選考物理二考實驗復習策略和實踐

李中衛

【摘要】新高考改革后，物理教學面臨著新的挑戰。本文根據浙江省選學考物理實驗試題的特點，提出了新形勢下物理實驗復習“在交流中學”、“在觀察中學”、“在動手中學”三大策略，并進行了有效的實踐，大大提高了學生的物理學科核心素養。

【關鍵詞】物理實驗 復習策略 實踐 核心素養

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）45-0184-02

一、在交流中學——實驗分類

選學考物理實驗總共有19個，首先要分類。物理學科核心素養中的科學思維指出：“通過高中階段的學習，學生能正確運用科學思維方法從定性和定量兩個方面進行科學推理、找出規律、形成結論。”所以我在教學中讓學生充分交流討論并適當引導，最后學生歸納總結如下：

學考實驗可分為力學實驗和電學實驗。力學實驗按照使用的儀器可分為三大類：第一類都使用了高中物理“第一神器”——打點計時器，包括用打點計時器測速度，探究小車速度隨時間變化的規律，探究加速度與力、質量的關系，探究功與速度變化的關系，驗證機械能守恒定律；第二類都使用了彈簧測力計，包括探究求合力的方法，探究作用力與反作用力的關系；第三類是研究平拋運動。電學實驗按照其工作原理可分為兩大類：第一類工作原理為部分電路歐姆定律，包括描繪小燈泡的伏安特性曲線，探究導體電阻及其影響因素的關系；第二類工作原理為閉合電路歐姆定律，包括練習使用多用電表，測定電池的電動勢和內阻。

選考實驗可分為電學實驗、力學實驗和光學實驗。電學實驗包括探究電磁感應的產生條件，探究感應電流的方向，探究變壓器線圈兩端電壓和匝數的關系。力學實驗包括探究單擺周期和擺長的關系，探究碰撞中的不變量。光學實驗包括測定玻璃的折射率，用雙縫干涉測光的波長。

這樣一個完整的實驗知識結構就建立起來了。學生在交流討論之后還進一步提煉：使用打點計時器的前四個實驗，可以用同一套實驗裝置來做，還區分了是否需要平衡摩擦力等細節。這樣對實驗的理解就會更加透徹。

二、在觀察中學——拍攝照片和視頻

物理學科核心素養中的科學思維還強調：“通過高中階段學習，學生應具有批判性思維的意識，能基于證據大膽質疑，從不同角度思考問題，追求科技創新。”

我拍攝了一些實驗的實物照片，讓學生找出其中的錯誤。比如探究加速度和力、質量的關系這個實驗，可以設置未平衡摩擦力、細線與木板不平行、小車初始位置離打點計時器過遠、電磁打點計時器與直流電源相連等一系列錯誤。學生在找錯誤的過程中自然就掌握了這個實驗的操作要點。

我還召集一些學生做實驗并把實驗視頻拍下來，實驗過程中會暴露很多問題。在解決問題的過程中可以學到很多知識。一同學做描繪小燈泡的伏安特性曲線，連線正確。可當他閉合開關，滑動滑動變阻器的滑片，發現電壓表示數在不斷增大而電流表指針卻一直指在零刻度。師生交流如下。

師：是什么原因？

生：肯定是燈泡出了問題。

師：那怎么辦？

生：拿多用電表測一下。（結果顯示小燈泡完好）

學生思索片刻后把小燈泡重新擰緊，然后閉合開關再滑動滑動變阻器的滑片，電壓表和電流表的示數均不斷增大。但此時另一個問題又出現了，滑動變阻器的滑片滑到另一端小燈泡還沒正常發光，只是微亮。

師：這又是為什么呢？

生：電源電壓不夠。

師：那怎么辦？

學生環顧四周，換上學生電源，實驗終于成功了。

學生觀看視頻的積極性很高，就像是找茬游戲。每當出現問題的時候教師暫停一下讓學生思考，復習的效果還是挺好的。

三、在動手中學——開放實驗室

物理學科核心素養中很重要的一個素養就是實驗探究。其中明確指出：“通過高中階段的學習，學生應具有實驗探究意識，能在學習和日常生活中發現問題、提出合理猜測與假設；具有設計實驗探究方案和獲取證據的能力，能正確實施實驗探究方案，使用各種科技手段和方法收集信息；具有分析論證的能力，會使用各種方法和手段分析、處理信息，描述、解釋實驗探究結果和變化趨勢；具有合作與交流的意愿與能力，能正確表述、評估和反思實驗探究過程與結果。”

