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物理实验复习新思路(二)
  大面积提高学生实验应试水平的教学改革探索

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    三、 以多种视角重新审视和组合实验板块。

    学习贵在总结,在物理实验总复习中,我们不应孤立地看待一个个实验,而应该从这些实验的原理、步骤、数据采集与处理方式上的异同上,给这些实验分门别类,从而组成不同的实验板块。平时我们已经自觉或不自觉地把实验分成力学实验板块、电学实验板块、热学实验板块、光学实验板块。但这样的处理只是简单地重复了物理课本知识的体系,大多数情况下也是为了讲解的方便,没有多大的创意,对于学生思维的开发和对实验的科学思维方式的培养显得很不够的。

    在此,我认为我们要在这些实验的组合板块中挖掘一些功能,培养学生一种实验的常规意识,比如对于力学板块,这是由验证力的合成与分解、打点计时器的使用和测匀变速直线运动加速度、验证机械能守恒定律、验证牛顿第二定律、验证动量守恒定律等实验组成的一个大的实验板块,现在让我们仔细去找找这些实验与其它实验板块的区别。我们会发觉这些力学实验无非就是在力F、速度V、加速度a、位移S、质量m这几个量上做文章而且已。然后我们看看这几个量是怎么测出来的,今后我们可以用同样的方式去处理类似的探索式力学实验。毫无疑问,这些实验告诉我们:位移用尺子量(提示学生高精确度该用什么量),质量用天平(鼓励学生思考大物体质量用什么测),速度与加速度可用打点计时器测量,速度还可以用平抛的方式计算,而力的测定不能用弹簧称,因为不稳定,影响实验的准确度……。让学生们想想电学实验板块又能得到些什么呢?

    我们还可以把视野再扩大一些,以各种角度重新组合新的实验板块,比如按测量型与验证型可把实验分成两大板块,按能进行图像处理数据和不能用图像处理数据又可以把实验分成两大板块。我们可以提示学生这样划分板块,但把一个具体实验归类于哪个板块,这要学生自已思考,比如说用图像法处理数据,学生们熟悉的是验证牛顿第二定律和测定电源电动势和内电阻的实验,不过画出的图形必须是直线,否则不好处理(验证牛顿第二定律的实验中加速度与质量成反比就是一个典型的例子,坐标轴改为质量的倒数,从而画出的是直线),这给予学生们思考的空间,其实还有许多实验也是可以这样处理的,它们都可以归类于用图像法处理数据,比如用单摆测重力加速度的实验,我们测的是周期T和摆长L,再由公式来计算,书本上采用的是多测几组再求平均值法,现在我们可以以L和T2/4л2为坐标轴,用测得的数据放入描点,画直线求斜率即是g。类似的还有一些,让学生们想想验证玻意耳定律是否也可这样处理。

    四、 注意可转为实验的习题。

    在物理上,许多习题的设计与实验的设计是相通的,它们的区别只是出题的角度不同罢了,让学生们找一找,一改,必能开窍。比如高一物理(心修本)第一章的课外习题部分,其第11、12、13题(273-274页)就很典型,而第17题(见本文附录)的设计思想更是与物理实验思路产生共鸣,它有效地克服了手拉弹簧称测拉力不准的弊病,事实上不论下面的长木板是匀速还是变速均不会影响弹簧称的读数。其实物理课本中每一章的课后习题部分都有可探讨之处。几何光学那一章尤其如此。

    五、 实验也要融会物理思维方式

    在实验中常用的物理思想方法有等效法、累积法、控制某个变量法、留迹法、图像处理平均值法,这要学生们能够领会,并能在每个实验中找出到底用了什么物理思惟方式。比如在验证动量守恒定律的实验中就用了等效法(用位移代替速度)、累积法(重复打了许多点)、留迹法(用复写纸留下小球落地后的点)等物理思维方法。在实验复习中通过找各实验中的思维方法,能够让这些思维方法深入学生的脑海中,并用于那些可能遇到的探索型高考物理实验题。

    物理做为一门建立在实验基础之上的学科,我想若在实验复习上有所突破必对学生整体物理水平的提高有很大的促进作用。当然以上只是我的一家之言,有不妥之处,望同行们指点。

 

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