高考物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)
近幾年來，高考物理實(shí)驗(yàn)試題在不斷出“新”，所謂“新”，表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是命題由知識立意向能力立意轉(zhuǎn)變，更注重的是創(chuàng)新能力的考查，二是在試題情境設(shè)置上力求出新，更注重應(yīng)用能力與遷移能力的考查，三是在設(shè)問方式有所變化。因此，物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中加強(qiáng)對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是取得高考勝利的重要保證。那么，什么是創(chuàng)新呢？即是通過自身的努力,獲得新的發(fā)現(xiàn)、新的規(guī)律、新的應(yīng)用、新的解法、新的認(rèn)識等的過程，廣義的創(chuàng)新能力包括：觀察能力、遷移能力、應(yīng)用能力、發(fā)現(xiàn)能力、選擇能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力等。不難看出，物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)物理科創(chuàng)新能力最佳載體�，F(xiàn)就如何在高考物理復(fù)習(xí)中培養(yǎng)創(chuàng)新能力作一個(gè)簡單的探討。
一、重視實(shí)驗(yàn)“雙基” 奠定創(chuàng)新的基礎(chǔ)
能力的培養(yǎng)離不開知識的載體作用，離開了知識和技能的積累，能力很難形成。分析歷屆高考實(shí)驗(yàn)題，可以發(fā)現(xiàn)貯存，構(gòu)建合理的知識結(jié)構(gòu)─→保證使用時(shí)的正確提取。
對常用的物理儀器要熟練運(yùn)用，這是實(shí)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識和基本技能是十分重要的。對于基礎(chǔ)知識和基本技能我們強(qiáng)調(diào):必須做到正確理解、有序驗(yàn)的基礎(chǔ)，是實(shí)驗(yàn)的工具，任何時(shí)候都不過時(shí)。在這方面花些時(shí)間是必需的。常見的有十三種儀器，這十三種儀器是刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧稱、溫度計(jì)、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等等。復(fù)習(xí)基本儀器的原理和使用時(shí)可有針對性地用多種媒體（儀器掛圖、實(shí)物、電腦教學(xué)軟件）結(jié)合呈現(xiàn)。像電流、電壓表等學(xué)生較熟悉的儀器用掛圖即可，像游標(biāo)卡尺、螺旋測微器等儀器要配以掛圖和放大的模型或電腦軟件等呈現(xiàn)，滑動(dòng)變阻器則要將實(shí)物、掛圖一起呈現(xiàn)。
二、以中學(xué)物理教材為本，培養(yǎng)遷移能力
遷移能力是創(chuàng)新能力中最為重要的一種，遷移能力常分為兩類：一是正遷移，即在實(shí)際解題過程中，主動(dòng)、自覺地遷移相關(guān)知識用于解題�？梢钥隙ǖ卣f，掌握的知識、技能再多，不會(huì)遷移或遷移不當(dāng)，所學(xué)知識也只能是死知識，毫無價(jià)值；另一種遷移是逆遷移，即在解題過程中，將自己總結(jié)出的規(guī)律、結(jié)論、經(jīng)驗(yàn)做法等有價(jià)值的信息回遷到自己的知識體系中來，豐富自己、提高自己。因此，遷移能力是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中必須重點(diǎn)培養(yǎng)的創(chuàng)新能力。
2005年理綜物理實(shí)驗(yàn)題第2小題，考查測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，來源于課本的分組實(shí)驗(yàn)，但電源的電動(dòng)勢大于電壓表的最大量程，故要串一定值電阻起分壓作用，但計(jì)算時(shí)把它看成內(nèi)阻來處理又與課本實(shí)驗(yàn)一樣。由此我們明確地感受到高考物理實(shí)驗(yàn)改革的方向：立足于課本但不拘泥于課本。將減小偶然誤差的方法、表述實(shí)驗(yàn)步驟、處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果、強(qiáng)化作圖技巧等列入重點(diǎn)考查內(nèi)容。這給了我們一個(gè)重要的啟示：不要背離書本，也不要把書本上的實(shí)驗(yàn)奉若神明，照本宣科講實(shí)驗(yàn)。我們要從知識與技能、過程與方法等多方面培養(yǎng)學(xué)生，提高他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�。在高三�?fù)習(xí)階段開放實(shí)驗(yàn)室，重做高中階段已做過的重要實(shí)驗(yàn)，更要以挑剔的眼光重新審視我們書本上傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，用新視角重新觀察已做過的實(shí)驗(yàn)，要有新的發(fā)現(xiàn)和收獲；并以實(shí)驗(yàn)帶復(fù)習(xí)，設(shè)計(jì)新的組合實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步樹立動(dòng)手操作意識和質(zhì)疑創(chuàng)新意識。