高三物理实验复习的应对策略

高三物理实验复习的应对策略
作者：周后升
来源：《师道·教研》2010年第04期
物理是一门实验学科,而物理实验题是物理高考试卷中的重要内容,且往往是学生的得分盲区,因此物理实验复习的成功与否,是物理高考能否制胜的关键.虽然考题年年变,但是我们仍然能从历届高考题中发现它的脉络,由此可以做一下物理实验高考预测,做出复习应对策略.
1. 熟练掌握基本仪器的使用
我们对常用的物理仪器要熟练使用,这是实验的基础,是实验的工具,任何时候都不过时.在这方面花点时间是必须的.对于仪器的使用读数,我们在复习的过程中不应让学生死记硬背其读数方法,要在理解其工作原理的基础上掌握使用和读数方法.如游标卡尺是利用差分放大的原理制成的,学了10分度的游标卡尺,理解了原理和方法,对20和50分度的游标卡尺的使用和读数,自然是水到渠成.仪器中滑动变阻器的使用一定要作为重点,在高中大部分电学实验中都用到了,其限流接法和分压接法的选择是电学设计性实验中的一个难点,一定要让学生掌握其分压和限流的原理,并在掌握原理的基础上在具体的实验环境中如何选择接法.实验仪器的使用和读数除了要学生掌握原理外,当然还要配以大量的专题练习,而且要经常练,让学生熟练掌握.
2. 深刻理解实验原理,把握实验的五个环节
对每一个实验,都应该按以下的要求去做:(1)明确实验目的,理解实验原理;(2)选择实验仪器;(3)确定实验步骤;(4)数据处理;(5)结论和实验误差分析.在任何一个物理实验中,都离不开这五个环节,这是实验的基础.在复习实验时,如果我们要求学生记住每一个实验的这五个环节,当然是不现实的,没几个学生能死记下来.其实这五个环节是相互关联的,我们应在实验复习时理解这五个环节的相互关系.其相互关系可用图1表示(①寻找与目的相关的规律和与之相关的物理量;②能测量这些物理量的仪器或装置;③根据实验仪器或装置的使用规则;④根据实验原理、方法的要求;⑤测定并记录实验中物理量的数据;⑥按照原理中的规律或相关的处理方法;⑦根据实验结果进行误差分析;⑧按照原理中的规律、方法分析系统误差;⑨根据系统误差分析,进一步改进实验原理和方法).
从以上网络分析图可看出,实验原理是整个实验的核心,让学生深刻理解并牢固掌握实验原理是实验复习的关键.在这些环节中,数据处理也相当重要,近几年的高考中经常考查,应予以重视,要有相应的专题培养学生的数据处理能力.
3. 对实验原理进行变迁,提高创新能力
纵观近几年全国各地高考理科综合物理实验题,尤其测电阻(电阻率)的实验几乎年年考,题
目年年翻新,角度经常变化.虽然实验的情景很新颖,但实验试题中涉及的基本知识和实验技能的要求仍然立足于课本实验.比如2009年广东高考物理16题实验,出题者的设计可谓独具匠心,其原理涉及的基本知识就是闭合电路的欧姆定律,而考查的实验技能就多了,既有基本的仪器如螺旋测微器、电流表、电阻箱的使用,又有数据的图像法处理,其实这些都是立足于课本的基本要求.因此在复习时还要注重教材上的实验,但不是简单机械地重复或做做练习,应该在复习每一个实验时,对实验原理、方法进行变迁,即所谓的创新.
如在伏安法测电阻的实验复习中,给学生两节干电池、安培表、伏特表、开关各一个,滑动变阻器和导线若干,让学生设计实验方案测定导线的电阻值,要求画出方案的电路图,并说明原理.在学生设计出与教材相同的测量方案的基础上,对电阻测量的实验电路设计进行总结:一般应先设计测量部分电路(电压表、电流表、待测电阻),再设计给测量电路提供电源的部分电路(电源、滑动变阻器、电键).测量部分电路有电流表外接和内接两种连接形式,引起误差的原因不同,适宜于大小不同的电阻.提供电源的部分电路有滑动变阻器限流连接和分压连接的区别,电压调节的范围不同,相同条件下损耗的能量不同.在教材现有的器材条件下,通过两部分的组合可以设计出四个测量电路,如图2所示.
以此为基础可以设置新情景,让学生设计、讨论、辨析测量电路,选择电源电路,设计完成后,进行操作(以电流表外接如图3为例).
(1)若没有电流表:
①若有两只电压表和电阻箱,用电压表和电阻箱并联充当电流表进行测量,因此设计如图3-1.
②在图3-1的基础上进而提出如果只有一只电压表能否测量?学生思考,给予适当提示:若总电压已知后可提出用图3-2的方法.
(2)若没有电压表:
①若只有两只电流表和电阻箱,同样可用电流表和电阻箱串联代替电压表,设计电路如图3-3.
②若只有一只电流表和电阻箱,则按以上思路可分别设计出如图3-4电路——电流表半偏法和替代法.
这些实验方法在历年来的高考题中经常出现,课后可出一些相关高考题让学生练习.
在实验复习中,特别是第二轮复习中,我们不应孤立地看待一个个实验,而应该从这些实验的原理、步骤、数据采集与处理方式的异同上,给这些实验分门别类,从而组成不同的实验板块.平时我们已经自觉或不自觉地把实验分成力学实验模块、电学实验模块、热学实验模块、光学实验模块(2010考纲已不作要求).但这样的处理只是简单地重复了物理课本知识体系,大多数的情况下也是为了讲解的方便,没有多大的创意,对于学生的思维开发和对实验的科学思维方式的培养显得很不够.我们要在这些实验的组合板块中挖掘一些功能,培养学生一种实验的常规意识,比如对于力学板块,这是由研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律、验证动量守恒定律等实验组成的一个大的实验板块.现在让我们仔细去找找这些实验与其他实验板块的区别,我们会发觉这些力学实验无非就是在速度v、加速度a,位移S、力F、质量m这几个量上做文章而已.然后我们看看这几个量是怎么测出来的,今后我们可以用同样的方式去处理类似的探索式力学实验.
责任编辑罗峰。