卓安民

摘 要：物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是高考中的高頻考點(diǎn)，占據(jù)著比較大的分值，因此，高中物理教師很有必要結(jié)合高考物理實(shí)驗(yàn)展開高中物理教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

關(guān)鍵詞：高考物理實(shí)驗(yàn);高中物理;物理教學(xué)

筆者對(duì)近幾年高考中涉及的物理實(shí)驗(yàn)的題目進(jìn)行了充分的比對(duì)研究，詳細(xì)探究了高考物理實(shí)驗(yàn)與高中物理教學(xué)之間的關(guān)系，從而達(dá)到加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，為社?huì)輸送優(yōu)秀物理人才的教學(xué)目的。

一、高考物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力的要求

《普通高中物理課標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》明確要求在高中物理教學(xué)中要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，而所謂的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰唧w是指學(xué)生明確物理實(shí)驗(yàn)的目的和原理，了解實(shí)驗(yàn)裝備的工作原理，能夠在實(shí)驗(yàn)中獨(dú)立列出所需的材料，掌握具體的實(shí)驗(yàn)方法，獨(dú)立、正確地完成實(shí)驗(yàn)的整體操作，并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理分析最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。以下結(jié)合近幾年高考中出現(xiàn)的物理實(shí)驗(yàn)題目對(duì)學(xué)生能力的要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.關(guān)于基本儀器使用的試題

學(xué)生掌握物理實(shí)驗(yàn)中基本儀器的使用是高考物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力的最基本的一個(gè)要求，其中對(duì)儀器顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取是高考中常常出現(xiàn)的題型，常常涉及的實(shí)驗(yàn)儀器有電阻箱、電流表、游標(biāo)卡尺、多用電表、示波器等，考查學(xué)生能否對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，能否進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的讀取收集。

例如，（2010年山東高考23（2）題）在測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)連接電路如圖所示。

<D：＼2015 期刊＼中學(xué)9B＼正文＼9-1.tif>[a][b][c][d][待測(cè)金屬絲][V][A]

閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)電路有故障（已知電源、電表和導(dǎo)線均完好，電源電動(dòng)勢(shì)為E）：①若電流表示數(shù)為零、電壓表示數(shù)為E，則發(fā)生故障的是 ? （填“待測(cè)金屬絲”“滑動(dòng)變阻器”或“電鍵”）。

②若電流表、電壓表示數(shù)均為零，該同學(xué)利用多用電表檢查故障。先將選擇開關(guān)旋至 ? 檔（填“歐姆×100”“直流電壓10V”或“直流電流2.5mA”），再將 ? （填“紅”或“黑”）表筆固定在a接線柱，把另一支表筆依次接b、c、d接線柱。若只有滑動(dòng)變阻器斷路，則多用電表的示數(shù)依次是 ? 、 ? 、 ? 。

這道題的第一問考查學(xué)生能否正確對(duì)電路故障進(jìn)行判斷，第二問考查學(xué)生能否正確使用多用電表并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取收集。也就是說高考物理實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生具備正確操作實(shí)驗(yàn)儀器，對(duì)實(shí)驗(yàn)故障進(jìn)行判斷并正確對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取收集的能力。

2.關(guān)于電磁學(xué)的試題

電磁學(xué)是高中物理教學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，在高考中出現(xiàn)的頻率、所占的分?jǐn)?shù)都是很高的。要求學(xué)生具備在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上，設(shè)計(jì)正確的實(shí)驗(yàn)方案，依照實(shí)驗(yàn)原理將實(shí)物電路進(jìn)行正確的連接，并擁有正確讀取和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。

例如，（2007年高考山東卷23題）檢測(cè)一個(gè)標(biāo)稱值為5Ω的滑動(dòng)變阻器?？晒┦褂玫钠鞑娜缦拢?/p>

A.待測(cè)滑動(dòng)變阻器Rx，全電阻約5Ω（電阻絲繞制緊密，匝數(shù)清晰可數(shù)）;

