諸葛錦兵
摘 要:物理實(shí)驗(yàn)是高考物理的重點(diǎn)內(nèi)容,它旨在讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作理解、驗(yàn)證理論觀點(diǎn)和借助實(shí)驗(yàn)獲得新的認(rèn)識(shí)的能力。這不僅對(duì)學(xué)生自身實(shí)踐能力的增強(qiáng)具有重要意義,也是學(xué)科物理教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
關(guān)鍵詞:浙江省;高考物理實(shí)驗(yàn);命題特點(diǎn);復(fù)習(xí)策略
實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ),也是物理試卷的重要組成部分。物理實(shí)驗(yàn)出題方式多種多樣,在浙江省的物理高考卷中的物理實(shí)驗(yàn)的出題方式就比較接近實(shí)踐,往往采用實(shí)拍、動(dòng)手做等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考查。相比于其他出題方式,浙江省的物理實(shí)驗(yàn)出題方式更加側(cè)重操作,可以準(zhǔn)確地對(duì)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)水平進(jìn)行檢測(cè)。本文主要就浙江省物理高考實(shí)驗(yàn)命題的情況、出題方式、出題特點(diǎn)以及針對(duì)以上物理實(shí)驗(yàn)命題特點(diǎn)提出的復(fù)習(xí)策略等幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的研究和探討。
一、浙江省高考物理實(shí)驗(yàn)歷年出題情況匯總
2009年的浙江省高考物理實(shí)驗(yàn)題總分為36分,一共四道題,分別為:(1)練習(xí)使用多用電表:知道多用電表的操作方法;利用伏安法來測(cè)定電阻內(nèi)接法和外接法判斷和電阻的實(shí)際值的計(jì)算。(2)研究碰撞中的定量:結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)來預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)物體落在豎直木板上的位置,從而寫出研究中的不變量,然后利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)出它的測(cè)量步驟。(3)測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線:設(shè)計(jì)電路中怎樣連接導(dǎo)線。(4)研究單擺周期和擺長(zhǎng)的關(guān)系:主要是能利用游標(biāo)卡尺對(duì)小球直徑進(jìn)行測(cè)定,測(cè)量單擺周期,周期的影響因素和遮光時(shí)間的變化。在2010年的試卷中浙江省高考物理實(shí)驗(yàn)題總分為38分,一共四道題分別為:(1)研究伸長(zhǎng)和彈力的關(guān)系:知道橡皮繩的彈性恢復(fù)特點(diǎn);選用合適的實(shí)驗(yàn)器材;能用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的勁度系數(shù);對(duì)特定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,判斷其科學(xué)性。(2)探究做功與速度的變化關(guān)系:掌握操作要點(diǎn)和速度的計(jì)算,并能做出W-V曲線圖。(3)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻:選擇合適的器材并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,對(duì)數(shù)據(jù)和圖進(jìn)行分析。(4)測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線:對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并做出U-I圖。在2011年的試卷中浙江省高考物理實(shí)驗(yàn)題總分為40分,一共四道題:(1)探究導(dǎo)體電阻和影響因素的定量關(guān)系:作圖法做出U-x曲線,根據(jù)描繪出的曲線求出電阻率。(2)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(3)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。(4)探究加速度、力和質(zhì)量之間的關(guān)系[1]。在2012年的試卷中,浙江省高考物理實(shí)驗(yàn)題總分為40分,一共四個(gè)實(shí)驗(yàn)題:(1)研究導(dǎo)體電阻和影響因素的定量關(guān)系:伏安法設(shè)計(jì)金屬絲電阻的電路設(shè)計(jì)和連線;查看電流和電壓表的讀數(shù)并計(jì)算電阻值。(2)探究求合力的方法。(3)測(cè)定玻璃的折射率。(4)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)。2013年考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和伏安法測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻;2014年考查了胡克定律和伏安法測(cè)電阻;2015年考查了探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系,驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,描繪小燈泡的伏安特性曲線[2]。
通過上述統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn),近年來考彈簧和彈簧伸長(zhǎng)量、伏安特性曲線、測(cè)定金屬電阻率方面的知識(shí)點(diǎn)較多,學(xué)生在復(fù)習(xí)時(shí)要著重注意。
二、浙江省高考物理實(shí)驗(yàn)命題人的出題意愿和目的
