過炎亮

（無錫市玉祁高級(jí)中學(xué) 江蘇 無錫 214183）

江蘇省普通高中自2005年進(jìn)入新課程改革以來，已經(jīng)歷了幾屆高考.對(duì)于檢查新課程改革成果之一，高考也是一種行之有效的方法；它可以考查學(xué)生的應(yīng)變能力、創(chuàng)造能力、知識(shí)應(yīng)用能力、動(dòng)手動(dòng)腦能力以及學(xué)生綜合素質(zhì)的高低.課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)科學(xué)探究及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ蔡岢隽艘?，?shí)驗(yàn)也為高考必考內(nèi)容.縱觀近年高考的實(shí)驗(yàn)試題可發(fā)現(xiàn)，盡管試題年年變化，但其“原形”都是教材中考試大綱所要求掌握的“原實(shí)驗(yàn)”；即利用學(xué)生學(xué)過的知識(shí)和方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器或?qū)嶒?yàn)方法加以重組，以完成新的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，力圖考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，同時(shí)也希望通過一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)來鑒別學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力和創(chuàng)新能力.筆者通過對(duì)近年高考江蘇物理實(shí)驗(yàn)題的分析，總結(jié)了一些復(fù)習(xí)策略，希望對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有 一定幫助.

1 高考物理實(shí)驗(yàn)命題特點(diǎn)及對(duì)策

1.1 注重基本儀器的使用

每年的考試說明中都明確指出要“會(huì)正確使用基本儀器”，即是指要了解基本儀器的構(gòu)造，熟悉基本儀器主要部分的名稱、明確其工作原理、掌握其操作方法并能對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行正確的讀數(shù)等等.2008年第10題考查了螺旋測(cè)微器的讀數(shù)；2009年第10題考查了游標(biāo)卡尺的讀數(shù)；而2010年則考查了電阻箱和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用.近年的“考試說明”中都提到“要求會(huì)正確使用的儀器有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、秒表、電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧測(cè)力計(jì)、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱，溫度計(jì)（選修3－3）等.”

對(duì)基本的物理儀器的熟練運(yùn)用，是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，任何時(shí)候都不會(huì)過時(shí)，在復(fù)習(xí)過程中我們要格外重視.在高中階段要求會(huì)正確使用上述“說明”中所列基本儀器，特別是對(duì)于游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器和多用電表，除了會(huì)讀數(shù)外還要熟練掌握它們的使用方法.另外，電流表、電壓表、變阻器、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、傳感器等儀器的使用基本上每年必考，復(fù)習(xí)中要引起足夠重視.

1.2 重視基本實(shí)驗(yàn)原理和方法

高考試題都是源于課本的基本實(shí)驗(yàn).2008年第10題探究導(dǎo)線在質(zhì)量相同時(shí)，其電阻與截面積的關(guān)系.2009年第10題為探究電阻的大小與合金棒的電阻率ρ、長(zhǎng)度L和兩底面直徑d和D的關(guān)系.這兩題的原形是選修3－1教材“測(cè)定金屬電阻率”實(shí)驗(yàn).2008年第11題原形為必修2教材“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn).2009年第11題原形為必修1教材“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).2010第10題原形為選修3－1教材“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn).2010第11題原形為必修1教材“打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用——測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)速度”實(shí)驗(yàn)和“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).題中實(shí)驗(yàn)原理和方法也與“原形”實(shí)驗(yàn)有許多共同之處，用到的原理和方法有控制變量法、伏安法測(cè)電阻、圖像處理數(shù)據(jù)法（包括圖像的非線性與線性的轉(zhuǎn)化）等等.

高考實(shí)驗(yàn)題千變?nèi)f化，但不變的是實(shí)驗(yàn)原理和方法.所謂實(shí)驗(yàn)方法，就是在物理實(shí)驗(yàn)探究過程中所采用的各種措施和手段.高中的實(shí)驗(yàn)方法有很多，如控制變量法、比較法、微小量放大法、圖像處理數(shù)據(jù)法、等效法等.這些方法需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)過程中親身體會(huì)，不斷強(qiáng)化并感受它們的重要作用.只有深刻理解原形實(shí)驗(yàn)的原理和方法，才能將實(shí)際問題與相關(guān)理論知識(shí)結(jié)合起來，才能靈活地將相關(guān)理論應(yīng)用到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中去.

