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1、高三物理实验复习的教学探索三明一中 罗 翀2010年7月于福州,考查内容：近年的高考物理实验试题，早已跳出单纯的学生实验范畴，从考查原理、步骤、数据处理、误差分析逐步过渡到要求考生用学过的实验原理、方法解决新颖灵活的实验问题。,命题方式：悄然发生着变化，2003年开始采用一大一小的考查方式，而且几乎全是大题电学实验、小题来源教材上的学生实验（考查的内容较为基础）；而2006年则又发生变化，一道实验题甚至分为三或四个小题，今年我省为一光一力一电三个小题。,一、把握2011年考试说明和学科教学指导意见,二、近三年高考实验考试内容统计及特点分析,三、实验二轮专题复习的教学实践,1.2010年与200
2、9年考纲内容方面对实验部分要求没有变化,一、把握2011年考试说明和学科教学指导意见,探究导体电阻与其影响因素定量关系,2010年说明对实验能力要求仍然是6“能”3“会”,1、近三年高考物理实验考查情况,二、近三年高考实验考试内容统计及特点分析,2. 近年高考物理实验题具有如下特点,（1）实验内容选材广泛, 对教材上的演示实验所作的改编。, 教材内容的拓展。,（09北京）用双缝干涉测光波长,（10重庆）测匀变速直线运动加速度,（08上海）光电效应、薄膜干涉, 教材上的学生实验。,（10上海）卡文迪许扭秤实验,（2）实验类别形式多样 除了基本测量仪器的使用、测量类实验和验证性学生实验等传统实验类
3、别外，探究性实验、设计性实验等体现新课改要求的实验类别正大量涌现。,（08全国I）对“验证机械能守恒定律”的条件作了变动，从一个重物作自由落体运动修改为细绳连接的两个重物绕定滑轮运动；实验数据也从由打点计时器纸带上获取，修改为运用匀变速运动规律来分析。,（09四川）“测量一轻弹簧的劲度系数”，将弹簧连接金属杆放在处于磁场中的两导轨上。这一变化大大提升了对学生实验能力的要求。,（3）对教材上学生实验的考查多以新的形式呈现,（4）重视对非热点实验的考查 （09天津）欧姆表的内部结构、（09上海）光强传感器、（10福建）测玻璃折射率 等非热点实验已成为考查的内容，且占有较大的分值。,（5）力、电实验
4、占主导 2010年高考热学实验和光学实验考查很少，凸显“力”、“电”两块在物理学中的重要地位。同时力学实验的比例，无论是在分值的安排，还是试卷题型的分布，都加大了考查力度，形成了力学和电学实验各占半壁江山的态势。,（6）重视用图象法处理实验数据 用图象处理物理实验数据、或从图象中获取相关实验数据和实验结论，是高考非常关注的重点。2010年各地物理高考实验试题中几乎都有涉及物理图象问题，而且还作为试题的难点之一，赋分较高。,（10安徽）太阳能电池在没有储存电能I-U特性,（08山东）巨磁电阻,（09山东）描绘光敏 电阻阻值R随照度 变化的曲线,（7）重视体现实验素养的考查,（2010广东）测干电
5、池电动势和内阻，要求认识误差问题在实验中的重要性，能在某些实验中分析误差的主要来源。,（08重庆）研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系。高考物理实验试题的这种变化有助于增加学生对物理课的亲切感，增强将科学服务于社会的责任感和使用感。,（8）贴近学生生活，联系社会实际,命题者试图创设一种真实的实验情景，致力于通过纸笔型的考试考查学生真实的实验能力，以将做过实验的学生和没有做过实验的学生区分开来，从而使对实验原理、仪器、基本操作不熟悉的考生将难于完成。 笔试实验高考的目标之一。,1.立足基础，复习好说明中每一个规定的 实验，以不变应万变,对说明中规定的每一个实验，从实验目的、实验原理、实验器材、实验
6、步骤、数据处理、得出结论、实验注意事项等配合典型例题逐一分析，不留死角，适当串联，落实到位。,三、实验二轮专题复习的教学实践,（一）电学测量仪器的选择及电路的设计问题 一般的解题步骤： 1.仪器的选择（电源、电流表、电压表、R滑等的选择） 2.安培表内、外接法的选择 3.R滑限流、分压电路的选择 三种情况下必须采用分压接法,案例1：,实验七：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器） 实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线 实验九：测定电源的电动势和内阻 实验十：练习使用多用电表,这四个实验前三个为测量性实验，后一个是测量仪器的使用。所以如何测量直接电学量，间接得出实验要求的待测物理量是实验的重点。