浙江高考中的物理實(shí)驗(yàn)主要考查的有以下幾點(diǎn):(1)是否具有一定的動(dòng)手能力,能夠準(zhǔn)確操作實(shí)驗(yàn)。(2)在實(shí)驗(yàn)過程中能否保持細(xì)心,能進(jìn)行準(zhǔn)確的讀數(shù)等操作。(3)在得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后,是否具有對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)的曲線圖的分析能力。(4)在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后能針對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的偏差、誤差等進(jìn)行反思并找出原因所在。針對(duì)以上考查目標(biāo),出題人往往形成以下命題意愿:(1)讓那些有實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生多得分。(2)讓那些在實(shí)驗(yàn)過程中保持細(xì)心認(rèn)真的態(tài)度的學(xué)生多得分。所以,在浙江省高考物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中老師的出題方向往往有以下幾點(diǎn):(1)分辨實(shí)驗(yàn)器材。(2)對(duì)儀器儀表進(jìn)行讀數(shù)。(3)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的正誤進(jìn)行判別和分析。(4)處理并分析實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),同時(shí)具有一定的繪圖能力[3]。在下面本文針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)做詳細(xì)的介紹。
三、浙江省高考物理實(shí)驗(yàn)題的特點(diǎn)
(一)重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)操作的原理和步驟
在往年的試卷中曾多次考查了多用電表的使用、小燈泡的伏安特性曲線、電池的電阻和電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定等,但是考查方向卻不盡相同。例如在2012年的試卷中考查了讀數(shù)和畫合理,在2011年的試卷中考查了實(shí)驗(yàn)器材選用和相關(guān)器材的作用,在2010的試卷中針對(duì)“選用鉤碼時(shí)的考慮因素”,讓學(xué)生在所提供的器材中進(jìn)行選擇等。從上面就可以看出命題人不單單是想看考生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的選用,更多的是想考查學(xué)生對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理的掌握和理解程度。通過上述出題方式,就能真實(shí)地對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作能力進(jìn)行考查。
(二)重點(diǎn)考查考生對(duì)于處理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是浙江省高考物理實(shí)驗(yàn)考查的一個(gè)重點(diǎn)方向,也是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的而一個(gè)重要環(huán)節(jié)。從浙江省往年的物理實(shí)驗(yàn)題可以看出,浙江省特別注意對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的判斷分析和利用作圖法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力。例如,在2011年的試卷中利用作圖法對(duì)U-I圖像進(jìn)行繪制,在2012年的試卷當(dāng)中對(duì)模型車的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析并求出相應(yīng)的加速度的大小。針對(duì)數(shù)據(jù)處理方面,命題組傾向于讓學(xué)生先根據(jù)提供幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,然后利用作圖法,讓學(xué)生進(jìn)一步探究存在于實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的物理規(guī)律。通過上述出題方式就能有效地考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力。
(三)重點(diǎn)考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)圖像分析解讀的考查
處理注重對(duì)于作圖的考查,浙江省的物理實(shí)驗(yàn)題更注重對(duì)實(shí)驗(yàn)圖像分析解讀的考查。首先要根據(jù)計(jì)算或測(cè)量出來的數(shù)據(jù)畫出正確的圖形,這是正確分析的前提。其次就是針對(duì)所畫出的圖形進(jìn)行重點(diǎn)分析,觀察有無不合理的地方[4]。例如,在2011年的當(dāng)中有一個(gè)探究電阻和其影響溫度變化的原因的實(shí)驗(yàn),其中就要求學(xué)生以所畫出的圖形為依據(jù),對(duì)三段金屬絲的電阻率進(jìn)行計(jì)算。又如,在2010年小燈泡伏安特性曲線的考查當(dāng)中,就要求學(xué)生根據(jù)R-I曲線中電阻的三區(qū)間的變化,對(duì)電阻隨溫度的變化的原因進(jìn)行分析。上述考查方式較為注重學(xué)生的比較分析能力,要求學(xué)生在準(zhǔn)確繪制圖形的基礎(chǔ)上注重對(duì)圖形的分析比較,從而得出相應(yīng)的結(jié)論。
(四)重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)的方法,近年來尤其注意對(duì)于創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的考查
從近些年來考查的趨勢(shì)可以看出,浙江省命題組越來越注意對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法的考查,這就要求學(xué)生的基本知識(shí)要扎實(shí),因?yàn)椴还艹鲱}方式如何千變?nèi)f化,它的基本實(shí)驗(yàn)原理是不變的,只要圍繞實(shí)驗(yàn)原理,靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法就可以解決解題過程中遇到的問題。例如,在2011年探究電阻和其影響因素的定量關(guān)系中,要求學(xué)生根據(jù)給出的新情境設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)際上,這種趨勢(shì)不僅在浙江省有所體現(xiàn),在全國(guó)卷和上海市等省份的體現(xiàn)更為明顯,例如,2011年的上海高考物理實(shí)驗(yàn)中就有測(cè)量實(shí)際電流表G內(nèi)阻,在2011年安徽高考物理實(shí)驗(yàn)中有伏安法測(cè)量電阻,對(duì)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行連接等試題??忌趯?shí)際復(fù)習(xí)當(dāng)中一定要對(duì)這種類型的題多加重視,面對(duì)新題型不怕,認(rèn)清本質(zhì),找到原理,所有問題就會(huì)迎刃而解。
