焦健生

[摘要]每年高考都把實驗?zāi)芰Φ目疾樽鳛橐豁椫匾獌?nèi)容，實驗題的命題范圍也已由考綱內(nèi)實驗逐漸轉(zhuǎn)向?qū)季V內(nèi)實驗的拓展。實驗考查已由識記、熟練型演變?yōu)殪`活、能力型，這種命題思想顯然增加了高考實驗復(fù)習(xí)的難度，不少教師或?qū)W生感到實驗復(fù)習(xí)不好把握，甚至無所適從。分析研究近年高考物理實驗題發(fā)現(xiàn)，實驗題命制時，注意體現(xiàn)：題在書外，理在書中，重在手腦并用。因此，在實驗復(fù)習(xí)時，可采用模塊復(fù)習(xí)法，即第一模塊：基本儀器、儀表；第二模塊：實驗基本思想、原理、方法；第三模塊：設(shè)計實驗，可收到很好的復(fù)習(xí)效果。

[關(guān)鍵詞]實驗?zāi)芰?模塊復(fù)習(xí) 變通變活

[中圖分類號]G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1674-6058（2016）08-0051

眾所周知，物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實驗在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)方面具有其他教學(xué)內(nèi)容和形式所不能替代的作用。因此，每年高考都把實驗?zāi)芰Φ目疾樽鳛橐豁椫匾獌?nèi)容，實驗題的命題范圍也已經(jīng)由考綱內(nèi)實驗逐漸轉(zhuǎn)向?qū)季V內(nèi)實驗的拓展。如，試題中出現(xiàn)了設(shè)計性實驗，更是凸出實驗考查已由識記、熟練型演變?yōu)橥卣?、能力型，真正體現(xiàn)了高考以能力立意的命題思想。這種命題思想顯然增加了高考實驗復(fù)習(xí)的難度，因此，不少教師或?qū)W生感到實驗復(fù)習(xí)不好把握，甚至無所適從。其實，實驗命題體現(xiàn)了：“題在書外，理在書中，重在手腦并用”的理念?？v觀近年高考實驗題，所謂的活題、能力題，均是以教材中實驗原理、方法和器材為基礎(chǔ)編創(chuàng)而來的，由此產(chǎn)生我們的實驗復(fù)習(xí)思路和一些做法。

一、復(fù)習(xí)思路

基于“題在書外，理在書中”及以能力立意的命題思想，我們把教材中的實驗（實驗思想、原理、方法、器材等）及其相關(guān)知識進(jìn)行分層、歸類，形成三大模塊，第一模塊為基本儀表、儀器；第二模塊為基本思想、原理、方法；第三模塊為設(shè)計實驗。從層次上來說，第一、二兩模塊側(cè)重于基礎(chǔ)，第三模塊則體現(xiàn)能力。每個模塊還可根據(jù)學(xué)生的實際情況再分成若干小專題。

各模塊在再現(xiàn)、強化課本實驗中的基礎(chǔ)知識的同時，著力拓展、變通、變活書中實驗或其相關(guān)問題，著眼于設(shè)計性實驗的復(fù)習(xí)，形成由單向到橫向、縱向的發(fā)散性復(fù)習(xí)思路，這不僅打破了以往那種就事論事、單向掃描式的復(fù)習(xí)模式，更重要的是打開了學(xué)生的思維，避免了學(xué)生思維的狹隘和定式，達(dá)到以知識訓(xùn)練能力，以能力覆蓋知識的目的。

二、實施模塊復(fù)習(xí)

第一模塊：基本儀器、儀表

本模塊的復(fù)習(xí)涉及中學(xué)教材中出現(xiàn)過的各種儀器、儀表的使用、功能及其衍生出的問題。如多用電表除可作為歐姆表測量電阻外，還可測量電流、電壓，可檢測電路故障，又如在復(fù)習(xí)電學(xué)中電壓表、電流表時，除復(fù)習(xí)它們的基本使用外，可涉及它們是如何由小量程的電流表改裝而成的？還可復(fù)習(xí)它們作為實際電表時，如何測量其阻值？如何分析在測量電阻時，它們對測量結(jié)果帶來的誤差？如此，圍繞同一問題或?qū)ο?，變換角度創(chuàng)設(shè)題境，往往能使學(xué)生學(xué)會前后連貫，融會貫通。

[例1]使用多用表測量時，如圖1所示，當(dāng)指針位置如圖1中灰三角箭頭所示，則測量的是____，測量結(jié)果為____。（2）當(dāng)指針位置如圖1中自三角箭頭所示，則測量的是____，測量結(jié)果為____。（3）當(dāng)指針位置如圖1中黑三角箭頭所示，則測量的是____，測量結(jié)果為____。（4）當(dāng)指針位置如圖1中黑三角箭頭所示，正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小，那么接下來的操作步驟應(yīng)該依次為：①____，②____，③____。測量結(jié)束后應(yīng)將選擇開關(guān)撥到④____或者_(dá)___。（5）無論用多用電表進(jìn)行何種（直流）測量，電流都應(yīng)該從表筆經(jīng)____插孔流入電表。在使用歐姆檔測量時，多用電表內(nèi)部的電池的正極將跟表的面板上的____插孔相連。