B.電流表A1，量程0.6A，內(nèi)阻約0.6Ω;

C.電流表A2，量程3A，內(nèi)阻約0.12Ω;

D.電流表V1，量程15V，內(nèi)阻約15kΩ;

E.電壓表V2，量程3V，內(nèi)阻約3kΩ;

F.滑動(dòng)變阻器R，全電阻約20Ω;

G.直流電源E，電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì);

H.游標(biāo)卡尺I毫米刻度尺;

J.電鍵S.導(dǎo)線若干

（1）用伏安法測(cè)定Rx的全電阻值，所選電流表為 ? （填“A1”或“A2”）。

所選電壓表為 ? （填“V1”或“V2”）。為 ? （填“V1”或“V2”）。

（2）畫出測(cè)量電路的原理圖，并根據(jù)所畫原理圖將下圖中實(shí)物連接成測(cè)量電路。

（3）為了進(jìn)一步測(cè)量待測(cè)滑動(dòng)變阻器電阻絲的電阻率，需要測(cè)量電阻絲的直徑和總長度，在不破壞變阻器的前提下，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，寫出所需器材及操作步驟，并給出直徑和總長度的表達(dá)式。

這道題分為3問，分別考查了學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，選擇實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力;對(duì)電流表的內(nèi)外接法、滑動(dòng)電阻器限流接法和分壓接法的掌握和操作能力以及在實(shí)驗(yàn)過程中是否擁有安全操作意識(shí)。

3.關(guān)于力學(xué)的試題

高中物理中的力學(xué)知識(shí)同樣是高考中的重點(diǎn)內(nèi)容，主要考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解能力，可以設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方法，挑選出需要的實(shí)驗(yàn)器材，并進(jìn)行正確規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，最后讀取處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力。

例如，（2009年高考山東卷23（1）題）某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物。

①為完成實(shí)驗(yàn)，下述操作中必須的是：

a.測(cè)量細(xì)繩的長度;

b.測(cè)量橡皮筋的原長;

c.測(cè)量懸掛重物后橡皮筋的長度;

d.記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置

②釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次實(shí)驗(yàn)，可采用的方法是 ? 。

這道題第一問考查學(xué)生能否在“探究求合力的方法”相同的實(shí)驗(yàn)原理的干擾下，具體問題具體分析，采用正確的操作方法。第二問則是對(duì)學(xué)生能否將理論知識(shí)與實(shí)際問題相融合的能力。

基于上述高考中具體試題的分析，我們可以得出高考物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的能力要求主要有理解和掌握實(shí)驗(yàn)原理的能力、設(shè)定正確的實(shí)驗(yàn)方案的能力、選擇所需的實(shí)驗(yàn)器材的能力、獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的能力、準(zhǔn)確讀取、記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行評(píng)估的能力以及在實(shí)驗(yàn)中具備安全操作

意識(shí)。

二、聯(lián)系高考物理實(shí)驗(yàn)對(duì)高中物理進(jìn)行有效的教學(xué)

在歷年的高考中，物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都是必考的重點(diǎn)，因此，高中物理教師需要充分聯(lián)系高考物理實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí)與能力，那么，究竟教師具體應(yīng)該開展哪些教學(xué)活動(dòng)呢？以下就進(jìn)行詳細(xì)分析。

1.培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真審題的好習(xí)慣

審題是對(duì)物理實(shí)驗(yàn)題進(jìn)行分析處理的第一步，也是十分關(guān)鍵的一步，審題質(zhì)量的好壞直接影響接下來的所有題解過程，因此老師需要注重培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真審題的好習(xí)慣，讓學(xué)生通過正確的審題找出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的，并能夠根據(jù)題干的提示設(shè)定出合適的實(shí)驗(yàn)方案。

2.重視物理課本上的實(shí)驗(yàn)

