光电效应实验报告范文

导语：如何才能写好一篇光电效应实验报告，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：普通物理实验;光电效应;普朗克常数;教学设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）20-0220-02

一、引言

光电效应在工程技术和现代科技领域中有着广泛的应用，利用光电效应制造光电转换器来实现光信号与电信号之间的相互转换，这些光电转换器如光电管、光敏电阻、光电耦合器、光敏二极管、光敏三极管、光电池、光电倍增管等广泛应用于光功率测量、光信号记录、光电法测转速、光电控制电路、鼠标器、电影、电视和自动控制等现代生产和科研中。普朗克常数是近现代物理以及自然界中一个很重要的常数。用光电效应测量普朗克常数是很多高校必须开设的近代物理实验之一。

二、实验教学中学生存在的主要问题[1]

通过多年来的大学物理实验教学，发现学生在实验中存在着各种各样的问题，导致实验教学效果不佳。

1.实验预习不到位。学生没有认真对实验进行预习，实验目的不明确，对实验原理和实验内容不清楚，对实验仪器的使用一无所知，写的实验预习报告完全是照着书抄一遍。

2.实验综合素质能力不强。对实验内容和步骤很不熟悉，完全离不开教师的讲解，按照教师所讲的机械地去操作测量实验数据，在实验中不能用所学的物理理论去判断所测实验数据的正误，不能发挥团结协作精神和动手、动脑的能力。

3.撰写实验报告质量较差。撰写实验报告不规范，一部分学生对实验数据不进行处理或处理数据有误，实验报告的内容完全照着书一个字不漏的抄写下来，缺乏归纳、总结能力和对实验数据的处理能力。

三、光电效应测量普朗克常数的实验教学设计

1.了解学生预习实验的情况，为有的放矢教学作准备。首先在上课前检查学生是否按要求写了预习报告，然后提出学生要能独立的完成该实验必须知道的几个关键问题：①光电效应实验规律是什么？②测量普朗克常数的原理是什么？③测量普朗克常数要测的关键物理量是什么？④什么是截止电压？⑤测量截止电压的方法有几种？通过随机抽查让学生回答问题，并作为预习实验成绩，促使学生提高预习实验的效果。再者，教师根据学生回答问题的情况有针对性的对实验进行讲解，有利于提高实验教学效率。

2.重点讲授测量普朗克常数的实验原理[2]和方法。结合光电效应的实验原理图（如图1所示），用爱因斯坦的光子理论和光电效应方程解释光电效应的四条规律。着重分析当光电管两端加反向电压时，光电流迅速减小，当反向电压达到某一值U 时，光电流为零，此时加在光电管两端的反向电压称为截止电压U ，这表明了光电子的初动能全部用来克服外电场力做功。故eU = mυ ？摇①，爱因斯坦的光电效应方程：hv= mυ +W②，逸出功和金属的截止频率的关系：W=hv ③，由①、②、③式解得：U = （v-v ）④，④式说明U 与入射光频率v成线性关系。

实验中减小测量不同频率对应的截止电压U 的实验误差是提高测量普朗克常数精确度的关键。可用不同频率的入射光照射光电管，分别测出相应的截止电压U ，为了减小测量截止电压U 的实验误差，可以多测量几次，取平均值。然后就可做出U ～v的实验直线（图2），此直线的斜率就是k=h/e，为了减小实验的误差，采用最小二乘法[3]求出直线的斜率k，即：

其中，

再利用h=ke，计算出普朗克常数h。

3.介绍实验仪器的使用。学生对实验仪器不熟悉，要在有限的时间内完成实验确实存在着困难。首先介绍实验仪器XD-ZP4智能光电效应实验仪：由汞灯及电源、滤色片、光阑、光电管、智能测试仪构成。照射光电管的单色光是由汞灯所发出的复色光分别通过365nm、405nm、436nm、546nm、577nm不同波长的滤色片后就变成了365nm、405nm、436nm、546nm、577nm的单色光，然后介绍智能测试仪的各个旋钮、按键等的作用和使用方法，着重讲解在实验过程中怎样使用智能测试仪测量截止电压。首先将“电流量程”置于所需档位，断开输入到智能测试仪的电流输入线，然后对测试仪进行校零，再接通输入到智能测试仪的电流输入线后做实验。在实验中，如改变“电流量程”就必须对测试仪进行重新校零。而电流的量程选择遵从由小量程逐渐到大量程，电压的量程选择是：如加在光电管两端的电压在-2V～0V就选-2V～0V档，如加在光电管两端的电压在2V～20V就选0V～50V档。

