提升物理实验复习有效性的五个“怎样”，本文主要内容关键词为：物理实验论文,有效性论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
物理学是一门实验科学，物理实验是考查学生创新能力和实践能力的最好载体。考查创新能力和实践能力也正是高考的指导思想之一，物理实验在高考中一直占有相当重要的地位。纵观江苏省物理高考，实验题地位又进一步加强，物理实验能力能否提高及高三物理实验复习的成功与否，是高考制胜的关键。下面以《描绘小灯泡的伏安特性曲线》为例说明在高三实验复习时做到五个“怎样”，提升高考物理实验复习的有效性 一、怎样考——实验考查内容及方式 实验《描绘小灯泡的伏安特性曲线》在高考中出现的频率很高，其考查的内容方式主要有： （1）考查实验原理：①物理量的测量原理；②设计实验的原理；③基本仪器电流表、电压表和滑动变阻器的工作原理；④画实验的原理图。 （2）考查仪器使用：①知道仪器的构造；②明确仪器的操作规程；③掌握基本测量工具和实验器材的读数与使用；④有效数字的记录。 （3）考查实验器材和电路的选择：①从给定的器材中确定所需；②补充试题中遗漏的器材；③替换不合理的器材；④电路的连接方法选取。 （4）考查实验步骤：①掌握正确的实验步骤；②给步骤排序或改错；③补漏或删除多余的步骤。 （5）考查安装调试：①按正确的次序安装器材；②电路实物连接。 （6）考查实验数据处理、实验结果分析：①确定有效数字；②利用公式处理数据；③利用图象处理数据；④会分析实验现象和误差原因。 利用实验可以考查学生的归纳总结能力、实验数据的处理能力和应用物理知识解决实际问题的能力。 二、怎样测——如何测量各物理量 实验《描绘小灯泡的伏安特性曲线》要测量的物理量是小灯泡两端的电压和流过灯泡的电流。所用的测量器材分别是学生用的电压表和电流表，电压表应并联在被测部分，电流表是串联在被测电路中。为了实验数据较准确，电表的量程就应选择合理，即电压表应选择0～3.0V的量程，电流表应选用0～0.6A的量程。为了尽可能测量多组数据，还要采用滑动变阻器的分压接法。由于小灯泡的电阻比较小，两电表接入电路时要使用电流表外接法。在实验数据记录时，应注意到电压表的最小分度值为0.1V，是十分度测量仪器，要估读到最小分度值的下一位，即保留两位小数；而电流表的最小分度值为0.02A，非十分度测量仪器，读数记录时应与最小分度值有相同的位数，即也是保留两位小数。 三、怎样算——如何进行实验数据搜集和处理 实验数据是对实验定量分析的依据，是探索、验证物理规律的第一手资料。应使学生清楚如何获得实验数据，如何记录实验数据，对所获得的数据都有怎样的处理方法，应该使学生心中有数。数据的收集和处理方法可以采用列表记录或分析实验数据和图象法处理实验数据两种。 1.列表法 实验中将数据列成表格，可以简明地表示出有关物理量之间的关系，便于检查测量结果和运算是否合理，有助于发现和分析问题，而且列表法还是图象法的基础。列表时应注意：（1）表格要直接地反映有关物理量之间的关系，一般把自变量写在前边，因变量紧接着写在后面，便于分析。（2）表格要清楚地反映测量的次数，测得的物理量的名称及单位，计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内，一般不在数值栏内重复出现。（3）表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。我们主要教会学生分析方法，如何确定两个物理量之间的函数关系——如果两个物理量之间不成比例关系又当如何思考？当有多个变量时应该怎样应用控制变量法等。如在2010年浙江卷中有这样的表格：在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流一电压的数据如表1所示。
2.图象法 图象法是物理实验中广泛应用的处理实验数据的方法。图象法的最大优点是直观、简便。在探索物理量之间的关系时，由图象可以直观地看出物理量之间的函数关系或变化趋势，由此建立经验公式。作图的规则是：（1）根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。（2）坐标轴标度的选择应合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。（3）为避免图纸上出现大片空白，坐标原点可以是零，也可以不是零。坐标轴的分度的估读数，应与测量值的估读数（即有效数字的末位）相对应。（4）图上的连线不一定通过所有的数据点，而应尽量使数据点合理地分布在线的两侧。（5）注意连线一定要细，不要太粗。如在2010年浙江卷，上述表对应的图象如图1。
还有2013年江苏卷第10题第4问：（4）小明处理数据后将P、
