高考物理實驗：物理實驗復(fù)習新思路

　　物理實驗復(fù)習新思路

　　車習軍原宗富

　　山東省榮成市第四中學(xué)車習軍原宗富

　　實驗?zāi)芰κ歉呖嘉锢韺W(xué)科要考核的五大能力之一，它要求學(xué)生能在理解的基礎(chǔ)上獨立完成“知識內(nèi)容表”所列的實驗，明確實驗?zāi)康�，理解實驗原理，控制實驗條件；會運用這些實驗中學(xué)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(shù)據(jù)；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(jié)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?zāi)康�、原理、步驟、注意事項、數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容一遍遍重復(fù)，死記硬背。但這樣的學(xué)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?zāi)芰Φ目疾�，屬于常�?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(xué)生驚愕不定，無從下手。那么怎樣搞好物理實驗復(fù)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(jié)果、強化作圖技巧等列入重點考查內(nèi)容。這些實驗內(nèi)容，如果學(xué)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(xué)生，提高他們的實驗?zāi)芰�。在高三�?fù)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(fù)習，設(shè)計新的組合實驗，進一步樹立動手操作意識和質(zhì)疑創(chuàng)新意識。

　　其實在平時的學(xué)生分組實驗或者教學(xué)演示實驗中，我們對教科書中設(shè)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(xué)生吃虧，從而千百遍地強調(diào)“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(xué)生創(chuàng)造性思維發(fā)展的。

　　基于以上的考慮，實驗的復(fù)習要打破常規(guī)，不應(yīng)該再讓學(xué)生跟在書本的后面，去死記硬背，應(yīng)該這樣做而不應(yīng)該那樣做。盡管我們不否認書本上的實驗是專家學(xué)者們智慧的結(jié)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(xué)生們學(xué)會找毛病——找設(shè)計原理上的毛�。徽覍嶒灢襟E上的毛�。徽覕�(shù)據(jù)處理上的毛病。沒毛病也要想想能否改進。變學(xué)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(xué)生積極參與學(xué)習和研究物理實驗的熱情，又能迅速提高學(xué)生的實驗設(shè)計遷移能力。當學(xué)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(fù)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(shè)定，每個實驗都有可推敲之處，不應(yīng)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(xué)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(shù)據(jù)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(xué)生留下的印象深刻得多。當學(xué)生們適應(yīng)這種學(xué)習方法時，學(xué)習將成為一種樂趣，學(xué)生就不是書本的奴隸，而是權(quán)威實驗的挑戰(zhàn)者，是評價實驗設(shè)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(xué)習貴在總結(jié)。在物理實驗總復(fù)習中，我們不應(yīng)孤立地看待一個個實驗，而應(yīng)該從這些實驗的原理、步驟、數(shù)據(jù)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(xué)實驗板塊、電學(xué)實驗板塊、熱學(xué)實驗板塊、光學(xué)實驗板塊。但這樣的處理只是簡單地重復(fù)了物理課本知識的體系，大多數(shù)情況下也是為了講解的方便，沒有多大的創(chuàng)意，對于學(xué)生思維的開發(fā)及對實驗科學(xué)的領(lǐng)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(xué)生對待實驗的常規(guī)意識。比如對于力學(xué)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(xué)實驗無非是在力F、速度V、加速度a、位移S、質(zhì)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(xué)實驗了。同時讓學(xué)生想一想電學(xué)實驗板塊又能得到哪些結(jié)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(shù)據(jù)和不能用圖像處理數(shù)據(jù)也可以把實驗分成兩大板塊。我們可以提示學(xué)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(xué)生自己思考。就拿用圖像法處理數(shù)據(jù)來說，學(xué)生熟悉的是《測定電源電動勢和內(nèi)電阻》、《測定金屬的電阻率》及《探究彈力和彈簧伸長的關(guān)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(xué)生們思考的空間，總結(jié)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(yīng)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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)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(xué)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(chǔ)。

　　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(xué)生能夠熟練運用常用的物理儀器，因為這是實驗的基礎(chǔ)，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(fù)習用書上都有很詳細的說明，這里不再贅述。

　　總之，“實驗復(fù)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(chǔ)上的學(xué)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(fù)打了許多點）、留跡法（用復(fù)寫紙留下小球落地后的點）等物理思維方法。學(xué)生如果能在實驗復(fù)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(yīng)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