4.测量截止电压U的实验方法。测量不同频率对应的截止电压的实验误差直接影响测量普朗克常数的精确度，因此选择合适的测量截止电压的方法是关键。测量截止电压的方法有拐点法、交点法（零电流法）和补偿法。由于我们所用的实验仪器采用了新型结构的光电管，光电管的阳极反向电流、暗电流、本底电流水平很低，因此采用交点法和补偿法测量截止电压误差较小。

（1）拐点法：分别用不同波长的单色光照射光电管，通过改变加在光电管两端的电压（-2V～20V），测出对应的通过光电管的电流，然后用描点法绘出不同波长对应的光电管的伏安特性曲线图，从图上找出“抬头点”（如图3所示的a点），“抬头点”所对应的电压就是截止电压U（如图3所示）。再分别画出五条光电管的伏安特性曲线图，从而得出五个波长对应的截止电压。用此方法测量截止电压主观误差大，由此计算出的普朗克常数误差大，在实验中一般不采用拐点法来测量截止电压，只是让学生了解此方法。

（2）交点法（零电流法）：将电压选择按键置于-2V～0V档，将“电流量程”选择开关置于10-13档，并对测试仪进行校零。分别用不同波长的单色光照射光电管，改变加在光电管两端的电压使通过光电管的电流为零，此时所对应的电压就是用不同波长的单色光照射光电管所对应的加在光电管两端的截止电压U。此方法要求学生掌握。

（3）补偿法：将电压选择按键置于-2V～0V挡，将“电流量程”选择开关置于10-13档，分别用不同波长的单色光照射光电管，当改变加在光电管两端的电压为UAK时，使通过光电管的电流为零，然后保持UAK不变，遮挡汞灯光源，此时测得的电流I为电压接近截止电压时的暗电流和杂散光产生的电流。重新让汞灯照射光电管，调节电压使电流至I，将此时对应的电压分别为用不同波长的光照射光电管的截止电压U。有兴趣的学生在实验室开放时可以用此方法来测截止电压U，从而计算出普朗克常数并与用交点法测截止电压U计算出的普朗克常数进行比较，找出减小实验误差的最佳方法。此方法要求学生理解。

5.实验注意事项。①每次改变测试仪“电流量程”，都应调零。②在实验过程中保持照射光电管的光强不变，即保持光源和光电管之间的距离为40cm。③选择合适的电流量程和电压量程。④不要用手去摸滤色片。

6.实验报告的撰写。实验报告是在预习报告的基础上进行修改和完善。它包括实验名称、实验目的、实验原理、实验器材、实验内容和步骤、实验数据记录、实验数据的处理、实验误差讨论。着重讲解实验数据的分析和处理，培养学生处理和分析数据的能力。为了提高撰写实验报告的质量，教师可以把往届生写得好的实验报告上传到网络学堂上让学生作为参考。

通过以上教学设计，学生对该实验掌握得比较好，提高了实验教学效果。总之，在大学物理实验教学中要针对不同的学生采用不同的教学方式和方法，充分发挥学生的学习积极性和主动性，培养学生的实验观察能力、实验动手能力、理论联系实际的能力，发现问题、分析问题、解决问题的能力，分析处理实验数据的能力，总结、归纳和撰写实验报告的能力以及求实的科学精神和协作精神。

参考文献：

[1]王本菊.理工科学生学学物理实验的现状及其对策[J].四川师范大学学报（自然科学版），2013，（36）.

