[精选]【中学教育】改革高三实验复习方法的新构想--资料

1、改革高三实验复习方法的新构想内容提要 ：本文通过对四年理综考试说明和四年理综试卷的比较，提出了理科综合实验考试的重点。面对新高考，在高三实验复习阶段，我们要调整复习方法，采用更有效的复习策略。关键词：理科综合、实验方法、实验设计、迁移、审视与总结。一考试说明与高考试卷对比分析。2000 年考试说明中关于实验能力的说明是：能在理解的基础上独立完成“知识内容表”所列的实验，明确实验目的，理解实验原理，控制实验条件；会运用这些实验中学过的实验方法；会正确使用在这些实验中用过的仪器；会观察、分析实验现象，处理实验数据，并得出结论。在2001 年理科综合考试说明的考试目标中，关于考查学生设计和完成实验的

2、能力的说明是：独立完成实验的能力。包括理解实验原理、实验目的与要求，了解材料用具，掌握实验方法步骤， 会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题，会观察、分析和解释实验中产生的现象、数据，并得出合理的实验结论。能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器， 设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。 2002、2003 年相同与 2001 年理科综合考试说明相比较要求相同，但在前面的关于实验意义中加入了“有助于培养学生的科学态度和创新精神”更加突出了创新精神。从四年的考试说明来看，实验能力的要求在提高。2001 第 25 题(2) ，设计一个实验证明生长素在植物体的传输路径 （生

3、物）；第 28 题(2) ，检查实验容器的气密性（化学） ；第 29 题，测量电流表内阻的设计性实验（物理） 。2002年第 21 验证“镁是植物生活的必需元素”实验分析再设计（生物） ；第 29 题大气压的测定、制取氨气完成喷泉实验（物理、化学） 。 2003 第 23 题用伏安法测量电阻 R 求电阻率（物理）；第 27 题青蛙脊神经与肢体运动反应实验（生物） ；第 33 题， Fe(OH)2 沉淀的两种制取方法（化学）。从四年的理综试卷比较，逐步加大了对实验考查的力度，尤其突出了对实验设计能力的考查，强调了开放性和探究性，拓展了能力考查的空间。如单从四年的物理实验题看，考查实验的设计能力，

4、但设计性试题都以教材上学生实验为依托。二、高中物理实验教学现状从考试结果表明，考生实验设计能力普遍较弱，部分考生甚至无从下手。究其原因：长期以来，中学物理实验教学，主要是教师把实验的目的、内容、步骤进行周密设计，学生是“照方抓药”“按图索骥”被动地做实验。使学生的实验思维、实验方法、探索精神得不到预期培养，从而使学生的思维显得单一狭窄，对实际问题的解决缺乏探索性、灵活性和独创性。在复习时，由于实验的重要性，相信许多学生用在此方面上的时间与精力不会少， 17 个中学物理实验的实验目的、原理、步骤、注意事项、数据处理等等内容一遍遍重复，死记硬背，但这样的学法与当前高考出题的方向已是大相径挺。以近几

5、年理综实验题为例，没有一个照搬课本中的实验。我觉得实验的复习要打破常规，不应该再叫学生跟在书本的后面应该怎样做不应该怎样做， 尽管我们不否认书本上的实验是专家学者智慧的结晶， 但思维被圈在这当中不符合现代教育的要求。 那么怎样对待新高考中的实验复习呢？我认为学生实验设计能力的培养是第一位的。 在教学中该采取什么样的应对措施呢？本人的体会是如下几个方面。三复习的策略1、 基本仪器的使用仍是实验的基础。不管实验如何考，对常用的物理仪器要熟练运用，这是实验的基础，是工具，任何时侯都不过时。在这方面花些时间是必需的。 常见的有十三种仪器， 这十三种仪器是刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计

