三、重新認(rèn)識實(shí)驗(yàn)的地位與作用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新意識與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，每一個(gè)物理概念、物理規(guī)律都是建立在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的。因此，實(shí)驗(yàn)是研究物理學(xué)的重要手段和方法。課本中安排的實(shí)驗(yàn)(包括演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn))是為了幫助理解課本所學(xué)內(nèi)容而安排的，大多數(shù)為驗(yàn)證性試驗(yàn)(即使是探究性實(shí)驗(yàn)，也因?yàn)槔碚摰氖熘?，很容易演變成?yàn)證性實(shí)驗(yàn))。因此，這些實(shí)驗(yàn)在增加學(xué)生的感性認(rèn)識、培養(yǎng)基本實(shí)驗(yàn)技能方面確有一定作用，但對凸現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際地位與作用卻不夠。
近年來，實(shí)驗(yàn)部分的考查已從課本上游離出來，且多為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)試題難度相對增大，分值上升，所占比例增大，試圖逐步改變傳統(tǒng)的重理論、輕實(shí)驗(yàn)的做法，凸現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的地位與作用。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)試題中涉及的基本知識和實(shí)驗(yàn)技能的要求仍然立足于課本實(shí)驗(yàn)。如2001年上海市高考第18題關(guān)于設(shè)計(jì)測量質(zhì)量的"電子秤"：
某學(xué)生為了測量一物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數(shù)為k)，如圖A所示。測量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為零；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U?，F(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個(gè)，開關(guān)及導(dǎo)線若干、待測物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上)。 請?jiān)谌鐖DB所示的方框內(nèi)完成對該物體質(zhì)量的測量。
(1)設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測量電路圖。
(2)簡要說明測量步驟，求出比例系數(shù)k，并測出待測物體的質(zhì)量m。
(3)請?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會出現(xiàn)的一個(gè)問題。
力電轉(zhuǎn)換器是現(xiàn)行高中物理課本中不曾出現(xiàn)過的新儀器，題干中既沒有介紹其構(gòu)造，也沒有說明其原理，這使許多考生感到困惑。其實(shí)，盡管力電轉(zhuǎn)換器是全新儀器，但我們不必去細(xì)究其構(gòu)造與原理，只須將其作為測量儀器用即可。從設(shè)計(jì)思路上看，應(yīng)按調(diào)零、刻度、測量三步進(jìn)行，與課本中多用電表的使用相似。從知識內(nèi)容來看，關(guān)鍵在滑線變阻器的分壓式接法。此題很好地考查了考生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。
中學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)可分為兩大類：一類屬于觀察現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，如研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象、利用游標(biāo)卡尺觀察光的衍射現(xiàn)象等；一類是測量物理量的實(shí)驗(yàn)，其中，有的通過所測量的物理量總結(jié)出物理規(guī)律，有的是利用物理規(guī)律來間接測量物理量。在觀察物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)(演示的實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn))中，要注意對學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)。在測量物理量的實(shí)驗(yàn)中，要加強(qiáng)對物理規(guī)律的認(rèn)識、理解。注重為達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的所運(yùn)用的實(shí)驗(yàn)思路和實(shí)驗(yàn)方法。例如對電阻的測量，教材中有多用電表測電阻、伏安法測電阻、半偏法測電阻......這些方法有什么異同呢?通過中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，應(yīng)使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)常見儀器的使用，掌握基本實(shí)驗(yàn)方法，具備基本實(shí)驗(yàn)技能。同時(shí)，實(shí)是求是的科學(xué)態(tài)度也是實(shí)驗(yàn)過程中所應(yīng)培養(yǎng)的重要方面，實(shí)驗(yàn)過程中誤差是不可避免的，關(guān)鍵是分析與控制。2001年全國高考"3＋2"物理卷中關(guān)于半偏法測電阻的
實(shí)驗(yàn)試題，首次考查了誤差分析與控制。復(fù)習(xí)中應(yīng)注意分析實(shí)驗(yàn)誤差存在的原因及對應(yīng)策略，如伏安法測電阻中的安培表的內(nèi)接法和外接法中的誤差分析。 總之，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的重要組成部分，是研究物理學(xué)的重要手段和方法。能按部就班地完成課本中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)不是中
學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的目的，明確實(shí)驗(yàn)的地位與作用，掌握基本實(shí)驗(yàn)思想和方法，初步具備實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力才是我們的根本目的。
總之，“3+X+綜合”的高考方案對考生的知識和能力要求全面，作為考生，應(yīng)以物理知識為主干，滲透中學(xué)各科知識，增加學(xué)科內(nèi)容的實(shí)用性和現(xiàn)代性，這樣才能將物理與各門學(xué)科有機(jī)結(jié)合起來，從而提高學(xué)生綜合思考和解決問題的水平，成為知識面廣、基礎(chǔ)知識扎實(shí)、有現(xiàn)代意識、有綜合能力的高素質(zhì)的接班人。
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，每一個(gè)物理概念、物理規(guī)律都是建立在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的。因此，實(shí)驗(yàn)是研究物理學(xué)的重要手段和方法。課本中安排的實(shí)驗(yàn)(包括演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn))是為了幫助理解課本所學(xué)內(nèi)容而安排的，大多數(shù)為驗(yàn)證性試驗(yàn)(即使是探究性實(shí)驗(yàn)，也因?yàn)槔碚摰氖熘?，很容易演變成?yàn)證性實(shí)驗(yàn))。因此，這些實(shí)驗(yàn)在增加學(xué)生的感性認(rèn)識、培養(yǎng)基本實(shí)驗(yàn)技能方面確有一定作用，但對凸現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際地位與作用卻不夠。
近年來，實(shí)驗(yàn)部分的考查已從課本上游離出來，且多為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)試題難度相對增大，分值上升，所占比例增大，試圖逐步改變傳統(tǒng)的重理論、輕實(shí)驗(yàn)的做法，凸現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的地位與作用。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)試題中涉及的基本知識和實(shí)驗(yàn)技能的要求仍然立足于課本實(shí)驗(yàn)。如2001年上海市高考第18題關(guān)于設(shè)計(jì)測量質(zhì)量的"電子秤"：
某學(xué)生為了測量一物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數(shù)為k)，如圖A所示。測量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為零；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U?，F(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個(gè)，開關(guān)及導(dǎo)線若干、待測物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上)。 請?jiān)谌鐖DB所示的方框內(nèi)完成對該物體質(zhì)量的測量。
(1)設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測量電路圖。
(2)簡要說明測量步驟，求出比例系數(shù)k，并測出待測物體的質(zhì)量m。
(3)請?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會出現(xiàn)的一個(gè)問題。
力電轉(zhuǎn)換器是現(xiàn)行高中物理課本中不曾出現(xiàn)過的新儀器，題干中既沒有介紹其構(gòu)造，也沒有說明其原理，這使許多考生感到困惑。其實(shí)，盡管力電轉(zhuǎn)換器是全新儀器，但我們不必去細(xì)究其構(gòu)造與原理，只須將其作為測量儀器用即可。從設(shè)計(jì)思路上看，應(yīng)按調(diào)零、刻度、測量三步進(jìn)行，與課本中多用電表的使用相似。從知識內(nèi)容來看，關(guān)鍵在滑線變阻器的分壓式接法。此題很好地考查了考生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。
中學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)可分為兩大類：一類屬于觀察現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，如研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象、利用游標(biāo)卡尺觀察光的衍射現(xiàn)象等；一類是測量物理量的實(shí)驗(yàn)，其中，有的通過所測量的物理量總結(jié)出物理規(guī)律，有的是利用物理規(guī)律來間接測量物理量。在觀察物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)(演示的實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn))中，要注意對學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)。在測量物理量的實(shí)驗(yàn)中，要加強(qiáng)對物理規(guī)律的認(rèn)識、理解。注重為達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的所運(yùn)用的實(shí)驗(yàn)思路和實(shí)驗(yàn)方法。例如對電阻的測量，教材中有多用電表測電阻、伏安法測電阻、半偏法測電阻......這些方法有什么異同呢?通過中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，應(yīng)使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)常見儀器的使用，掌握基本實(shí)驗(yàn)方法，具備基本實(shí)驗(yàn)技能。同時(shí)，實(shí)是求是的科學(xué)態(tài)度也是實(shí)驗(yàn)過程中所應(yīng)培養(yǎng)的重要方面，實(shí)驗(yàn)過程中誤差是不可避免的，關(guān)鍵是分析與控制。2001年全國高考"3＋2"物理卷中關(guān)于半偏法測電阻的
實(shí)驗(yàn)試題，首次考查了誤差分析與控制。復(fù)習(xí)中應(yīng)注意分析實(shí)驗(yàn)誤差存在的原因及對應(yīng)策略，如伏安法測電阻中的安培表的內(nèi)接法和外接法中的誤差分析。 總之，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的重要組成部分，是研究物理學(xué)的重要手段和方法。能按部就班地完成課本中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)不是中
學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的目的，明確實(shí)驗(yàn)的地位與作用，掌握基本實(shí)驗(yàn)思想和方法，初步具備實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力才是我們的根本目的。
總之，“3+X+綜合”的高考方案對考生的知識和能力要求全面，作為考生，應(yīng)以物理知識為主干，滲透中學(xué)各科知識，增加學(xué)科內(nèi)容的實(shí)用性和現(xiàn)代性，這樣才能將物理與各門學(xué)科有機(jī)結(jié)合起來，從而提高學(xué)生綜合思考和解決問題的水平，成為知識面廣、基礎(chǔ)知識扎實(shí)、有現(xiàn)代意識、有綜合能力的高素質(zhì)的接班人。