四、針對(duì)浙江省高考物理實(shí)驗(yàn)題復(fù)習(xí)提出的幾點(diǎn)建議
(一)夯實(shí)基礎(chǔ),掌握實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)原理是做物理實(shí)驗(yàn)的前提,相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)用到的器材、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)方法等都是以實(shí)驗(yàn)原理為基礎(chǔ)來進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇的,如果實(shí)驗(yàn)原理都不知道,那整個(gè)實(shí)驗(yàn)就無從下手。所以,在日常的物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)當(dāng)中,要格外重視對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理的掌握,將高考實(shí)驗(yàn)題中的原理和設(shè)計(jì)思想進(jìn)行綜合運(yùn)用,就能解決一些創(chuàng)新性、拓展性的實(shí)驗(yàn)試題,從而浙江考生就可以在高考物理實(shí)驗(yàn)題中少丟分[5]。
(二)多進(jìn)實(shí)驗(yàn)室具體操作,熟練掌握實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法
除了掌握實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)儀器的操作也是一個(gè)要重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)。我國(guó)著名教育學(xué)教陶行知先生就曾提出“知行合一”的教學(xué)理念,面對(duì)物理實(shí)驗(yàn)這門對(duì)動(dòng)手能力要求較高的課程時(shí),學(xué)生要做到“知行合一”。學(xué)生要常進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,對(duì)大綱中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行具體的操作,這樣才能發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題,并進(jìn)行分析,進(jìn)一步規(guī)范自身的實(shí)驗(yàn)操作步驟和對(duì)儀器的使用。如果單靠看課本上對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器操作步驟的描述,就缺乏實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn),也不知道實(shí)驗(yàn)過程中可能會(huì)出現(xiàn)哪些問題,這就造成了考試過程中雖然課本知識(shí)記得熟,但是卻無法解決實(shí)際的物理實(shí)驗(yàn)考題。
(三)重視培養(yǎng)自身的數(shù)據(jù)和圖像分析和處理能力
在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作都掌握熟練后,學(xué)生就要注重對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理,這是物理實(shí)驗(yàn)考查的一大重點(diǎn)。在物理實(shí)驗(yàn)中,數(shù)據(jù)處理分析包括數(shù)據(jù)的記錄和整理、計(jì)算分析、繪制圖表等。在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析處理能力時(shí),首先要明確實(shí)驗(yàn)的原理和方法、所要做的圖形的橫豎坐標(biāo)軸的含義,知道圖線表示的意義,對(duì)其中的數(shù)學(xué)關(guān)系進(jìn)行深入剖析,然后在此基礎(chǔ)上對(duì)已經(jīng)描出的點(diǎn)進(jìn)行分析,判別數(shù)據(jù)的科學(xué)性,以及是否需要將數(shù)據(jù)剔除,最終的圖形是描繪成平滑曲線、分段曲線還是其他等等。這是在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時(shí)需要側(cè)重的方向[6]。
(四)重視培養(yǎng)自身的實(shí)驗(yàn)思想和對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的靈活運(yùn)用
其實(shí)高考物理實(shí)驗(yàn)考題的重點(diǎn)是考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思路,學(xué)生在復(fù)習(xí)時(shí)要重視一些思想方法,例如等效法、控制變量法、圖解法等,通過這種方式,在復(fù)習(xí)時(shí)可以舉一反三,明確每一個(gè)實(shí)驗(yàn)所用方法,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)思路和多角度思考問題的習(xí)慣,從整體上提高學(xué)生自身的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
綜上所述,浙江省高考物理實(shí)驗(yàn)題多取材于實(shí)際生活當(dāng)中,它將真實(shí)的實(shí)驗(yàn)器材或者是實(shí)驗(yàn)過程中的某種狀態(tài)用相機(jī)拍成照片作為實(shí)驗(yàn)背景來考查學(xué)生。除此之外,命題人還注意對(duì)基本實(shí)驗(yàn)儀器和操作的考查,著眼于基礎(chǔ),同時(shí)也會(huì)重點(diǎn)考查學(xué)生的數(shù)據(jù)處理分析能力、作圖能力等。針對(duì)浙江省高考物理實(shí)驗(yàn)的考查方向,教師可以為學(xué)生制訂適當(dāng)?shù)膹?fù)習(xí)計(jì)劃,幫助學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)題上多得分。
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編輯 李琴芳