6、时器、弹簧称、温度计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。这些工具的使用每本复习用书上都有很详细的说明，本文不再多言。2、以同一实验的有限仪器，设置新情景，迁移实验方法，培养思维的变通性。纵观近几年的高考物理实验，尤其测电阻的实验几乎年年考（除 2002 年外），题目年年翻新，角度经常变化。虽然实验的情景很新颖，但实验试题中涉及的基本知识和实验技能的要求仍然立足于课本实验。 特别是 2003 第 23 题用伏安法测量电阻 R求电阻率完全源于教材，只不过将金属丝换成圆柱体（实际完全相同）。因此在复习时还是要注重教材上的实验，但不是简单机械的重复或做做练习，应在实验室中上实验复习课。

7、在实验复习过程中，应选用一些典型的实验，在同一实验有限仪器的条件下，设置新情景实验材料，让学生根据实验目的要求和现有提供的仪器设备，发挥思维迁移功能， 将已学的物理知识和实验方法迁移到新情景问题中去， 引导学生开动脑筋自行设计方案进行实验。通过多种方案的设计、讨论和辨析等思维活动，提高学生设计实验移能力。通过实验操作验证设计的合理性，分析实验的条件及误差原因。如在测金属导线的电阻率实验复习中，给学生二节干电池、安培表、伏特表、开关各一个，滑动变阻器和导线若干，让学生设计方案测出金属导线电阻值，要求画出方案电路图，并说明原理。在学生设计出与教材相同的测量方案的基础上，对电阻测量的实验电路设计进行

8、总结：一般应先设计测量部分电路（电压表，电流表，待测电阻） ，再设计给测量电路提供电源的部分电路（电源，滑动变阻器，电键） 。测量部分电路有电流表外接如图 1 和内接如图 2 两种连接形式，引起误差的原因不同，适宜于大小不同的电阻。提供电源的部分电路有限流连接形式如图 3，分压连接形式如图 4 电压调节的范围不同，相同条件下损耗的能量不同。在教材现有器材条件下，通过两部分的组合设计出四个测量电路。RxRx测量电路测量电路AAVV。 。 。S图 1图 2S图 3图 4以此为基础可以设置新情景，让学生设计、讨论、辨析测量电路，选择电源电路。设计完成后，进行操作。（以电流表外接为例）（ 1）若没有电

9、流表：若有二只电压表和电阻箱，用电压表和电阻箱串联充当电流表进行测量，因此设计如图 6。在图 8 基础上进而提出如果只有一只电压表能否测量？学生思考，给予适当提示：若总电压已知。后可提出用图7 的方法。进一步，总电压未知，但恒定， （当电源电路用分压，且变阻器阻值较小，待测电阻较大时可近拟成立）则可用同一电路图测量半偏法。学生在课堂操作中用半偏法分别测量了标值为1K、 10K，测量值大约分别为800、3K。发现测量值都偏小， 10K 电阻偏差很大。引导学生进行误差分析：测量值应是 Rx 和 Rv 并联的总电阻因而偏小， 学生查阅电压表说明书发现实验室中量程为3V表的内阻为 3K，10K测量值为

10、 3K的原因就迎刃而解。这样设计、操作后，学生对半偏法测电阻的条件和误差分析就有更深刻的理解。 如 2001 年全国高考 “3 2”物理卷第 16 题就是用半偏法测电阻的实验试题，首次考查了误差分析与控制。若总电压恒定，只电流表和电阻电压表和电阻箱若总电压恒定，只有一只电压表箱替代电压表替代电流表有一只电压表RARxRRx图 9RxAARxVVVAAV图 6图 7图 10图 8图 5（ 2）若没有电压表：若有二只电流表和电阻箱， 同样可用电流表和电阻箱替代电压表，设计电路如图8。若只有一只电流表和电阻箱，则可分别设计出如何如图9 电路电流表半偏法。如图 10 电路完全替代法。学生在讨论、设计的

11、同时，进行实际操作，学生对本实验就有一种全新的感觉，使他们的设计能得到及时的验证，激发学生的成就感，提高学习兴趣。同时学生对电阻的测量方法：伏安法、半偏法、完全替代法、有一个全面的了解，使学生明确如何下手设计测量电阻的电路，再进行电路设计练习。例 1：（2000 全国高考题）从下表中选出适当的实验器材， 设计一电路来测量电流表 A1 的内阻 r 1 ，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。器材（代号）电流表 A1电流表 A2电压表 V电阻 R1滑动变阻器 R2电池 E电键 K导线若干规格10mA，内阻 r 1 待测（约 40 ）量程量程 500A，内阻 r 2=750量程 10