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我校属于地方性工科院校，两校区办学，大学物理实验开设两个学期，总共设置了近四十大学物理实验。每个学生每学期安排做九个实验，每个实验由三四个老师全权负责整学期的课程。然而在近几年的大学物理教学实验教学实践中，笔者感到存在着一些问题：在教育理念上，教师普遍重视知识的传授、理论的指导，轻视对学生自主能力和动手能力的培养。传统的教学都是教师先详细地讲解实验原理，然后再告诉学生实验内容和步骤，有些实验甚至还要进行一些演示。学生基本上不动脑子，按照老师讲解的步骤进行简单的重复，大大扼杀了学生的积极主动性。缺乏一个开放的实验交流平台。我们要求学生课前写出预习报告，但是相当一部分学生只是形式上完成了，预习报告盲目抄书，漫无目的，不知道预习什么，有的甚至相互抄袭。究其原因主要是教师指导不到位，学生预习没有明确的目标，没有激发学生的积极性。缺乏相互交流的平台，预习过程中遇到问题无法解决，课后实验报告不能及时反馈。在大学物理实验课程建设上强调实验设备、场地、环境的建设，不重视实验教学环节的建设。传统的教学方式、实验考核形式单一等因素造成了学生对待实验的态度马马虎虎、敷衍了事。课前不认真预习，课堂上做实验漫无目的，数据造假。课后实验报告相互抄袭，教师批改报告时经常出现多个同学测量数据不同，计算结果完全相同的现象。诸如此类的现象，让物理实验教学失去了它原有的功能。

2实验教学中培养学生自主性的具体措施

我们以《硅光电池的特性研究》②实验为例，就如何在有限的时间内培养学生自主学习能力和动手能力进行了深入的研究和探索，这一学期的课堂教学实践总结如下：《硅光电池的特性研究》实验步骤简单，但涉及到的原理对刚上大二的学生来说比较复杂，学生还没有接触PN结这一方面的基础知识，对PN结工作原理和单向导电性的概念很难接受，再加上光电效应的知识大学物理还没有讲到。以前实验教学中，开始操作之前都会给学生讲解PN结的形成工作原理等方面的内容，但是原理与实验步骤联系不大，不掌握原理也能完成实验。所以课前讲解对学生没有吸引力，即使认真听课的学生能理解的也非常有限。学生被动的按步骤做实验、盲目的得到实验数据，实验效果非常不好。实验过程中提问问题一问三不知，实验做完之后预习思考题都回答不上来。课后抄报告现象非常严重。究其原因是学生升入大学后对主动学习很不适应，加上对实验课的不重视，以及实验考核只看结果，不重过程。造成了学生蒙混过关。为了改变这种现状，我们进行了深入的教学改革，让学生自己去研究，利用物理实验培养学生的自学能力，表现能力，设计实验步骤的能力和发现问题解决问题的能力。让学生在明明白白中完成实验。

2.1建立开放的大学物理实验交流平台，利用微课加强课前的预习指导

我们在第一次上《大学物理实验》时要求学生实名加入E-Learning学习空间，方便教师和学生之间的交流。我们对每个实验都设置了交流空间，上传了微课视频。利用短小精湛的微课视频强调实验的目的，让学生对我要干什么一目了然。在微课视频中设置问题，让学生带着问题去预习。《硅光电池的特性研究》问题如下：（1）PN结是怎样形成的？为什么具有单向导电性？（2）硅光电池的工作原理和负载特性？（3）LED发光二极管的发光原理？（4）书上的预习思考题及学生在自主预习中遇到的问题。（5）对于要求的实验内容，你准备怎么做？提示学生可以通过网络，同学之间的讨论对提出的问题思考总结，形成系统的语言准备课堂讨论。并在微课视频中对仪器的各部分进行展示，通过仿真实验软件，让他们在预习中熟悉实验的各个环节和可能出现的问题，独立思考通过实验应掌握什么样的问题。让学生根据书本的内容简单设计实验步骤。

