高中物理实验复习策略静海一中吴振英对学生的创新意识和实践能力的考查是高考的指导思想之一,由于实验题在考查学生的创新意识和实践能力方面起着不可替代的作用。
所以,加强高中物理实验的复习也就显得十分重要。
在实验复习中,要使复习更为系统、有效,使实验更易为学生掌握,必须统筹安排全局,精心策划,利用最短的时间,得到更大的复习效益。
一、安排好复习的三个层次1、在平时的复习中,穿插实验复习,作到实验复习与相关知识同步进行实验的复习不能只依靠最后的集中训练。
物理实验与其相关的知识是密切联系、不可分割的,实验与相关知识的不同步复习,必将知识系统割裂开来,在头脑中形成的只是一些孤立不连贯的知识片断或不连续的块状知识,这不利于完整知识结构的形成。
在平时的复习中要注重对实验原理的理解和实验方法的掌握,只有理解了才能记忆深刻。
重视教材中的小实验、做一做、课题研究等内容,同时,应积极进行分组实验的扩展、实验设计、创新方法的尝试。
做到将实验理论与实际相联系,培养和发展自己的创新能力和实践能力。
2、在单元知识复习结束时搞一次实验的总结一个单元的知识一般都有几个实验,根据实验的目的、原理、仪器选用情况,可对这些实验在原理、器材、数据处理方法进行比较。
通过比较了解不同的实验中有着不同的实验技巧和更为简便的处理方法。
但这并不是说一个实验就对应一种方法,应该看到这些方法是能在不同实验中互用的。
只有这样才能真正掌握多种方法,并在实际的问题中自觉正确应用这些方法。
3、在总复习最后阶段进行实验的总结和分类集中训练为使实验系统化,在总复习的最后阶段应进行实验的系统总结,在总结时,可以将高中物理实验按实验仪器相似的、实验方法相似的、数据处理方法相似的整理分类。
如在教材中实验数据的处理方法有平均值法(如研究匀变速直线运动实验)、图像法(如测定电源电动势和内阻实验)、比较法(如验证机械能守恒定律实验)、列表法(如用单摆测定重力加速度实验)、描迹法(如研究平抛物体的运动实验)等;通过实验总结,在头脑中形成完整的知识体系,便于形成全面的实验技能。
对实验的集中训练,可使学生对实验仪器更为熟悉,对实验原理的认识和理解更加深刻,对实验及数据处理方法更系统地掌握。
只有切实掌握了这些方法才能进行综合应用。
在实验的集中训练中,要将实验亲手做一做,尽可能多地选用多种方案、运用多种方法进行同一个实验或用同一方法进行多个实验,并能对这些方法进行比较,从而获知实验的最佳方案。
当熟练掌握了这些方法并能将其最佳方案应用到不同的实验中后,就能将其迁移到一个全新情境下,去应对一些全新的实验。
这样,有利于将所学的知识应用到新的知识环境中去,自己的创新意识和实践能力也得到了培养。
二、实验复习中应注意的几个问题1、做好实验复习前的预习在实验复习前,首先要做好实验的预习。
这样能在实验复习前更好地掌握实验原理,了解实验仪器,在实验复习时做到有的放矢。
同时,预习中发现的问题集中在一起,通过实验复习得到解决,增强了实验复习的目的性。
2、注意实验与相关知识的联系物理学的任何一部分内容(包括物理量、定律、理论)的结构及其发展都可以分解为三种因素:实验(事实)、物理思想(逻辑、方法等)和数学。
实验内容本身就是物理学习中的重要内容。
另外,实验所用的原理、方法是以所学理论知识为依托的。
例如,在《验证动量守恒定律》的实验中,对小球碰撞前后应有:m1v1 =m1v1’+m2v2’,在实验中,是以小球运动的位移S来代替速度v的,这就涉及到了物体做平抛运动的知识,即:做平抛运动的物体在水平方向的分运动为匀速直线运动(S=vt ),在相同高度水平抛出的物体将同时落地(t 相同),从而,小球碰撞的动量守恒表达示就可表示成m 1s 1 = m 1s 1’+m 2s 2’,即:m 1OP =m 1OM +m 2O ’N.所以,在复习中要注意将实验与相关知识相联系,以理论指导实验,发展实验;反过来,实验又对理论知识进行验证,使理论知识与相关实验互相作用,形成融理论知识、实验原理、技能为一有机整体的体系,达到最佳的复习效果。
这样,有利于形成完整的知识结构,有利于实践能力、创新意识的发展。
3、理解每个实验的实验原理广义上讲,实验原理是实验的方法、实验的装置和器材、实验过程、实验结果分析等所依据的物理道理。
由于实验原理辐射到实验中每一个细节,所以,在实验前,必须对实验原理深入理解,才能正确、顺利完成实验。
例如,在《把电流表改装为电压表》的实验中,测量电流表的内电阻时所用的实验方法是半值法,其测量电路如图1所示,对实验采用的原理应理解为采用如图的电路,当通过电流表的电流与通过电阻R 2的电流相同时,电流表的内电阻与R 2相等。
具体做法是:闭合S 1,调节R 1使通过电流表的电流达到满偏,再闭合S 2,调节R 2,使通过电流表的电流达到满偏的一半,当R 1远大于R g 时,可以认为由于R 2的接入对电路的影响很小,此时,电流表的内电阻Rg=R 2 。
通过对实验原理的分析,可知R 1越大时,由R 2带来的影响越小。