隨著課程改革的推進(jìn)，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹匾暢潭燃由睿咧形锢斫滩囊沧龀隽讼鄳?yīng)的改變，每個(gè)章節(jié)中都新增了大量的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。因此在平時(shí)的課堂教學(xué)中，老師完全可以利用教材上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。學(xué)校也要配備好實(shí)驗(yàn)相關(guān)的環(huán)境和器材，為學(xué)生提供物理實(shí)驗(yàn)的環(huán)境。例如，探究小燈泡的電壓U和電功率P之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以立馬聯(lián)想到課本實(shí)驗(yàn)中提過的小燈泡的伏安特性曲線，通過學(xué)過的知識(shí)P=UI，P=U2/R=I2R可以知道，只有先測(cè)出小燈泡兩端的電壓、電流才能算出電功率，從而使問題簡化。通過外接滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄并選取合適的標(biāo)度建立坐標(biāo)，繪制出伏安特性曲線以測(cè)量出小燈泡的電壓和電流，進(jìn)而測(cè)出電功率P，最終可分析電壓U和電功率P之間關(guān)系。物理實(shí)驗(yàn)的題干每每都會(huì)不同，但是實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理是永遠(yuǎn)也不會(huì)變的，在對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，老師一定要讓學(xué)生真正且牢固地掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，并建立一定的解題模型，以應(yīng)對(duì)類似的實(shí)驗(yàn)。

3.重視實(shí)驗(yàn)過程

（1）培養(yǎng)學(xué)生正確的選擇實(shí)驗(yàn)器材并可熟練使用

物理實(shí)驗(yàn)中常用到的實(shí)驗(yàn)器材一般是游標(biāo)卡尺、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、毫米刻度尺、螺旋測(cè)微器、電壓表、電流表、電阻器等。老師需要嚴(yán)格訓(xùn)練學(xué)生掌握這些實(shí)驗(yàn)器材的使用方法和操作規(guī)范，還要教會(huì)學(xué)生如何對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行成因分析、如何排除故障。另外，對(duì)于實(shí)驗(yàn)器材的選擇除了要適應(yīng)提高的已知和所求條件外，還需要充分考慮器材的精確性和安全性。例如，在進(jìn)行電表改裝測(cè)內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要先對(duì)電流表的內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量，記錄好測(cè)量數(shù)據(jù)后，再將電流表改裝成電壓表或者安培表后對(duì)電表進(jìn)行校準(zhǔn)。這些實(shí)驗(yàn)得以正確、順利進(jìn)行的前提就是選擇恰當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)變阻器、定值電阻、電流表和電表等實(shí)驗(yàn)器材，只有既選擇了正確的實(shí)驗(yàn)器材，又能保證器材的安全的前提下，才能順利得出最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

（2）培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣

進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵除了選擇正確的實(shí)驗(yàn)器材外，還在于學(xué)生正確的實(shí)驗(yàn)操作，如果操作不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果，有時(shí)甚至產(chǎn)生安全事故，對(duì)學(xué)生的身體帶來傷害。因此，高中物理老師需要特別強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作的嚴(yán)謹(jǐn)性和安全性，引導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理，在學(xué)生可以正確挑選實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上，更加注重培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣。例如，在進(jìn)行對(duì)金屬電阻率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，老師需要引導(dǎo)學(xué)生正確使用螺旋測(cè)微器，利用伏安法對(duì)電阻進(jìn)行測(cè)量，最終得出金屬的電阻率。由于實(shí)驗(yàn)中選擇的金屬線的電阻值比較小，所以需要學(xué)生將電流表外接。在進(jìn)行連線實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要從電源的正極開始使電源、電鍵、電流表、金屬線和滑動(dòng)變阻器依此組成閉合電路，并把電壓表接在金屬線的兩端。在將開關(guān)閉合之前，將滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)到最大值。

物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是高考中的高頻考點(diǎn)，占據(jù)著比較大的分值，因此，高中物理老師很有必要結(jié)合高考物理實(shí)驗(yàn)展開高中物理教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

參考文獻(xiàn)：

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·編輯 楊兆東