2.2学习翻转课堂的模式，课堂教学采用问题讨论法，进一步明确实验目的和内容

因为课前已经预习过，可让学生自主上讲台对问题进行讲解讨论，下面同学提出不同的见解进行补充。积极参与讲解和讨论的学生实验成绩加分。没有主动参与讨论的老师提问，能够回答的不加分不扣分，没看书不能回答的扣相应的分数。因为每一次实验课的人数都是二十人左右，基本上每一个人都有发言或被提问的机会。这种激励方法促使每个学生去预习看书，大大激发学生的积极性。设置一个宽松的学习讨论范围，实验之前留出一定的时间，设置合理的问题情境，让学生去讨论，去探究，通过网络等各种方式鼓励他们自己找出解决问题的途径。在一学期的课堂讨论中，发现学生们的思维非常开阔，能把各种各样的可能想象出来，比如讲到P型半导体和N型半导体的时候学生发挥丰富的想象能力，会把空穴想成一种特殊物质，形象的说电子就喜欢这种物质所以会互相跑向对方。让学生讲解单向导电性，正极和正极相连，负极和负极相连所以没有电流产生等等。所有这一切反映了学生在看书的同时发现问题，不懂的地方充分发挥了想象力，虽然有时候不能讲到点子上，但是学生在自学过程中这种奇思妙想是非常可贵的。学生集思广益，踊跃发言，说明学生真正的参与到了学习当中，作为老师，也真正的能体会到其中的乐趣。经过讨论学生在做实验的过程中胸有成竹，每个学生都能自己设计自己的实验步骤，而且在做实验的过程中会发现很多问题，比如说为什么反偏比正偏时输出电流大？为什么硅光电池光强一定时负载不同电压也不同等等？明明白白的做实验，学生的兴趣很高，课堂上相互之间讨论的氛围热烈。实验过程中发现的问题，由于原理知识理解得非常透彻，经过思考讨论基本都能自己解决。最重要的是实验真正得到了理解，基本没有相互抄实验报告的现象。其实只要能够独立完成的学生谁也不想去抄袭。有很多同学反映，这样的教学方式效果确实不错。

2.3用科研的态度来影响学生，指导学生正确的处理数据和分析问题

我们在做科研的时候都要对所选的课题进行深入调研，实验过程认真负责，保证数据的真实性。所以我们教导学生一定要诚实，保证实验数据真实，不捏造数据，养成良好的科学态度。实验数据是学生通过实验获得的第一手资料，数据的处理和分析在整个实验过程中就显得至关重要，在数据处理中大胆的尝试各种方法，逐差法，最小二乘法，让学生体验origin软件处理数据直观性，便捷性。

2.4完善实验教材，保证实验教材与实验仪器的一致性

大学物理实验难易差别较大，比较难的实验操作比较费时，实行起来比较困难，还有一些实验虽然简单，但实验教材和实验仪器不太配套，学生在没看到实验仪器时预习没有明确目标，书本上看到的实验内容、操作步骤和实际的实验步骤有一定的偏差也给学生的自主学习造成了一定的困难。调动学生预习的积极性，让学生主动的去探究、讨论。首先要保证实验教材的有效性。结合实验室的仪器完善实验教材，实验目的明确，实验步骤合理。预习思考题要紧密结合实验的原理与内容，要让学生通过回答预习思考题基本能把握实验的目标与内容，保证学有所获。

3结论

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一、授课方式的创新

传统的授课方式普遍采用讲授法，教师演示，学生模仿。该授课方式严重限制了学生的学习兴趣与创新思维，导致学生不思考只做机械的重复；实验过后，不知如何处理数据，如何写实验报告，对物理实验思想与方法的理解更是难上加难。为了改变这种状况，教师应充分调动学生的积极性，让学生可以积极主动的思考与学习，为此我们对授课方式进行了创新。