1.3 突出實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新 考查實(shí)驗(yàn)探究和設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力的考查一直是近年來考查的重點(diǎn).《說明》中也提出“能運(yùn)用已學(xué)過的物理理論、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器解決問題，包括簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”.這類試題對(duì)考生的要求較高，要求考生能將課本中分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法遷移到新的背景中，能深刻理解物理概念和規(guī)律，并能靈活運(yùn)用，完成創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，因此可以考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力.

如2008年第10題既考查了物理模型、知識(shí)方法，加強(qiáng)了對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的豐富和遷移及實(shí)物電路分析判斷能力的考查，又考出了新意.第3問考查的是電阻定律的知識(shí).通常教材和模擬考試中均測(cè)定圓柱體均勻?qū)w棒的電阻，而本題是圓臺(tái)狀均勻質(zhì)合金棒電阻，并能從所學(xué)知識(shí)推導(dǎo)此類導(dǎo)體棒電阻，充分體現(xiàn)了創(chuàng)新思想.

探究性實(shí)驗(yàn)也是體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的題型.在《說明》中所列的所有11個(gè)實(shí)驗(yàn)（2010年）都注明了“探究”字樣.很多學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)原本是“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)而改成了“探究性”實(shí)驗(yàn)，其目的是改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，注重科學(xué)探究過程與科學(xué)探究方法，會(huì)靈活運(yùn)用所學(xué)原理和方法.因此探究性實(shí)驗(yàn)是新課程背景下高考最值得關(guān)注的題型.如2010年第11題，實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑椋禾骄渴艿娇諝庾枇r(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律.《說明》中沒有該探究實(shí)驗(yàn)，但涉及了力與運(yùn)動(dòng)問題，是力學(xué)實(shí)驗(yàn)的“遷移”.它利用了“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置和“研究速度隨時(shí)間的變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)的研究方法，考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用、圖像法處理數(shù)據(jù)及牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用.

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是建立在理解實(shí)驗(yàn)原理和完成學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上.實(shí)驗(yàn)原理不會(huì)超過中學(xué)物理基本知識(shí)的范圍，所用的實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)方法是《說明》所規(guī)定實(shí)驗(yàn)中所介紹的.因此在復(fù)習(xí)中學(xué)生必須首先熟練掌握《說明》中所列的實(shí)驗(yàn).但為了克服學(xué)生的思維定勢(shì)，還必須在復(fù)習(xí)過程中不斷使思維發(fā)散、融會(huì)貫通，才能將實(shí)驗(yàn)原理和方法遷移到新的實(shí)驗(yàn)問題中，逐步形成設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)的能力.如：

（1）同一實(shí)驗(yàn)不同設(shè)計(jì)方法

電學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常要測(cè)量電阻阻值，我們可以根據(jù)物理規(guī)律設(shè)計(jì)出多種方法，如多用電表測(cè)量電阻法（粗測(cè)）、伏安法（包括伏安法等變形）、替代法、半偏法、比較法（包括電流表法，電壓表法）、比例法（包括串聯(lián)分壓法，并聯(lián)分流法，電橋法）等.

（2）同一裝置不同實(shí)驗(yàn)用途利用如圖1所示裝置可設(shè)計(jì)完成以下實(shí)驗(yàn).

圖1

1）探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系.

2）探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系（驗(yàn)證動(dòng)能定理）.

3）測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù).

4）木板改成氣墊導(dǎo)軌后，驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒.

（3）同一物理方法在不同實(shí)驗(yàn)中的體現(xiàn)

如等效替代法在不同實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用有“互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)、電阻測(cè)量中的替代法、交流電的有效值測(cè)量和計(jì)算、等效法測(cè)皮球與地面碰撞時(shí)的壓力等等.仿此，還能找到用控制變量法、微分積累法、圖像法等設(shè)計(jì)的不同實(shí)驗(yàn).

2 高考物理實(shí)驗(yàn)命題趨勢(shì)

縱觀近3年的高考實(shí)驗(yàn)考查情況，考慮到必修、選修分開，實(shí)驗(yàn)必定出在必修與選修3－1和3－2的情況，可以肯定未來幾年的高考物理實(shí)驗(yàn)命題還是會(huì)以“一力一電”模式出現(xiàn)，著重考查：

（1）基本實(shí)驗(yàn)技能和對(duì)基本實(shí)驗(yàn)技能的理解、應(yīng)用和創(chuàng)新；

（2）新課程實(shí)施過程中的實(shí)驗(yàn)探究，注重探究過程和科學(xué)探究方法；

（3）數(shù)據(jù)處理、誤差分析和結(jié)論分析評(píng)價(jià).

