物理學(xué)是一門實驗科學(xué)，物理學(xué)的研究和發(fā)展都離不開實驗。因此，在物理的教學(xué)過程中，必須重視實驗教學(xué)，注重對學(xué)生進行實驗技能、實驗方法和實驗思想的培養(yǎng)，進而培養(yǎng)和提升學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析現(xiàn)象，以及發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力。此外，實驗還有利于學(xué)生養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度，樹立“實踐是檢驗真理的惟一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)世界觀。鑒于此，實驗?zāi)芰τ趯W(xué)生的綜合素質(zhì)和未來發(fā)展具有重要意義。高考《考試說明》把“實驗?zāi)芰Α弊鳛橐豁椖芰疾轫椖浚紝W(xué)科比例約為13%�？v觀近幾年的高考試卷，無論是物理單科卷，還是理科綜合卷，舊課程卷還是新課程卷，也無論是全國統(tǒng)一試卷，還是各省市的地方試卷，對實驗題的考查都幾乎是選擇了“電路實驗”。為何高考物理實驗考查如此青睞電路實驗？筆者以為主要有以下三個原因。
一、高考實驗考查的目標(biāo)要求
《考試說明》明確指出：教學(xué)過程中的實驗有助于加深學(xué)生對自然科學(xué)概念、原理和規(guī)律的了解，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神；實驗?zāi)芰σ彩强忌鷮韽氖驴茖W(xué)研究的基礎(chǔ)。并把“設(shè)計和完成實驗的能力”作為五大能力要求之一，實驗?zāi)芰Φ目疾榘ǎ?/p>
(1)獨立完成實驗的能力。包括理解實驗原理、實驗?zāi)康募耙�，了解材料、用具的用途和使用方法，掌握實驗方法步驟，會控制實驗條件和使用實驗儀器，會處理實驗安全問題，會觀察、分析和解釋實驗中產(chǎn)生的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，并得出合理的實驗結(jié)論。
(2)能根據(jù)要求靈活運用已學(xué)過的物理學(xué)理論、實驗方法和儀器，設(shè)計簡單的實驗方案，并處理相關(guān)的實驗問題。
從上述要求可以看出高考對實驗的考查，不僅包括實驗操作技能和處理實驗問題的能力，還包括思辨性的假設(shè)和猜想、邏輯性的分析和論證、準(zhǔn)確性的測量和記錄、嚴(yán)密性的推理和清晰科學(xué)的表達，是對學(xué)生進行全面的科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力的考查。而具備這種全方位、多功能考查內(nèi)容的實驗題，必然是高考的首選。
二、《考試說明》的“實驗知識內(nèi)容”
在2005年《考試說明》物理科“知識內(nèi)容表（新課程）”的131個知識點中，實驗有19個，占14.5%，這與實驗分?jǐn)?shù)約占15%的比例相吻合。實驗考查的“內(nèi)容和說明”如表1。
表1
從表中不難看出：
(1)在高考考查的19個實驗中，涉及電路的實驗有5個，占26.3%，它們分別是測定金屬的電阻率（同時練習(xí)使用螺旋測微器）、描繪小電珠的伏安特性曲線、把電流表改裝為電壓表、用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻、用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件。這些實驗在實驗原理、實驗器材、實驗方法、實驗技能和實驗思想等方面具有內(nèi)在的統(tǒng)一性。
(2)從“說明”中可以看出，實驗考查要求會使用的儀器主要有13個，其中刻度尺、天平、彈簧秤、溫度表等的使用，已在初中進行系統(tǒng)、重點的學(xué)習(xí)和考查，而與電路實驗相關(guān)的器材有電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱、螺旋測微器等，占38.5%；此外，電路實驗還凸顯對誤差問題的分析和研究，主要涉及儀器的選擇、電路的組裝、數(shù)據(jù)的讀取和處理等，這也使試題更具探究性和時代性，強化了試題的選拔性功能�？梢�，高考選擇電路實驗進行考查，能最大限度地覆蓋《考試說明》中給定的實驗知識點，最大限度地滿足“說明”中所強調(diào)的相關(guān)要求。
三、電路實驗的特征和考查功能
眾所周知，實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ)。通過觀察、測量和有計劃的實驗活動去認識自然、發(fā)現(xiàn)自然的規(guī)律，驗證猜想和假設(shè)，并進行再創(chuàng)造，是科學(xué)工作者的基本素養(yǎng)。由于高考自身的局限性，高考物理力圖通過筆試的形式，鑒別考生是否具有實驗的經(jīng)歷和體驗，是否具有進行實驗研究的基本素養(yǎng)。鑒于此，高考著重考查《考試說明》中給定實驗的原理、方法和器材重新組合的新實驗，力求編制開放性、設(shè)計性較強的試題，以測試考生獨立解決新問題的能力和“遷移”能力。而電路實驗題所具有的一系列特征，較好地體現(xiàn)了高考實驗的考查功能。
1.設(shè)計性