但R 1增大时,要求电流表满偏所需要的电源电压也就越高。
所以,在选择实验器材时就应考虑以上因素,尽量挑选较大电动势的电源和较大阻值的R 1。
另外Rg 的测量值是由R 2直接读出的,所以R 2要选用可读数的电阻箱。
由此可以看出,实验原理决定了实验的仪器选择、实验的方法、数据处理方法、实验进行的步骤,掌握实验原理是理解实验、做好实验决图1定性条件。
实验原理分析中所涉及的许多情况、因素和信息,往往并没有给出,而要靠自己去寻找、收集、探究。
实验原理不能只靠背实验的方法来掌握,不加理解的记忆对实验的复习不会带来好的收益。
3、熟悉仪器及其使用方法实验仪器的熟悉有助于对实验的掌握,在高考中有一些实验内容是对实验仪器的正确使用的考查,如多用电表的使用、示波器的使用等,这就要求我们在实验复习时细至地观察、了解实验仪器的构造、原理。
做到胸有成竹。
另外,只有熟悉了实验仪器,才能应对高考实验题中出现的一些细微变化。
如2000年全国高考(天津卷)中14题是通过半径相同的A 、B 小球的碰撞来验证动量守恒定律的实验,题中要求在给出的选项中,挑选出本实验必须测量的物理量,其中一项是要不要测量A 球或B 球的直径。
测量给出的斜槽轨道(如图2所示)与教材中所结的斜槽轨道(如图3所示)有所变化,由于图2中两小球的抛出点相同,所以小球的半径是不必要测量的;而图3所示的装置中,两小球抛出点不同,就需要测量两小球的半径从而得知OO ’。
这种变化只能是在熟悉了实验仪器的基础上才能分析出的。
通过上面的分析我们也能看出,实验仪器的选择也是与实验原理密切联系的,熟悉实验仪器要与实验原理的理解相结合才能达好的实验复习效果。
4、掌握实验的实验方法学会应用在实验复习中掌握教材中所给出的一般方法,这就需要我们在实验复习时认真阅读教材,通过对教材的进一步学习,多积累、多总结,掌握多种实验方法,理解各种方法的内在联系,学会使用这些方法解决有关实验的一般问题。
,并在理解的基础上对这些方法图2图3加以灵活运用,学会用同一种方法解决不同实验中的相同问题或用不同方法解决同一个实验。
通过这种举一反三的训练,能有效地提高我们的实验能力和实验技能。
在物理实验中, 每一个实验尽管实验方法多种多样,但通过改变实验原理,有些不同的实验是可以用一种实验方法来解决的。
在实验复习中,要不断地扩展自己思维,尝试着用同一方法解决不同的实验问题;用不同的方法解决同一实验。
如在力学实验的复习中,掌握了打点计时器的一些实验方法,根据所学的这些实验在仪器安装上、操作上、数据处理上不同之处和它们的相互联系,学会用这些方法解决有关的问题。
例如,如图4所示,在斜面上,平衡摩擦力后的两滑块A 、B ,当A 沿斜面向下做匀速直线运动时与静止的滑块B 发生正碰,碰撞后两者一起运动,利用打点计时器记录滑块A 与滑块B 作用前后的运动情况,通过分析纸带点迹算出两滑块作用前后的动量,从而验证动量守恒定律。
能够用所学的实验方法解决一些新型实验,是实验技能和能力的迁移,是创新意识的体现。
5、变化实验条件,对实验加以扩展,锻炼跳跃性思维高考中实验问题的提出有可能是对教材中的实验加以改变形成的,这些实验依据的仍是教材中的基本方法,但灵活性大大加强了。
这就需要我们深刻理解教材中所给的实验方法,并在复习中进行实验条件的变化训练,适当对实验加以扩展。
如2000年全国高考(天津卷)中15题:如图5所示,一光源位于金属圆筒内部轴线上的A 点,与筒B 端的距离为d ,d 无法直接测量。
另有凸透镜、光屏、米尺及带支架的光具座。
现用这些器材测量d 。
为些,先将圆筒、凸透打点计时器图4镜、光屏依次放在光具座支架上,令圆筒轴线与透镜光轴重合,屏与光源的距离足够远,使得移动透镜时,可在屏上两次出现光源的像。
将圆筒及光屏位置固定。
由光路可逆性可知,第一次成像的像距等于第二次成像的物距。
然后应进行怎样的测量?通过分析本题,可以看出,这是一个新情境下的实验问题,它所用到的只是教材中的最基本的方法,但通过问题背景的改变加大了思考本题的思维障碍。
实际上只要掌握了透镜成像的共轭法分析,仔细思考,不难发现,两次成像的像距是相同的,只须移动透僮,测出第一次成像的像距P’,再移动透镜测出第二次成像时,B 与透镜的距离l,即可得出d = P’- l当多个问题交织在一起时,解决实际问题的方法也就有了综合性。
问题的综合程度越高,要求我们的思维活动也就越活跃,思维的跳跃性也就越强。
所以,在复习时,我们应加强实验方法变式的训练以应对高考的变化。
6、注意抓好教材中的课题研究性通过对教材中课题研究性的开展,发展自己的创新能力和实践能力。
2001年上海高考题中研究性课题的出现,给了我们一种启示:研究性课题由于在考查学生的创新能力和实践能力方面为学生开辟了一个广阔的天地,我们应注这种高考形势的变化。
通过开展研究性活动,掌握较为全面的研究方法,对我们的实验的发展也是大大有益的。
综上所述,只要我们精心安排复习的全局,理解实验原理,活化实验练习,一定可以取得良好的复习效果。