立足實驗基礎知識 提升實驗創新能力——2014年高考物理電學實驗試題分析暨2015年電學實驗復習策略

李紅偉

（全南中學，江西 贛州 341800）

1 2014年高考物理電學實驗試題分析（如表1）

表1 2014年高考物理電學實驗試題分析

續表

續表

2 2014年高考物理電學實驗題的特點

（1）突出對學生實驗能力各個方面考查.所有試卷都是3～5個小題，從而盡可能從實驗原理、實驗操作、數據處理、誤差分析、電路設計等方面進行全方位考查.

（2）注重用數學圖像方法處理物理實驗數據能力的考查.要求學生能根據兩物理量之間的變化規律，找出其中的對應函數關系，并根據圖像的斜率、面積、截距等比較簡便地得出結果.15套試卷有7次對運用數學圖像處理實驗數據進行考查，這是高中物理實驗考查的一個新趨勢，是對考生合理并靈活地運用數學圖像詮釋物理規律和物理意義的挑戰.

（3）加強對學生實驗知識遷移能力的考查.通過不同電學實驗綜合，電學實驗與電學之外的知識綜合，考查學生對實驗原理的理解，及實驗創新設計能力.例如天津卷、四川卷將電表改裝與伏安法測電阻相結合，課標Ⅰ卷、福建卷將電表改裝與測電源的電動勢和內阻相結合；又如大綱卷利用多個未知電阻測電源的電動勢和內阻，安徽卷利用多用電表測電壓表內阻，上海卷利用“測電源的電動勢和內阻實驗”測量定值電阻大小.這些試題即考查了學生對實驗原理的理解和掌握，又考查了學生對實驗的延伸和拓展能力，具有很好的區分度，能把不同層次的考生區分開來.

（4）強化對學生誤差分析和處理能力的考查.15套試卷有6次對分析誤差能力進行了考查.浙江卷分析U-I圖像判別數據點、福建卷利用逐差法處理數據都具有一定的前瞻性和導向性.

（5）力圖讓試題呈現實驗真實感.15套試卷10次出現了電路原理圖，6次出現了實物圖；通過電路原理圖、實物圖的方式呈現，達到區分學生“做與不做”的目的，同時讓學生體會到了實驗的親切感和真實感.

3 2015年電學實驗復習策略

3.1 掌握電學實驗的基礎知識是提高復習效果的基礎

電學實驗的基礎知識主要是指能明確實驗目的，能理解實驗原理和實驗方法；會使用儀器，會觀察、分析實驗現象，會記錄處理實驗數據，并得出實驗結論.電學實驗的基礎知識主要包括以下幾個方面.

（1）基本儀器的原理及使用.

正確選用實驗儀器是進行實驗的前提.要想正確選用儀器，就要對實驗儀器原理及使用非常了解.電學實驗基本儀器主要包括兩部分：測量儀器（電流表、電壓表、多用電表）和控制儀器（滑動變阻器，電阻箱）.利用實驗儀器對實驗過程進行恰當的控制是做好實驗的關鍵.通過適當的調節控制可使實驗按要求的條件，預定的目標進行，保證結論準確.使用時要注意滑動變阻器的分壓式與限流式接法的合理選用，要正確選擇電流表內接法、外接法，這些都是保證實驗順利進行并得出準確的實驗結論的前提.

（2）實驗原理和方法.

高考要求考查的電學實驗主要有：測定金屬的電阻率、描繪小燈泡的伏安特性曲線、測定電源的電動勢和內阻、練習使用多用電表等實驗.而這些實驗的實驗原理主要是：部分電路歐姆定律、電阻定律、閉合電路歐姆定律、電阻的串并聯特點等，理解和掌握這些規律是圓滿完成實驗的保證，同時也為今后實驗的變式、延伸提供了可能.

（3）實驗數據的記錄與處理.