比如《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》實(shí)驗(yàn)就必須從第一個(gè)打點(diǎn)開始計(jì)時(shí)（即只選取第一和第二兩打點(diǎn)間長度約為2mm的紙帶）嗎？等等。以往總覺得高考要按課本上實(shí)驗(yàn)裝置考查，害怕學(xué)生吃虧，從而千百遍地強(qiáng)調(diào)“以課本為準(zhǔn)”，不敢越雷池一步。但就目前的發(fā)展趨勢看，這種認(rèn)識是錯(cuò)誤的，是不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維發(fā)展的。實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)要打破常規(guī)，不應(yīng)該再讓學(xué)生跟在書本的后面，去死記硬背。讓學(xué)生們學(xué)會(huì)找毛病——找設(shè)計(jì)原理上的毛��；找實(shí)驗(yàn)步驟上的毛病；找數(shù)據(jù)處理上的毛病。沒毛病也要想想能否改進(jìn)。變學(xué)生被動(dòng)地接受灌輸為主動(dòng)探索發(fā)現(xiàn)，這樣，既激發(fā)了學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)和研究物理實(shí)驗(yàn)的熱情，又能迅速提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遷移能力。
三、整合簡單實(shí)驗(yàn) 樹立創(chuàng)新的意識
整合簡單實(shí)驗(yàn)是指采用橫向串聯(lián)和縱向延伸把簡單實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成綜合實(shí)驗(yàn)、系列實(shí)驗(yàn)的方法。橫向串聯(lián)可使知識系統(tǒng)化、條理化、層次化形成知識網(wǎng)絡(luò)，使知識達(dá)到前所未有的強(qiáng)度�？v向延伸可使知識程序化，使知識達(dá)到前所未有的功能。通過整合簡單實(shí)驗(yàn)，可使原貯存的知識進(jìn)行重組，尋找這些實(shí)驗(yàn)之間的交叉點(diǎn)和結(jié)合點(diǎn)，使知識達(dá)到融會(huì)貫通，訓(xùn)練思維的創(chuàng)新性。
平時(shí)我們把實(shí)驗(yàn)分成力學(xué)實(shí)驗(yàn)板塊、電學(xué)實(shí)驗(yàn)板塊、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)板塊、光學(xué)實(shí)驗(yàn)板塊。這只是簡單地重復(fù)了物理課本知識的體系，沒有多大的創(chuàng)意，對于學(xué)生思維的開發(fā)及對實(shí)驗(yàn)科學(xué)的領(lǐng)悟能力的培養(yǎng)顯得不夠深入細(xì)致。我們要在這些實(shí)驗(yàn)的組合板塊中挖掘一些功能，培養(yǎng)學(xué)生對待實(shí)驗(yàn)的常規(guī)意識。比如對于力學(xué)板塊，這是由驗(yàn)證力的合成與分解、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用和測勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律等實(shí)驗(yàn)組成的一個(gè)大的實(shí)驗(yàn)板塊。這些力學(xué)實(shí)驗(yàn)無非是在力F、速度V、加速度a、位移S、質(zhì)量m這幾個(gè)量上做文章而已。然后我們看看這幾個(gè)量是怎么測出來的，今后我們就可以用同樣的方式去處理類似的遷移式力學(xué)實(shí)驗(yàn)了。同時(shí)讓學(xué)生想一想電學(xué)實(shí)驗(yàn)板塊又能得到哪些結(jié)論。我們還可以把視野再拓寬一些，從多種角度來重新組合新的實(shí)驗(yàn)板塊。比如按測量和驗(yàn)證可把實(shí)驗(yàn)分成兩大板塊，按能進(jìn)行圖像處理數(shù)據(jù)和不能用圖像處理數(shù)據(jù)也可以把實(shí)驗(yàn)分成兩大板塊。就拿用圖像法處理數(shù)據(jù)來說，學(xué)生熟悉的是《測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻》、《測定金屬的電阻率》及《探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系》等實(shí)驗(yàn)，不過畫出的圖像必須是直線，否則不好處理。然后給學(xué)生們思考的空間，總結(jié)還有哪些實(shí)驗(yàn)也是可以這樣處理的。例如在《用單擺測定重力加速度》的實(shí)驗(yàn)中，我們測量出單擺的周期T和對應(yīng)的擺長L，再由公式g=4л2L/ T2來計(jì)算，課本上采用的是改變擺長多測幾組數(shù)據(jù)，再求重力加速度的平均值。現(xiàn)在我們可以以L和T2/4л2為兩坐標(biāo)軸建立坐標(biāo)系，把測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)放入其中，描繪各點(diǎn)，畫出直線求其斜率即是g。類似的處理方法還有許多，讓學(xué)生思考《研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)》和《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》等實(shí)驗(yàn)是否也可以這樣處理。
