实施综合考试的物理实验教学论文

摘要：实验是物理学的基础，离开了实验，物理学就不会产生，更谈不上发展。自然科学是实验性科学，科学概念、原理和规律都是由实验推导和论证的。实验有助于加深学生对自然科学概念、原理和规律的理解，实验能力也是学生将来从事科学研究的基础。当前教育教学的改革已经进入了实质性的阶段，素质教育要求学生具有探索精神和创新能力，而实验的过程隐含了丰富的科学思想和科学方法，既包括了操作技能和处理实际问题的本领，又包括了思辩性的猜想和假设，逻辑的思考和论证，准确的数量和数据分析，严密的推理和清晰的表述，所以高中物理教学要转变教育观念，努力改进物理实验教学方法，发挥实验教学在培养创新思维中有着其它教学不可替代的作用。

近几年来，高考加强了对实验的考查，实验题已成为高考中非常重要的一项，实验题占全卷分值的比例已略有增加（由前几年的12%增至今年的17%），而且实验题的要求也逐年升高，由单纯考查实验原理的理解、实验知识的简单运用（如读数、实验步骤的选择等），逐渐转向考核学生的实验能力（特别是实验设计能力），纵观最近两三年高考物理卷中没有完全与教材相同的实验试题，而是都经过了一定的改造，题意是新颖的。

从近几年高考评卷分析反馈的信息来看，实验试题失分相当严重，如今年我省对实验题作答成绩抽样显示，平均得分7.03（满分20分），得分率仅0.35，是整份考试卷中作答最差题目之一。因此，要求我们在教学中，不仅要对学生进行思想教育，使他们明确物理实验的重要性，更要对实验进行系统地复习。现就如何进行考前实验复习谈谈自己粗浅的看法。

一、夯实基础，做好实验基本仪器的复习

根据《考试说明》，高考所涉及的基本仪器包括刻度尺、游标卡尺、打点计时器、天平等13种，历年来高考将基本仪器的考查放在非常重要的地位。因此在复习期间，必须对《考试说明》所要求的13件基本仪器的构造原理、使用方法、读数规则、注意事项等逐件过“关”，逐项弄通弄懂，精心选编例题习题，精讲精练，举一反三，促进迁移。在复习期间，可借且于多媒体，利用其容量大、交互性强、再现性和重复性的特点对常见的基本测量仪器的读数、使用方法及实物连线进行专题训练，使学生彻底掌握仪器的结构、原理、用法和读数。

二、课堂讲解与课后动手相结合，做好演示实验的复习

从93年起，全国高考物理试题出现了一个新特点，加强了中学物理教材中演示实验的考查。连续几年对教材中演示实验的考查，绝不是偶然，这表明中学物理教学必须按纲扣本，以本为本，以强化素质教育。但考纲上所规定的演示实验多达100个左右，在复习期间对每一个实验重做一遍是不可能的，也是不科学的。本人认为，在复习期间可以从两方面着手，一方面将演示实验的复习安排在第一轮复习中，相应的实验穿插在每个单元知识中进行；另一方面，可以安排在高考前夕，即5月下旬到6月初，向学生开放实验室，给学生再次动手操作的机会，同时附上相应的实验习题，让学生根据自己的掌握情况、熟练程度针对性动手操作。通过这样的复习，学生一来可以熟悉比较重要的演示实验，二来能使实验操作与学生的思维有机地结合起来，使得实验得到活化和深化。

三、顾及全面，突出重点，做好分组实验的复习。

分组实验是实验考查的重点，高考涉及的分组实验共有17个，力学实验8个，电学实验5个，光学实验3个，外加一个热学实验。历年来，实验得分率较低，说明学生对实验并没有真正理解，走马观花，不求甚解。主要原因在于教材给定了器材，规定了操作方法，确定了实验步骤，实验结果只能得到一些学过的结论，学生的思维被课本束缚住，思维不够开阔。在复习期间，我们不仅要掌握课本上的要求，还要能运用学过的物理知识设计出既能解决问题又较合理的实验方案来。在复习分组实验时，应注意：1、实验原理的复习是关键；2、结合实验原理，指导学生对实验器材进行正确选择和运用；3、指导学生对实验步骤的理解；4、指导学生掌握对实验数据进行正确处理方法。

下面再着重谈谈在具体复习中如何改进实验教学，培养学生的创新思维。

一、以立足独立操作渗透基本方法培养思维能力

在物理教学中过程，要充分发挥教材中演示实验和学生实验的作用，引导学生根据已学的知识去明确实验的目的、设计意图、实验原理，在明确的前提下积极鼓励学生独立操作实验。让学生在操作中学会正确使用仪器和掌握操作观测、数据读取、数据处理、归纳结论、写出报告等实验技能。同时启发学生在独立操作过程中理解、掌握、运用物理基本概念和规律，让学生在实验中培养思维能力。并通过实验注重向学生渗透实验设计思想和实验基本方法，培养发展学生实验思维能力。如通过游标卡尺和布朗实验等让学生领会“放大法”（叠加法）思想；通过测定匀变直线运动的加速度、测定玻璃的折射率和云室等实验让学生领会“转换法”（代替法、间接法）思想；通过牛顿第二定律和气态定律的验证让学生领会“控制条件”法思想；通过自感现象、光谱分析等实验让学生领会“比较法”思想。通过实验数据记录、数据处理、有限数字的运算、误差分析等让学生领会掌握物理数据的处理基本方法，如列表法、解析法和作图法等。

