——高中物理实验复习的几点建议

物理学是一门以实验为基础的科学。所有的物理概念、定律和理论等，都是在实验的基础上建立起来的。因此，培养学生的实验技能，了解物理学的研究方法，养成实事求是的科学态度，掌握物理实验的设计思想，对学生今后搞科学实验和技术革新有重要的基础作用。学生在整个高中阶段学习了很多物理实验，在进行实验复习的时候，不能够就事论事，将实验再来回顾或者做一遍，现提以下几点复习建议。

1．对学习过的物理实验进行分类

同种类型的实验，有很多相似之处，分类的目的在于重点介绍其中的部分实验，其余的让同学们“举一反三”，自己去突破。

从物理实验要达成的目标来看，高中物理实验大体可以分为以下几种类型：一是基本测量工具的使用实验，比如弹簧秤、打点计时器、多用表、滑动变阻器、电压表和电流表等；二是物理量的测定实验。有一些重要的物理量，没有直接的测量工具可以测量，但又是希望同学们通过实验进行探究的，这些物理量的测定经常和相关的物理概念或规律直接相连，通过间接测量达到目的。比如说速度、加速度、电阻、电源的电动势和内阻、电场强度和磁感应强度等。三是物理规律的验证性实验。通过实验，检验我们常用的物理规律的正确性，增强对物理科学的信任感。这样的实验主要有共点力的合成、有固定转动轴物体的平衡、机械能守恒定律、波义耳定律、楞次定律等。四是观察、研究物理现象的实验。比如说大量的演示实验，描绘平抛运动的轨迹、非线性电阻的伏安特性图线等。五是设计型的物理实验，考察学生能否将平时在实验中获得的经验和知识迁移到新的情景中加以应用，利用“老方法解决新问题”。

每一种类型的实验，都有其自身的特点，把握特点寻找共性，是教师们上课的时候需要关注的。

2．让学生了解实验的设计思想

在中学物理实验中，有许多实验的设计构思十分巧妙，凝聚着前人的智慧和创造，在物理理论的建立和发展中具有重要的意义，同时也是同学们开展实验设计的思想源泉。因此，有必要让同学们了解物理实验的设计思想。主要有：

1）控制变量法。这是在中学实验中用的最为广泛地实验设计思想。凡是涉及到三个或者三个以上变量的实验问题，都要运用这样的设计思想。比如说牛顿第二定律、波义耳定律等的研究，都采用了控制变量的方法。

2）对称法。对称思想是物理学的一种重要思想，在实验设计中对这种思想也有巧妙的运用，如托马斯·杨运用对称法把点光源发出的一束光分成两束，巧妙地获得了相干光源，从而观察到光的干涉现象，验证了光的波动性。再如卡文迪许实验、用注射器验证玻一马定律的实验、等臂天平等装置在结构上都是对称的。

3）累积法。对微小量的测量，可采用累计后求平均的方法以减少相对误差。这是一种间接性的放大。如：薄纸的厚度可测多张后来平均而得、细金属丝的直径可绕多圈后来平均测出、单摆的周期通过测出几十次摆动的时间求平均而得等等。

4）微小量放大法。在现象、变化、待测量很微小的情况下采用的方法。放大的方法很多，有利用光学元件对观察对象的空间尺度所做的放大；有运用电子元件对微小信号所进行的放大；有游标卡尺、螺旋测微器那样的将微小尺度的变化转换为较大尺度的放大；有利用杠杆原理将微小长度的变化转换为较大长度的变化或将微小角度的变化转换为较大尺度的变化等。

5）留迹法。对于那些稍纵即逝的物理现象，在进行研究的时候，通常是先设法将这些运动的径迹通过某种途径记录下来，然后再进行精细的研究。比如说打点计时器记录的纸带、频闪照片获得的自由落体运动的图片，平抛运动轨迹的描绘等等。

6）平衡法。平衡是矛盾的对立双方的暂时均衡，反映在物理上就是一个物理量同另一个或几个量作用的抵消或相当，在物理实验中，平衡法是运用已知量确定未知量的常用方法。如测力计、密立根油滴实验等运用了二力平衡；天平、卡文迪许实验、库仑扭秤实验以及磁电式电流表的设计等运用了力矩平衡；静电计、电桥运用了电平衡等。

中学物理中的许多实验，在设计思想上常常是多种思想的综合，在实验教学中，教师应结合具体的实验启发学生认真领会。

3．物理实验器材的确定

一个实验，需要哪些实验的器材，同学们在复习的时候经常搞不清楚，丢三拉四。建议老师们在复习的时候，给学生提供分析的思路。

我在辅导学生物理实验的时候，给他们提供的确定器材的思路是这样的（现以波义耳定律实验为例加以说明）：

1）确定研究的对象。本实验的研究对象是一定质量的气体。

2）确定测量工具。（即需要测量哪些物理量，这些量的测量需要什么样的测量工具）。本实验需要测定气体的压强和体积两个物理量。气体的体积可以通过注射器上的刻度直接读得，关键在于压强的确定。如果不利用传感器，则需要气压计读出当时的大气压强；需要弹簧秤读出活塞和框架的总重力；需要刻度尺测量注射器有刻度部分的总长度以求出活塞的内截面积。

3）辅助器材。即保证研究对象和测量工具正常工作所需要的附件。研究的气体要求质量一定、温度一定，因此需要一个密封的容器，还要方便的改变气体的体积，因此需要注射器、橡皮帽和润滑油；不能用手握注射器，因此需要铁架台和夹子；要使注射器保持在竖直方向上，以便通过读取施加的外力求压强，而且要便于拉和压，因此需要专门固定在活塞上的框架。气压计、弹簧秤和刻度尺不需要额外的辅助器材支持。

无论是演示实验还是学生实验，器材都是由以上三类组合而成的，这样就给了他们进行选择时的一种切入的思路，从实际的效果来看，也是不错的。

实验的复习，还需要注意很多。比如引导学生理解实验的原理、注意测量工具的量程、实验数据的分析和处理等，限于篇幅，先说以上三点。