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【摘要】高中物理中的设计性电学实验题，题目灵活多变、易于发散，能全面检查学生综合应用能力，成了高考命题的重点和热点。学生面对题材背景广泛与生活、生产、科技相联系的电学实验题，抓不住线索，找不到突破口，往往感到很辣手。现浅析立足于教材上的学生实验，抓住电学实验完成的流程主线，分解到五个具体操作环节中去进行分析。如何培养学生抓住电学实验探究的流程主线，实现知识能力迁移，达到高效解答电学实验题。
【关键词】电学实验实验指导流程主线环节高效解答
1.中学电学实验题的特点
每个用电路进行探究的问题都属于电学实验范畴。每一个电学实验的完成都有严格的流程，流程中按先后分为根据实验目的进行电路原理的设计、器材的选择、实物图的连接、完成操作步骤和数据记录处理并得出结论、误差分析五个环节。纵观历年高考电学实验题，命题考查的重点和热点都是这五个环节中的几个。设计性电学实验以其灵活多变、易于发散，更能考查出学生综合应用能力。但面对设计性实验，很多学生感觉很杂乱而无从下手，找不到线索和突破口而力不从心。其实所有电学实验，尽管它们的实验目的和原理可能不同，但是每个实验的完成都要按照上述流程进行，必须经过上述五个环节才能圆满完成。只要抓住电学实验流程中的五个环节灵活分析，就能高效解答电学实验题。
现在高考和训练的电学实验题目，题材背景广泛与生活、生产、科技相联系，但终究是源于教材而高于教材，无论高考的电学实验题目设计多么巧妙和题材多么新颖，操作程序都是按上述五个环节进行的，都是教材上电学部分的学生实验的实验处理能力的迁移，题型也几乎是学生实验的延伸、演变或重组，所以立足深入研究教材中电学部分的学生实验，就能应对设计性电学实验。但学生学习的误区是：学生实验中教材上几乎介绍了前三个较困难的环节，学生也往往只注重第四个环节的操作步骤和数据记录处理并得出结论。学习时应培养学生独立分析学生实验的五个环节，善于把每个设计性电学实验题与教材上的学生实验进行联系和比较，化陌生为熟悉，以不变应万变，实现能力迁移从而高效解答电学实验题。
2.抓住电学实验流程中的五个环节和能力要求，分解到五大环节中进行处理。
2.1根据电学实验的目的，设计合理的实验电路原理图
每个电学实验都有具体的实验目的，根据电学实验的目的，分析实验原理并确立实验方案，设计出合理的实验电路原理图。每个电路原理图几乎由“两部分”组成，即测量电路和控制电路。测量电路体现实验原理和测量方法的部分，一般由电表、被测元件等组成。例如使用伏安法测出元件的电压、电流时，设计时是选择安培表的内接法或外接法，使电压、电流更接近准确值。选择规律为：把元件阻值分别和安培表、伏特表内阻做比较，阻值远的两者直接结合，阻值较近的两者被隔离进行间接组合。控制电路是提供电能、控制和调节电流（压）大小的部分。一般由电源、开关、滑动变阻器等组成。设计主要体现在滑动变阻器的限流或分压式接法的选择。“限流接法”的本质是滑动变阻器分掉测量电路多余电压；“分压式接法”的本质是用滑动变阻器其中的一部分电阻（滑片把总阻分成两部分）分得的电压提供给测量电路，其实就是把原恒定电源变成一个“输出电压可连续变化的新电源”对测量电路供电。结合滑动变阻器两种接法的本质进行选择的规律为：（1）、在保证器材安全和读数可达标的情况下，应该优先考虑限流接法，例如测电阻率实验中测元件电阻时，由于长度和横截面积测量都有误差，电阻测量的精度要求就不会很高，采用平均值法求电阻就可以了，所以滑动变阻器就选择限流接法；（2）、下述三种情况必须用分压式接法，a在滑动变阻器总电阻比待测元件阻值小得多，无能力分掉测量电路中多余电压；b要求待测元件电压变化范围较宽广，要求多测几组数据用图像法处理；c电压、电流从零开始变化进行大范围测量。当两部分电路设计确立后，汇总画出设计出完整的电路原理图。
