“對(duì)比思想”在浙江高考物理實(shí)驗(yàn)中的滲透

周林

摘 要： 對(duì)近幾年浙江高考自主命題物理實(shí)驗(yàn)試題中對(duì)比思想的研究，建議物理教師在平時(shí)教學(xué)中要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究，探尋命題規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生從多角度考慮問題的意識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?

關(guān)鍵詞： 對(duì)比思想；物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)研討

近年來浙江高考物理實(shí)驗(yàn)試題緊扣教材，重視基本經(jīng)歷、基本體驗(yàn)和基本技能的考查，大部分試題源于教材但不拘泥于教材.實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新在于考查內(nèi)容不再是單一的實(shí)驗(yàn)，通過圍繞實(shí)驗(yàn)的原理、器材、操作、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等特點(diǎn)，通過對(duì)比的形式來組合實(shí)驗(yàn)考查的命題設(shè)計(jì)，從而引領(lǐng)教師在平時(shí)的教學(xué)以及備考過程中注重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng).

1 圍繞實(shí)驗(yàn)原理的分析——內(nèi)接與外接的對(duì)比

例1 （2014年高考浙江卷） 小明對(duì)2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣，于是用伏安法測(cè)量其電阻值.

啟示 該題通過照片提供用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球直徑的真實(shí)情境，最大的變化在于考查的不是平時(shí)比較重視的游標(biāo)卡尺讀數(shù)，而是平時(shí)更容易忽略的小球應(yīng)放在外徑測(cè)量爪的位置.只有做過實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，才能很快地進(jìn)行確認(rèn).體現(xiàn)教師在教學(xué)中不僅要重視實(shí)驗(yàn)的重要部分，同時(shí)也要多關(guān)注一些細(xì)節(jié)，更要讓學(xué)生熟悉基本儀器的使用及注重實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范.讓做過實(shí)驗(yàn)的與沒有做過實(shí)驗(yàn)的有明顯的區(qū)分，體現(xiàn)命題者的良苦用心.

4 圍繞實(shí)驗(yàn)裝置的功能——恒力與變力的對(duì)比

例4 （2013年高考浙江卷） 如圖5所示，裝置甲中掛有小桶的細(xì)線繞過定滑輪，固定在小車上；裝置乙中橡皮筋的一端固定在導(dǎo)軌的左端，另一端系在小車上.一同學(xué)用裝置甲和乙分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)正確操作獲得兩條紙帶①和②，紙帶上的a、b、c……均為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn).

（1）任選一條紙帶讀出b、c兩點(diǎn)間距離為 ；

（2）任選一條紙帶求出c、e兩點(diǎn)間的平均速度大小為 ，紙帶①和②上c、e兩點(diǎn)間的平均速度v① v②（填“大于”、“等于”或“小于”）；③圖中 （填選項(xiàng)）.

A.兩條紙帶均為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得

B.兩條紙帶均為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得

C.紙帶①為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得，紙帶②為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得

D.紙帶①為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得，紙帶②為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得

啟示 該題通過照片呈現(xiàn)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情景.利用相似實(shí)驗(yàn)裝置的對(duì)比，體會(huì)實(shí)驗(yàn)裝置的不同功能：一個(gè)是細(xì)線作用下的恒力，小車始終做勻加速運(yùn)動(dòng)；一個(gè)是橡皮繩作用下的變力，小車先加速后勻速運(yùn)動(dòng).學(xué)生需要仔細(xì)分析兩張紙帶上各點(diǎn)間的間距，發(fā)現(xiàn)相鄰的點(diǎn)間距的差異，才能辨別紙帶出自哪種裝置.看似相同，實(shí)則不同，通過這種組合實(shí)驗(yàn)的考查方法，比較兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的異同，體現(xiàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和掌握程度.

5 圍繞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理——彈性限度內(nèi)與外的對(duì)比

例5 （2010年高考浙江卷） 在“探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧.為測(cè)量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們?cè)谙鹌だK下端依次逐個(gè)掛上鉤碼（每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為m=0.1kg，取g=10 m/s2），并記錄繩下端的坐標(biāo)X加i（下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤碼個(gè)數(shù)）.然后逐個(gè)拿下鉤碼，同樣記錄繩下端的坐標(biāo)X減i，繩下端面坐標(biāo)的值Xi =（X加i +X減i）/2的數(shù)據(jù)如表1所示.

（1）同一橡皮繩的X加i X減i（大于或小于）；

（2） 同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求（甲或乙）；

（3）選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k（N/m）；

（4）為了更好地測(cè)量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時(shí)需考慮的因素有哪些？

啟示 該題源于課本實(shí)驗(yàn)“探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系”，用橡皮繩代替彈簧進(jìn)行創(chuàng)新，高于課本實(shí)驗(yàn).通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，不僅能得出橡皮繩與彈簧的差異，彈簧在彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)是不變的，也能得出橡皮繩在伸長(zhǎng)和縮短的過程中性質(zhì)的差異，橡皮繩在收縮時(shí)不能和伸長(zhǎng)時(shí)表現(xiàn)出一樣的特性.考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力及能通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果來分析問題的能力.選用鉤碼時(shí)需考慮哪些因素，體現(xiàn)了要求教師在教學(xué)中重視實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)及實(shí)驗(yàn)器材的正確使用，還需對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展、創(chuàng)新和學(xué)生發(fā)展性思維的培養(yǎng).

6 圍繞實(shí)驗(yàn)條件的不同——實(shí)際與額定的對(duì)比

例6 （2009年高考浙江卷） 某同學(xué)從標(biāo)稱為“220 V 25 W”、“220 V 300 W”、“220V 500W”的3只燈泡中任選一只，正確使用多用電表測(cè)量燈泡阻值如圖6所示.該燈泡的阻值是 Ω，標(biāo)稱的額定功率為 W.

啟示 該題考查金屬燈絲電阻在冷態(tài)與正常發(fā)光情況下的比較，要求學(xué)生從測(cè)量的冷電阻與正常工作時(shí)的電阻比較中選擇標(biāo)稱的額定功率.此題設(shè)計(jì)巧妙之處在于用多用電表測(cè)得燈泡的電阻恰恰與第2只燈泡在正常工作的電阻差不多，迷惑之處在于各燈泡的電阻相差不大是因?yàn)槎嘤秒姳碇荒艽致詼y(cè)得阻值，故學(xué)生想當(dāng)然地選擇第2只燈泡的額定功率.造成學(xué)生思維的最大障礙往往在于死套公式、脫離實(shí)際，沒有真正理解金屬電阻率會(huì)隨溫度的變化而變化，所以燈泡的冷態(tài)電阻比其正常工作時(shí)的電阻小得多.讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得到體驗(yàn)，體悟了“真實(shí)”的物理.endprint