陶漢斌
[摘 要]每年全國各地高考實驗題是我們關(guān)注的焦點,其中電學(xué)實驗題,更是??汲P?,精彩紛呈。物理實驗題在高考物理試題中一直占有相應(yīng)的比重,高考物理力圖通過紙筆實驗的形式,將實驗現(xiàn)場拍攝的場景呈現(xiàn)在考生面前,讓考生有身臨其境之感,在這樣的情境下進行實驗操作、體驗科學(xué)探究的實驗情感,進而考查考生的實驗?zāi)芰?。雖然,高考物理實驗題的面目年年新,但都是對課本實驗的加工、深化與遷移,這些實驗題注重考查考生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)、物理實驗情感,突出考查考生是否真的做過相關(guān)實驗。
[關(guān)鍵詞]電學(xué)實驗;紙筆實驗;現(xiàn)場拍攝;身臨其境;核心素養(yǎng);實驗情感
[中圖分類號] G633.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058(2018)29-0031-03
縱觀近幾年的高考物理實驗題,雖然試題面目年年新,但都源于課本實驗,實驗題的設(shè)計本著“源于教材,但又不拘泥于教材”的原則,著力體現(xiàn)“有利于引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中重視基本實驗、常規(guī)實驗,注重培養(yǎng)和提高學(xué)生的實驗?zāi)芰蛯W(xué)科核心素養(yǎng)”的指導(dǎo)作用。我們要重視對學(xué)生基本實驗操作能力的培養(yǎng),認真做好教材中規(guī)定的基本實驗,理解和掌握實驗內(nèi)容,重視學(xué)生對實驗?zāi)康?、原理和方法的理解。在此基礎(chǔ)上,促使學(xué)生能利用已學(xué)知識、原理和方法在題設(shè)的條件和情境下,按照題設(shè)要求制定實驗方案,選擇實驗器材、安排實驗步驟、設(shè)計實驗數(shù)據(jù)處理方法及分析實驗誤差。
一、電學(xué)實驗考查分析
1.電學(xué)實驗命題的基本模式
每年高考電學(xué)實驗試題注重考查學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)、實驗情感,突出考查學(xué)生是否真的做過相關(guān)實驗。命題者通過紙筆實驗,考查學(xué)生認不認識相關(guān)儀器,有沒有到過實驗室,有沒有做過相關(guān)實驗。因此,在具體教學(xué)中,教師要促使學(xué)生親自操作實驗,并進行理論分析,要讓學(xué)生學(xué)會用圖像法處理實驗數(shù)據(jù),從而讓學(xué)生在科學(xué)探究中提升物理核心素養(yǎng)。
近幾年來,由于現(xiàn)代科技的發(fā)展,物理實驗的考查方式也在不斷創(chuàng)新。其基本模式就是現(xiàn)場拍攝實驗場景,將照片呈現(xiàn)在考生面前,讓學(xué)生模擬進入實驗場景,身臨其境,進行實驗操作、體驗實驗情感。我們可用下圖展示實驗考查的流程:
近三年的高考物理實驗試題中,出現(xiàn)了將相近的幾個實驗“類聚”在一起,考查考生的實驗分析判斷能力,這種“組合對比”實驗是高考物理實驗的新亮點。
2.電學(xué)實驗考查的基本原理
實驗題給學(xué)生的感覺往往是摸不著頭腦,“一聽就懂,一做就錯”。為此,教師更要關(guān)注學(xué)生對實驗原理的理解把握,讓學(xué)生學(xué)會用理論來武裝自己的頭腦。物理實驗原理是求解實驗題的“航燈”,它可以讓學(xué)生在解題時不迷失方向,少走彎路!
電學(xué)實驗雖然復(fù)雜,但基本原理是非常簡潔的,具體應(yīng)關(guān)注以下三點:(1)部分電路歐姆定律[I=UR],可演變成伏安法測電阻[R=UI],測小燈泡伏安特性曲線,測金屬的電阻率;(2)閉合回路歐姆定律[I=ER+r],可演變成測電源電動勢和內(nèi)電阻,[U=E-Ir];(3)串并聯(lián)電路的原理。
二、電學(xué)實驗復(fù)習(xí)策略
1.整合一條主線——伏安法
在電學(xué)實驗復(fù)習(xí)的過程中,我們可以伏安法為主線,整合幾個相關(guān)的電學(xué)實驗,如伏安法測電阻,伏安法測小燈泡伏安特性曲線和小燈泡的電功率,伏安法測電源電動勢和內(nèi)電阻,這樣就可以將這些實驗有效地串接在一起,使電學(xué)實驗更加簡潔明了。
2.聚焦二個核心——電表與滑動變阻器
(1)電流表的內(nèi)外接法
電表的本質(zhì)是什么呢?如何選擇內(nèi)外接法?其實電表本身也是一個實實在在的電阻,不要把電表看成深不可測,非常神秘的東西,它畢竟也是一個非常普通的電阻。電流表、電壓表、歐姆表其本質(zhì)首先都是電阻,只不過電流表電阻較小,一般幾個歐姆,電壓表電阻較大,一般幾千歐姆,而歐姆表在不同的檔位其內(nèi)阻可從幾十歐姆到幾十千歐姆變化。只不過這些電表還有自己的特異功能,電壓表能測出自己兩端的電壓,電流表能測出通過自己的電流,而歐姆表能表達自己的內(nèi)阻。它們的表頭都有一個相同的靈敏電流計,其指針都是根據(jù)電流大小來偏轉(zhuǎn)的,指針偏轉(zhuǎn)越大電流也越大。但是電壓表、電流表是通過外加的電源使其指針偏轉(zhuǎn)的,而歐姆表指針的偏轉(zhuǎn)是靠電表本身內(nèi)部提供的電源使其指針偏轉(zhuǎn)的。
正因為電表本身是一個電阻,當(dāng)它接入電路時肯定會對原來的電路產(chǎn)生影響。當(dāng)要測量某電路兩端的電壓時,需將電壓表并聯(lián)在被測電路兩端,可一旦將電壓表接入電路,相當(dāng)于把一個較大的電阻并聯(lián)在該電路的兩端,使整個電路的電阻比原來小了,也就對整個電路產(chǎn)生了影響。當(dāng)要測量通過某電路的電流時,需將電流表與被測電路串聯(lián),可一旦把電流表接入電路,相當(dāng)于把一個較小的電阻串聯(lián)在該電路中,使整個電路的電阻比原來大了,也就對整個電路產(chǎn)生了影響。在利用伏安法測電阻時,其測量電路可按以下方法選擇: