高考物理實驗復(fù)習(xí)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)

1、高考物理實驗復(fù)習(xí)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)         近幾年來，高考物理實驗試題在不斷出“新”，所謂“新”，表現(xiàn)在三個方面：一是命題由知識立意向能力立意轉(zhuǎn)變，更注重的是創(chuàng)新能力的考查，二是在試題情境設(shè)置上力求出新，更注重應(yīng)用能力與遷移能力的考查，三是在設(shè)問方式有所變化。因此，物理實驗復(fù)習(xí)中加強對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是取得高考勝利的重要保證。那么，什么是創(chuàng)新呢？即是通過自身的努力，獲得新的發(fā)現(xiàn)、新的規(guī)律、新的應(yīng)用、新的解法、新的認識等的過程，廣義的創(chuàng)新能力包括：觀察能力、遷移能力、應(yīng)用能力、發(fā)現(xiàn)能力、選擇能力、實驗設(shè)計能力等。

2、不難看出，物理實驗是培養(yǎng)物理科創(chuàng)新能力最佳載體。現(xiàn)就如何在高考物理復(fù)習(xí)中培養(yǎng)創(chuàng)新能力作一個簡單的探討。一、重視實驗“雙基”   奠定創(chuàng)新的基礎(chǔ) 能力的培養(yǎng)離不開知識的載體作用，離開了知識和技能的積累，能力很難形成。分析歷屆高考實驗題，可以發(fā)現(xiàn)貯存，構(gòu)建合理的知識結(jié)構(gòu)保證使用時的正確提取。對常用的物理儀器要熟練運用，這是實中學(xué)物理實驗的基礎(chǔ)知識和基本技能是十分重要的。對于基礎(chǔ)知識和基本技能我們強調(diào):必須做到正確理解、有序驗的基礎(chǔ)，是實驗的工具，任何時候都不過時。在這方面花些時間是必需的。常見的有十三種儀器，這十三種儀器是刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、打點計時器、彈

3、簧稱、溫度計、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等等。復(fù)習(xí)基本儀器的原理和使用時可有針對性地用多種媒體（儀器掛圖、實物、電腦教學(xué)軟件）結(jié)合呈現(xiàn)。像電流、電壓表等學(xué)生較熟悉的儀器用掛圖即可，像游標卡尺、螺旋測微器等儀器要配以掛圖和放大的模型或電腦軟件等呈現(xiàn)，滑動變阻器則要將實物、掛圖一起呈現(xiàn)。二、以中學(xué)物理教材為本，培養(yǎng)遷移能力遷移能力是創(chuàng)新能力中最為重要的一種，遷移能力常分為兩類：一是正遷移，即在實際解題過程當中，主動、自覺地遷移相關(guān)知識用于解題?？梢钥隙ǖ卣f，掌握的知識、技能再多，不會遷移或遷移不當，所學(xué)知識也只能是死知識，毫無價值；另一種遷移是逆遷移，即在解題過程當中，將自己總結(jié)

4、出的規(guī)律、結(jié)論、經(jīng)驗做法等有價值的信息回遷到自己的知識體系中來，豐富自己、提高自己。因此，遷移能力是中學(xué)物理實驗復(fù)習(xí)中必須重點培養(yǎng)的創(chuàng)新能力。2005年理綜物理實驗題第2小題，考查測電池的電動勢和內(nèi)阻，來源于課本的分組實驗，但電源的電動勢大于電壓表的最大量程，故要串一定值電阻起分壓作用，但計算時把它看成內(nèi)阻來處理又與課本實驗一樣。由此我們明確地感受到高考物理實驗改革的方向：立足于課本但不拘泥于課本。將減小偶然誤差的方法、表述實驗步驟、處理實驗結(jié)果、強化作圖技巧等列入重點考查內(nèi)容。這給了我們一個重要的啟示：不要背離書本，也不要把書本上的實驗奉若神明，照本宣科講實驗。我們要從知識與技能、過程與方法

5、等多方面培養(yǎng)學(xué)生，提高他們的實驗?zāi)芰?。在高三?fù)習(xí)階段開放實驗室，重做高中階段已做過的重要實驗，更要以挑剔的眼光重新審視我們書本上傳統(tǒng)的實驗方法，用新視角重新觀察已做過的實驗，要有新的發(fā)現(xiàn)和收獲；并以實驗帶復(fù)習(xí)，設(shè)計新的組合實驗，進一步樹立動手操作意識和質(zhì)疑創(chuàng)新意識。比如驗證機械能守恒定律實驗就必須從第一個打點開始計時（即只選取第一和第二兩打點間長度約為2mm的紙帶）嗎？等等。以往總覺得高考要按課本上實驗裝置考查，害怕學(xué)生吃虧，從而千百遍地強調(diào)“以課本為準”，不敢越雷池一步。但就目前的發(fā)展趨勢看，這種認識是錯誤的，是不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維發(fā)展的。實驗的復(fù)習(xí)要打破常規(guī)，不應(yīng)該再讓學(xué)生跟在書本的后面，

6、去死記硬背。讓學(xué)生們學(xué)會找毛病找設(shè)計原理上的毛病；找實驗步驟上的毛病；找數(shù)據(jù)處理上的毛病。沒毛病也要想想能否改進。變學(xué)生被動地接受灌輸為主動探索發(fā)現(xiàn)，這樣，既激發(fā)了學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)和研究物理實驗的熱情，又能迅速提高學(xué)生的實驗設(shè)計遷移能力。三、整合簡單實驗   樹立創(chuàng)新的意識整合簡單實驗是指采用橫向串聯(lián)和縱向延伸把簡單實驗設(shè)計成綜合實驗、系列實驗的方法。橫向串聯(lián)可使知識系統(tǒng)化、條理化、層次化形成知識網(wǎng)絡(luò)，使知識達到前所未有的強度?？v向延伸可使知識程序化，使知識達到前所未有的功能。通過整合簡單實驗，可使原貯存的知識進行重組，尋找這些實驗之間的交叉點和結(jié)合點，使知識達到融會貫通，

7、訓(xùn)練思維的創(chuàng)新性。平時我們把實驗分成力學(xué)實驗板塊、電學(xué)實驗板塊、熱學(xué)實驗板塊、光學(xué)實驗板塊。這只是簡單地重復(fù)了物理課本知識的體系，沒有多大的創(chuàng)意，對于學(xué)生思維的開發(fā)及對實驗科學(xué)的領(lǐng)悟能力的培養(yǎng)顯得不夠深入細致。我們要在這些實驗的組合板塊中挖掘一些功能，培養(yǎng)學(xué)生對待實驗的常規(guī)意識。比如對于力學(xué)板塊，這是由驗證力的合成與分解、打點計時器的使用和測勻變速直線運動加速度、驗證機械能守恒定律、驗證動量守恒定律等實驗組成的一個大的實驗板塊。這些力學(xué)實驗無非是在力F、速度V、加速度a、位移S、質(zhì)量m這幾個量上做文章而已。然后我們看看這幾個量是怎么測出來的，今后我們就可以用同樣的方式去處理類似的遷移式力學(xué)實驗

8、了。同時讓學(xué)生想一想電學(xué)實驗板塊又能得到哪些結(jié)論。我們還可以把視野再拓寬一些，從多種角度來重新組合新的實驗板塊。比如按測量和驗證可把實驗分成兩大板塊，按能進行圖像處理數(shù)據(jù)和不能用圖像處理數(shù)據(jù)也可以把實驗分成兩大板塊。就拿用圖像法處理數(shù)據(jù)來說，學(xué)生熟悉的是測定電源電動勢和內(nèi)電阻、測定金屬的電阻率及探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系等實驗，不過畫出的圖像必須是直線，否則不好處理。然后給學(xué)生們思考的空間，總結(jié)還有哪些實驗也是可以這樣處理的。例如在用單擺測定重力加速度的實驗中，我們測量出單擺的周期T和對應(yīng)的擺長L，再由公式g=42L/ T2來計算，課本上采用的是改變擺長多測幾組數(shù)據(jù)，再求重力加速度的平均值?，F(xiàn)在

9、我們可以以L和T2/42為兩坐標軸建立坐標系，把測得的實驗數(shù)據(jù)放入其中，描繪各點，畫出直線求其斜率即是g。類似的處理方法還有許多，讓學(xué)生思考研究勻變速直線運動和驗證機械能守恒定律等實驗是否也可以這樣處理。四、敢于質(zhì)疑拓展課本實驗   培養(yǎng)創(chuàng)新的能力愛因斯坦說過，“提出一個問題往往比解決一個問題更重要?！崩钫酪苍?jīng)說：“遇到問題要敢于問個為什么，可怕的是提不出問題，邁不出第一步?！睂W(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)問題，并且敢于向老師提出來，這是他們刻苦學(xué)習(xí)，主動鉆研的表現(xiàn)。我們要鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑，讓學(xué)生在“疑”中產(chǎn)生問題，在“疑”中產(chǎn)生興趣，只有“疑”才有思，只有“思”才能進出創(chuàng)新的火花。我們

10、要尊重學(xué)生獨立的思維方式，培養(yǎng)學(xué)生不信書、不信師的敢想、敢說的自主創(chuàng)新意識，使他們真正能夠成為“青出于藍而勝于藍”的一代新人。 高考對基本實驗?zāi)芰Φ目疾?，既屬于常?guī)實驗，又不落俗套，推陳出新，突出考查分析、推理和判斷能力。以2003年全國高考實驗題為例，既如常規(guī)的電阻絲變成了圓柱體電阻，圖像中點的合理選取、圖像分析等等。按書本中的實驗方法，第（1）問是明朗的、最基本的，只對電流表的外接法作了要求，對滑動變阻器的分壓作用或者限流作用沒作具體限定。這樣相對降低了實驗的難度，但對第（2）、（3）、（4）問，若沒有較強的遷移能力和獨立解決問題的能力，必然會讓學(xué)生驚愕不定，無從下手。課本中的實

11、驗，考慮不同年級學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)，許多實驗還“留有余地”，在物理實驗總復(fù)習(xí)時，我們應(yīng)當對其進行改進、完善、拓展，增強實驗的探索性、綜合性，使之更貼近對實際問題的解決，培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力。"拓展性"物理實驗教學(xué)創(chuàng)設(shè)了一種特殊的研究性學(xué)習(xí)情景，它引導(dǎo)學(xué)生以類科學(xué)研究的方式去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，它注重培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力，主動探索創(chuàng)新能力。這種教學(xué)方式是符合現(xiàn)代以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力為核心的素質(zhì)教育思想的。如<<電阻測量>>實驗的可進行如下拓展教學(xué)：（1）、通過改變測量對象拓展原有實驗，提出新的實驗課題。如把金屬絲改為電流表，要求精確測量電流表的內(nèi)阻。（2

12、）、通過改變實驗儀器拓展原有實驗，提出新的實驗課題。如實驗室中變阻箱改為（9999。9），且只有二個，再提供一個（）滑動變阻器，請設(shè)計測量測量電流表的內(nèi)阻。（3）、通過改變實驗?zāi)康囊笸卣乖袑嶒?，改變實驗要求，提出新的實驗課題。運用伏安法測量電阻存在系統(tǒng)誤差，現(xiàn)要求設(shè)計一種測量方法，使測量結(jié)果消除系統(tǒng)誤差。（4）通過改變實驗圖景拓展原有實驗， 提出新的實驗課題。五、開展方案設(shè)計   強化創(chuàng)新的能力 “在物理科學(xué)的研究中，科學(xué)、合理、周密、巧妙的實驗設(shè)計，往往能導(dǎo)致物理科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)”。因此物理實驗設(shè)計應(yīng)是中學(xué)物理學(xué)習(xí)的最高目標，實驗設(shè)計是對我們各項實驗技能的綜合

13、測試，對培養(yǎng)創(chuàng)新能力有十分重要的意義。在高考物理實驗的復(fù)習(xí)中要重視實驗，注重原理，強化設(shè)計能力，要對每一個實驗（包括演示和分組、課后小實驗）都要認真弄懂實驗原理，熟悉實驗器材，掌握實驗方法和步驟，對實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象要仔細觀察、認真分析，并能處理實驗中出現(xiàn)的非預(yù)見性現(xiàn)象，能準確記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，通過真正動手去做實驗，得出正確結(jié)論。此外，還要進一步向設(shè)計性和開放性實驗靠近，強化自己的實驗設(shè)計能力。近年高考中尤以電學(xué)設(shè)計性實驗為多，主要設(shè)計思想有電表的量程選擇，電流表、電壓表的內(nèi)外接選擇，滑動變阻器的限流、分壓接法選擇，電表的另用（作待測電阻，電流表作電壓表使用）等。另外近年來高考物理實驗考查的內(nèi)

14、容也不只是局限于過去的學(xué)生實驗，還要考查演示實驗。例如，2000年實驗題目突出實驗設(shè)計和操作能力的考查，如第16題要求考生測電流表的內(nèi)阻，課本上沒有這一分組實驗要求，但實驗的原理和方法是考生應(yīng)該掌握的；2001年的試題對學(xué)生的實驗?zāi)芰μ岢隽烁叩囊?，?4題如果只靠死記硬背、紙上談兵，是做不好的，必須親自做過這個實驗才能很好地回答這道題；2001年上海物理卷“力電轉(zhuǎn)換器”問題，是一種使用新儀器的設(shè)計型實驗題，既考查了考生將實際問題轉(zhuǎn)化為物理問題的能力，又考查了考生在應(yīng)用基本測量工具和儀器自己設(shè)計實驗方案的能力，是一道新型的理論聯(lián)系實際與實驗設(shè)計相結(jié)合的好題；2002年春招物理試題第29題是以“伏安法測電阻”的知識為基礎(chǔ)，考查實驗誤差分析能力、實驗設(shè)計能力和實驗數(shù)據(jù)處理能力；2002年上海物理卷的第16題“利用光電脈沖測量車速和行程”、第18題“利用電磁感應(yīng)探測地下電纜”，考查內(nèi)容已游離于課本，用新的物理情景考查傳統(tǒng)的實驗?？傊?，“實驗復(fù)習(xí)上的突破，帶動整體物理水平的提高”。物理作為一門建立在實驗基礎(chǔ)上的學(xué)科，融匯了很多思維方法，比如驗證動量守恒定律的實驗中就用了等效法（用位移代替速度）