高玉峰

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理概念、規(guī)律、結(jié)論往往都是建立在實驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過歸納總結(jié)概括得出的.

《普通高中物理課程標準（實驗）》的課程基本理念第一條是“高中物理課程旨在進一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等三個方面培養(yǎng)學(xué)生，為學(xué)生終身發(fā)展、應(yīng)對現(xiàn)代社會和未來發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ).”在課程具體目標的知識與技能中第2條是“認識實驗在物理學(xué)中的地位和作用，掌握物理實驗的一些基本技能，會使用基本的實驗儀器，能獨立完成一些物理實驗.”在課程具體目標的知識與技能中第2條是“通過物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)過程，了解物理學(xué)的研究方法，認識物理實驗、物理模型和數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用.”由此可以看出，物理實驗在高中物理中的地位和作用.而從歷年和各地的高考來看，高考中電學(xué)實驗幾乎是年年必考，且所占比重較大.

1 高考中電學(xué)實驗的考查要求

高中物理教學(xué)課標對電學(xué)實驗提出了具體的要求.通過教學(xué)，學(xué)生可以充分理解各種儀器的相關(guān)原理，學(xué)會選擇各種合適的器材進行實驗，可以熟練地使用各種電學(xué)儀器.

高考電學(xué)實驗對學(xué)生能力的考查，重點在于關(guān)注學(xué)生的能否進行正確的實驗操作，能否對實驗數(shù)據(jù)做出正確的分析處理、進而獲得實驗結(jié)果和體驗，具備實驗的基本素養(yǎng).更高的要求是學(xué)生能夠按照要求做好實驗，并且在此基礎(chǔ)上進行拓展和創(chuàng)新設(shè)計.從歷年的高考試卷來看，電學(xué)實驗大多是源于教材而又高于教材，注重考查學(xué)生利用基本實驗原理和方法進行創(chuàng)新、解決實際問題的能力，同時能進行實驗評估，這種源于教材，異于教材的命題思路，對中學(xué)電學(xué)實驗教學(xué)有著很好的導(dǎo)向作用.

2 高考電學(xué)實驗的命題思路與特點

分析了2014年高考物理實驗試題，幾乎所以省份都考了電學(xué)實驗，表1是2014年七份高考試卷中的電學(xué)實驗試題以及分值、考點和能力考查.

從表1中幾個省份和地區(qū)的電學(xué)實驗來看，有以下幾個特 點：從權(quán)重上看，電學(xué)實驗題的分值在實驗題中所占比重超過一半，（除天津理綜考了三個實驗，上海物理考了四個實驗），北京理綜就考了一個電學(xué)實驗.從內(nèi)容上看，全國卷、全國新課標1、北京理綜、上海物理都考了“測電源的電動勢和內(nèi)阻”（上海采用的是DIS實驗）， 天津理綜、浙江理綜考了“測導(dǎo)體的電阻”， 山東理綜雖然考了“利用電阻定律測導(dǎo)線長度”，但實際仍然是“測導(dǎo)體的電阻”.從題型上看，電學(xué)實驗主要以實物連線、作圖題、填空題，選擇題的形式出現(xiàn).

從考查學(xué)生能力上看，電學(xué)實驗主要考查學(xué)生的實驗操作、數(shù)據(jù)處理和分析論證.實驗操作主要考查形式有以下幾類：（1）實物連接，如全國卷、山東理綜、浙江理綜，包括上海物理的示意圖連接.（2）實驗器材和電路選擇，如北京理綜和山東理綜，海南理綜則要求能夠畫出合適的電路圖.（3）電表讀數(shù)，電學(xué)實驗中電表讀數(shù)是學(xué)生必須掌握的技能，如在全國新課標1和山東理綜.

數(shù)據(jù)處理的考查形式主要有以下幾類：（1）根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)作圖，高中物理實驗中，數(shù)據(jù)處理主要采用作圖法，通過作圖來對實驗數(shù)據(jù)進行分析是學(xué)生必須掌握的實驗技能，如全國卷、全國新課標1、北京理綜、浙江理綜.（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算，如山東理綜.