四、敢于質(zhì)疑拓展課本實(shí)驗(yàn) 培養(yǎng)創(chuàng)新的能力
愛因斯坦說過，“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要�！崩钫酪苍�(jīng)說：“遇到問題要敢于問個(gè)為什么，可怕的是提不出問題，邁不出第一步�！睂W(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)問題，并且敢于向老師提出來，這是他們刻苦學(xué)習(xí)，主動(dòng)鉆研的表現(xiàn)。我們要鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，讓學(xué)生在“疑”中產(chǎn)生問題，在“疑”中產(chǎn)生興趣，只有“疑”才有思，只有“思”才能進(jìn)出創(chuàng)新的火花。我們要尊重學(xué)生獨(dú)立的思維方式，培養(yǎng)學(xué)生不信書、不信師的敢想、敢說的自主創(chuàng)新意識，使他們真正能夠成為“青出于藍(lán)而勝于藍(lán)”的一代新人。 高考對基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，既屬于常�?guī)實(shí)驗(yàn)，又不落俗套，推陳出新，突出考查分析、推理和判斷能力。以2003年全國高考實(shí)驗(yàn)題為例，既如常規(guī)的電阻絲變成了圓柱體電阻,圖像中點(diǎn)的合理選取、圖像分析等等。按書本中的實(shí)驗(yàn)方法，第（1）問是明朗的、最基本的，只對電流表的外接法作了要求，對滑動(dòng)變阻器的分壓作用或者限流作用沒作具體限定。這樣相對降低了實(shí)驗(yàn)的難度，但對第（2）、（3）、（4）問，若沒有較強(qiáng)的遷移能力和獨(dú)立解決問題的能力，必然會(huì)讓學(xué)生驚愕不定，無從下手。
課本中的實(shí)驗(yàn)，考慮不同年級學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，許多實(shí)驗(yàn)還“留有余地”，在物理實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行改進(jìn)、完善、拓展，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的探索性、綜合性，使之更貼近對實(shí)際問題的解決，培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力。"拓展性"物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)設(shè)了一種特殊的研究性學(xué)習(xí)情景，它引導(dǎo)學(xué)生以類科學(xué)研究的方式去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，它注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力，主動(dòng)探索創(chuàng)新能力。這種教學(xué)方式是符合現(xiàn)代以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為核心的素質(zhì)教育思想的。如<<電阻測量>>實(shí)驗(yàn)的可進(jìn)行如下拓展教學(xué)：（1）、通過改變測量對象拓展原有實(shí)驗(yàn)，提出新的實(shí)驗(yàn)課題。如把金屬絲改為電流表，要求精確測量電流表的內(nèi)阻。（2）、通過改變實(shí)驗(yàn)儀器拓展原有實(shí)驗(yàn),提出新的實(shí)驗(yàn)課題。如實(shí)驗(yàn)室中變阻箱改為（0－9999.9Ω），且只有二個(gè)，再提供一個(gè)（0－10Ω）滑動(dòng)變阻器，請?jiān)O(shè)計(jì)測量測量電流表的內(nèi)阻。（3）、通過改變實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊笸卣乖袑?shí)驗(yàn),改變實(shí)驗(yàn)要求，提出新的實(shí)驗(yàn)課題。運(yùn)用伏安法測量電阻存在系統(tǒng)誤差，現(xiàn)要求設(shè)計(jì)一種測量方法，使測量結(jié)果消除系統(tǒng)誤差。（4）通過改變實(shí)驗(yàn)圖景拓展原有實(shí)驗(yàn), 提出新的實(shí)驗(yàn)課題。
五、開展方案設(shè)計(jì) 強(qiáng)化創(chuàng)新的能力
“在物理科學(xué)的研究中，科學(xué)、合理、周密、巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，往往能導(dǎo)致物理科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)”。因此物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)是中學(xué)物理學(xué)習(xí)的最高目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是對我們各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能的綜合測試，對培養(yǎng)創(chuàng)新能力有十分重要的意義。