2010年說明中提出“認(rèn)識(shí)誤差問題在實(shí)驗(yàn)中的重要性，了解誤差概念，知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差；知道用多次測(cè)量求平均值的方法減小偶然誤差；能在某些實(shí)驗(yàn)中分析誤差的主要來源.”

另外，為了能完整地看出考生的主觀分析能力和思考過程，利用簡(jiǎn)答題的形式考查物理實(shí)驗(yàn)也將可能逐步出現(xiàn)，它能延展學(xué)生作答的空間，便于體現(xiàn)學(xué)生主觀意識(shí)和實(shí)踐能力，因而建立在操作層面上的實(shí)驗(yàn)題也應(yīng)多加關(guān)注.

3 高考物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)策略

高考中的實(shí)驗(yàn)題是難點(diǎn).雖然通過了較長(zhǎng)時(shí)間的復(fù)習(xí)，但得分率仍然偏低，效果不佳.其主要原因是學(xué)生平時(shí)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)不重視，對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理總是死記硬背，不求理解；對(duì)實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)方法不能主動(dòng)探討，而是被動(dòng)吸取.所以當(dāng)實(shí)驗(yàn)的情景、實(shí)驗(yàn)過程中的問題略有變化，就無所適從.而在高考復(fù)習(xí)過程中，又不可能花大量的時(shí)間重新去做每一個(gè)實(shí)驗(yàn).教師如何去幫助學(xué)生對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、方法、誤差形成一個(gè)框架結(jié)構(gòu)，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，這是在高考復(fù)習(xí)中必須解決的問題.

筆者認(rèn)為在復(fù)習(xí)過程中，最好不要從目的、器材、原理、步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等條條框框復(fù)習(xí)，這樣不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)的主動(dòng)性.應(yīng)該在一個(gè)實(shí)際問題的背景下，提出問題，師生互動(dòng)，多問一些為什么.教師在備課時(shí)，還要充分了解學(xué)生所存在的問題，對(duì)癥下藥，這樣才能起到事半功倍的效果.例如“研究速度隨時(shí)間的變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)可以提出下列問題.

情景：如圖2所示，一個(gè)物體沿斜面下滑.

問題1：物體做哪種運(yùn)動(dòng)？

問題2：什么是勻變速直線運(yùn)動(dòng)？

問題3：如何說明剛才的運(yùn)動(dòng)是否為勻加速直線運(yùn)動(dòng)？

問題4：實(shí)驗(yàn)怎么做？測(cè)什么？依據(jù)是什么？

問題5：勻加速直線運(yùn)動(dòng)在相等時(shí)間內(nèi)速度增加量相等，相等時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移越來越大.請(qǐng)問相等時(shí)間內(nèi)位移增加量相同嗎？

圖2

通過前4問復(fù)習(xí)了勻速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，但可能很多同學(xué)并沒有真正理解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究運(yùn)動(dòng)的原理，在教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為第5問答案為不相同.這說明很多學(xué)生對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體運(yùn)動(dòng)的真正原理并沒有掌握；只是訓(xùn)練多了，記住了，習(xí)慣了，遷移能力自然就差了.通過該問題，再幫助學(xué)生從勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究相等時(shí)間內(nèi)位移的變化規(guī)律，使他們真正理解Δs＝aT2的意義，再用此規(guī)律研究實(shí)際運(yùn)動(dòng).這樣才能真正理解該實(shí)驗(yàn)的原理.

接下來還可出示打出的紙帶（圖3），對(duì)紙帶進(jìn)行分析和研究，復(fù)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識(shí).

圖3

問題6：是勻加速直線運(yùn)動(dòng)嗎？

問題7：能求出1～5計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度嗎？

問題8：能否求得加速度？如何減小誤差？有幾種方法求得加速度？

由以上問題又可復(fù)習(xí)瞬時(shí)速度、平均速度以及兩種速度之間的關(guān)系.另外還可復(fù)習(xí)逐差法、圖像法處理數(shù)據(jù)和誤差分析的相關(guān)問題.

總之，復(fù)習(xí)過程中要啟發(fā)學(xué)生思考，引起學(xué)生的回憶，對(duì)任何原理追根溯源，自我構(gòu)建，使之對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理、方法能真正理解并能靈活地遷移應(yīng)用，這也真正體現(xiàn)了新課程理念.

在新課程標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下和目前考試形式的制約下，高考會(huì)盡可能全面考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)思想方法、實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)過程只要重視原理和方法，開拓思路、積極創(chuàng)新，用合適的方法努力提高實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，就一定能夠取得滿意的教學(xué)效果.