李旭航

哈爾濱市省實(shí)驗(yàn)中學(xué)

芻議高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

李旭航

哈爾濱市省實(shí)驗(yàn)中學(xué)

物理學(xué)，一門源遠(yuǎn)流長的自然學(xué)科，不僅推動(dòng)著人類文明化進(jìn)程，而且對(duì)人類創(chuàng)新性思維的發(fā)展起引導(dǎo)作用。從宏觀上分析，物理是一門描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的自然學(xué)科；從微觀上講，物理是一門以完備的實(shí)驗(yàn)操作水平為基礎(chǔ)，精細(xì)入微的觀察力為依托的數(shù)理性、實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，其科學(xué)理論的形成及發(fā)展均離不開實(shí)驗(yàn)。而高中物理電學(xué)不僅是物理電學(xué)的重要組成，同時(shí)也是高考的必考內(nèi)容。電學(xué)實(shí)驗(yàn)作為高中物理電學(xué)不可或缺的一部分，是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)積極性、觀察力及空間思維的切入點(diǎn)。筆者從電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想、原則及如何提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平三個(gè)維度論述，力求為提升高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、增強(qiáng)學(xué)生求知欲提出淺薄見解。

設(shè)計(jì)思想；設(shè)計(jì)原則；教學(xué)提升

眾所周知，百年大計(jì)，教育為先。教育是一個(gè)國家興旺發(fā)達(dá)的基石。課程標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新，教育理念的深刻變革，推動(dòng)教育不斷從應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的重要性認(rèn)識(shí)不足，多流于形式，缺乏實(shí)驗(yàn)的探究、互動(dòng)的教學(xué)活動(dòng)。在新課標(biāo)指引下，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)從“怎么做”向“為什么這么做”過渡，引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念及方法，重在培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、概括總結(jié)能力及語言表達(dá)能力。本文從電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想、原則及如何提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平三個(gè)維度論述，力求為提升高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、增強(qiáng)學(xué)生求知欲提出淺薄見解。

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心

設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心，是開展實(shí)驗(yàn)的理論支撐。實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方案是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮的兩個(gè)點(diǎn)。二者既相互獨(dú)立又緊密聯(lián)系。依據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器及對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求，參考各類實(shí)驗(yàn)思想，挑選適宜的實(shí)驗(yàn)方法和測量方法，方可遵循實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)出細(xì)致精巧、滿足標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)，為獲取準(zhǔn)確的、有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)成果提供理論保障。[1]

在眾多實(shí)驗(yàn)思想中，最常用也最基本的思想便是比較思想。物理實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常要對(duì)物理量進(jìn)行測定，此時(shí)就需要先選定標(biāo)準(zhǔn)物理量，并將比較系統(tǒng)及比較環(huán)境調(diào)整至最佳，最后同待測物理量進(jìn)行比對(duì)。

在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)面對(duì)一些直接精確測量的物理量，此時(shí)我們可以融合各類實(shí)驗(yàn)思想，比如運(yùn)用其他物理量進(jìn)行等效替換，或用幾個(gè)基礎(chǔ)量進(jìn)行計(jì)算求得等方法探究解決問題的思路。

二、電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則

就高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則，眾說紛紜，但萬變不離其宗，總結(jié)為如下四方面：

1.安全性原則是保障。電學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，時(shí)刻防范由于試驗(yàn)器選擇不當(dāng)、電路選擇不正確而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)人員遭受電擊、儀器損害的嚴(yán)重后果。對(duì)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)而言，人身安全和實(shí)驗(yàn)器材安全，才是電學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺晒Φ幕颈Ｕ稀?/p>

2.精確性原則是目的。毋庸置疑，精確、有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)成果，是電學(xué)實(shí)驗(yàn)追求的最終目的。極小的實(shí)驗(yàn)誤差、超高實(shí)驗(yàn)精度的實(shí)現(xiàn)，離不開優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)器材和科學(xué)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)思想的支撐。