分析論證的考查形式主要是處理圖象，得到圖象以后，要根據(jù)實驗要求通過分析圖象，來達到實驗?zāi)康模缛珖?、全國新課標1、北京理綜、浙江理綜、上海物理卷.在這方面總體來講大多數(shù)省份是表現(xiàn)地“中規(guī)中矩”，筆者以為一定程度上創(chuàng)新程度不夠，當(dāng)然也有不少“閃光點”，如浙江理綜卷中電學(xué)實驗第2小題“數(shù)據(jù)選擇”，該題其實包含了內(nèi)接法和外接法的誤差來源與分析，對學(xué)生的要求較高；再如天津理綜卷電學(xué)實驗第2小題，不但要求設(shè)計實驗，而且要求能耗最小，該題不但考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)造性思維，同時融入了“節(jié)能減排”的教育思想.上海物理一如既往地考DIS實驗，這應(yīng)該是今后中學(xué)實驗的趨勢；而北京理綜在常規(guī)的實驗題基礎(chǔ)上結(jié)合了電源輸出功率和路端電壓的問題，對學(xué)生的知識應(yīng)用有一定的拓展

3 對電學(xué)實驗教學(xué)的幾點建議

3.1 注重基本電表的使用和結(jié)構(gòu)原理

電學(xué)實驗主要依靠一定的電表才能完成，而高中階段主要電表是電流表，電壓表和多用電表.對于這些電表，學(xué)生在正確使用上基本不存在問題，如電表連接，連接時的注意事項，正確的讀數(shù).從歷年的電學(xué)實驗試題來看，讀數(shù)和單個電表連接一直是高考的熱點，縱觀2014年高考，三個電表的讀數(shù)都涉及到了，而且從學(xué)生答題情況來看得分率較高.但如果涉及到電表的內(nèi)阻或者電表改裝問題時，那么了解電表的結(jié)構(gòu)原理就顯得尤為重要，如天津理綜卷的電學(xué)實驗第2小題：根據(jù)粗測的判斷，設(shè)計一個測量電路，要求測量盡量準確并使電路能耗較小，畫出實驗電路圖，并將各元件字母代碼標在該元件的符號旁.該題的電路設(shè)計，需要的電流表和電壓表是需要G表改裝而來，如果學(xué)生不清楚電流表的結(jié)構(gòu)原理，那么該題就很難解決.因此，教師在教學(xué)過程中注重電表原理結(jié)構(gòu)的講解，像電流表和電壓表的改裝，多用電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為了落實這個教學(xué)目標，結(jié)合講解，還應(yīng)該讓學(xué)生走進實驗室，動手摸一摸，用一用，甚至可以拆一拆.

3.2 重視電路圖的分析

要完成一個電學(xué)實驗，達到實驗?zāi)康模托枰幸粋€合適的電路圖.從2014年高考中的電學(xué)實驗可以看出，實驗電路圖可能是給定的，如全國卷、全國新課標1、北京理綜、浙江理綜卷等；也可能是要學(xué)生自己畫或者自己設(shè)計的，如海南理綜和天津理綜卷.因此，在教學(xué)過程中，要求學(xué)生掌握教材中的一些基本電路圖以及適用要求，如內(nèi)接法和外接法，限流式和分壓式接法等，理解這些電路的優(yōu)點和不足，掌握誤差分析和來源.

對于學(xué)生來講，電路圖如果要自己設(shè)計，那么難度就大大增加了，在教學(xué)過程中教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生在這方面的訓(xùn)練，首先可以指導(dǎo)學(xué)生從實驗?zāi)康某霭l(fā)，明確基本的電路圖，其次是選擇合適的儀器，沒有合適的電表應(yīng)該考慮改裝，第三考慮電路的實驗誤差，選擇誤差小的實驗設(shè)計.

