研究高考物理实验 实施针对性的实验复习

叶美红

摘要：通过研究近四年浙江高考物理实验的命题特点和规律，提出了实施针对性实验复习的具体措施：让学生近距离接触基本仪器，熟悉基本仪器的使用；让学生独立又熟练地完成14个学生实验的操作；逐步培养学生对实验数据的处理能力和对实验结果的分析能力；精心复习每一个学生实验，并进行适当的拓展与探究；归纳不同学生实验之间的联系与相同点；删去考试说明不要求的实验。本论文案例丰富，对同行有一定的借鉴作用。

关键词：高考；实验；实验复习

一、为什么要研究高考物理实验

物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理实验在历年的高考中占有相当大的比例。然而，在每年的高考结束时，很多高三物理教师都感叹，花了那么多的精力和时间去复习实验题，学生实验题的得分率还是很低。学生总是在一些很简单、很基础的地方失分。比如，实验用的基本仪器学生不会正确使用，有很多学生叫不出基本仪器的名称，学生实验的基本操作不会等。这不禁让我们高三物理教师反思：学生的实验得分率很低，是不是实验复习的方法存在一定的问题？在实验复习时有没有给学生熟悉基本仪器的机会？学生是不是经常进实验室做实验？我们是不是经常在黑板上“做实验”？学生是不是也跟着我们“纸上谈兵”？我们平时给学生练习的实验题是否偏难，是否偏怪，数据是不是真实？

事实上，自2009年浙江高考将理科综合纳入自主命题以来，物理实验题就不断推陈出新，命题特点悄然地发生着变化。如果我们不去研究高考物理实验，不去改变实验复习的方法，继续凭借自己的教学经验，按照原来的思路进行实验复习，那实验复习效果可想而知。

因此，物理教师特别是高三物理教师一定要深入研究浙江近四年的高考物理实验题，我们可以将这些实验题汇总在一起，看一看，浙江近四年的实验题到底考什么，怎么考？我们可以通过分析与比较这些实验题的考查内容，总结出实验题的命题特点和规律，从而把握实验题的命题方向，这样才能使我们的实验复习更具有针对性和有效性。

二、从近四年的浙江高考物理实验试题看实验命题特点

1.汇总近四年的物理实验试题的考查内容

2009年浙江高考物理的两道实验题，涉及4个实验，一是“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，考查学生对滑动变阻器的分压接法的实物连接；二是“多用电表测电阻”，考查多用电表测电阻的读数，还有考查学生是否知道金属导体在不同温度下的电阻大小的差别；三是“游标卡尺的使用”，考查学生能否正确地使用游标卡尺；四是“探究单摆的周期与摆长的关系实验与光敏电阻的结合”，考查学生图像识别能力、周期公式、摆长的概念以及光敏电阻的特点。实验总分共计18分。

2010年浙江高考物理的两道实验题，涉及两个实验，一是“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”，考查学生对实际橡皮筋的弹性、绘图能力、图像法处理数据的能力以及误差分析的能力等。二是“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，考查学生的绘图能力、图像法处理数据的能力，对实验结果的分析以及理论解释产生的原因。实验总分共计20分。

2011年浙江高考物理的两道实验题，涉及两个实验，一是“探究加速度与质量、力的关系”，考查学生实验器材的选择以及器材的具体作用；二是“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”，考查学生的绘图能力，根据图像分析结果的能力。2011年物理实验题的总分共计20分。

2012年浙江高考物理的两道实验题，涉及两个实验，一是“测定玻璃的折射率”，考查学生作图能力、计算能力，还有不同侧面的光线如何确定等。二是“探究求合力的方法”，考查学生绘图能力，根据图像分析结果的能力，考查弹簧秤的读数以及作图能力。实验题的总分共计20分。

2.总结浙江这四年物理实验试题的命题特点和规律

（1）实验试题大多直接来自于学生实验，如2009年的4个实验有3个是学生实验，另一个是单摆实验与传感器实验的结合。2010年的两个实验均来自学生实验，第一个实验将学生实验中的弹簧用实际的橡皮筋来代替。2011年的两个实验一个来自学生实验，还有一个是书本上的演示实验。2012年的两个实验均来自学生实验。

（2）实验试题的分值稳中有上升的趋势，分值从2009年的18分到2010年、2011年和2012年的20分。

（3）实验试题总体安排两大题，题型稳定。

（4）从考查的具体内容来看，主要有：①学生能否正确认识和使用基本仪器。②学生实验有没有真的做过，会不会独立完成实验操作。③绘图能力的考查，这4年物理实验题考查学生绘图能力的2010年就有两个小题，2011年和2012年分别就有两个小题。④实验的结论和对实验结果的分析。⑤实验的误差分析。

