孟薈

自2016年廣東高考采用全國(guó)卷的考試模式以來(lái)，理綜物理試題的實(shí)驗(yàn)部分更側(cè)重于考查實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑫r(shí)也注重常規(guī)問(wèn)題的考查，但題型設(shè)計(jì)往往靈活多變，學(xué)生很容易失分，而實(shí)驗(yàn)題得分恰恰也是物理成績(jī)的分水嶺。因此，在高三物理實(shí)驗(yàn)課上如何帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行更加高效的復(fù)習(xí)，是很多物理老師要關(guān)注的問(wèn)題。

一、由淺入深，層層設(shè)問(wèn)

學(xué)生只有深刻理解實(shí)驗(yàn)原理后，才可能應(yīng)對(duì)靈活多變的實(shí)驗(yàn)題，下面以“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)為例，來(lái)說(shuō)明如何由淺入深講解實(shí)驗(yàn)原理部分。該實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)重難點(diǎn)：一是平衡摩擦力，二是懸掛的鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。對(duì)于難點(diǎn)一可采用層層設(shè)問(wèn)的方法來(lái)讓學(xué)生明白這其中的物理原理：

問(wèn)題1：力F拉著小車在光滑木板上前進(jìn)，合外力為？

問(wèn)題2：力F拉著小車在粗糙木板上前進(jìn)，合外力為？

問(wèn)題3：能否像重力和支持力的作用效果抵消一樣，摩擦力的作用效果也和其他力抵消？

為了讓學(xué)生更好地明白平衡摩擦力的目的，在作業(yè)中首先讓學(xué)生對(duì)平面上的小車和斜面上的小車進(jìn)行受力分析（見(jiàn)圖1、圖2）。由問(wèn)題3學(xué)生便可順其自然地理解當(dāng)抬高木板到合適的傾斜角度，能讓重力、支持力和摩擦力三個(gè)力的作用效果抵消，那么此時(shí)小車所受的合外力便為繩子上的拉力了。如此一來(lái)，當(dāng)學(xué)生遇到將木板換成氣墊導(dǎo)軌的問(wèn)題時(shí)，便可順利作答這時(shí)候不僅不需要平衡摩擦力的，還要注意將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平。在這個(gè)處理過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)用到了類比法，等效替代法等物理思想，相信對(duì)他們以后的學(xué)習(xí)生活能起到相應(yīng)的作用。

二、轉(zhuǎn)換法在高中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

對(duì)于“驗(yàn)證牛頓第二定律”這個(gè)實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)二，做了一個(gè)近似的處理，就是當(dāng)小車質(zhì)量M遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量m時(shí)，小車所受的繩子拉力T近似等于重物的重力mg。多數(shù)學(xué)生對(duì)于這一點(diǎn)無(wú)法理解，容易出現(xiàn)記錯(cuò)結(jié)論的現(xiàn)象。筆者在學(xué)生的作業(yè)環(huán)節(jié)中，并不只是讓學(xué)生對(duì)小車受力分析，同樣也對(duì)懸掛的重物進(jìn)行受力分析，這樣學(xué)生就很容易注意到重物并不是勻速下落，而是具有與小車同樣大小的加速度向下的加速度，從而重物的重力會(huì)大于繩子的拉力。由牛頓第二定律可得：G-FT=ma。不難看出重物重力和繩子拉力相差多少就取決于加速度的大小。那么為了讓繩子拉力T近似等于重物的重力mg，就需要比較小的加速度，從整體上考慮，不難得出只有重物質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M時(shí)，小車和重物的加速度才會(huì)很小，繩子拉力T才近似等于重物的重力mg。經(jīng)過(guò)這番處理，學(xué)生就明白如何將一個(gè)比較難測(cè)量的力轉(zhuǎn)換為容易測(cè)量的力了，從而明白了轉(zhuǎn)換法的思想。雖然繩子拉力略小于重物重力，只要其產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差足夠小就對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響不大了。當(dāng)學(xué)生遇到如圖5所示的升級(jí)實(shí)驗(yàn)后，就很容易理解一旦能測(cè)得繩子上力的大小，那么也就不需要滿足重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量這個(gè)關(guān)系了。

“轉(zhuǎn)換法”這種思想方法在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)”中也有體現(xiàn)。一個(gè)運(yùn)動(dòng)的小球與靜止的小球發(fā)生對(duì)心正碰，需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：m1v0=m1v1+m2v2，共需要測(cè)量三個(gè)速度值。而在高中學(xué)習(xí)階段，要把兩球的碰前和碰后速度測(cè)出來(lái)，這是比較難做到的。實(shí)驗(yàn)中利用兩小球做等時(shí)的平拋運(yùn)動(dòng)，將“速度”轉(zhuǎn)換為平拋運(yùn)動(dòng)的“水平射程”，從而將難測(cè)量的“速度”轉(zhuǎn)換為易測(cè)量的“長(zhǎng)度”。（見(jiàn)圖6）教師要注重實(shí)驗(yàn)方法的講解，做到層層遞進(jìn)，最終達(dá)到目的，不僅向?qū)W生傳授知識(shí)，更重要的是讓學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到培養(yǎng)。

三、對(duì)比法應(yīng)用于相近的實(shí)驗(yàn)

高中物理的幾大力學(xué)實(shí)驗(yàn)在儀器的使用上面都有很大的相關(guān)性，為了讓學(xué)生更好地理解和掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，筆者通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀器的相關(guān)性，將相似的實(shí)驗(yàn)放在一起進(jìn)行對(duì)比。在復(fù)習(xí)階段這樣處理知識(shí)點(diǎn)，可以使學(xué)生更好的理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚瑥亩罱K提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和處理數(shù)據(jù)的能力。以下是筆者整理的利用小車木板模型長(zhǎng)做的三大力學(xué)實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)表1）。

從以上作業(yè)表格中，學(xué)生很容易直觀總結(jié)出：驗(yàn)證牛頓第二定律和探究動(dòng)能定理兩大力學(xué)實(shí)驗(yàn)都是圍繞著如何獲得合外力而進(jìn)行著，只是后期代入的物理公式不同。同時(shí)，學(xué)生會(huì)明白在實(shí)驗(yàn)器材基本一致的情況下，采用不同的研究方法和處理數(shù)據(jù)的方法，就可以達(dá)到不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，這對(duì)于學(xué)生今后的學(xué)習(xí)能力都是一種很好的鍛煉。在高三復(fù)習(xí)的緊張時(shí)期，將不同的知識(shí)點(diǎn)放在一起對(duì)比，也可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷徙能力。

四、概括歸納法

電學(xué)實(shí)驗(yàn)常常在全國(guó)卷理綜物理實(shí)驗(yàn)試題中占據(jù)較大分值。學(xué)生也一直對(duì)于掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)題目感覺(jué)困難重重。對(duì)考試大綱中用伏安法測(cè)量待測(cè)電阻的阻值這一實(shí)驗(yàn)，學(xué)生較易掌握，但是測(cè)量待測(cè)電阻值的題型非常靈活多變，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我認(rèn)為一定要將學(xué)生練習(xí)的題目進(jìn)行有效地歸納總結(jié)，讓學(xué)生理解其中所含的共同的物理規(guī)律，這樣就可避免學(xué)生做一題會(huì)一題，能培養(yǎng)出他們舉一反三的能力。

上表旨在說(shuō)明三種測(cè)量電阻值的方法的對(duì)比，當(dāng)然其中還有誤差分析等問(wèn)題，在此就不一一贅述。從表中可以安安法和伏伏法實(shí)際上分別是利用已知阻值的電流表和電壓表來(lái)間接測(cè)出待測(cè)電阻的電壓和電流值，從這一點(diǎn)上來(lái)講，本質(zhì)還是伏安法。當(dāng)學(xué)生理解到這一點(diǎn)，對(duì)于這一類便可找到突破口求解了。

總之，想要學(xué)生學(xué)好物理，就沒(méi)有一成不變的教學(xué)模式。教師只有注重因材施教，靈活選用合適的授課方式，選用合適的作業(yè)題目，才能使原本枯燥無(wú)味的學(xué)習(xí)變得充滿活力與生氣，才能提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，并且最終提高學(xué)生的物理成績(jī)。

責(zé)任編輯 徐國(guó)堅(jiān)