1.讲述实验的历史渊源。物理实验的历史背景与历史故事可以充分激发学生们的听课兴趣。例如，以“迈克尔逊干涉仪”实验为例。众所周知，迈克尔逊干涉仪在测量技术领域有着广泛的应用，可测量微小的长度、光波波长等。但实际上迈克尔逊在设计该实验时并不是为测量长度，而是为了寻找神秘的“以太”物质。19世纪，科学家逐渐意识到光是一种波，而生活中的波，如声波、水波等大多需要媒介才能传播。在这种思想的影响下，人们认为光波是在“以太”中传播的。1887年，美国物理学家迈克尔逊和莫雷一起设计一个实验，企图测量出两垂直方向上光速的差值。因为如果“以太”真的存在，那么由于地球自转的影响，光在两个相互垂直方向上的速度应该是不一样的。但实验结果显示光在不同方向上及不同惯性系的传播速度没有差别，该实验结果也就否定了“以太”的存在。但是，由于该实验装置可以测量出微小的长度，而且非常精确，于是被人们广泛地应用起来。如果仅依照教材上的内容来讲，学生感觉枯燥没兴趣。但在讲课的同时，把设计实验的历史故事告诉学生，使学生体会物理学家解决问题的思想和方法，可以明显的提高教学质量。

2.突出实验的物理精髓。大学物理实验中的经典类实验是学生最该深入理解的一类实验。譬如“光电效应法测量普朗克常数”实验。微观物理量的测量是很困难的，美国物理学家密立根利用功能关系将初动能转换成截止电压U0这一宏观物理量。方程就变为eU0=h（ν-ν0）。只要验证出截止电压U0与入射光频率ν满足线性关系，就可以间接地验证爱因斯坦方程。这一转化的思想，实际上为测量一些微观物理量提供了很好的思路，是值得学生借鉴与学习的。因此，在讲解该实验时必须要突出这一显著的物理思想。学习物理过程中的一些公式，学生可能很快就会忘记，但是物理中的某些方法和思路，是学生应该学习并掌握，以备将来之用的。

3.强调实验的应用特性。大学物理实验中有许多实验与我们的生活密切相关，具有实际的应用价值。比如“磁阻效应”实验。讲解该实验时，以现代的硬盘存储原理作为引子来激发学生的兴趣。学生与电脑天天接触，对此问题都特别感兴趣，听课效果明显变好。传感器作为现代自动化测量与控制的标志，与我们的生活又是密切相关的，对生活中一些传感器的介绍势必引起学生们的兴趣。学生接触最多的就是手机。接听电话时，手机放在耳边屏幕会变黑，是距离传感器的作用；在不同明暗环境下，手机会自动调节亮度，是光线传感器的作用；手机的屏幕可以自由的倒转，是重力传感器的作用。以这些具体的传感器实例能够引导学生思考问题，发现身边生活中的问题，并灵活应用已有的知识和方法解决问题。该方法从实际的教学来看，效果显著。

二、教学内容的维新

现代科学技术迅猛发展，一批新类型的学科随之而来。大学物理实验课应该与现代科学技术的成果相结合，如此才能保持该学科的活力与生命力，才能培养出适应社会发展需要的应用型人才[1]。物理实验课的教学内容必须紧跟时代的潮流，表现出科技时代的特点。

1.开设自主设计性实验。为了激发学生自主学习的兴趣，并培养学生独立思考、创新与科研意识，除了完成基础的实验以外，我们还开设了自主设计性实验。这些设计性实验不要求在短时间内完成，学期结束时提交成果与报告即可。电子元器件的普遍使用是当代科技发展的大势所趋，加之我校的学生大多数为应用型工科专业，对这方面学习显得尤为重要。所以，我们开设了许多基于新兴电子元器件的设计性实验，供学生设计完成。比如，利用光敏传感器设计一款可随周围环境亮度变化的灯泡；利用Pt电阻或者NTC热敏电阻，设计一款人体温度计；利用光纤传感器，设计装置实现对电动机转速的测量；等等。另外，学生也可以根据自己的兴趣，自行设计某种小实验装置，写明实验原理、设计思路及功能等。设计性实验主要培养学生的自主学习能力、自我解决问题的能力等，对于学生思考问题、解决问题的能力培养具有重要的作用。