（5）实验的仪器和实验的现象都是真实的，采集的数据也是真实的

（6）纵观这四年的高考实验试题，没有出现过设计性的实验，特别是前几年全国卷风靡一时的电学设计性实验，一题也没有。

（7）从这四年的高考物理试题的命题特点来看，命题者对学生处理数据的能力，对实验现象和结果分析的能力提出了较高的要求。

（8）重视学生实验的拓展与探究。虽然近四年高考物理实验试题直接来自于学生实验，但并不拘泥于原有的实验目的，而是在完成实验目的的基础上，进一步的拓展与探究。如，2009年对灯丝电阻在不发光与正常发光情况下的大小比较；2010年同一橡皮筋伸长时的长度与缩回去的长度比较；2012年根据不同侧面射出的光线来确定玻璃的折射率等。

三、实施针对性实验复习的具体措施

根据浙江高考物理实验题的命题特点，本人将物理实验复习定位在实验操作技能的训练与理论分析相结合的思路。

1.让学生近距离接触基本仪器，熟悉基本仪器的使用

根据考试说明要求的12种基本仪器有：刻度尺、游标卡尺、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱。将这些基本仪器摆放在教室的后面位置，让学生课余经常摆弄这些器材。从高三的第二学期开始，每个星期安排课内10分钟的时间检查学生能否正确使用基本仪器。如，对游标卡尺的使用和读数，教师可以随机抽查班内的一个学生，让他（她）在讲台上示范并讲解，如何用游标卡尺测量内径、外径和深度以及相对应的读数。通过这样的方法，将近两个月的时间，班内的绝大多数学生会正确使用12种基本仪器。

2.让学生独立又熟练地完成14个学生实验的操作

要达到以上的目的，学生实验的器材不能放在实验室里，因为现在大多数学校的实验室离教室较远，这样学生实验的使用频率就不高。本人的办法是在离教室较近位置腾一个小教室，专门用来摆放14个学生实验，每个学生实验只摆放一套实验器材，钥匙由物理课代表保管，平时学生想去做实验就非常方便。在高三的第二学期开始，每个星期安排课内20分钟的时间考查学生实验操作和数据记录。具体方法是，用抓阄的办法抽查班内任意一个学生，让他（她）在讲台上示范并解释操作的意图，其余学生仔细观察并留心示范学生的操作是否规范。通过这样的方法，直到高考前，班内的绝大多数学生会独立又规范地完成实验的操作。

3.逐步培养学生对实验数据的处理能力和对实验结果的分析能力

从高三的第二学期开始，每个星期安排晚自习20分钟的时间专门用来处理实验数据，考查形式为实验小测试，如学生实验“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，可以设计测试内容如下：

实验小测试——描绘小灯泡的伏安特性曲线

班级 姓名 成绩

（1）以下数据是本班小明同学在实验“描绘小灯泡的伏安特性曲线”所记录的数据。

■

（2）请根据以上数据在坐标纸中画出U-I图像。

（3）请根据画出的图线分析小灯泡U-I图像的特点。

（4）请尝试从理论的角度分析小灯泡U-I图像特点的形成原因。

（5）此实验给你什么启示

然后将学生的实验小测试评分，通过这样的不断训练，学生处理数据的能力和对实验结果的分析能力会逐渐提高。当然以上的方法仅适用于用图像法来处理数据并进行结果分析的学生实验。

4.精心复习每一个学生实验，并进行适当的拓展与探究

教师要引导学生认真研究14个高考要求的学生实验，在深刻理解原来实验的基础上进行适当的拓展和探究。下面以学生实验“探究求合力的方法”为例来说明。

●实验“探究求合力的方法”

实验目的：验证力的平行四边形定则

实验原理：一个力F'的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力F'就是这两个力F1、F2的合力。作出力F'的图示，再根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F的图示，比较实际合力F'和理论合力F的大小和方向是否都相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则。

实验器材：方木板、白纸、弹簧测力计（两只）、橡皮条、细绳套（两个）、三角板、刻度尺、细芯铅笔（以上是教材上提供的实验器材）

实验如图1所示：

■

图1 图2 图3 图4 图5

教师可以通过不断提问的方法来加深学生对原有实验的理解。

（1）为什么要用细绳套拴上橡皮条？本实验不用细绳套可以吗？用粗绳套代替细绳套可以吗？——这样的提问可以促进学生对细绳套功能的深刻理解。

（2）为什么要把橡皮条的一端固定在图钉上？可不可以将细绳套固定在图钉上？（如图2）——这样的提问可以促进学生对橡皮条功能的深刻理解

（3）本实验中哪个力是真实的合力？哪个力是理论上的合力？——这个问题让学生明白用平行四边形作出来的力其实是理论的合力。

（4）本实验的误差主要来自哪里？如何尽可能地减小误差？——这个问题让学生养成误差分析的习惯。

拓展一：（实验如图3所示）

将橡皮筋换成一重物来完成此实验，应该如何操作？需要测量和记录哪些物理量？

每一次实验要不要测量重物的质量？

改变拉力，进行多次实验，要不要每次都使O点静止在同一位置？

拓展二：（实验如图4所示）

用三条完全相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来代替原来的实验器材，应该如何操作？

需要测量和记录哪些物理量？

需要测量细绳的长度吗？

需要测量橡皮筋的原长吗？

需要测量悬挂重物后橡皮筋的原长吗？

需要记录悬挂重物后结点O的位置吗？

拓展三：用三根完全相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来探究求合力的方法；（如图5所示），三根橡皮筋在O点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点。应该如何操作？需要测量和记录哪些物理量？