7、其教学设计如下：,复习每一个实验，先明确实验目的，然后根据实验目的结合自己所学的知识，尝试思考实验原理。围绕敲定实验原理，确定实验器材，根据实验器材，确定实验步骤，依据实验原理进行误差分析。,明确目的尝试原理选择器材 确定步骤误差分析,（二）逐一系统复习实验七实验十,实验七：测定金属的电阻率,被测金属丝阻值较小，故电流表外接,R滑限流、分压据实验要求和器材规格而定,（08江苏）某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验： (1)用螺旋测微器测量某一导线的直径，读得直径d= mm. (2)请根据数据列表判断，该种导线电阻R与截面积S是否满
8、足反比关系? 若不满足，写出R与S应满足的关系 (3)若=5.110-7m，则表中阻值为3.1导线长度l= 。,(1) 1.200 (2)不满足，R与S2成反比(或RS2常量) (3) 19,3.稳中求变，在复习好每一个说明中规定 实验的基础上注意“三个拓展”,（1）实验器材的拓展 即能否用其它器材替换实验中的相关器材而达到相 同目的,（2）实验方案（原理）的拓展 即能否将某种熟知的实验原理迁移到新情境问题中,（3）实验数据处理方法的拓展 即能否采用不同的处理方法处理同一个实验数据， 并比较和评判不同的处理方法的优劣,案例2：测定电源电动势和内阻,用电流表和电阻箱测电源电动势与内阻（安阻法）：
9、,用电压表和电阻箱测电源电动势与内电阻（伏阻法）：,用两只电压表测电源电动势与内阻：,设U0为左图V1的读数，U1、U2为右图V1、V2的读数,用两只电流表测电源电动势与内阻：,E=1.45（0.02）V r=0.82（0.02）,已知R1+RmA=1000r,实验方法的迁移是近年物理实验试题命制的主要方向-,近年来高考物理实验试题命制的趋势是重点考查考生对实验原理和实验方法的理解和应用，各地高考实验试题具有一个共同的特征，就是注重实验方法在不同情境下的迁移。,例1:(09重庆)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。,实验一：由此可知电池内阻_（填“是”或“不是”）常数，短路电流为_mA，电
10、动势为_V。 实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，若实验一中的路端电压为1.5V，则实验二中外电路消耗的电功率为_mW。,答案：不是，0.295（0.293 0.297），2.67（2.642.70） 0.065（0.060 0.070）,该题是“探究硅光电池路端电压U与总电流I关系”，但图线与纵轴交点是电动势，与横轴交点是短路电流，斜率是内电阻的处理方法，其实就是“测电源电动势和内阻”的实验电路、实验原理和方法的迁移。,例2. （10福建）19.当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下。根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量l与拉力F关系的图像。从图像中可以得
11、出_。 A.增挂钩码时l与F成正比，而减挂钩码时l与F不 成正比 B.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸 长量比减挂钩码时的大 C.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸 长量与减挂钩码时相等 D.增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出 弹性限度,本题以研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系设题，给出橡皮筋在增挂钩码和减挂钩码时的实验图线，要求考生在熟练掌握考纲中的“探究弹力和弹簧伸长的关系”的基础上进行知识迁移，根据图像中的两条非线性曲线提取出有关信息予以解答 。解题的关键在于弄清问什么两条图像会错开。实验中由于增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度，弹簧无法及时恢复原长，两条图