3.方便性原則是理想。以安全性、適用性為基礎(chǔ)，在確保實(shí)驗(yàn)順利完成的條件下，要采用簡潔易行的實(shí)驗(yàn)操作方法。例如互動(dòng)變阻器阻值大小的選擇；控制電路（限流和分壓接法）的選擇；[2]在缺少適用器材時(shí)，可在習(xí)得實(shí)驗(yàn)器材原理之后，進(jìn)行自制簡易測量工具和電路，如電流表與電阻組合來測量大量程或替代電壓表，調(diào)節(jié)電路測電源電阻等，在補(bǔ)充器材同時(shí)實(shí)現(xiàn)更精確測量；如無法高精度實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選擇在誤差允許范圍內(nèi)估讀，并進(jìn)行誤差分析，或?qū)で蟾鼉?yōu)、更精確方案。

4.經(jīng)濟(jì)性原則。在制定實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要有節(jié)約材料和能源的意識(shí)，盡可能地節(jié)約能量和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，使電學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)低成本高價(jià)值。

三、探究提升高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法

素質(zhì)教育、能力教育培養(yǎng)成為當(dāng)下教育理念的核心思想。高中物理課改標(biāo)準(zhǔn)明確指出：變革教學(xué)方式，融入藝術(shù)教學(xué)，以興趣為出發(fā)點(diǎn)，借助現(xiàn)代教育手段，從而革新高中物理教學(xué)方式。如何在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生理清實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想，明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則，充分掌握電路的特征并且明確實(shí)驗(yàn)器材選擇呢？如何培養(yǎng)高中生電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力呢？大致可從如下幾方面著手。

1.興趣，引領(lǐng)學(xué)生步入實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)殿堂。是激發(fā)求知欲的源泉，可使不喜歡變?yōu)橄矚g，低效轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝?。因此，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣是開啟高效學(xué)習(xí)的金鑰匙。電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同樣要求教師創(chuàng)設(shè)精彩紛呈的情境，不落窠臼的導(dǎo)入新課。從而激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

2.確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。雖然器材選擇、測量電路的選擇及控制電路的選擇，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的重中之重。而端正的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模怯绊戨妼W(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵因素。明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模梢栽趯W(xué)生頭腦中形成“怎么做—為什么做—學(xué)習(xí)目的”的實(shí)驗(yàn)思路。唯有如此，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中方可做到心中有數(shù)，不僅熟練的完成實(shí)驗(yàn)操作，還可以深入細(xì)致的觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而得出有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

3.培養(yǎng)整理數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的能力。實(shí)驗(yàn)過程中，教師要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生讀取和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并以直觀簡潔的方法呈現(xiàn)數(shù)據(jù)背后的規(guī)律，如表格、表達(dá)式、圖像等方式，依據(jù)已有知識(shí)，及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并利用發(fā)散性思維，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋說明。

4.以實(shí)際操作為出發(fā)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力。電學(xué)實(shí)驗(yàn)講授后，教師可以點(diǎn)撥學(xué)生對(duì)課本中的演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際操作，不僅可以熟悉各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，而且可以用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物理理論，提升對(duì)物理電學(xué)的認(rèn)知力。針對(duì)能力強(qiáng)的學(xué)生，教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)類型實(shí)驗(yàn)，書寫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其不當(dāng)之處加以糾正，以避免同類問題再次發(fā)生，對(duì)學(xué)生思想方法加以總結(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新之處，從而提升學(xué)生在物理電學(xué)方面的創(chuàng)新意識(shí)與興趣。

四、結(jié)語

綜上所述，物理電學(xué)是物理學(xué)習(xí)中的重要組成部分，電學(xué)能力是學(xué)生解決日常生活難題的重要基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)中，要樹立科學(xué)意識(shí)，從小處著手，多觀察、勤思；多動(dòng)手動(dòng)腦，理論與實(shí)踐結(jié)合，為從根本上學(xué)好物理電學(xué)提供保障。

[1]劉添義.高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)芻議.廣東教育教研，2008第12期

[2]何善亮.高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思想、原則和方法.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2002

李旭航（1999-），男，漢族，黑龍江省哈爾濱市人，高中學(xué)歷，研究方向：物理方向。