美國著名教育家杜威強調“從做中學”，其中一個重要方面是要動手的科學實驗和研究。學生只有在動手、動腦中學，才能使已有知識得到進一步生長和發展。教師要為學生提供一個能夠“從做中學”的環境，而開放實驗室就是最好的選擇。

“在觀察中學”的實驗照片和視頻強烈地激發了學生的探究欲望和學習熱情，各種想法噴涌而出，各種思維激烈碰撞，當他們帶著問題和思考進入實驗室，自然而然出現了很多值得探究的新問題。其實學生思維很活躍，很有創造力。我們一起開啟探究之旅吧。

探究一：

探究變壓器線圈兩端電壓和匝數的關系這個實驗。我們通常是把學生電源和教學用變壓器上0、2兩個接線柱相連，表示接入的原線圈匝數是200匝；也可以和0、8兩個接線柱相連，表示接入的原線圈匝數是800匝。一學生卻把2、8兩個接線柱和電源相連，副線圈兩端也有電壓。實驗圖見圖1，測得的實驗數據見表1。

從表格中的數據可以計算出：原線圈2、8間電壓是副線圈0、1間電壓的7.50倍，原線圈2、8間電壓是副線圈0、4間電壓的1.74倍。考慮到實際的變壓器為非理想變壓器，所以可以判斷原線圈2、8間的匝數為600匝。

后來我又指導學生把電源和8、16相連，通過實驗證實了原線圈8、16間的匝數為800匝。最后我再向學生解釋線圈是如何繞制的，學生就能輕松接受了。

探究二：

一學生練習使用多用電表，用直流電壓檔測一節干電池的電動勢。他突發奇想，用多用電表的歐姆檔測一節干電池的內阻，由于考慮到一節干電池內阻較小，所以使用“×1”倍率進行測量，歐姆調零后用紅表筆接觸干電池正極，用黑表筆接觸干電池負極，因為“紅進黑出”。最后出現了令他驚奇的一幕——歐姆表超量程了（指針偏到了歐姆表零刻線的右邊）。我讓這位同學畫多用電表的原理圖，如圖2。歐姆調零相當于把電流表調到滿偏。他的接法如圖3，相當于把兩個電源串聯，由于干電池內阻較小，電流表超量程。所以他說超量程也沒錯，只不過超的不是歐姆表的量程，而是電流表的量程。歐姆表的量程可是無窮大。后來我指導他用紅表筆接觸干電池負極，用黑表筆接觸干電池正極，顯示讀數為13.5Ω。學生畫實驗原理如圖4。他解釋到：由于歐姆表內部電源產生的電流方向和干電池產生的電流方向相反，導致歐姆表內部電流表讀數偏小，從而歐姆表讀數偏大。實際上干電池內阻一般比13.5Ω小得多，符合預期。最后，我問學生得到了什么結論？學生答：“歐姆表不能測電源內阻。”這樣多用電表原理就很清楚了。

探究三：

在使用游標卡尺的時候，我曾經講過測圓環的粗細應該用游標卡尺外測量爪的下部來測。學生就地取材，做了如圖5和圖6兩次測量。

圖5和圖6的讀數分別是2.3mm和2.1mm。雖然僅僅相差0.2mm，但足以說明圖6的方法是正確的。學生的創造力真是無窮。

通過實驗室的開放，學生對實驗器材、操作和原理有了更加切身的體會，并且思考和探究的過程也是知識不斷生成的過程，這比整天做實驗題有趣得多，也有效得多。最終學生的思維能力和創新能力得到了提升，實驗素養也得到了極大的提高。

新一輪的高考改革給物理學科帶來劇變，選考物理人數斷崖式下降。作為物理教師的我們要不忘初心，牢記使命，不斷修煉自己的內功，調整教學策略和方式，把培養學生的物理學科核心素養放在首位，為提高學生的科學素養而努力。

參考文獻：

[1]裘志輝.高三物理實驗二輪復習的幾個策略[J].數理化學習，2014（5）.

[2]趙靜.淺談高三物理實驗復習策略[J].物理教學，2014，（12）.

[3]江山.實驗探究：培養物理學科核心素養的有效途徑[J].中學物理教學參考，2015（12）.