2.大学生物理实验竞赛成果的利用。北京市每年都会举行大学生物理实验竞赛，我校每年参加并且成绩优异。这些成果中，有对基本物理量的测量装置，有对经典物理实验的改进与创新，也有自行设计的实验装置。为提高学生对物理实验的兴趣，激励学生的求知欲望，我们将物理实验竞赛的作品嫁接到大学物理实验当中，这一措施使得学生对该物理实验的兴趣大大提高。比如，人体温度计的设计实验中，我们会为其提供一个标准的温度计，而该温度计是由学生参加竞赛时的一部分测量模块改装而成；在开设的光敏开关实验中，为测量光照的变化，我们为其提供了可测量光照的装置，该装置也是学生参加竞赛时一个测量模块；测量刚体转动惯量的实验中，我们以转动惯量仪作为我们主要的实验仪器，而且还给学生们提供了一台自制的转动惯量测试装置，该装置是学生参加物理实验竞赛自行设计的。这些实验装置的引入对学生提高学习物理实验的兴趣有很大的帮助，使得学生很积极地对待实验课，教学效果明显。

三、教学手段的更新

目前在校大学生大多在丰富的网络环境中长大的，提高其积极性的一个重要举措就是采用现代教学方式。为迎合学生兴趣，在每个实验室里都配有多媒体教学设施，教师可根据自己的需要灵活选择教学方式。尤其是在讲解一些抽象的实验原理时，多采用多媒体教学的方式，将难以用语言描述的物理过程用PPT课件的方式形象地表示出来。实验数据处理与分析是培养学生分析能力的重要一环。陈旧的数据处理方式是将数据在坐标纸上描出并作图，费时费力误差大。学者研究发现，将计算机软件应用到实验数据处理中效果显著[2，3]。其中，Origin软件在数据处理方面有着不可比拟的优势，操作简单容易掌握。而且Origin软件是目前科学研究前沿常用软件，可以为学生将来的继续深造打下基础。为使学生意识到作图软件的优点，教师会进行一些简单的实例讲解，如Origin的基本作图方法、线性拟合过程、曲线上某点的斜率计算等。学生对此软件非常感兴趣，学习积极性大大提高，实验教学效果显著。

四、考核方式的出新

物理实验课属于过程教学课，其实验过程往往比实验结果更重要。为了体现对实验过程性的考察，总成绩分为平时考核成绩和期末考核成绩。平时考核成绩所占比例为50%，具体标准为：预习10%，操作40%，实验报告50%。考虑到考核成绩的公正性，要求学生每次实验课前签名，提交检查学生的预习报告，并提问对相关实验是否了解，给出预习成绩。这样可以督促学生自觉地预习，教学效果显著提高。实验操作的成绩，教师需要根据学生的实际操作以及实验完成的情况进行打分。实验报告部分的成绩主要根据学生的课后数据处理情况、作业完成情况等进行打分。期末考核主要是通过操作考试和卷面考试两种方式进行考核，各占50%。另外，为调动学生积极性，设立加分项。如对某些实验过程提出问题、对实验有改进建议、设计性实验完成出色、参加大学生物理实验竞赛获奖等，教师会根据情况酌情加分。这些环节使得对学生的考察更全面，更突出学生创新能力与实践能力的培养，使我校大学物理实验教学质量得到显著提高。

五、结语

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一、近两年来高考试题的特点

实施新教材后，近两年的高考题与前些年高考题相比较，有以下

几个特点：

1、试题更注重对学生物理能力基本功和学科素质的考查。下

面就近两年来失分比较严重的两道高考试题为例加以说明：

例1．（94年试题27题）一质量为100克的小球从0.8米高处自

由落到一厚软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.02秒，则这段时间软垫对小球的冲量---为________。（g取10m/s）

有的学生解答的是合外力冲量，有的学生由于矢量运算基本功不扎实而发生错误，有的单位写错。这反映了同学们平时审题不严密，运算能力差，没有养成良好的解题习惯。

例2．（95年试题11题），图中所示一交流电随时间而变化的图像，此交流电的有效值是：

a、5*21/2a，b、5a，c。3*521/2a，d、3.5a

如果学生仅记交流电的有效值是最大值21/2/2，而没弄清这一结

论成立的条件一正弦交流电，没有真正理解有效值的概念，是不能正确解答的。

以上两道试题考查学生对物理概念理解的深度，运用物理规律分析和处理问题的清晰度、准确度这些基本功和素质。如果仅凭靠大量练习得来思维定势，往往就会掉进题目设计的陷井中去。