設(shè)計性物理實驗，是讓考生根據(jù)掌握的實驗原理、實驗器材和實驗方法，設(shè)計和完成新的實驗，它包含著新內(nèi)容、新方案、新視角等諸多側(cè)面。電路實驗中，除伏安法、多用電表法以外，還有電橋法、雙電阻法、單電阻法、等效替代法和半偏法等，各種方法均具有相應(yīng)的科學(xué)性、簡捷性、精確性和便利性。例如2003年全國高考理綜試卷的實驗題（題略），第1小題屬于電路的設(shè)計，涉及伏安法電路（外接法和內(nèi)接法）和滑動變阻器電路（分壓器和限流器）；第2小題屬于數(shù)據(jù)處理的方案設(shè)計，涉及實驗誤差、數(shù)據(jù)的取舍、描點作圖和圖像的物理意義。
2.探究性
這是更高的思維活動層次，主要是考查學(xué)生綜合運用所學(xué)實驗的能力、收集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力，以及實驗創(chuàng)新能力。電路實驗涉及的知識點較多，如電表（量程）的選擇、電表的調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)、伏安法電路的“外接法”“內(nèi)接法”和“試接法”；滑動變阻器電路的分壓器和限流器、電表的改裝、電路的組合和數(shù)據(jù)處理、誤差分析等。在實驗方法上又涉及類比法、逆向思維法、綜合法等，這為探究性實驗題提供了廣闊的空間和豐厚的素材。例如1998年全國高考物理試卷實驗題（題略）第2小題中設(shè)定電流表每個分度表示的電流值未知，但指針偏轉(zhuǎn)的角度與通過的電流成正比，求測未知電阻Rx的值。這種新情境給人的初步感覺是“電路中的電流無法測量”，但據(jù)題設(shè)令I(lǐng)=kα，帶入第1小題的結(jié)果（表達式），即可得到未知電阻Rx的值；再如2000年全國高考物理試卷的實驗題（題略），要求測量電流表的內(nèi)電阻，要求方法簡捷，有盡可能高的精確度，并能測出多組數(shù)據(jù)。本題涉及實驗器材的選擇（量程選擇）和電路的組裝（電路圖），還要求寫出待測電阻的表達式（分析和計算）。而實驗電路的設(shè)計，如圖1a，充分體現(xiàn)了電路實驗的探究性。
3.靈活性
在以上的敘述中我們知道，電路實驗具備的考點非常多，包含的物理學(xué)思想和實驗方法也十分豐富，無論是考查實驗操作、數(shù)據(jù)處理，還是考電路設(shè)計、誤差分析，甚至是考綜合、探究和創(chuàng)新的能力，都可以在電路實驗中找到最佳的落腳點，設(shè)計出富有新意的、符合新課程理念和時代特征的開放性試題。近幾年的全國統(tǒng)一高考和各地市單獨考試的物理實驗試題，幾乎都是以電路實驗為主要考查點，考查的內(nèi)容、形式和要求各具特色、精彩紛呈。如2000年全國統(tǒng)一高考理綜試卷的實驗題（題略），是要求測量出“黑箱”中的電阻的阻值，如圖1b。本題的解法很多，但不同的操作方法，導(dǎo)致解題的難易程度不同，其中比較簡捷的方法是“靈活地應(yīng)用導(dǎo)線短接電路”進行測量（解法略）。
圖1
4.思想性
這是高考試題的靈魂所在。物理學(xué)的思想方法是辯證的思維方法，具有直觀的、邏輯的、想象的和美的特質(zhì)。電路實驗彰顯了物理學(xué)的思想方法和實驗特征，能夠最優(yōu)化地實現(xiàn)高考實驗的考查功能。例如2004年全國統(tǒng)一高考理綜試卷的實驗題（題略），就綜合地考查了如下豐厚的物理學(xué)思想。
(1)“遷移”和“回歸”思想。題中給定的量程為150mV的電壓表，其實就等效于靈敏電流計G，可以充當(dāng)“表頭”，這樣就自然回歸為“電流表的改裝”，即由表頭并聯(lián)分流電阻而成。雖然《考試說明》中只要求掌握“把電流表改裝為電壓表”實驗，但這兩種電表的改裝在實驗原理、器材和方法上如出一轍。
(2)發(fā)散思維。試題中給定了電壓表內(nèi)阻測量的電路圖，要求作出對改裝后的電流表進行校準(zhǔn)的電路圖。比較兩個電路圖可知：二者有變和不變之分??變化的是題圖中滑動變阻器的“分壓器電路”變化為答案的“限流器電路”；不變的是改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表的串聯(lián)方式（電流相等）。
(3)求異思維。本題在考查中盡量回避已學(xué)過的現(xiàn)成實驗，要求考生在遷移、回歸和發(fā)散的思維過程中“見異求同，見同求異”，找尋改裝電流表和改裝電壓表在理論上和實驗操作上的異同點，從而完成實驗的設(shè)計和問題的解決。
總之，電路實驗由于具備開放性、設(shè)計性、探究性、靈活性和思想性等多個維度的考查功能，能凸顯新課程的基本理念，符合高考的選拔性需要，因而備受高考的青睞。在平時的教學(xué)和復(fù)習(xí)中，理應(yīng)以電路實驗為突破口，強化實驗?zāi)康暮驮怼嶒炘O(shè)計和條件控制、實驗儀器的使用和維護、數(shù)據(jù)處理和誤差分析等各個環(huán)節(jié)的實踐和訓(xùn)練，努力培養(yǎng)和提高學(xué)生的實驗素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。只有這樣，才能以不變應(yīng)萬變，才能進行創(chuàng)造，才能在高考選拔中應(yīng)付自如。
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