新課改下高中物理電學演示實驗教學研究

管雪琴

【摘 要】高考物理電學實驗試題要求學生能靈活地運用物理研究的基本思想和實驗方法處理問題。電學演示實驗的教學需要教師對實驗進行巧妙的設計，并運用一切可以幫助實現(xiàn)更好教學效果的手段。

【關鍵詞】物理；電學；演示實驗

近年來，隨著新課程改革的進行，高考物理電學實驗試題也發(fā)生了明顯的變化，從考查教材中的基礎實驗內(nèi)容，逐漸向綜合性、設計性方向發(fā)展。這些實驗試題要求學生基于高中物理理論，靈活地運用物理研究的基本思想和實驗方法處理問題，充分體現(xiàn)了新課改的精神，強化了高考選拔人才的功能。因此，高中物理電學演示實驗教學既要使學生掌握最基本最具有普遍意義的實驗原理和方法，也要順應新課改要求，不斷創(chuàng)新。

一、掌握基本的實驗原理和方法

實驗原理是實驗設計的根本依據(jù)和起點。任何一個新問題的解決都可以在教材中的演示實驗或分組實驗中找到可以遷移的實驗原理。所以教師應在演示實驗教學中帶領學生發(fā)現(xiàn)并真正理解最基本的實驗原理和方法，而不是僅僅停留在形式上機械地記憶實驗原理。在電學實驗教學過程中，教師應教會學生掌握并熟練使用電學的基本儀器：電流表、電壓表、穩(wěn)壓器、電阻絲、滑動電阻器等，向?qū)W生講解清楚這些基本儀器的構(gòu)造，使用原理，使用范圍，如何讀數(shù)和如何修正實驗誤差等。通過學習，學生應能看懂并熟練掌握基本電路圖的繪制。教師還應引導學生在電學的演示實驗及自主實驗中勤動腦勤思考，學會細致觀察，準確記錄實驗數(shù)據(jù)，規(guī)范書寫實驗報告，深入反思實驗結(jié)果，能獨立進行誤差分析等多重環(huán)節(jié)。

如： 電阻測量的方法有很多，其中最基本的就是伏安法。教師在演示實驗教學中需要教會學生用電流表和電壓表測量電流和電壓，這是最基本的操作要求；需要引導學生掌握電流表和電壓表的改裝原理，掌握測量電阻的其它方法。在此基礎上，學生才能靈活運用基礎知識解決以下問題：電流表的內(nèi)接、外接選擇；滑動變阻器分壓、限流式的選擇；實驗器材的選擇、表頭的改裝及其它變式問題。

二、利用仿真軟件設計電學演示實驗

在高中的物理電學實驗教學過程中，一些實驗是不需要教師進行親自操作演示的，一些仿真軟件可以為我們提供一個設備完善的綜合性實驗室，通過它，可以讓學生不必真的用手去操作就可以完成在一個虛擬實驗室中的實驗。因此，學生和教師不用擔心實驗中的器材會受損，或者是出現(xiàn)安全問題。有了仿真軟件的幫助，教師可以知道學生在物理電學實驗學習過程中充分發(fā)揮自己的想象力，將自己的一些想法和假設通過虛擬實驗進行大膽驗證。這對于調(diào)動學生學習物理的積極性，提高學生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題和解決問題的能力具有很好地效果。

就實驗演示的角度來說，確定明確的實驗目標，可以促使我們獲得更好的實驗教學效果，而為了達到理想的電學實驗效果，可以督促我們更好地去準備、設計、改進實驗。所以，教師首先應當具備充足的知識和全面的技能，了解每一個演示實驗都是對應著教材中的一部分知識內(nèi)容的，演示實驗的最終目的就是讓學生通過觀察實驗來更牢固地掌握相關知識。而通過使用仿真軟件，可以達到理想的實驗效果，學生通過觀察仿真實驗，能更好地掌握實驗中涉及到的物理知識，并再將這些知識應用到解釋物理現(xiàn)象和生活中的一些其他現(xiàn)象中。從這一點看，仿真軟件可以幫助我們達到更好的教學效果。通過仿真軟件，可以讓學生設計不同的實驗方案，讓學生大膽地進行多次獨立的實驗嘗試，對不同的方案進行對比、思考、分析，從而鍛煉學生舉一反三的學習能力。

三、了解實驗難點進行創(chuàng)新思維突破

在高中物理電學演示實驗教學中，一些抽象的物理概念和物理定律讓部分高中學生理解起來十分困難，因此高中物理教師進行實驗教學的過程中要幫助學生形成自己的物理知識體系，提供條件幫學生們創(chuàng)設思維臺階，實現(xiàn)對物理實驗難點理解上的突破。

如，在高中物理知識中，自感現(xiàn)象對于學生們來說實在是看不見摸不著，因此理解起來就會遇到困難。為此，教師可以專門設計一個演示實驗的小游戲幫助學生更加深刻的體驗一回自感現(xiàn)象，形成完善的物理概念系統(tǒng)。提出問題：有一個通電線圈，當其中的電流發(fā)生變化的時候，它就會產(chǎn)生一個變化的磁場，而這個變化的磁場同時也會在另一個線圈中產(chǎn)生感應電動勢，但是線圈自身能不能產(chǎn)生感應電動勢呢？在這個問題下，教師指導學生進行名為千人震實驗的游戲，如圖所示。

圖中的裝置有干電池兩節(jié)，線圈一個，開關一個。這些簡單的器材組成一個回路，在線圈的兩端分別引出兩根導線，由班上12名同學手拉手按圖中的方式與線圈并聯(lián)。兩端的同學手握裸露的導線，這樣人體接入電路。

接下來就是實驗的關鍵環(huán)節(jié)，教師提示同學們互相拉好手，兩端的同學握緊導線，然后教師閉合開關，同學們并沒有什么反應也沒有觸電的感覺。接下來教師再迅速的斷開開關，這時學生有了明顯觸電的感覺，有的被電的跳了起來，至此試驗完成，同學們感覺驚險刺激，印象十分深刻。接著馬上進行實驗分析：當開關閉合時，12名同學兩端的電壓大約是3V，而人體的電阻較大，因此同學們沒有觸電的感覺。而當開關斷開，由于線圈的存在，流過線圈的電流突然減小，而穿過線圈的磁通量也同樣減小，根據(jù)電磁感應定律，線圈中的感應電動勢較大，這就使同學們有了比較強烈的觸電感。電路中的這個現(xiàn)象，我們就叫它為自感現(xiàn)象，其中產(chǎn)生的感應電動勢為自感電動勢。可見，通過讓學生們參與到新奇的實驗中，親自體驗實驗，易于理解知識難點。利用創(chuàng)新性的實驗能夠有效突破學生自身的思維限制，更加牢固地掌握物理概念。

綜上所述，高中物理電學演示實驗的教學需要教師對實驗進行巧妙的設計，并運用一切可以幫助實現(xiàn)更好教學效果的手段。只有這樣，演示實驗才能對學生學習物理起到刺激作用，激發(fā)他們的探索欲望，才能進一步提高教學效果。