2、近两年高考压轴题与前几年相比较有所不同。前些年高考压轴题材，主要是指综合性试题，如力和热综合，力和电综合等，像是搭积木，只要整理出物理过程，选出研究对象，总可以慢慢解答出来。而近两年的压轴题以考查能力为核心，然后将某些物理知识围绕这个核心来编制成题。例如94年高考第31题，这一题所涉及物理知识点只有一个一带电粒子在洛化兹力作用下做匀速圆周运动。但解决好此题，必须要求学生思路开阔，具有一定发散思维能力一从oa与ob不确定关系中，判断磁场区域在第一象限内的一圆形区域，从而建立起粒子匀速一偏转一再匀速这一物理过程。再如95年高考试题第30题，本题所涉及的知识点也只有一个一动量守恒定律。本题考查学生能不能结合物理规律，运用数学归纳法建立一幅清晰的物理情景，能不能结合题目所给的条件，抓住关键因素，恰当地表达物理量之间关系，考查学生分析综合能力，推理能力，想象能力，对运用数学工具表达，处理物理问题的能力的考查。是一道能力积木式的综合题。这两道题考查学生将知识转化成能力的本领，有利于高校选拔一些有潜力的学生。

3、近两年高考对实验能力的考查也很有特色。（1）演示实验不仅要求学生记住实验现弄清实验现象形成原因。例如94年试题13题考查简谐振动演示图像，要求学生弄清图像、板的移动速度和周期这三者之间的关系。95年对光电效应演示实验的考查，要求学生分析锌板和验电器带电的种类，这两题试题考查学生在看演示实验时看热闹还是看门道。（2）对学生实验考查体现在一个“真”字上。考查实验原理是否真的弄懂了，学生只有弄清实验原理，才能“通权达变”。如94年从教材上测平行玻璃砖的折射率到考查测三棱镜的折射率，考查实验是否真的去做了，考查实验报告是否真的去完成了。如果学生平时仅靠纸上谈兵，或做实验态度不端正，考试中遇到诸如实物图的连接，实验议器的读数，实验数据的处理就束手无策了。

4、近两年高考试题在采题方面做了进一步探索。（1）对常规题、典型题的改造侧重在“细”字上。如94年试题27题，95年试题第17题，都是从一道常规题上改编的：

如图所示，一质量为100克的小球从0.80米高处自由下落到泥潭中，若小球从接触到泥潭到运动至最低点共经历了0.20秒，求泥潭对小球的平均作用力有多大？

94年27题考查的是泥潭对小球作用的冲量；95年17题考查的是小球下落过程中功和能及能量转化的关系，以及冲量和动量的关系。这要求学生对常规分析要透彻，全面。（2）近两年有不少试题是从课本上例题，习题和课外题改编而来的。根据计95年高考试题直接源于课本的就有67分，占试题总分的44.6%

二、对新教材的教学和复习几点建议

从以上分析我们可以看到：新教材实施后，高考试题侧重于对学

生基本功和学科素质的考查，在能力的考查上有新的特点。素质和能力的培养不是一日之功，而在于“养兵千日”。这正与把应试教育向素质教育转化的教材改革精神是一致的。对中学物理教材改革取得了很好的导向作用，针对新教材实施后高考命题特点，我们今后在教学复习应试应注意以下几个问题：

1、要进一步领会教材改革的精神。必修本选修本在知识内容上不是简单的取舍和组合。对整个高中物理教学要有一个全局观点。要从提高素质和培养能力两方面把必修本和选修本的教学有机结合起业，施行应试教育向素质教育转化。首先，在传授知识的同时，注意能力的培养。每个物理概念的建立和物理规律的归纳既有分析综合、抽象概括，又有逻辑推理和数学推导，是培养学生思维能力的重要过程。在讲解物理概念和物理规律的同时，注意对学生思维方式培养和科学态度的教育。其次，例题、习题的讲解，不仅要提高学生分析问题能力，还要使学生养成良好的分析问题习惯，总结分析问题方法，提高学生分析总是的素质。

