扎实基础 探究体验 提升能力——谈高三实验复习

陈艳娇，黄忠仙

（1.福建省福州第一中学；2.福建省闽江学院附中）

实验复习与其他知识的复习一样要注重思维阶梯。复习过于肤浅，学生的思维得不到应有的发展，也不可以有较大的思维跳跃，这样会给学生带来挫败感。实验又不同于其他的知识点，实验方法的真正理解和掌握必须在动手探索中得以实现。因此实验复习中要扎实基础，循序渐进地提升能力，注重对基本实验原理方法的理解和拓展、实验探索实践的过程体验和感悟和实验方法模型的归纳和总结。

一、扎实基础，适当拓展

高考物理实验题来源于课本，并在课本的基础上进行改进。因此实验复习既要注重课本的基础，又要适当地拓展，提升对原理方法和理解的迁移能力。

首先要复习实验的基本知识，如：有效数字、误差、常用的方法、常用仪器等。

对于基本仪器的复习要了解仪器的构造，熟悉仪器的主要部件，明确工作原理，掌握正确的操作方法和读数。在此基础上进行适当拓展，让学生了解其中的创新思想，如游标卡尺的放大测量法（利用主尺与游标尺上每一最小分格之差，把不易直接测量的微小量通过放大显示成容易测量的较大量，从而提高精度），还有化曲为直法、微小等量叠加法等。

对于具体学生实验的复习，首先要唤醒“记忆表象”，对实验的内容（目的、原理、器材、步骤、数据处理、误差分析等）作详尽的复习，展示实验的具体操作过程（可让学生操作），并通过设置的问题与学生互动。在原有实验原理和方法复习的基础上，从学生的最近发展区出发，注重变形拓展设置有一定思维阶梯的问题，促进思维品质跨越式的发展，提升学生实验的融会贯通能力。如实验器材替换的拓展，即能否用其他器材替换实验中的相关器材而达到相同目的。实验器材功能的拓展，即能否用此套器材达到其他目的。实验方案（原理）的拓展，即能否用其他方法达到相同目的。实验数据处理方法的拓展，即能否采用不同的数据处理方法。

实验复习中，如果每个实验都能在不同方面去适当地拓展，不仅会加深对仪器原理和实验原理的理解，而且能提升创新能力、分析问题和解决问题的能力。

二、动手探究，提升能力

实验仪器的读数和选择、实验步骤的顺序、实验误差分析、实验数据的处理等，这些都是实验实际操作的模拟。因此实验探究可让学生独立思考，感受过程，积累经验，领悟科学方法，掌握技能和发展能力。实验复习的探究与高一、高二不同，具体可以有以下几种方式：

1.探究基本原理和方法

如：选择电流表内、外接法测电阻的探究，让学生分别用内、外接法测同一个电阻，然后分析对比两种接法的实验误差。滑动变阻器分压、限流的接法规律研究，用最大阻值不同的多个滑动变阻器分别按分压和限流接法，对同一个用电器（定值电阻）供电探究负载获得的电压范围和变化规律。

2.对实验习题（尤其是高考题）的探究

这种方式主要是学生对实验习题的解答有疑问或有其他不同解答，利用课余时间进行自主探究去感悟方法。

案例1：（2010 天津高考题）要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约为2kΩ。实验室提供的器材有：

电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；

电压表V2，量程5V，内阻5kΩ；

定值电阻R1，阻值30Ω；

定值电阻R2，阻值3kΩ；

滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；

电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；

开关S 一个，导线若干。

请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连好），并标出所选元件的相应字母代号。

由于实验室没有题中两种规格的电压表，但有量程为3V、内阻为3kΩ 的电压表。为了探究该实验，首先需要改装两表。

对于该题学生有不同的设计方案：

方案1：直接用电流表与待测电压表串联测流过电压表的电流，如图1 所示，通过实验发现电流表几乎没有读数，从而感受到两表必须合理搭配。

图1

图2

方案2：如图2 所示，用定值电阻R1与待测电压表并联来增加电流表读数，发现电流的读数仍不够大！

方案3：在方案2 的基础上，有同学提出用更小的定值电阻3Ω 与待测电压表并联来增加电流表读数，发现电流表读数虽然达到要求，但计算出定值电阻的电流比电流表的读数还略大！几个学生通过分析讨论知道电压表分的电流过小，其值仅在表的误差位。通过这个实验理解为什么比较法中两个比较的电阻要相差不大。

3.给出问题设计实验进行探究

这种方式的具体操作可以先设计方案，后选择器材；或根据提供的器材设计对应的实验方案。学生需要对问题进行分析，结合已归纳总结的实验方法，找到解决问题的思路。教师要事先预设与学生互动，鼓励学生根据已有的知识大胆地去设计实验，并在实验中分析问题，找到解决问题的方法。

案例2：设计一个不需要满足小车质量远大于钩码质量的实验验证牛顿第二定律。对这个问题学生首先要分析或教师通过问题让学生知道原有的实验为什么需满足小车质量远大于钩码质量（小车为研究对象，在平衡摩擦力和保证细线分析平行木板情况下，小车的合力应为细线的拉力。由于钩码处于失重状态，细线的拉力并不等于钩码受到的重力，只有在满足小车质量远大于钩码质量，细线的拉力与钩码受到的重力相差很小时，可认为相等）。学生从测拉力角度出发直接测线的拉力，然后考虑需要什么测量仪器。有的学生从钩码受到的重力出发，是否让钩码受到的重力即为研究对象的合力；有的学生考虑如何让细线的拉力与钩码受到的重力无条件相等。

案例3：测量水果电池的电动势和内阻。用不同的实验电路测量，并分析对比误差，总结不同实验电路的选取。（具体就不再展开）（师13.10.19）（师13.4.45）

三、归纳总结，提炼方法

思维的深刻度表现为善于概括问题的类型，并正确判断各种类型。概括性越高，知识越系统，迁移性就越强，这样在解决新问题上可省去许多摸索、试探的步骤，缩短思考的时间，提高效率。因此，在理解实验原理方法的基础上，要引导学生加以归纳总结。

归纳仪器的几种使用，如定值电阻可以做保护电阻，可以用来扩电表的量程，可以做电压（电流）表，可在比较法测电阻中已知比较电阻，测电源电动势和内阻实验中作为等效内阻等。

归纳测量物理量的方法可以从仪器和原理分别分析。如速度的测量：打点计时器与纸带结合、光电门、速度传感器；从物理规律角度：平抛的水平距离和高度可以获得初速度；根据能量守恒规律等，只要原理成立，可操作都是可以的。

归纳测电阻方法有：以部分欧姆定律为原理的伏安法（伏伏法、安安法），以串并联电流电压的分配为原理的比较法，以闭合电路欧姆定律为原理的计算法、半偏法、等效替代法。归纳误差分析的思路和数据处理的方法等等（这里不具体展开）。

归纳的方式也是多种多样的。图象法：利用图象把物理规律用直观、形象的图形展示出来，有利于形象记忆。如滑动变阻器分压限流接法中，滑动变阻器阻值与负载阻值比值不同情况下几种图象比较，可以很直观地记住负载获得的电压范围和变化情况。口诀法：在对规律理解的基础上把规律归纳成口诀，如：电流表内外接法选择“内大大，外小小”。用网络式归纳多用表使用的步骤。也可以用表格法直观对比电流表的内外接法和滑动变阻器的分压限流接法。另外还有叙述式、点式法、问题式法等。

知识是基础，能力是保障。实验的复习不仅要强化对基础知识的理解和掌握，而且要提高学生的实验设计能力和创新能力，只有这样才能切实提升学生的实验素养。