被移出实验室，也会浪费大量的时间和精力，学生也不容易对实验产生透彻的见解;再次，演示实验要方便学生观察.如果实验不方便学生观看，教师告诉学生实验的结论，这样就不能凸显出演示实验的作用;最后，演示实验应该是典型的.学生可以在实验中联想到其他现象，运用在实验中学到的知识解决其他问题.

演示实验也可以通过微课视频的方式来进行.微课视频最大的优势在于，一方面可以对实验当中一些重点和细节进行慢镜头播放，强化教学.另一方面有利于对教学资源进行保存，有利于学生反复进行温习.

6 带领学生分析一些典型的实验出错案例

为了帮助学生夯实基础，强化他们实验操作要领，并纠正他们在实验操作当中所存在的一些不良习惯.我们需要给学生演示并分析一些实验故障、实验误差等典型的实验出错案例.比如，通过微课视频来播放一些关于电学实验故障、误差方面的案例.尤其对于学生当中那些容易出错的要点，以及一些不良的操作习惯等，应适当采取慢镜头，通过进行反复播放，一遍遍强化学生的印象，促进他们更好地理解和掌握.当学生观看了微课视频之后，还可以让学生通过分组讨论的方式来进行反思：在自己的实验操作当中，哪些地方还不得要领需加强学习？哪些不良的操作习惯是需要得到纠正的？从而让他们做到查漏补缺.这样，学生在避免电学实验操作故障、操作误差时，就会更加具有针对性.

总之，电学实验在课程中是重点和难点，电学知识呈现出复杂性以及综合性.因此，教师要完善对电学知识的认知，并且在学习中不断积累学习的经验，及时发现学习过程中的问题，为以后的电学实验做好铺垫.从高中阶段的学生来看，学生不能只学习理论知识，不注重提升自己的动手操作能力，也不能光看其他学生实验自己不参与其中，应该将课本中的理论知识与实验整合起来，这样才能获取更多的电学知识，不断提升学以致用的素养.

参考文献：

[1]马爱敏.高中物理教学中常见电学实验问题分析[J].中国新通信，2020，22（12）：215.

[2] 赵彬，赵灯友.优化电学实验教学 促进学生能力提升[J].中学物理教学参考，2020，49（04）：84-85.

责任编辑：李璟