“對比思想”在浙江高考物理實驗中的滲透

周林

摘 要： 對近幾年浙江高考自主命題物理實驗試題中對比思想的研究，建議物理教師在平時教學中要加強實驗教學與研究，探尋命題規律，培養學生從多角度考慮問題的意識，提高學生的實驗能力.

關鍵詞： 對比思想；物理實驗；教學研討

近年來浙江高考物理實驗試題緊扣教材，重視基本經歷、基本體驗和基本技能的考查，大部分試題源于教材但不拘泥于教材.實驗的創新在于考查內容不再是單一的實驗，通過圍繞實驗的原理、器材、操作、數據處理、誤差分析等特點，通過對比的形式來組合實驗考查的命題設計，從而引領教師在平時的教學以及備考過程中注重對學生實驗能力的培養.

1 圍繞實驗原理的分析——內接與外接的對比

例1 （2014年高考浙江卷） 小明對2B鉛筆芯的導電性能感興趣，于是用伏安法測量其電阻值.

啟示 該題通過照片提供用游標卡尺測量小球直徑的真實情境，最大的變化在于考查的不是平時比較重視的游標卡尺讀數，而是平時更容易忽略的小球應放在外徑測量爪的位置.只有做過實驗的學生，才能很快地進行確認.體現教師在教學中不僅要重視實驗的重要部分，同時也要多關注一些細節，更要讓學生熟悉基本儀器的使用及注重實驗操作的規范.讓做過實驗的與沒有做過實驗的有明顯的區分，體現命題者的良苦用心.

4 圍繞實驗裝置的功能——恒力與變力的對比

例4 （2013年高考浙江卷） 如圖5所示，裝置甲中掛有小桶的細線繞過定滑輪，固定在小車上；裝置乙中橡皮筋的一端固定在導軌的左端，另一端系在小車上.一同學用裝置甲和乙分別進行實驗，經正確操作獲得兩條紙帶①和②，紙帶上的a、b、c……均為打點計時器打出的點.

（1）任選一條紙帶讀出b、c兩點間距離為 ；

（2）任選一條紙帶求出c、e兩點間的平均速度大小為 ，紙帶①和②上c、e兩點間的平均速度v① v②（填“大于”、“等于”或“小于”）；③圖中 （填選項）.

A.兩條紙帶均為用裝置甲實驗所得

B.兩條紙帶均為用裝置乙實驗所得

C.紙帶①為用裝置甲實驗所得，紙帶②為用裝置乙實驗所得

D.紙帶①為用裝置乙實驗所得，紙帶②為用裝置甲實驗所得

啟示 該題通過照片呈現真實的實驗情景.利用相似實驗裝置的對比，體會實驗裝置的不同功能：一個是細線作用下的恒力，小車始終做勻加速運動；一個是橡皮繩作用下的變力，小車先加速后勻速運動.學生需要仔細分析兩張紙帶上各點間的間距，發現相鄰的點間距的差異，才能辨別紙帶出自哪種裝置.看似相同，實則不同，通過這種組合實驗的考查方法，比較兩個實驗的異同，體現學生對實驗的理解和掌握程度.

5 圍繞實驗數據的處理——彈性限度內與外的對比

例5 （2010年高考浙江卷） 在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關系”實驗中，甲、乙兩位同學選用不同的橡皮繩代替彈簧.為測量橡皮繩的勁度系數，他們在橡皮繩下端依次逐個掛上鉤碼（每個鉤碼的質量均為m=0.1kg，取g=10 m/s2），并記錄繩下端的坐標X加i（下標i表示掛在繩下端鉤碼個數）.然后逐個拿下鉤碼，同樣記錄繩下端的坐標X減i，繩下端面坐標的值Xi =（X加i +X減i）/2的數據如表1所示.

（1）同一橡皮繩的X加i X減i（大于或小于）；

（2） 同學的數據更符合實驗要求（甲或乙）；

（3）選擇一組數據用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數k（N/m）；

（4）為了更好地測量勁度系數，在選用鉤碼時需考慮的因素有哪些？

啟示 該題源于課本實驗“探究彈簧彈力大小與伸長量的關系”，用橡皮繩代替彈簧進行創新，高于課本實驗.通過對實驗數據的分析，不僅能得出橡皮繩與彈簧的差異，彈簧在彈性限度內，勁度系數是不變的，也能得出橡皮繩在伸長和縮短的過程中性質的差異，橡皮繩在收縮時不能和伸長時表現出一樣的特性.考查了學生對實驗數據的處理能力及能通過實驗結果來分析問題的能力.選用鉤碼時需考慮哪些因素，體現了要求教師在教學中重視實驗的注意事項及實驗器材的正確使用，還需對實驗進行拓展、創新和學生發展性思維的培養.

6 圍繞實驗條件的不同——實際與額定的對比

例6 （2009年高考浙江卷） 某同學從標稱為“220 V 25 W”、“220 V 300 W”、“220V 500W”的3只燈泡中任選一只，正確使用多用電表測量燈泡阻值如圖6所示.該燈泡的阻值是 Ω，標稱的額定功率為 W.

啟示 該題考查金屬燈絲電阻在冷態與正常發光情況下的比較，要求學生從測量的冷電阻與正常工作時的電阻比較中選擇標稱的額定功率.此題設計巧妙之處在于用多用電表測得燈泡的電阻恰恰與第2只燈泡在正常工作的電阻差不多，迷惑之處在于各燈泡的電阻相差不大是因為多用電表只能粗略測得阻值，故學生想當然地選擇第2只燈泡的額定功率.造成學生思維的最大障礙往往在于死套公式、脫離實際，沒有真正理解金屬電阻率會隨溫度的變化而變化，所以燈泡的冷態電阻比其正常工作時的電阻小得多.讓學生通過實驗得到體驗，體悟了“真實”的物理.endprint