2.2结合设计的电路原理和提供的器材，选择必须的器材
根据第一环节的实验电路原理和提供的器材，进行具体的综合分析选择器材。首先，器材选择应满足三个原则。（1）安全可行原则：所选器材一定要保证整个实验操作成功进行。（2）提高精确度原则：所选器材要尽可能减小实验误差，电表读数至少在满偏的三分之一以上。如测定金属电阻率实验中在测电阻时，为保证温度几乎不变，由焦耳定律知道生热要少，除了每次读数后要断开电路外，使用较小电流操作，安培表和伏特表都用小量程的。（3）方便操作原则：器材要便于操作。如滑动变阻器用限流接法，只要阻值适当大，不是越大越好，不然滑动变阻器使用率不高也不够灵敏；若滑动变阻器用分压式接法选阻值小的操作更灵敏。其次根据待测元件的物理特性和实验室提供的器材受限灵活选择。（1）结合待测元件物理特性选择，例如测任何电源的电源的电动势和内阻，都要在实验过程中控制电动势和内阻几乎不变，电源在强电流下工作，电动势和内阻会明显变化，所以要求较小电流下操作，测新电池还要选一个保护电阻以防电流过大，电流表自然应选较小量程的。还有测金属的电阻率实验也要求温度几乎不变，要求间断小电流，安培表也选较小量程的。（2）如果实验室只有一类电表，必须选一个定值电阻。这是应用电表改装或利用串、并联关系测量选择，目的是要改装出所缺失的另一类电表，或者利用待测元件与定值电阻进行串、并联关系测量解决。特别注意：第一二个环节是相互影响和制约的，必须二者兼顾，几乎是同步完成的。
2.3把所选器材连成实物电路
根据第一环节的电路的设计原理图和第二环节所选取的器材，把器材连成实物电路。连接前先要断开开关，检查电路图无误后，再结合电路图进行连接。规律是：打开开关，按照电路图从电源出发，接好第一个网孔（一个小回路）后。再在第一个网孔上接第二个网孔…依次接下去，分网孔逐个完成。按这种网孔分步法几乎不会出错。
2.4完成实验操作，读取数据并处理
对实物电路连接检查无误后进行操作读取记录数据并进行处理。首先调节滑动变阻器的滑片位置，以便保护好电路安全。其次合上相应开关进行操作读数，特别注意有些步骤的先后顺序和重要环节不能搞错，记录数据必须要中文和字母两结合，这样记录的物理量才有含义，字母也便于关系式计算或结论表达。处理实验数据有计算法和图像法，图像法精度更高，处理后得出结论。这个环节几乎是必考的内容。
2.5进行误差分析
误差分析，其实质是对实验得出的结论进行分析讨论。偶然误差偏大偏小是不可预料的，只要知道哪些因数会带来偶然误差即可。电学实验考查的主要是分析系统误差，分析系统误差的来源；提出改进措施；分析判断本次探究中测量值和真实值的大小比较，其方法有：定性分析法，代数法、图像法等。
3.立足学生实验，实现能力迁移
要训练学生高效解答电学实验题，首先必须立足深入研究教材中电学部分的每个学生实验。同时还要培养学生既见树木也见森林，对每个电学实验题，先看流程中哪些环节题目已经给出，哪些环节和问题是要求自己来分析解决的。其次紧紧抓住教材上的三个典型的学生实验的原理并实现能力迁移。第一个是描绘小灯泡的伏安特性曲线，任何电学元件都可类似地探究其特性曲线或测实际功率，是大范围的测量，读取数据时注意温度与电压电流的瞬时对应，电流由小逐渐调大读取；第二个是测定金属的电阻率，任何材料都可测量其电阻率，电阻率与温度有关，要控制测量过程温度几乎保持不变，电阻率由长度、横截面积（直径）、电阻测量完成，滑动变阻器用限流接法电表用较小量程即可。第三个是测定电源的电动势和内阻，所有新能源电池或复杂电源都可等效成普通电源，要控制测量过程中电动势和内阻几乎恒定，用較小电流测量。做到能力迁移和举一反三，就实现了高效解答电学实验题。
