高考物理實驗：物理實驗復習新思路

　　物理實驗復習新思路

　　車習軍原宗富

　　山東省榮成市第四中學車習軍原宗富

　　實驗能力是高考物理學科要考核的五大能力之一，它要求學生能在理解的基礎上獨立完成“知識內容表”所列的實驗，明確實驗目的，理解實驗原理，控制實驗條件；會運用這些實驗中學過的實驗方法；會正確使用在這些實驗中用過的儀器；會觀察、分析實驗現(xiàn)象，處理實驗數據；知道減小偶然誤差的方法及系統(tǒng)誤差的主要來源，從而得出正確結論。

　　由于實驗的重要性，我們在這方面都投入了不少的精力：19個實驗的實驗目的、原理、步驟、注意事項、數據處理等內容一遍遍重復，死記硬背。但這樣的學法與當前高考的方向已是大相徑庭。以2003年全國高考實驗題為例，既重視對基本實驗能力的考查，屬于常規(guī)實驗，又不落俗套，推陳出新，突出考查分析、推理和判斷能力。如常規(guī)的電阻絲變成了圓柱體電阻,圖像中點的合理選取、圖像分析等等。按書本中的實驗方法，第（1）問是明朗的、最基本的，只對電流表的外接法作了要求，對滑動變阻器的分壓作用或者限流作用沒作具體限定。這樣相對降低了實驗的難度，但對第（2）、（3）、（4）問，若沒有較強的遷移能力和獨立解決問題的能力，必然會讓學生驚愕不定，無從下手。那么怎樣搞好物理實驗復習呢？我們的體會有如下幾個方面。

　　一、用挑剔的眼光看待課本上的實驗。

　　通過認真的研究和分析近幾年的高考試卷，我們明確地感受到高考物理改革的方向：不是簡單地考查課本上的實驗，而是立足于課本但不拘泥于課本。將減小偶然誤差的方法、表述實驗步驟、處理實驗結果、強化作圖技巧等列入重點考查內容。這些實驗內容，如果學生從沒親自動手做過，僅靠死記硬背是不可能掌握實驗環(huán)節(jié)、提高實驗技能的。這給了我們一個重要的啟示：不要背離了新課程標準，把書本上的實驗奉若神明，照本宣科講實驗。我們要從知識與技能、過程與方法等多方面培養(yǎng)學生，提高他們的實驗能力。在高三復習階段開放實驗室，重做高中階段已做過的重要實驗，更要以挑剔的眼光重新審視我們書本上傳統(tǒng)的實驗方法，用新視角重新觀察已做過的實驗，要有新的發(fā)現(xiàn)和收獲；并以實驗帶復習，設計新的組合實驗，進一步樹立動手操作意識和質疑創(chuàng)新意識。

　　其實在平時的學生分組實驗或者教學演示實驗中，我們對教科書中設計的許多地方也有許多不同的看法。比如《驗證動量守恒定律》中被碰的小球一定要放在那很難站得直的小支柱上嗎？《驗證機械能守恒定律》實驗就必須從第一個打點開始計時（即只選取第一和第二兩打點間長度約為2mm的紙帶）嗎？等等。以往總覺得高考要按課本上實驗裝置考查，害怕學生吃虧，從而千百遍地強調“以課本為準”，不敢越雷池一步。但就目前的發(fā)展趨勢看，這種認識是錯誤的，是不利于學生創(chuàng)造性思維發(fā)展的。

　　基于以上的考慮，實驗的復習要打破常規(guī)，不應該再讓學生跟在書本的后面，去死記硬背，應該這樣做而不應該那樣做。盡管我們不否認書本上的實驗是專家學者們智慧的結晶，但思維若被束縛在某個特定的小圈子中，讓繼承者和創(chuàng)造者縮手縮腳，這不是現(xiàn)代教育發(fā)展所要求的。讓學生們學會找毛病——找設計原理上的毛�。徽覍嶒灢襟E上的毛��；找數據處理上的毛病。沒毛病也要想想能否改進。變學生被動地接受灌輸為主動探索發(fā)現(xiàn)，這樣，既激發(fā)了學生積極參與學習和研究物理實驗的熱情，又能迅速提高學生的實驗設計遷移能力。當學生們擺脫對書本的依賴與迷信時，其獨立性和創(chuàng)造力就被大大地發(fā)掘出來。這無論對當前的高考復習還是未來走向社會都是極大的財富。再比如，對實驗步驟的設定，每個實驗都有可推敲之處，不應絕對化、一成不變而死記硬背，相反地很多實驗的步驟，其先后順序是可以顛倒的（比如許多實驗的準備工作中的先后次序），要讓學生分析每一步驟在實驗中的必然性，是屬于準備階段還是實驗過程階段或數據處理階段，只要能分門別類，其前后順序自然就明晰了。當然我們也要通過實驗證實還有一些步驟是不得打亂的（比如打點計時器是先打點后放手還是先放手后打點等等）。這種開放式的討論要比老師講解給學生留下的印象深刻得多。當學生們適應這種學習方法時，學習將成為一種樂趣，學生就不是書本的奴隸，而是權威實驗的挑戰(zhàn)者，是評價實驗設計優(yōu)劣的法官，是成功的實驗發(fā)明者。