12、像才会出现差异。,方法1：公式法-由实验数据利用闭合电路欧姆定律列方程组求出E和r,方法2：图像解析法-由图像处理数据，即根据电路图，由闭合电路欧姆定律表达式变形得到新的函数解析式（通常是一次函数，图线为一条直线），再由该函数解析式图线的斜率、截距等求得E和r,求电源的E和r的实验数据处理方法：,例：（2010上海）29.,（1）Ea，ra？（2）若用同一个电阻R先后与电池a及电池b链接，两电池 输出功率谁大，两电池效率谁高？,4.设计性实验复习要注重实验方法的总结，同 时突出设计思维过程的建构，努力提高实验 综合能力,实验设计是指要求考生运用学过的实验方法，自行设计一个新的实验方案，包括设计
13、实验原理、选择实验器材、安排实验步骤、设计数据处理的方法及分析实验误差。,设计关键：确定实验原理（一是根据实验目的，二是根据实验器材来设计），从而确定测量的物理量及安排实验步骤。在实验器材不足的情况下，往往是由试题给出的器材进行组装（替代）转化为需要的器材。,案例3：“伏安法测量电表内阻”的探究式教学设计,第一步-探析测量原理，引导建构设计框架,在实际教学中，我首先引导学生探析在几种常见情况下“伏安法测量电表内阻”主要设计思路，引导学生一起归纳总结出测量原理，从而建构起这类问题的设计框架。,注意内阻已知的电表和阻值已知的定值电阻的一些反常规使用：,对非理想电表，如果已知电表内阻，则电压表也是电
14、流表，电流表也是电压表。一表三用，即可当电阻、电压表、电流表使用。,一个已知电阻，可用作降压与限流，即用来保护电路；还可以与电流表或电压表连接用来扩大量程；另外还可以起电流和电压的转换作用。,第二步-原理挖掘提升，追寻探究思维真谛,在第一步的基础上，为了进一步提高学生的实验分析能力，我再对“伏安法测量电表内阻”的实验原理进行适当拓展和提升。,第三步-逐层剖析递进，展现典例思维过程,教学模式1：把预先设计好的测量用的电路原理图先画出来，然后引导学生分析得出待测电流表刻度值的表达式,教学模式2：充分展现该电路原理图的设计思维过程，即引导学生注重体验设计方案是如何一步一步逐步完善起来的，并允许他们在
15、探究中失败,应该说这种教学方式能够很顺利地完成教学任务，但在课堂上并没有充分发挥学生自主探究作用，这个电路原理图是怎么设计出来的？为什么要这样设计？别的设计方案存在什么缺陷？等等问题学生一概不知，知其然而不知其所以然，结果是题目稍作变化又束手无策了。后来我反思这种教学方式，认为学生对这类问题的实验与探究能力不能得到很好的提升，也无法达到探究式教学的目的。,综上所述，通过上述3个步骤对方案的逐步完善，最终设计出的电路图如图所示：,教学模式2作为理论探究，逐层剖析递进得出较科学的设计方案，实践表明其能有效激发起学生参与探究的积极性和热情，同时也能让学生从中充分体验到设计方案一步一步最终成型起来的乐
16、趣。 通过两次不同的教学方式的尝试，让我对探究式教学有所感悟、有所发现-正如杜威所说，“除了探究，知识没有别的意义。”,（1）关注新器材的使用,随着科技的不断进步 ，物理实验的手段也在不断发展，传感器、数码相机、DIS的使用，给高中物理实验带来了新的变化，新课程高考试题在这些方面必定会有所体现。,5.关注实验复习中的几个重要的问题,如图所示，用一根细绳和一根杆组成三角支架，绳的一端绕在手指上，杆的一端顶在掌心，当处挂上重物时，绳与杆对手指和手掌均有作用，对这两个作用力的方向判断完全正确的是图中的（）,（2）关注体验性题目，重视物理学与生活联系,例1：某同学平时使用带弹簧的圆珠笔写字，她想估测里面小弹簧在圆珠笔尾端压紧情况下的弹性势能的增加量，请你帮助她完成这一想法。 （1）写出实验所用的器材： 。 （2）写出实验的步骤和所要测量的物理量（用字母 量表示）.（要求能符合实际并尽量减少误差） （3）弹性势能的增加量的表达式 Ep= 。,案例4：,（3）关注重要的演示实验、课后小