【关键词】电学实验实验指导流程主线环节高效解答
1.中学电学实验题的特点
每个用电路进行探究的问题都属于电学实验范畴。每一个电学实验的完成都有严格的流程，流程中按先后分为根据实验目的进行电路原理的设计、器材的选择、实物图的连接、完成操作步骤和数据记录处理并得出结论、误差分析五个环节。纵观历年高考电学实验题，命题考查的重点和热点都是这五个环节中的几个。设计性电学实验以其灵活多变、易于发散，更能考查出学生综合应用能力。但面对设计性实验，很多学生感觉很杂乱而无从下手，找不到线索和突破口而力不从心。其实所有电学实验，尽管它们的实验目的和原理可能不同，但是每个实验的完成都要按照上述流程进行，必须经过上述五个环节才能圆满完成。只要抓住电学实验流程中的五个环节灵活分析，就能高效解答电学实验题。
现在高考和训练的电学实验题目，题材背景广泛与生活、生产、科技相联系，但终究是源于教材而高于教材，无论高考的电学实验题目设计多么巧妙和题材多么新颖，操作程序都是按上述五个环节进行的，都是教材上电学部分的学生实验的实验处理能力的迁移，题型也几乎是学生实验的延伸、演变或重组，所以立足深入研究教材中电学部分的学生实验，就能应对设计性电学实验。但学生学习的误区是：学生实验中教材上几乎介绍了前三个较困难的环节，学生也往往只注重第四个环节的操作步骤和数据记录处理并得出结论。学习时应培养学生独立分析学生实验的五个环节，善于把每个设计性电学实验题与教材上的学生实验进行联系和比较，化陌生为熟悉，以不变应万变，实现能力迁移从而高效解答电学实验题。
2.抓住电学实验流程中的五个环节和能力要求，分解到五大环节中进行处理。
2.1根据电学实验的目的，设计合理的实验电路原理图
每个电学实验都有具体的实验目的，根据电学实验的目的，分析实验原理并确立实验方案，设计出合理的实验电路原理图。每个电路原理图几乎由“两部分”组成，即测量电路和控制电路。测量电路体现实验原理和测量方法的部分，一般由电表、被测元件等组成。例如使用伏安法测出元件的电压、电流时，设计时是选择安培表的内接法或外接法，使电压、电流更接近准确值。选择规律为：把元件阻值分别和安培表、伏特表内阻做比较，阻值远的两者直接结合，阻值较近的两者被隔离进行间接组合。控制电路是提供电能、控制和调节电流（压）大小的部分。一般由电源、开关、滑动变阻器等组成。设计主要体现在滑动变阻器的限流或分压式接法的选择。“限流接法”的本质是滑动变阻器分掉测量电路多余电压；“分压式接法”的本质是用滑动变阻器其中的一部分电阻（滑片把总阻分成两部分）分得的电压提供给测量电路，其实就是把原恒定电源变成一个“输出电压可连续变化的新电源”对测量电路供电。结合滑动变阻器两种接法的本质进行选择的规律为：（1）、在保证器材安全和读数可达标的情况下，应该优先考虑限流接法，例如测电阻率实验中测元件电阻时，由于长度和横截面积测量都有误差，电阻测量的精度要求就不会很高，采用平均值法求电阻就可以了，所以滑动变阻器就选择限流接法；（2）、下述三种情况必须用分压式接法，a在滑动变阻器总电阻比待测元件阻值小得多，无能力分掉测量电路中多余电压；b要求待测元件电压变化范围较宽广，要求多测几组数据用图像法处理；c电压、电流从零开始变化进行大范围测量。当两部分电路设计确立后，汇总画出设计出完整的电路原理图。
2.2结合设计的电路原理和提供的器材，选择必须的器材
