摘要:物理是高中阶段的重点学科之一,其对于学生思维的拓展、能力的提升、思维的塑造,有着重要影响。而在物理学科中,电学又居于特别重要的地位。尤其是电学实验,对于学生实践应用能力的考量,判别选择能力的评估,起着重要作用。因此,加强高中物理电学实验教学,让学生在电学实验中学会选择器材,掌控电路特点,便成为高中物理电学教学的重点。但是,由于电学实验原理丰富,涉及的器材种类繁多,对应的电路构架复杂,而且每一类器材都对应着不同的量程,这使得物理电学实验中器材与电路的选择显得至关重要。基于此,教师在指导学生开展电学实验器材与电路选择时,应该针对不同电源、电表、电阻的特点与功能,本着适用、安全、准确、方便的原则,让学生在科学实践、多元探索、深刻体悟中把握电学实验内涵,体悟电学实验本真,在逐步突破电学实验难点,提升教学效能上寻求突破,获得发展。
关键词:高中物理;电学实验;实验器材;电路;选择
目前,在很多地域高考物理中,都渗透着对于电学实验的考查,而且在考查形式上各具特色,范围广阔。而且,由于电学实验涉及的领域本身比较宽泛,其既体现着学生对基本电学原理的掌控情况,又反映着学生的物理实践能力与应用素养。由此可见,加强高中物理电学实验教学,拓宽电学实验应用路径,让学生在有效选择器材,充分研判电路中获得对电学实验认知的突破,便成为现今高中物理电学实验教学的关键。但是,与现实预期不相契合的是,很多教师在电学实验教学中对于实践与应用的渗透严重不足,而且很多学生在投身电学实验探究时,对于基本原理的理解不够深刻,基本器材功能的了解不够充分,基本电路作用的把握不够到位,使得隐含于高中物理电学实验教学之中的诸多问题、困惑、弊病在高考、实践、应用中便会暴露无遗。对此,教师应该重新审视高中物理电学实验的教学的作用、价值和意义,并通过对教学措施的优化,教学方式的变革,教学路径的拓展,教学资源的整合,让学生在更为直观、丰富、多元、有效的视域内投身电学实验教学,学会选择器材与电路,为确保电学实验难点得以突破,重点得以升华而奠基铺路,提供助力。
一、实验器材的选择
高中物理电学实验中涉及的最基本器材为:电源、电阻、电表。由于不同电路对器材的要求不同,使得学生在器材选用时,必须以实验原理为辅助,根据需要,灵活选择,科学应用。一是在电源选择时,应该以实验要求为参照,明确交流电源与直流电源的区别,并在具体实验中灵活选用。例如,“电火花计时器”所用电源为220V交流电源,“打点计时器”则选用V4--6V的低压交流电源,“电场中等势线的描述”则选用6V直流电源,“测量电源电动势和内电阻”则选用废旧干电池等等。对学生而言,其应该就不同电学实验中可供选用的电源进行整合、归类、总结,以确保在不断实验探究中可以精准判别,科学选用。二是在电表选择时,应该各具电流表、电压表各自的功能,本着“电流表的流通电流不超过电流表量程”、“加在电压表的电压不超过电压表量程”的原则,进而结合电源参数,来选用电表,使每一个电表在电路中的作用、功能得以切实发挥。同时,在测量中,为了减小误差,电表的指针必须出现较大偏转,即维持在满偏度的2/3为宜。三是在电阻选择时,为了达到精准调节电压,有效控制电流的作用,所选用的滑动变阻器与被测对象的额定电流、电压范围保持一致,同时以节能、方便为原则,以确保流过滑动变阻器的电流不能超过其额定值,而且在实验中尽量避免使用高阻值变阻器,以避免由于滑动变阻器的作用,而出现电流、电压大幅度变化的情况,对其他器材产生损耗。
二、实验电路的选择
高中物理电学实验中涉及的基本电路连接方法为:外接法、内接法两种。不断的连接方法所形成的电路在作用、功能上有着较大差别。因此,学生在电路选择时,应该加持如下原则,以确保不同电学电路可以更好服务于学生实验探究。一是安全性原则。应该使实验电路中所连接的各类器材与电路要求、需要相一致,切忌在连接的电路、器材使用中因为选择不当,操作不当而损坏仪器,发生意外。二是适用性原则。必须确保实验电路中各类器材、仪器、电器等为确保电路顺利运行而提供帮助,同时使实验测量范围与实验要求相符合,相适配。三是方便性原则。在确保实验顺利进行的前提下,应该以最为简便、易于操作的实验器材、实验装置为辅助,为实现实验作用最大发挥而给予保证。例如,对滑动变阻器的选择,分压电路的选用,限流电路的选择等,都应该凸显出方便性原则。
三、控制电路的选择
为了确保电路电能被有效利用,必须就电路各部分的供电情况灵活调控,这就涉及到对限流接法分压接法的选用。而对于被测电阻两端电压变化范围较大,或者对于需要自零开始连续可调电压时,一般都选用分压电路,即采用分压接法连接滑动变阻器与电源。如果遇到电路最小电流等于或者大于被测电阻额定电流,则必须选用限流电路,即利用限流接法进行电源与器材连接。同时,针对滑动变阻器的变化情况,在选择分压与限流时,教师应该结合具体实例,开展具体分析,让学生在深刻理解中获得充分认识。另外,在控制店里选择中,教师应该指导学生养成借助电路图开展分析的好习惯,以确保选择更加精准,电路的选用更加科学。
四、结论
总之,高中物理电学实验中对于器材与电路有效选择,直接决定着实验的效率与误差的大小,对于学生实践应用能力,综合判别能力,探究解析能力的发展也会产生重要而积极的影响。因此,教师在指导学生开展器材选择时,应该以实验需要与考察重点为导向,就对应的电源、电表、电阻等器材灵活适配;在进行电路选择时,应该本着安全性高,精确度强,方便性足,误差性小,耗电性少等原则,让每一个所选用的电路够可以充分服务于具体实验操作与实践应用。通过对器材与电路的科学选择、灵活适配、有效借用,让学生在高效训练,多元探究,提升发展中逐步增强自身电学实验掌控能力,驾驭能力,为促进学生物理综合素养塑造,物理认知潜能激活,物理实践能力提升而提供保证,给予辅助。
参考文献:
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