　　二、以多種視角重新審視和組合實驗板塊。

　　學習貴在總結。在物理實驗總復習中，我們不應孤立地看待一個個實驗，而應該從這些實驗的原理、步驟、數據采集與處理方式的異同點上，給這些實驗分門別類，從而組成不同的實驗板塊。平時我們都自覺或不自覺地把實驗分成力學實驗板塊、電學實驗板塊、熱學實驗板塊、光學實驗板塊。但這樣的處理只是簡單地重復了物理課本知識的體系，大多數情況下也是為了講解的方便，沒有多大的創(chuàng)意，對于學生思維的開發(fā)及對實驗科學的領悟能力的培養(yǎng)顯得不夠深入細致。

　　在此，我們要在這些實驗的組合板塊中挖掘一些功能，培養(yǎng)學生對待實驗的常規(guī)意識。比如對于力學板塊，這是由驗證力的合成與分解、打點計時器的使用和測勻變速直線運動加速度、驗證機械能守恒定律、驗證動量守恒定律等實驗組成的一個大的實驗板塊。我們通過與其它實驗板塊的比較，就會發(fā)現(xiàn)這些力學實驗無非是在力F、速度V、加速度a、位移S、質量m這幾個量上做文章而已。然后我們看看這幾個量是怎么測出來的，今后我們就可以用同樣的方式去處理類似的遷移式力學實驗了。同時讓學生想一想電學實驗板塊又能得到哪些結論。

　　我們還可以把視野再拓寬一些，從多種角度來重新組合新的實驗板塊。比如按測量和驗證可把實驗分成兩大板塊，按能進行圖像處理數據和不能用圖像處理數據也可以把實驗分成兩大板塊。我們可以提示學生試著劃分板塊，但把一個具體實驗歸類于哪個板塊，這要靠學生自己思考。就拿用圖像法處理數據來說，學生熟悉的是《測定電源電動勢和內電阻》、《測定金屬的電阻率》及《探究彈力和彈簧伸長的關系》等實驗，不過畫出的圖像必須是直線，否則不好處理。然后給學生們思考的空間，總結還有哪些實驗也是可以這樣處理的。例如在《用單擺測定重力加速度》的實驗中，我們測量出單擺的周期T和對應的擺長L，再由公式g=4л2L/T2來計算，課本上采用的是改變擺長多測幾組數據，再求重力加速度的平均值�，F(xiàn)在我們可以以L和T2/4л2為兩坐標軸建立坐標系，把測得的實驗數據放入其中，描繪各點，畫出直線求其斜率即是g。類似的處理方法還有許多，讓學生思考《研究勻變速直線運動》和《驗證機械能守恒定律》等實驗是否也可以這樣處理。

　　三、基本儀器的正確使用仍是實驗的基礎。

　　不管上一年度的高考題中有無涉及儀器使用的題目，我們都要求學生能夠熟練運用常用的物理儀器，因為這是實驗的基礎，是實驗的工具，任何時候都不過時。在這方面花些時間是必需的。常見儀器的有十三種，這十三種儀器是刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器（千分尺）、天平、秒表、電火花計時器（或電磁打點計時器）、彈簧秤、溫度計、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等等。這些儀器的使用在每本復習用書上都有很詳細的說明，這里不再贅述。

　　總之，“實驗復習上的突破，帶動整體物理水平的提高”。物理作為一門建立在實驗基礎上的學科，融匯了很多思維方法，比如《驗證動量守恒定律》的實驗中就用了等效法（用位移代替速度）、累積法（重復打了許多點）、留跡法（用復寫紙留下小球落地后的點）等物理思維方法。學生如果能在實驗復習中積累摸索出一種好的實驗方法，做起實驗來就能得心應手，對高考中可能遇到的探索型物理實驗題也就迎刃而解了