高中物理常見的電學實驗復習方法探討

陳宏英

【摘? ? 要】高中物理一直是大多數(shù)學生學習的劣勢科目，學習難度大，甚至打擊了學生的學習熱情和信心。整個高三階段的復習綜合性極強，需要最大程度調(diào)動學生的認知、思維、腦力、體力，對于學生來說是一個極具考驗的任務。在高三復習中，電學實驗是一個至關重要的知識點，也是容易失分的知識點。本文就高中物理常見的電學實驗復習方法作簡要分析。

【關鍵詞】高中物理? 電學實驗? 復習方法

中圖分類號：G4? ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2021.13.006

電學知識貫穿我們的日常生活，在高中階段也涉及大量的電學知識，從靜電場、恒定電場、電磁感應、交變電流、變壓器以及電能的輸送，在復習的時候尤其是后期要特別注意知識的邏輯性、完整性。

一、實驗教學的必要性

物理實驗是物理教學的重要基石，對于培養(yǎng)學生的物理觀念、科學思維、實驗研究、科學態(tài)度責任等具有特殊的地位和作用。在整個高中階段，學生的學習任務繁重，如果只是純粹地進行抽象概念的學習，從學生的個人角度來說不僅難以消化，而且不能做到學以致用，使書本知識學習變得刻板;從課程的角度來說，教師要通過物理實驗培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科學精神，不但在實驗和科學探究過程中讓學生體會科學研究中相互作用的必要性，還可以培養(yǎng)學生嚴肅認真對待實驗的態(tài)度，尊重實驗結果與事實，養(yǎng)成實事求是的良好作風。

二、鞏固知識，強化記憶

一般來說，學生掌握知識和技能需要經(jīng)歷領會、鞏固、應用這三個相互承接的階段。從心理學的角度上講，在認識新知識的同時遺忘就開始了，在識記的最初時間遺忘得最快，后來逐漸緩慢。根據(jù)這一認知規(guī)律，我們需要不斷地加強復習，有效且及時復習。在高一高二的學習中，大部分學生已經(jīng)掌握了電學實驗的基本知識，包括電路結構的分析簡化、電路的動態(tài)分析、含容電路的分析等，在學習方法上學習了程序法、口訣法。電學實驗就是以閉合回路的歐姆定律理論分析為鋪墊，主要考查測量小燈泡的伏安特性曲線、測量金屬的電阻率、測電壓表電流表的內(nèi)阻、測量電源的電動勢和內(nèi)阻以及多用表的使用。知識結構上可以把前三個合并為一個，總的方法都是圍繞部分導體的歐姆定律，后面兩個則主要是圍繞閉合回路的歐姆定律。

三、注重學科聯(lián)系和實際應用

（一）重視物理與數(shù)學的聯(lián)系

理學與數(shù)學有著密切的關系，物理概念與規(guī)律的表述、問題的解決都要借助于數(shù)學，數(shù)學是物理學的研究工具。數(shù)學對物理學有重要的影響，物理學理論的創(chuàng)立與發(fā)展要借助數(shù)學，若沒有數(shù)學支撐，物理學將無法得到應用和發(fā)展?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標準》在三維目標的“過程與方法”中，明確提出對應用數(shù)學能力的要求，高考物理考綱中也明確提出了要考查學生應用數(shù)學工具處理物理問題的能力，高中物理教學中要把培養(yǎng)學生的應用數(shù)學能力放在重要的位置。

（二）圖像分析：緊扣原理，以不變應萬變

在電學實驗中我們以測電池的電動勢和內(nèi)阻實驗為例進行分析。本實驗的三種基本實驗方法：伏安法，伏阻法，安阻法。從閉合回路的歐姆定律出發(fā)，結合實驗方案給出實驗數(shù)據(jù)處理方法，下面主要討論的是圖像法處理數(shù)據(jù)。

根據(jù)原理E=U+Ir推導，記錄電壓表和電流表數(shù)據(jù)，后續(xù)過程可以分兩步走。第一步，在坐標軸上描點，并用平滑的直線擬合圖像，找到圖像所對應的截距和斜率。第二步，數(shù)形結合，找到斜率和截距相應的物理含義，解出電動勢和內(nèi)阻。返回到實驗原理中，分析誤差來源，結合圖像物理含義分析誤差修正。

在考試中不難發(fā)現(xiàn)，題目考查的是學生的知識遷移能力，而不是生搬硬套。要求學生靈活地運用知識，在已有的實驗方案上進行變動。我們并不能預料到出題人想要從哪一個具體的角度去“改編”原型題目，所以面對考場上的變數(shù)，學生需要學會從基本的實驗原理出發(fā)，守著閉合回路的歐姆定律不變，以面對試卷中的瞬息萬變。比如，在伏安法當中學生通過平時的練習很容易得出在U-I圖像中縱截距表示電源的電動勢，斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻。同樣的考查伏安法卻很有可能考查的是用兩只電流表代替電壓表和電流表，實驗數(shù)據(jù)處理中就不再是U-I圖像，而是I1-I2圖像，對應的斜率和截距當然不再是電動勢和內(nèi)阻，這就需要學生從實驗原理出發(fā)，先寫出物理表達式，再轉化成想要的數(shù)學形式。在這個過程中，我們要始終明確，數(shù)學圖像是工具，而物理原理才是根本。然而學生反映的問題是看到一個新的坐標軸、新的圖像，往往是從圖像出發(fā)，而不是從物理原理本身出發(fā)。

（三）活學活用，注重理論聯(lián)系實際

對比近幾年的全國卷高考題的電學實驗部分，雖然考查的方式多種多樣，但是總的來說有幾個?？键c出現(xiàn)的頻率較高，所以在組織復習的過程中以高頻考點為主，方法拓展為輔。比如，2015年全國卷Ⅱ中考查連接電路圖，2016年、2017年全國卷Ⅱ、2019年全國卷Ⅲ中考查根據(jù)電路圖連接實物圖，2018年全國卷Ⅱ中考查電表的改裝和接線柱的接法。同時在電學實驗部分注重理論聯(lián)系實際，拓寬學生的知識面，如2018年全國卷Ⅰ中考查熱敏電阻的溫度特性，2019年全國卷Ⅱ中考查硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U與溫度t的關系。以上例子提示學生要注意從基本原理向外適當延伸，注意生活中的物理知識，做一個關心生活、關心科技發(fā)展的中學生。

（四）綜合提高，全面發(fā)展

實驗方法學得多且雜，需要教師和學生一起將知識進行整合與合并。比如在伏安法測電阻的實驗中就出現(xiàn)了很多種變形，如安安法、伏伏法、比較法、替代法、半偏法，等等。這些方法都是從最基本的原理出發(fā)的一些拓展。教師要學會找出這些方案的共性，在教學的過程中累積實驗設計方案，提出新的實驗方法。此過程最鮮明的特點就是在基本知識和技能的學習基礎上還具有開放性，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維，獨立思考能力和創(chuàng)新意識。這一點在學生未來學業(yè)和科研的道路上相信是一個重要的鋪墊。

四、結語

對于高三學生而言，復習時間緊、任務重。高考中電路實驗的題型也基本上年年都會出現(xiàn)，基礎必須打牢，一些基礎公式以及原理務必要理解通透，并且時刻記住物理題型萬變不離其宗。只有從根本上提高電學實驗的水平，電學實驗的復習才能夠有很好的效果。

參考文獻

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