實驗操作過程是為了得出實驗數據，對數據進行分析處理得出結論才是實驗最終的目的.這要求學生熟練運用列表法、公式法、圖像法等方法，在處理中能發現并剔除問題數據，會根據實驗數據和給定的坐標紙選取合適的標度建立坐標系，描點連線.并會根據所畫圖線得出實驗結論，利用圖線的信息點（包括縱橫坐標軸及單位、原點、斜率、截距、面積、拐點、交點等）求解有關物理量，從而最終得出實驗結論.

（4）實驗誤差的分析.

誤差分析能力指能找到實驗中可能存在的誤差和消除誤差的方法，會用多次測量求平均值的方法減小偶然誤差；會分析誤差的來源，盡量減小誤差是做好實驗的關鍵.實驗誤差的分析通常是分析實驗的系統誤差，系統誤差分析一般包括3個方面的內容：一是實驗結果的分析，在不考慮偶然誤差的前提下比較測量值與真實值的大小；二是實驗誤差的來源分析；三是尋找減小實驗誤差的措施.實際上只要進行了實驗結果的分析，實驗誤差的主要來源和采取怎樣的措施來減小誤差則是顯而易見的.

3.2 強化電學實驗的知識遷移是提高復習效果的手段

電學設計性實驗一般是用所學過的原理去設計一個實驗來測定某一物理量，或用學生實驗中學過的方法去設計實驗完成其它物理量的測量.解答這類試題的關鍵是，要由熟悉的物理規律進行遷移確定實驗原理，進而確定需要測量的物理量，然后選擇合適的測量儀器和實驗裝置，合理安排實驗步驟，以獲得正確結果.在實驗復習教學中不僅要求學生認真獨立地完成高考大綱所要求實驗，而且應針對所涉及的實驗原理、實驗方法應有所延伸拓展；要重視規律的一般性，更要注意規律的特殊性，避免思維定勢造成知識的負遷移.

（1）實驗原理由一般性到特殊性的遷移.

串并聯電路的特點和閉合電路歐姆定律是電學實驗的兩個重要的實驗原理，它們的一般性和特殊性分別如表2，表3所示.

表2 串并聯電路特點

表3 閉合電路歐姆定律

（2）實驗儀器由一般性到特殊性的遷移.

學生通常對電流表和電壓表的應用存在著片面認識：一是認為電流表只能串聯在電路中，電壓表只能并聯在電路中；二是為電流表只能測電流，電壓表只能測電壓.其實電流表和電壓表都是有電阻的，在特定情形下電流表是可以并聯、電壓表也可以串聯在電路中的.另外，當電流表內阻已知時，可以根據電流表讀數乘以其內阻得到電流表兩端的電壓，此時電流表可當電壓表使用；當電壓表內阻已知時，電壓表可當電流表使用；實際上當電表內阻已知時，電表起到一個“會說話的電阻”作用.

3.3 重視學生動手實踐能力是提高復習效果的途徑

電學實驗立意新穎、靈活多變、綜合性強，對學生的能力要求高，靠教師講學生能力難有提升，實驗復習時，教師應當針對性地精選電學實驗習題讓學生練習，通過練習使學生逐步把握解決問題的策略，逐漸形成特定問題解決的方法，讓學生在新的實驗情景中能夠靈活應用.

另外，高考命題者試圖創設一種真實的實驗情景，致力于通過紙筆型的考試考查學生真實的實驗能力，以將做過實驗的學生和沒有做過實驗的學生區分開來，當然高考大綱中要求的實驗如果不親自做一做，學生也很難達到對實驗的真正理解；因而在高三電學實驗復習中，應加強學生感性認識，強化動手能力的培養，讓學生到實驗室看一看、做一做，幫助學生真正意義上對實驗原理的理解、掌握，幫助學生實現知識遷移，達到能力提升的目的.

1 陸光華.2012年江蘇高考電學實驗復習策略的思考［J］.中學物理，2012（6）：44－45.

2 李紅偉.近五年高考新課標全國卷理綜物理實驗題分析［J］.中學物理教學，2012（6）：26－28.