二、以同一实验有限仪器多种方案培养思维的流畅性

在物理实验教学过程中，除了指导学生明确实验目的、实验原理、鼓励学生独立操作领会实验思想和方法外。还应选用一些典型的实验，在同一实验和有限仪器的条件下，通过多种方案的设计、讨论和辨析等思维活动，培养学生思维的流畅性。如在测金属导线的电阻率实验教学中，可设置测电阻值的设计型实验让学生设计多种实验方案。如给学生3V的直流电源、电阻箱、安培表或伏特表、开关各一个和导线若干，让学生设计方案粗略地测出金属导线电阻值，要求画出方案电路图，并说明原理。学生通过设计、讨论、辨析和筛选，可得设出与教材不同的几种正确方案：公务员之家

方案一：如图一所示，电阻箱与待测电阻串联，从安培表读出电路中的电流强度，从电阻箱中读出分压电阻值，由欧姆定律求出电阻箱两端的电压V=IR。因为题意要求粗略，可以认为电源电压保持3V。根据串联电路的电压分配与电阻成比的关系可求出等测电阻值。改变电阻箱的阻值，可得到另几组数据，最后求出它们的平均值。

方案二：如图二所示电路，用伏特表直接测出电阻箱的两端电压，以下步骤同方案一。

方案三：如图三所示电路，通过测出总电流和电阻箱支路的电流，间接算出待测电阻中的电流，根据并联电路各支路电流与各支电阻成反比的关系，即可求出待测电阻值。

三、以设置新情景实验迁移实验方法培养思维的变通性

在物理实验教学过程中，应设置新情景实验材料，让学生根据实验目的要求和现有提供的仪器设备，发挥思维迁移功能，将已学的物理知识和实验方法迁移到新情景问题中去，引导学生开动脑筋自行设计多种方案进行实验，培养思维的变通性。例如：在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有周期T，即可求得L。为了提高测量度，需多次改变C值并测得相应的T值。现将这六组数据标示在以C为横坐标，T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点。⑴T、L、C的关系为____。⑵根据图中给出的数据作出T2与C的关系图线。⑶求得的L值是__________。

一般情况下，实验数据处理的方法有两种，一种是计算法，多次测量求平均值，另一种是图象法。用图线来表示物理规律或用图线来研究物理规律是物理学中常用方法之一。考试说明书中明确地指出：“必要时能运用几何图形、函数图象进行表达分析”。历年的高考试题常考查这方面的能力，因此考前要对学生进行图象专题训练，以培养这方面的能力。培养了这方面的能力，既使出现了一些新的物理情景，学生也会把学过的知识、方法迁移过来，顺利完成任务。

四、以同一实验自选仪器多种设计培养思维的独特性

在物理实验教学过程中，应有计划地组织学生进行与众不同的系列实验设计，激发学生根据实验目的运用已学理论和实验方法确定原理、设计独特的实验方案、自选仪器按方案步骤进行实验，培养学生思维的独特性和创新性。如重力加速度的测量方法，在指导学生独立完成教材用单摆测定实验后，应恰时诱发学生独立思考，想出其它与众不同的测定重力加速度的实验方案。因为在做本实验前学生已做过“测定匀变速直线运动的加速度”和利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验装置和方法。于此，启发学生设计利用重物自由下落过程中打出的纸带上的点，用“逐差法”算得重力加速度的实验方案，并根据设计方案确定步骤自选仪器进行实验。也可启发学生根据自由落体位移公式h=gt2/2设计实验方法。将一个低偏金属盘放在地板上，再将一条酸式滴定管安装好，使得从阀门流出的水滴从1cm以上的高度处落到盘中，发出清晰的滴水声响。细心地调整阀门，使得一个水滴碰到盘子的瞬间，下一个水滴正好从阀门处开始下滴，用秒表记录水滴下落时间（计下半分钟内落下水滴数取平均值t），用米尺量出管口距盘子的距离h，代入公式h=gt2/2。即可求得g。还可设计其它独特的实验方案，在此不最一一举例。

五、以实验设计的全面细致思考培养思维的精致性

在物理实验教学过程中，要积极引导学生根据物理思想、实验方法和客观要求，对实验方案设计进行全面细致思考，不仅考虑实验方案的整体，而且要细致考虑与实验问题相关的其他条件因素（如实验仪器的安全性、实验数据的精确性和实验结果的现实性等）。例如，2001年全国高考理综试卷第29题：电池E，电动势约10V，内阻约1Ω；电流表A1，量程10A，内阻r1约为0.2Ω；电流表A2，量程300mA，内阻r2约为5Ω；电流表A3，量程250mA，内阻r3约为5Ω；电阻箱R1，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω；滑线变阻器R2，最大阻值100Ω；开关S，导线若干。要求用图示所示的电路测定图中电流表A的内阻（图略）。⑴在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？答：_______。⑵在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。⑶你要读出的物理量是______。用这些物理量表示待测内阻的计算公式是_______。此题是一道物理电学实验题。电学实验是中学物理中的重点内容之一，本题突出重点，且可考查考生的多种综合能力，是一道不可多得的好考题。平时要注意选用需全面细致思考的设计型实验，让学生设计实验方案进行操作，以培养学生思维的精致性，发展思维的创新性。

加强实验能力的培养，既要重视分析和解释实验现象的结果（数据），以及推导实验结论能力的培养；也要重视培养设计简单实验方案的能力，这是符合自然科学是以实验为基础的科学这一特点的，也是符合素质教育的要求的。