橡皮筋的原长要测量吗？

橡皮筋的长度要测量吗？

多次实验中，悬点位置O点一定要固定吗？

通过原来实验的分析和不断拓展，引导学生一起归纳，不管采取怎样的实验装置，本实验的中心只有三个：一是怎么确定效果相当的一个力和两个力。二是怎样确定这三个力的大小和方向。三是用力的图示的方法进行比较。

5.归纳不同学生实验之间的联系与相同点

重新整合14个学生实验，寻找不同学生实验之间的相同点，实现实验知识与方法的系统化。其中14个学生实验中用图像法处理数据和得出实验结论的实验有9个，作图像时用到化曲为直方法的有3个，有打点计时器参与实验有4个，4个电学实验有3个可以转化为测量电阻实验，如“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，其本质是测量小灯泡的电阻；“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”，其本质是测量导体的电阻；“测量电源电动势和内阻”，其本质是测量电源的内阻，它们的共有方法是用电压表和电流表测量相对应的电压和电流，用滑动变阻器控制测量对应的电压和电流。实验时都需要平衡摩擦力的有两个……

6.删去考试说明不要求的实验

教师在进行高考物理实验复习时，要认真解读《浙江省普通高中新课程实验第一阶段学科指导意见（2009版）》（物理所规定的要求）和《考试说明》中的实验要求，对于高考不要求的实验直接删去。如，高三理综测试卷物理题中有一道实验题，原题如下：

多用电表是电子技术中最常用的仪器之一，尤其是其中的欧姆档，因测量电阻方便而得到使用者的欢迎。但在测电阻时，因欧姆表内连接了电池，故欧姆表可看作一个电源。某实验小组想探究欧姆表打到“Ω×10”档时这个等效电源的特性，因此展开了一些工作：

第一步，探测等效电源的正负极。某同学取来两个同样型号的电表，将其中一个电表的功能选择开关置于“Ω×10”，将该电表作为被探测的电源。关于另一个电表，功能开关的位置最合适应是

（ ）

A.直流电流10 mA档 B.直流电压2.5 V档

C.直流电压50 V档 D.交流电压2.5 V档

正确答案是C。

分析过程：电压表和电流表的电流方向均是由红表笔（正极）流入电表，由黑表笔（负极）流出电表。那么要探测“Ω×10”档电源的正负极，就要使另一个电表有一个合适的量程。这样势必要求学生对欧姆表内部的电路结构非常熟悉，学生要知道电源的电动势为3 V（两只干电池），“Ω×10”档欧姆表内部的总电阻为电表的中值电阻，由表读出15×10 Ω=150 Ω。

由此计算出最大电流Im=E/r=3/150 A=20 mA，允许最大电压为3V。

第二步，测量“Ω×10”档等效电源的电动势与内电阻，以下方案可行的有（ ）

A.用一个直流电压表（内阻约为1 kΩ）直接测量等效电源两端的电压，认为就是它的电动势

B.用一个直流电压表（内阻约为100 kΩ）直接测量等效电源两端的电压，认为就是它的电动势

C.用另一个欧姆表打到“Ω×1”档测量等效电源的内电阻

D.用另一个欧姆表打到“Ω×10”档测量等效电源的内电阻

正确答案是B。

分析过程：此题能够做出正确求解的前提是要学生对欧姆表内部的电路结构非常熟悉，要求学生知道“Ω×10”档的内阻是150 Ω，不然如果学生以为内阻只有几欧姆，那么A、B选项均可。

这一道实验题实际上是考查学生对多用电表的电路结构，有超纲的嫌疑。本人仔细翻阅《浙江省普通高中新课程实验第一阶段学科指导意见（2009版）》（物理所规定的要求）第37页，关于多用电表的说明部分，明确指出不要求了解多用电表的电路结构。所以类似这样的实验题教师应该大胆删去。

四、结语

实施针对性的实验复习策略，其目的是促进高三物理实验复习的有效性。我们发现，通过实施针对性的实验复习，复习效率大大地提高，同时学生学习物理的兴趣和积极性也增加不少。

参考文献：

[1]李展华，陈晓明.实验复习应如何有效开展[J].教学仪器与实验，2013（2）：44.

[2]蔡千斌.试论物理实验教学中的“过程设计”[J].教学月刊：中学版，2011（2）：12.

（作者单位 浙江温岭市新河中学 浙江大学理学院物理系）