摘 要:物理實驗題一直是高考的重要考查部分。近幾年來,設計性實驗題屢屢出現在高考實驗題中,因此,分析高考物理實驗題特點,并探討該題型的解答對策很有必要。
關鍵詞:高考;物理實驗;特點;對策
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
文章編號:1992-7711(2011)10-089-01
一、近年來高考物理實驗題特點分析
物理實驗題一直是高考的重要考查部分。高考物理實驗題的設計本著“來源于教材而不拘泥于教材”的原則,力圖通過在筆試的形式下考查學生的實驗能力,即“能明確實驗目的,能明確實驗原理方法,能控制實驗條件,會使用儀器,會觀察、分析實驗現象,會記錄、處理實驗數據,并得出結論。能靈活地運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題”。尤其是近幾年高考實驗題中,不斷出現立意新穎、構思巧妙、能充分發揮學生創造能力的設計性實驗。由此,筆者對近幾年高考實驗題特點進行分析。
1.考查儀器讀數儀表的使用
熟練掌握基本儀器儀表的操作規程、使用方法、讀數等,是實驗的基本要求,也是做好實驗的基礎。如游標卡尺、螺旋測微器、打點計時器、停表、電流表、電壓表、萬用電表的讀數、使用和操作,多次出現在高考題中。例如2003年全國高考11題,考查示波器面板上旋扭的控制作用;2004年全國22題考查螺旋測微器的讀數及使用電壓表描繪電場中等勢線;2005年全國高考22題(1)再次考查了用螺旋測微器測圓柱的直徑。
2.考查基本實驗操作、方法和原理
近年來高考實驗題立意與定位均較好,引導教師和學生在教學和復習中重視實驗的操作,要求實驗的教學與復習,特別是驗證性實驗,不能簡單地按課本的要求進行重復性的操作,更應注重對實驗原理和方法的理解和應用。2005年實驗題考查的是一道電學黑盒子問題,主要考查了電源、電阻及二極管主要特性,多用電表的用法及讀數。2008年第1個實驗題考查示波器的使用,要求提高學生的動手能力,掌握各旋鈕的作用。
3.考查學生的創新實驗能力
實驗創新能力的考查一直是近年來考查的重點。利用已經熟練掌握的實驗原理、方法以及設計思維,根據新給出的實驗器材,制定出可行的設計方案,順利完成創新性的實驗設計,這是培養學生的實驗創新能力的關鍵之所在。如2003年全國卷13題測電流表的內阻,2005年全國22題(2)利用給定的器材測量電壓表的內阻等。試題考查考生創造性地應用已學過的知識、方法、原理,靈活地處理陌生實驗的能力。
二、對策探討
在新課程改革的大背景下,物理實驗在高考物理中占據非常大的比例,而且,高考物理對實驗的考查已從簡單的實驗知識和操作技能轉向考查實驗思想、方法等綜合實驗素養和設計、創新等綜合實驗能力上。特別是隨著新課改的實施,探究性、設計性的實驗題將成為高考的熱點。而這又是學生容易失分的難點所在。對此,我們在平時的教學、實驗和復習過程中應從以下幾個方面來把握:
1.熟練掌握基本儀器的使用方法
刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、打點計時器、電流表、電壓表、萬用電表都是基本儀器,要熟練掌握它們的使用方法、操作規程和讀數規則,在高考前要進行系統的實際測量和讀數練習,特別是電學實驗儀器,如電流表、電壓表、滑動變阻器等。復習時不僅要明確其結構、原理、會讀數,還要明確量程和選擇依據,能按電路圖正確進行實物連線。
2.重視實驗原理
實驗原理是實驗的核心。實驗方法、步驟、儀器的選擇、數據的處理等一切與實驗相關的問題都是依據實驗原理而來的。把握住實驗原理,許多問題就迎刃而解。所以,首先要在深刻理解、靈活運用的基礎上去完成課本實驗。其次應該明確實驗的目的及依據的物理規律。然后,明確需要通過測量獲得哪些實驗數據來驗證該物理規律。要得到這些實驗數據,需要采用怎樣的實驗方法,選擇哪些實驗儀器和裝置,以便確定操作步驟,選擇處理實驗數據的方法。還有就是要分析實驗數據并得出結論。最后就是如果實驗數據超出了誤差允許的范圍,應該從實驗中用到的儀器本身存在的誤差、測量誤差、細微的實驗操作過程等方面進行分析,根據實驗所用的儀器和裝置分析產生誤差的原因,設計減小誤差的方法,確定最佳實驗方案。
3.加強考生實際操作能力的訓練
物理實驗的首要特點是實踐性。不親自動手做實驗,往往很難發現問題,很難真正理解問題。好多同學畫電路圖、講實驗原理頭頭是道,而在實物連線時或漏洞百出,或束手無策。高考中的電路實物連接題學生錯誤率很高,說明學生實際操作能力較差,操作經驗不足。因此,我們在實驗教學中需要對學生嚴格認真的訓練,盡量讓學生自己動手做實驗,做到:對每個實驗都要清楚實驗所依據的物理規律是什么,要測量哪些物理量,如何操作等。不僅要懂得每一步的操作,而且要理解為什么進行這一步操作,哪些操作可以替代,哪些操作順序可以顛倒等等。
4.掌握設計實驗的思想和方法
近年來高考特別重視考查學生的實驗遷移能力,出現對大綱規定的實驗加以拓展創新的試題,即所謂的設計性實驗,就是要求考生根據給出的實驗目的和器材,靈活運用所學的實驗方法、原理、技能進行創造性的思維,設計出切實可行的實驗方案、測量方法和實驗步驟,并處理數據得出結論。這類實驗其原理不會超過中學物理基本知識的范圍,所用的實驗儀器和實驗方法通常也是大綱規定實驗中所介紹的。這類試題實際上是體現和考查學生的實驗創新能力,是以后實驗發展的一個方向,需要引起我們的重視,并在實際中讓學生初步掌握設計性實驗的思想和方法。常用的設計性實驗的思維方法(等效代替法、微小量積累法、變量轉換法、變量控制法、平衡法、補償法、共軛法等)。