描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图2所示。请指出图象中不恰当的地方。
解析 小灯泡的电阻随电压的升高而增大，P-
并非线性关系，图线不应画为直线；图象应尽量充满整个坐标纸，故横坐标的标度选取不恰当（标度代表的数值减小为一半才合适）。 考查了学生采用图象处理实验数据能力和基本实验素养。 四、怎样准——如何减小实验误差 认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能总结所列实验中误差的主要来源；要熟练掌握常见实验的误差情况及分析方法。实验《描绘小灯泡的伏安特性曲线》的误差来源主要有以下三个方面：（1）由于电表不是理想电表，表内阻对电路的影响会带来误差；（2）测量时读数不准带来误差；（3）在图象法处理实验数据时，在坐标纸上描点、作图不准带来误差。 由于电压表和电流表不理想，为了减小电表内阻引起的系统误差，又因为小灯泡电阻较小，故采用电流表外接法；为了尽可能多测几组数据，也为了使描的点多一些而使图象更准确采用了滑动变阻器的分压接法。 为了同时减小偶然误差和系统误差，可以采用更先进的器材设备来完成这个实验。利用“DIS”数字化实验系统来进行数据的采集和处理，如图3所示，电流和电压均可由传感器测出，并能得到尽可能多的连续的且差距不太大的数据，然后输入电脑，由电脑对数据进行分析，对偏差很大的数据进行自动取舍，再进行绘图，便得到小灯泡的伏安特性曲线。这样可减小人工读数和绘制伏安特性曲线时造成的偶然误差，同时利用电压和电流传感器可以消除电压表的分流作用引起的误差。
五、怎样改——如何解答迁移型实验题 近年高考特别重视考查学生的实验迁移能力，这类试题是对大纲规定的实验加以拓展创新的试题。但实验原理不会超过中学物理基本知识的范围，所用的实验仪器和实验方法是大纲规定实验中所介绍的，实验设问建立在理解实验原理和完成学生实验的基础之上。 传统的测量对象无外乎金属、电源、电流表、电压表等的阻值，当然近几年高考中也出现过描绘二极管、热敏电阻等器件的伏安特性曲线，但都仅限于习题，没有与实际应用相联系。 下面看一道由《描绘小灯泡的伏安特性曲线》改编的电学实验题： 某实验小组从废旧的电子秤上拆下其压力传感器——应变片，想通过实验探究其特性，用如图4所示的电路获得20mA的恒定电流向压力传感器供电，用电压表测量应变片两端的电压。现备有如下器材：（已知不加压力时单片应变片的电阻约为300Ω） A.内阻不计的15V电源； B.量程为0～30mA，内阻约为4Ω的电流表； C.量程为0～15V，内阻约为104Ω的电压表； D.阻值为0～15Ω，额定电流为3A的滑动变阻器； E.阻值为0～1500Ω，额定电流为0.5A的滑动变阻器； F.电键和导线若干。 （1）为了获得恒定电流20mA，采用如图4的电路，滑动变阻器应选用________（填字母符号），并将所缺导线补充完整。
（2）分别按此电路测量悬挂不同质量的物体时得出的上、下两应变片的电压和悬挂质量的对应情况如表2。
请根据表中数据分析，在误差允许的范围内，两应变片的电阻R与所悬挂质量m的关系式可表示为：
=________Ω，
=________Ω。 （3）该组同学获知电子秤的工作原理是根据输出的上、下两应变片的电压差来显示所测物体质量的。则由上述实验数据可知在电子秤完好时，当输出的电压差为6.90V（在测量范围之内）时，所测物体的质量m=________kg。 参考答案（1）选用D（填字母符号），连线如图5；（2）
=295+60m（Ω），
=295-40m（Ω）；（3）m=3.45kg。
本题情境新颖在测量一个传感器——应变片的阻值，分别测量应变片在拉伸和压缩两种情况下的电阻值。同样考查了滑动变阻器的分压接法和限流接法的选择、电流表内接法和外接法的选择这两种电路选取，器材选择也考查了滑动变阻器的全值电阻大小的选取。本题的一个亮点是应用物理知识解决实际问题，学生利用前两问自主探究的结论，应用于推断电子秤完好时的输出电压与被测质量的关系，让学生从习题中体会到物理是有用的，从中得到成功的情绪体验。 电学实验是高中实验教学的重点内容之一，也是历年高考的热点之一，是对学生实验能力的一种综合性考查，往往具有一定的难度和较好的区分度。在电学实验设计中，我们教师应了解学生基础，深谙课标要求，把握实验精神，创新实验训练，以实验原理为中心，测量对象为目的，测量方法为手段，电路估算为依据，通过做好五个“怎样”，让学生在高考物理实验复习时有标准，有思路，有途径，有方法，必然会在分析和解决问题能力上得到升华，提升高考物理实验复习的有效性。
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