解析：（1）本小問測量的是直流電流，量程為10mA，應(yīng)該用滿刻度為10的刻度線讀數(shù)。由于不是10分度，在讀出3.2以后，不應(yīng)該再向下估讀，所以測量結(jié)果為3.2 mA。（2）本小問測量的是直流電壓，量程為50V，應(yīng)該用標(biāo)滿刻度為50的刻度線讀數(shù)。由于是10分度，在讀出16 V后，還應(yīng)該估讀下一位，結(jié)果為16.0 V。（3）這時測量的是電阻，倍率為100，按表盤最上方的刻度讀數(shù)，結(jié)果為3.4×10³Ω。（4）測電阻時指針偏轉(zhuǎn)角度小，說明倍率太小了，所以應(yīng)該增大倍率，操作步驟是①改用歐姆檔1 kΩ倍率，②重新調(diào)零，③測量并讀數(shù)，④OFF，交變電壓最高檔。（5）電流應(yīng)從紅表筆經(jīng)“+”插孔流入電表。內(nèi)部電池的正極跟“一”插孔相連。

上面例題，充分利用了多用表的一些常用功能，這些都是實驗時要求掌握的。一題多問，大大擴大了學(xué)生的視野。

第二模塊：實驗基本思想、原理、方法

本模塊的復(fù)習(xí)著眼于教材中實驗的基本思想、原理的遷移，基本方法包括基本物理量的測量；數(shù)據(jù)、圖表的處理，誤差分析等，目的是讓學(xué)生學(xué)會遷移教材中的實驗思想、原理、方法到新的題境中去，學(xué)會變通和應(yīng)用。

[例2]某電壓表的內(nèi)阻在20 kΩ～50 kΩ之間，現(xiàn)需測量其內(nèi)阻，實驗室提供下列可選用的器材：

待測電壓表V（量程3V）

電流表A₁（量程200μA）

電流表A₂（量程5mA）

電流表A₃（量程0.6 A）

滑動變阻器R（最大阻值1 kΩ）

電源ε（電動勢4 V）、電鍵S

（1）所提供的電流表中，應(yīng)選用____（填寫字母代號）。

（2）為了盡量減小誤差，要求測多組數(shù)據(jù)。試在方框中畫出符合要求的實驗電路圖（其中電源和電鍵及其連線已畫出）。

解：選A₁；電路如圖2b所示。為了測多組數(shù)據(jù)，必須利用滑動變阻器改變通過電壓表的電流及加在電壓表兩端的電壓?；瑒幼冏杵鹘尤腚娐酚袃煞N連接方式，即限流式接法與分壓式接法。在本題中應(yīng)該采用哪種連接方式呢？不妨假設(shè)采用限流式接法，那么電壓表兩端得到的最小電壓為：U_min≈εR_V/（R_V+R）=3.8（V），可見這個最小電壓也超過了電壓表的量程，違反了安全性原則；另一方面，在調(diào)節(jié)滑動變阻器的過程中，電壓表兩端電壓的最大調(diào)節(jié)范圍一定在0.2V以下，這樣就使相鄰的電壓測量值非常接近，必定降低實驗的精度。綜上所述，限流式連接方式對本題是不適用的。故只能采用分壓式接法。實際上，在負(fù)載電阻R遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滑動變阻器的總阻值R時，通常都采用分壓式接法。本題符合要求的實驗電路圖如圖2（b）所示。

上面的例題，源自課本而高于課本，考查了學(xué)生靈中學(xué)教學(xué)參考2016年3月總第260期活遷移知識和應(yīng)用知識的能力，為學(xué)生自己設(shè)計實驗，奠定了堅實的能力基礎(chǔ)。

第三模塊：設(shè)計實驗類

所謂設(shè)計型實驗，就是題目要求學(xué)生在已有實驗知識和能力的條件下，自行設(shè)計一個新的實驗方案，其中包括實驗原理，選擇器材、安排步驟、處理數(shù)據(jù)、分析誤差等，其綜合思維能力要求高，是對基本實驗思想、方法等的遷移和運用，本模塊的復(fù)習(xí)建立在前兩個模塊的基礎(chǔ)之上，是實驗復(fù)習(xí)中的重頭戲。

[例3]欲將量程為100μA，內(nèi)阻為500Ω的靈敏電流表改裝為量程為1 mA的毫安表：（1）需要給它____聯(lián)一只R=____Ω的電阻；（2）需要用一只標(biāo)準(zhǔn)毫安表對改裝毫安表進(jìn)行校對，校對所用的器材的實物圖如圖3（b）所示（其中標(biāo)準(zhǔn)毫安表事先已與一只固定電阻串聯(lián)，以防燒表），校對過程要求通過毫安表的電流能從0連續(xù)調(diào)到1 mA。請按要求在方框中畫出校對電路圖，并在所給的實物圖上連線。

解析：（1）電流表擴大量程應(yīng)并聯(lián)小電阻。分流電阻上的電流是滿偏電流的9倍，因此阻值是表頭內(nèi)阻的1/9。（2）電流表的校對應(yīng)將兩表串聯(lián)。為了從零開始，滑動變阻器用分壓接法。答案為：串，55.6。（2）如圖4（a）、（b）所示。

上述例題，在設(shè)計原理、選擇接法、實驗思路設(shè)計上，對學(xué)生的實驗?zāi)芰χ鹨豢疾?，充分顯示出設(shè)計型實驗在考查學(xué)生靈活應(yīng)用實驗知識能力的功效。

三、結(jié)束語

以上三大模塊，分層推進(jìn)，符合學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律，復(fù)習(xí)的效率大大提高。

值得說明的是：實驗?zāi)芰χ荒茉谡J(rèn)真做實驗，不斷總結(jié)中得到培養(yǎng)和提高，為此我們開放了實驗室，讓學(xué)生在理論和實踐上同步提高。

（責(zé)任編輯 易志毅）