根据第一环节的实验电路原理和提供的器材，进行具体的综合分析选择器材。首先，器材选择应满足三个原则。（1）安全可行原则：所选器材一定要保证整个实验操作成功进行。（2）提高精确度原则：所选器材要尽可能减小实验误差，电表读数至少在满偏的三分之一以上。如测定金属电阻率实验中在测电阻时，为保证温度几乎不变，由焦耳定律知道生热要少，除了每次读数后要断开电路外，使用较小电流操作，安培表和伏特表都用小量程的。（3）方便操作原则：器材要便于操作。如滑动变阻器用限流接法，只要阻值适当大，不是越大越好，不然滑动变阻器使用率不高也不够灵敏；若滑动变阻器用分压式接法选阻值小的操作更灵敏。其次根据待测元件的物理特性和实验室提供的器材受限灵活选择。（1）结合待测元件物理特性选择，例如测任何电源的电源的电动势和内阻，都要在实验过程中控制电动势和内阻几乎不变，电源在强电流下工作，电动势和内阻会明显变化，所以要求较小电流下操作，测新电池还要选一个保护电阻以防电流过大，电流表自然应选较小量程的。还有测金属的电阻率实验也要求温度几乎不变，要求间断小电流，安培表也选较小量程的。（2）如果实验室只有一类电表，必须选一个定值电阻。这是应用电表改装或利用串、并联关系测量选择，目的是要改装出所缺失的另一类电表，或者利用待测元件与定值电阻进行串、并联关系测量解决。特别注意：第一二个环节是相互影响和制约的，必须二者兼顾，几乎是同步完成的。
2.3把所选器材连成实物电路
根据第一环节的电路的设计原理图和第二环节所选取的器材，把器材连成实物电路。连接前先要断开开关，检查电路图无误后，再结合电路图进行连接。规律是：打开开关，按照电路图从电源出发，接好第一个网孔（一个小回路）后。再在第一个网孔上接第二个网孔…依次接下去，分网孔逐个完成。按这种网孔分步法几乎不会出错。
2.4完成实验操作，读取数据并处理
对实物电路连接检查无误后进行操作读取记录数据并进行处理。首先调节滑动变阻器的滑片位置，以便保护好电路安全。其次合上相应开关进行操作读数，特别注意有些步骤的先后顺序和重要环节不能搞错，记录数据必须要中文和字母两结合，这样记录的物理量才有含义，字母也便于关系式计算或结论表达。处理实验数据有计算法和图像法，图像法精度更高，处理后得出结论。这个环节几乎是必考的内容。
2.5进行误差分析
误差分析，其实质是对实验得出的结论进行分析讨论。偶然误差偏大偏小是不可预料的，只要知道哪些因数会带来偶然误差即可。电学实验考查的主要是分析系统误差，分析系统误差的来源；提出改进措施；分析判断本次探究中测量值和真实值的大小比较，其方法有：定性分析法，代数法、图像法等。
3.立足学生实验，实现能力迁移
要训练学生高效解答电学实验题，首先必须立足深入研究教材中电学部分的每个学生实验。同时还要培养学生既见树木也见森林，对每个电学实验题，先看流程中哪些环节题目已经给出，哪些环节和问题是要求自己来分析解决的。其次紧紧抓住教材上的三个典型的学生实验的原理并实现能力迁移。第一个是描绘小灯泡的伏安特性曲线，任何电学元件都可类似地探究其特性曲线或测实际功率，是大范围的测量，读取数据时注意温度与电压电流的瞬时对应，电流由小逐渐调大读取；第二个是测定金属的电阻率，任何材料都可测量其电阻率，电阻率与温度有关，要控制测量过程温度几乎保持不变，电阻率由长度、横截面积（直径）、电阻测量完成，滑动变阻器用限流接法电表用较小量程即可。第三个是测定电源的电动势和内阻，所有新能源电池或复杂电源都可等效成普通电源，要控制测量过程中电动势和内阻几乎恒定，用較小电流测量。做到能力迁移和举一反三，就实现了高效解答电学实验题。