高考物理實驗與高中物理教學

卓安民

摘 要：物理實驗內容是高考中的高頻考點，占據著比較大的分值，因此，高中物理教師很有必要結合高考物理實驗展開高中物理教學內容，培養學生的實驗意識，提高學生的實驗能力。

關鍵詞：高考物理實驗;高中物理;物理教學

筆者對近幾年高考中涉及的物理實驗的題目進行了充分的比對研究，詳細探究了高考物理實驗與高中物理教學之間的關系，從而達到加強實驗教學，提高學生實驗能力，為社會輸送優秀物理人才的教學目的。

一、高考物理實驗對學生能力的要求

《普通高中物理課標標準》明確要求在高中物理教學中要重點培養學生的實驗能力，而所謂的實驗能力具體是指學生明確物理實驗的目的和原理，了解實驗裝備的工作原理，能夠在實驗中獨立列出所需的材料，掌握具體的實驗方法，獨立、正確地完成實驗的整體操作，并能夠對實驗結果進行處理分析最終得出實驗結論。以下結合近幾年高考中出現的物理實驗題目對學生能力的要求進行統計分析。

1.關于基本儀器使用的試題

學生掌握物理實驗中基本儀器的使用是高考物理實驗對學生能力的最基本的一個要求，其中對儀器顯示的數據進行讀取是高考中常常出現的題型，常常涉及的實驗儀器有電阻箱、電流表、游標卡尺、多用電表、示波器等，考查學生能否對其進行實驗操作，能否進行實驗數據的讀取收集。

例如，（2010年山東高考23（2）題）在測定金屬電阻率的實驗中，某同學連接電路如圖所示。

<D：＼2015 期刊＼中學9B＼正文＼9-1.tif>[a][b][c][d][待測金屬絲][V][A]

閉合電鍵后，發現電路有故障（已知電源、電表和導線均完好，電源電動勢為E）：①若電流表示數為零、電壓表示數為E，則發生故障的是 ? （填“待測金屬絲”“滑動變阻器”或“電鍵”）。

②若電流表、電壓表示數均為零，該同學利用多用電表檢查故障。先將選擇開關旋至 ? 檔（填“歐姆×100”“直流電壓10V”或“直流電流2.5mA”），再將 ? （填“紅”或“黑”）表筆固定在a接線柱，把另一支表筆依次接b、c、d接線柱。若只有滑動變阻器斷路，則多用電表的示數依次是 ? 、 ? 、 ? 。

這道題的第一問考查學生能否正確對電路故障進行判斷，第二問考查學生能否正確使用多用電表并對數據進行讀取收集。也就是說高考物理實驗要求學生具備正確操作實驗儀器，對實驗故障進行判斷并正確對實驗數據進行讀取收集的能力。

2.關于電磁學的試題

電磁學是高中物理教學的一個重點，也是難點，在高考中出現的頻率、所占的分數都是很高的。要求學生具備在明確實驗目的的基礎上，設計正確的實驗方案，依照實驗原理將實物電路進行正確的連接，并擁有正確讀取和處理實驗數據的能力。

例如，（2007年高考山東卷23題）檢測一個標稱值為5Ω的滑動變阻器。可供使用的器材如下：

A.待測滑動變阻器Rx，全電阻約5Ω（電阻絲繞制緊密，匝數清晰可數）;

B.電流表A1，量程0.6A，內阻約0.6Ω;

C.電流表A2，量程3A，內阻約0.12Ω;

D.電流表V1，量程15V，內阻約15kΩ;

E.電壓表V2，量程3V，內阻約3kΩ;

F.滑動變阻器R，全電阻約20Ω;

G.直流電源E，電動勢3V，內阻不計;

H.游標卡尺I毫米刻度尺;

J.電鍵S.導線若干

（1）用伏安法測定Rx的全電阻值，所選電流表為 ? （填“A1”或“A2”）。

所選電壓表為 ? （填“V1”或“V2”）。為 ? （填“V1”或“V2”）。

（2）畫出測量電路的原理圖，并根據所畫原理圖將下圖中實物連接成測量電路。

（3）為了進一步測量待測滑動變阻器電阻絲的電阻率，需要測量電阻絲的直徑和總長度，在不破壞變阻器的前提下，請設計一個實驗方案，寫出所需器材及操作步驟，并給出直徑和總長度的表達式。

這道題分為3問，分別考查了學生依據實驗原理，選擇實驗器材，設計實驗方案的能力;對電流表的內外接法、滑動電阻器限流接法和分壓接法的掌握和操作能力以及在實驗過程中是否擁有安全操作意識。

3.關于力學的試題

高中物理中的力學知識同樣是高考中的重點內容，主要考查學生對實驗原理的理解能力，可以設計出合理的實驗方法，挑選出需要的實驗器材，并進行正確規范的實驗操作，最后讀取處理實驗數據，得出實驗結論的能力。

例如，（2009年高考山東卷23（1）題）某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子，設計了如下實驗：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結點為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物。