12、V，内阻 r 3 =10K阻值约 100，作保护电阻用总阻值约 50电动势 1.5V，内阻很小（ 1）在方框中画出电路图，标明所示用器材的代号。 （ 2）若选测量数据中的一组来计算 r 1，则所用的表达式为 r 1= ，式中各符号的意义是：。分析：此题必须要认真考虑实验仪器的安全性、 实验数据的精确性和实验结果的现实性，进行探究性地设计实验方案，对培养学生思维的精致性和创新性很有好处。（ 1）测量部分电路。 RA=U/I ， I 通过的电流， U为两端电压，因而根据电流，电压的测量方法可设计出：电流由电流表自身测量，电压用电压表测量。因此电压表与电流表必须并联（无内外接引起的误差）如图 11，

13、但 A1 两端电压最大为 0.4V，电压表量程为 10V，精确度不够，不能用。由于 A 两端电压较电压表量程小得多，能否将电压扩大，设计出如图12、13 电路，1但 R1 只是大约阻值约 100 ，不可行（若有电阻箱，则此方案可行） 从已知电阻电流表可以测电压（ UIR ）的方法得到启示，由于 A2 电阻已知，相当于已知电阻，因而可测电压。设计出如图 14 电路。A 1R1A 1A 1A 1vvR1A2A 2图 11图 12图 13图 14(2). 提供电源的部分电路。 从图 15 看测量电路两端电压最大为0.38V ，如用限流连接形式如图 5，电压最小约为 0.7V，不可行。如串入 R1 如

14、图 16，电压调节范围大约0.3 0.38V，不符合测多组数据的要求。因此必须选用分压连接形式，如图17。最后形成完整电路如图18。对于保护电阻R1 连接在测量电路或提供电源电路都可以。测量电路A 1测量电路测量电路A 2。 。R。 。 。SS1S。 。R13。利用教材上学生实验进行再设计练习。图 17S图15图 16图 18要提高学生设计实验的能力，必须给学生提供练习设计的机会，与其到课外材料寻找新的实验设计习题，不如充分利用教材上的学生实验，因为高考实验题虽然年年翻新，但实验设计思想和实验基本方法从没有脱离教材。2002 年第 29 题大气压的测定，此设计性试题来源于教材学生实验验证玻意尔

15、定律，只不过教材中是用气压计测出大气压，验证玻意尔定律，试题中用玻意尔定律测定大气压，角度变换而已。教材中关于某个实验目标的实验方案，也只是众多方案中的一种，而且不一定是最好的一种，而只是较可行的一种。选择某些实验让学生自己设计实验方案， 选择合适的实验器材， 安排合理的实验步骤，设计数据处理的方法，得出实验结论，分析实验误差，改进实验方案，以培养学生灵活运用实验知识的能力、实践能力。这样变单一的实验方法为多种实验方法，提高学生学习兴趣，强化实验设计的创新能力的培养，又落实动手实验这一环节。如复习用单摆测定重力加速度实验时，可以提出你能设计几种实验方法测定本地重力加速度？供学生讨论。提示：在所

16、学的知识范围内，哪些内容涉及到重力加速度，它与其它物理量有何定量关系，并一一罗列出来：、在静力学中，静止物体对竖直悬绳的拉力大小就等于重力，即 Tmg。若 T 和 m 能测出，则重力加速度 g 可测定。、自由落体运动中， h 12 gt 2。若 h 和 t 可测出，则重力加速度 g 也可测定。、自由落体运动中， SaT2 。在选取合适的 T，测定纸带上的 S，则重力加速度g 也可测定。、在运动学中，物体从光滑斜面上由静止开始下滑，s 12 gsin t 2。若 s、和 t可测定，则重力加速度g 也可测定。、在运动学中， 物体从粗糙斜面上由静止开始下滑，s 12 （ gsin gcos）t 2。若 s、 、 和 t 可测定，则重力