3.3 重視實驗數(shù)據(jù)的處理

數(shù)據(jù)處理和分析論證是實驗過程中的重要環(huán)節(jié)，而圖象來處理數(shù)據(jù)在高中物理實驗中充當(dāng)著重要角色，“描繪小燈泡伏安特性曲線”、“測電源的電動勢和內(nèi)阻”都用到圖象法，圖象法既能充分體現(xiàn)其直觀性，又可以借助其取平均值的做法而減小實驗誤差.在2014年高考中根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點作圖，對做出的圖象進行分析處理是考查學(xué)生的主要形式.而且近年來電學(xué)實驗的設(shè)計逐漸傾向于真實的實驗情景，而且與生活實際緊密聯(lián)系在一起，因此在數(shù)據(jù)處理過程中要聯(lián)系生活實際，不能在理想化狀態(tài)下來處理，這也就要求平時的實驗教學(xué)不能是“黑板上談兵”，哪怕在高三的復(fù)習(xí)中也一樣.我們在高三復(fù)習(xí)過程中把所有高考要求的實驗又重新做了一遍，并在此基礎(chǔ)上加以拓展和提升，從學(xué)生的反饋情況來看效果非常突出.

3.4 重視電學(xué)實驗誤差的來源分析

實驗誤差有系統(tǒng)誤差和偶然誤差之分，系統(tǒng)誤差是由于實驗裝置或方案的本身所造成的，無法避免；而偶然誤差是由于在實驗操作、實際測量過程中產(chǎn)生的.電學(xué)實驗中，系統(tǒng)誤差的分析尤為重要，平時在教學(xué)過程中涉及到的電表大都是理想電表，但在實驗中是基于真實的條件下獲得的，而且現(xiàn)在高考實驗都趨向于真實的實驗情景，如浙江理綜卷22（2）題由于學(xué)生不知道兩組實驗數(shù)據(jù)的差異（差異其實就是由于電表的系統(tǒng)誤差造成的）而無從下手.因此教師應(yīng)讓學(xué)生知道實驗不是理想情景，在教學(xué)過程中要培養(yǎng)學(xué)生的誤差分析意識，如電流表的分壓作用，電壓表的分流作用，電阻隨溫度的變化等因素所導(dǎo)致實驗結(jié)果與真實值之間的差異，只有知道了誤差來源，才能通過實驗原理、目的、條件的分析，完善設(shè)計思路，減小誤差，提高實驗精度.

3.5 在教材基礎(chǔ)上合理的拓展

高考電學(xué)實驗雖然都來自教材，但或多或少在此基礎(chǔ)上進行了拓展與創(chuàng)新.如新課標1第23題對“測電源的電動勢和內(nèi)阻”進行了創(chuàng)新和拓展；天津理綜卷9（3）②題把電表改裝融入了實驗；北京理綜卷21（5）把電源輸出功率和路端電壓的關(guān)系融入了電學(xué)實驗；有點是把力學(xué)實驗與電學(xué)實驗結(jié)合在了一起（有點類似傳感器的味道），如山東理綜把長度測量與電學(xué)實驗結(jié)合起來；更有甚者是知識點的考查不“顯山漏水”，卻暗藏殺機，如浙江理綜卷22（2）巧妙地把電表的誤差分析融入了數(shù)據(jù)處理中，許多考生一時反應(yīng)不過來.由此可見，高考實驗的不斷創(chuàng)新和拓展，勢必要求教師在教學(xué)中在立足教材的基礎(chǔ)上不斷開拓創(chuàng)新，合理地對外遷移.

當(dāng)然，電學(xué)實驗是千變?nèi)f化，防不勝防，與其采取題海戰(zhàn)術(shù)，增加學(xué)生無謂的負擔(dān)，不如“以本為本”，立足教材中的基本電路，如內(nèi)接法和外接法的誤差分析，分壓式接法和限流式接法的優(yōu)缺點；還有電表的基本結(jié)構(gòu)原理及電表的使用方法和注意事項，只有掌握了最基本的原理和方法，以不變應(yīng)萬變，才能在高考中立于不敗之地.