在高考物理實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)中要重視實(shí)驗(yàn)，注重原理，強(qiáng)化設(shè)計(jì)能力，要對每一個(gè)實(shí)驗(yàn)（包括演示和分組、課后小實(shí)驗(yàn)）都要認(rèn)真弄懂實(shí)驗(yàn)原理，熟悉實(shí)驗(yàn)器材，掌握實(shí)驗(yàn)方法和步驟，對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象要仔細(xì)觀察、認(rèn)真分析，并能處理實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的非預(yù)見性現(xiàn)象，能準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，通過真正動(dòng)手去做實(shí)驗(yàn)，得出正確結(jié)論。此外，還要進(jìn)一步向設(shè)計(jì)性和開放性實(shí)驗(yàn)靠近，強(qiáng)化自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。近年高考中尤以電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為多，主要設(shè)計(jì)思想有電表的量程選擇，電流表、電壓表的內(nèi)外接選擇，滑動(dòng)變阻器的限流、分壓接法選擇，電表的另用（作待測電阻，電流表作電壓表使用）等。另外近年來高考物理實(shí)驗(yàn)考查的內(nèi)容也不只是局限于過去的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，還要考查演示實(shí)驗(yàn)。例如，2000年實(shí)驗(yàn)題目突出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力的考查，如第16題要求考生測電流表的內(nèi)阻，課本上沒有這一分組實(shí)驗(yàn)要求，但實(shí)驗(yàn)的原理和方法是考生應(yīng)該掌握的；2001年的試題對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岢隽烁叩囊螅?4題如果只靠死記硬背、紙上談兵，是做不好的，必須親自做過這個(gè)實(shí)驗(yàn)才能很好地回答這道題；2001年上海物理卷“力電轉(zhuǎn)換器”問題，是一種使用新儀器的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題，既考查了考生將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理問題的能力，又考查了考生在應(yīng)用基本測量工具和儀器自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，是一道新型的理論聯(lián)系實(shí)際與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合的好題；2002年春招物理試題第29題是以“伏安法測電阻”的知識為基礎(chǔ)，考查實(shí)驗(yàn)誤差分析能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力；2002年上海物理卷的第16題“利用光電脈沖測量車速和行程”、第18題“利用電磁感應(yīng)探測地下電纜”，考查內(nèi)容已游離于課本，用新的物理情景考查傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。
總之，“實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)上的突破，帶動(dòng)整體物理水平的提高”。物理作為一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科，融匯了很多思維方法，比如《驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中就用了等效法（用位移代替速度）、累積法（重復(fù)打了許多點(diǎn)）、留跡法（用復(fù)寫紙留下小球落地后的點(diǎn)）等物理思維方法。在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中通過找各實(shí)驗(yàn)中的思維方法，能夠讓這些思維方法深入學(xué)生的腦海中，并用于那些可能遇到的探索型高考物理實(shí)驗(yàn)題也就迎刃而解了。我想若在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)上有所突破必對學(xué)生整體物理水平的提高有很大的促進(jìn)作用。以上僅就高三物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)適應(yīng)高考改革的問題發(fā)表一些個(gè)人的體會(huì)和看法，敬請各位同仁斧正。