浅谈物理实验如何攻克
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物理学是一门以实验为基础的科学,物理学中许多重要的定律、概念和理论都是通过实验,并对大量的物理现象进行分析、归纳、比较和综合后总结出来的,因此实验相对来说是物理学里面的基石。如何攻克学生的这一薄弱的环节是复习物理里面的重中之重。
一、注重对基本实验操作、方法和原理的掌握
近些年来的试题立意与定位均较好,一方面可以引导在教学和复习中重视实验的操作,另一方面要求实验的教学与复习,特别是验证性实验,不能只是简单地按课本的要求进行重复性的操作,更应理解实验的原理和方法。切合中学的教学实际,对中学的实验教学与复习将起到良好的导向作用。注重对实验原理、实验方法的理解和应用,着重考查学生对基本实验方法和迁移灵活运用能力,同时在其他题型中增加了以演示实验和学生实验为背景设计的试题。需要注意的是,现在的考试对实验能力的考查要求有所提高。以往第一个实验题考查重点在于实验的操作和读数,第二个实验题一般是课本中的重要学生实验的拓展或变式,主要考查电学实验的设计能力,要求提高学生的动手能力,及学生在掌握实验原理的基础上,正确选择测量器材和进行误差分析,这在能力上的要求进一步提高。
二、继续突出对实验能力的考查,坚持采用实验设计试题
近年来考试的实验题已由侧重于考查实验仪器的使用、基本操作等最基础的实验能力,向着更侧重于考查对实验原理的理解、实验方法的灵活运用等更高层次的能力要求转变,要求考生运用学过的实验原理和方法,选择合适的仪器,设计出合理的测量电路去解决新的实验问题,这些问题来源于课本,但不再拘泥于课本上规定的实验,实验试题与课本上完全相同的很少,基本上都对课本中原有的实验进行了改编。通过考查一些简单的设计性实验来鉴别考生独立解决新问题的能力和知识的迁移能力,也体现了新的课程改革对学生实践能力和创新精神的要求,有利于引导中学物理教学重视基本实验、常规实验、变形实验,重视培养和提高学生的实验能力和素质。不仅要求考生掌握考纲所要求的基本实验和基本仪器的使用,还要求考生能够灵活地运用所学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。
实验能力的考查在物理中一直占有相当重要的地位,物理力图通过在笔试的形式下考查学生的实验能力,同时也希望通过考查一些简单的设计性的实验来鉴别学生独立的解决新问题的能力,“迁移”能力。物理实验试题从不同内容、不同层次、不同能力要求来考查学生的实验能力,力图较好的区分和鉴别不同水平学生的实验能力。实验试题的设计本着“来源于教材而不拘泥于教材”的原则,有利于引导中学物理教学重视基本实验、常规实验,注重培养和提高学生的实验能力和素质。因此,未来以实验考查估计将继续突出实验能力的考查,坚持采用实验设计试题。同时要关注实验题一个新的变化即考查课本上所列的一些探究性实验,这正是新课程改革教材的特点,反映新课程探究的理念。
三、实验复习的重点和基础
1.基本儀器的使用
如:天平、弹簧秤、秒表、电流表、电压表、打点计时器、螺旋测微器、游标卡尺、多用电表等;还要求了解这些仪器的基本结构,熟悉各主要部件的名称,懂得工作(测量)原理,掌握合理的操作方法,更要会正确读数,明确注意事项等。
2.实验操作训练
动手操作是实验的核心,没有操作过的实验即使是最简单的实验题也不一定会解答完整。电路连线类实验就属于操作类实验,但电路连线题的错误率历年都很高,这说明考生的实际操作能力亟待加强。把实际操作通过纸画画线不述出来也是一种能力,必须通过实验后的书面训练进行强化。
3.一些处理实验数据的简单方法
如:列表法(把被测物理量分类列表表示出来)、平均值法(把待测物理量的若干次测量值相加后除以测量次数)、图像法(把实验测得的量按自变量和因变量的函数关系在坐标平面上用图像直观地显示出来,然后连成平滑的曲线,画出的图像应尽量穿过较多的点,避免画成拆线形状)等,通过数据处理,往往可以从一些表面上难以觉察的、似乎毫无联系的数据中找出内在的物理规律。
4.设计实验的方法
实验题已从考课本实验向设计性实验方面进行转移,但实验的原理、方法仍是课本实验中所学过的,关键是将课本实验的原理、方法转变为自己的设计能力,并能用来解决某些新情景下的实验问题,以提高自己的实验设计和分析能力。解决此类问题的关键是由学过的物理学规律来确定实验原理;由实验原理来确定需测量的物理量;再据此选择必要的测量仪器、实验装置、实验步骤等。只有做到理论联系实际,把仪器的使用、原理的理解、知识的迁移、方法的应用等与创新意识相结合才能正确地解决设计性实验问题。正因为如此,可以预测设计性实验题会继续成为命题的重点和热点。
5.演示实验和课本中附加的小实验
已向演示实验和小实验拓展,如:自感现象、光电效应等实验题都是演示实验,演示实验在物理教学中有重要的示范作用,在培养学生实验能力方面有着不可替代的作用,复习中要将所有演示实验的原理、方法、数据处理方法等弄清楚,全面提升实验能力。
四、实验复习的几点建议
1.加强学生对基本仪器使用能力的培养
对各种基本的实验仪器要掌握其构造原理、使用方法、选取量程、连线、读数等。特别是读数,要明确哪些基本实验仪器是需要估读,哪些是不需要估读。
2.加强学生实际操作训练
实物连线,实验步骤排序、纠错、补漏,实验误差的排除、错误的纠正等。这些都是实际作用的全真模拟,如果学生没有动手做过这些实验就不可能答好这些问题。复习中,可开放学校的实验室,让学生重温实验的实际操作。
3.加强学生对实验数据的分析处理能力的训练
对实验数据进行正确的处理,从而得出正确的实验结果,是实验全过程的一个重要的环节。主要有三个方面。
(1)分析推理:(2)数据处理方法:(3)误差分析。
实验方法及步骤、仪器的选择、数据的处理等一切与实验有关问题是从实验原理中派生出来,只要抓住实验的原理,理解实验原理和方法的确切含义、适用条件、许多问题就会迎刃而解。
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