①為完成實驗，下述操作中必須的是：

a.測量細繩的長度;

b.測量橡皮筋的原長;

c.測量懸掛重物后橡皮筋的長度;

d.記錄懸掛重物后結點O的位置

②釘子位置固定，欲利用現有器材，改變條件再次實驗，可采用的方法是 ? 。

這道題第一問考查學生能否在“探究求合力的方法”相同的實驗原理的干擾下，具體問題具體分析，采用正確的操作方法。第二問則是對學生能否將理論知識與實際問題相融合的能力。

基于上述高考中具體試題的分析，我們可以得出高考物理實驗對學生的能力要求主要有理解和掌握實驗原理的能力、設定正確的實驗方案的能力、選擇所需的實驗器材的能力、獨立進行實驗操作的能力、準確讀取、記錄和處理實驗數據的能力、得出實驗結論，對實驗過程進行評估的能力以及在實驗中具備安全操作

意識。

二、聯系高考物理實驗對高中物理進行有效的教學

在歷年的高考中，物理實驗內容都是必考的重點，因此，高中物理教師需要充分聯系高考物理實驗，加強對學生的實驗教學，提高學生的實驗意識與能力，那么，究竟教師具體應該開展哪些教學活動呢？以下就進行詳細分析。

1.培養學生認真審題的好習慣

審題是對物理實驗題進行分析處理的第一步，也是十分關鍵的一步，審題質量的好壞直接影響接下來的所有題解過程，因此老師需要注重培養學生認真審題的好習慣，讓學生通過正確的審題找出進行實驗的目的，并能夠根據題干的提示設定出合適的實驗方案。

2.重視物理課本上的實驗

隨著課程改革的推進，對學生實驗能力的重視程度加深，高中物理教材也做出了相應的改變，每個章節中都新增了大量的實驗內容。因此在平時的課堂教學中，老師完全可以利用教材上的實驗內容來鍛煉學生的實驗能力。學校也要配備好實驗相關的環境和器材，為學生提供物理實驗的環境。例如，探究小燈泡的電壓U和電功率P之間關系的實驗，學生可以立馬聯想到課本實驗中提過的小燈泡的伏安特性曲線，通過學過的知識P=UI，P=U2/R=I2R可以知道，只有先測出小燈泡兩端的電壓、電流才能算出電功率，從而使問題簡化。通過外接滑動變阻器的調節，對實驗數據進行記錄并選取合適的標度建立坐標，繪制出伏安特性曲線以測量出小燈泡的電壓和電流，進而測出電功率P，最終可分析電壓U和電功率P之間關系。物理實驗的題干每每都會不同，但是實驗目的和實驗原理是永遠也不會變的，在對學生進行實驗教學時，老師一定要讓學生真正且牢固地掌握實驗目的和原理，并建立一定的解題模型，以應對類似的實驗。

3.重視實驗過程

（1）培養學生正確的選擇實驗器材并可熟練使用

物理實驗中常用到的實驗器材一般是游標卡尺、打點計時器、毫米刻度尺、螺旋測微器、電壓表、電流表、電阻器等。老師需要嚴格訓練學生掌握這些實驗器材的使用方法和操作規范，還要教會學生如何對出現的故障進行成因分析、如何排除故障。另外，對于實驗器材的選擇除了要適應提高的已知和所求條件外，還需要充分考慮器材的精確性和安全性。例如，在進行電表改裝測內阻實驗時，需要先對電流表的內阻進行測量，記錄好測量數據后，再將電流表改裝成電壓表或者安培表后對電表進行校準。這些實驗得以正確、順利進行的前提就是選擇恰當的滑動變阻器、定值電阻、電流表和電表等實驗器材，只有既選擇了正確的實驗器材，又能保證器材的安全的前提下，才能順利得出最后的實驗結論。

（2）培養學生良好的實驗操作習慣

進行物理實驗關鍵除了選擇正確的實驗器材外，還在于學生正確的實驗操作，如果操作不當會嚴重影響實驗的最終結果，有時甚至產生安全事故，對學生的身體帶來傷害。因此，高中物理老師需要特別強調實驗操作的嚴謹性和安全性，引導學生了解實驗目的、實驗原理，在學生可以正確挑選實驗器材的基礎上，更加注重培養學生良好的實驗操作習慣。例如，在進行對金屬電阻率的測定實驗時，老師需要引導學生正確使用螺旋測微器，利用伏安法對電阻進行測量，最終得出金屬的電阻率。由于實驗中選擇的金屬線的電阻值比較小，所以需要學生將電流表外接。在進行連線實驗時，需要從電源的正極開始使電源、電鍵、電流表、金屬線和滑動變阻器依此組成閉合電路，并把電壓表接在金屬線的兩端。在將開關閉合之前，將滑動變阻器調節到最大值。

物理實驗內容是高考中的高頻考點，占據著比較大的分值，因此，高中物理老師很有必要結合高考物理實驗展開高中物理教學內容，培養學生的實驗意識，提高學生的實驗能力。

參考文獻：

[1]孫淑清.以現代教學論談中學物理實驗教學改革的幾點思考[J].物理通報，2002（01）.

[2]范小玲.高中物理教學中實施學科滲透的實踐研究[D].內蒙古師范大學，2011.

·編輯 楊兆東