2、物理是以实验为基础的一门学科。近两年高考对实验能力考查要求比较高，实验能力是动脑，动手能力的综合，我们必须加强实验教学。在高三复习中，不仅要求学生弄清实验原理，还要到实验室去演习，要掌握一些真本领。

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建国以来，高师院校（简称高师，下同）为我国基础教育和中等教育输送了大批人才，为国家建设和教育发展做出了巨大贡献．然而，随着与非师院校的竞争加剧以及中小学生源的减少、教师的饱和，高师院校面临越来越多的挑战．如何在激烈的竞争中立于不败之地，是摆在高师院校面前的一个非常艰巨而现实的问题．我们认为，首先，高师的发展要摆正自己的方向，要继续发展优势领域，始终把培养中学教师作为自己的主要目标；其次，高师需要开展有效的改革，应该“向下看”，也就是改革的理念与方式面向基础教育一线，在与教育实践的联系中建立两者之间的有效衔接．笔者在高师工作，同时指导中学物理的教育实习，结合多年教授的科目和经验，对物理教学法实验开展了一系列改革，目的在于将高师教学法实验与中学物理实验课程紧密衔接起来，提高学生能力，促进学生较快适应中学物理实验的教学工作．现将物理教学法实验教学改革的做法与思路展示出来，期望对高师的教学改革有所启示．

2教学法实验的困境：重视不够

物理教学法实验①是高师物理师范生的必修课程，是培养高师物理师范生实验技能的重要课程之一，对于师范生掌握中学物理基本仪器、演示实验、分组实验、自制教具等能力培养具有十分重要的作用．然而，由于很多高师院校经常将教学法实验置于教学法（或教学论）课程之内，加之教学法实验课程没有像普通物理实验那样有“深度”，经常被忽视或边缘化，同时与中学联系不足，改革力度不够，课程没有受到应有的重视．笔者通过中国“知网”从1990年到2010年的研究情况进行了检索．以“物理教学法实验”为主题，仅检索到20条文献，以“物理教法实验”为主题检索到7条，以“物理教学论实验”为主题检索到1条，以“中学物理教学法实验”为主题检索到14条，以“物理教材教法实验”为主题检索到1条．而且，相对来说发表的期刊层次都不高．对于这样一个对物理教师教育至关重要的传统课程，研究成果之少确实令人乍舌！在义务教育阶段以及高中阶段，《课程标准》都对学生的实验能力和培养目标提出了明确的要求，然而，我们的师范生毕业后是否能顺利完成这个育人目标还是个未知数．笔者虽没有开展过系统的调查，但从目前教学法实验课程的地位和研究情况来看，我们的准教师们是很难顺利达到新课程改革要求的．如果我们还坚持按照原有的课程不加改变，教学法实验课程可能连生存的空间都没有了，物理教学法实验面临着非常严峻的困境．

3改革的措施：方式与内容

3．1加强实验理念的衔接实验理念是改革的“向导”．高师物理教学法实验是为培养适合中学物理教学的教师服务的，物理教学法实验的理念必须与中学阶段的物理实验目标一致．随着时代的发展，中学物理实验教学的目标和理念已经发生了很大的改变．早在1950年教育部颁布的《物理精简纲要》中提出要“重视物理实验教学，把实验插在讲授中间，便于学习和理解”［1］，1956年在《中学物理教学大纲》中又明确规定，“学生实验不仅使学生明确而巩固地掌握物理知识的重要方式，而且是使学生获得使用量具仪器和工具的实际手段．”［1］如今，课程改革对中学物理实验提出了进一步的要求，例如在高中物理实验专题的开设目的中提到，“……使学生较为深入地学习物理实验的有关理论、方法和技能；进一步提高学生的实验素养，激发学生实验探究的兴趣；增强学生的创新意识；培养学生实事求是、严谨认真的科学态度；养成交流与合作的良好习惯；发展学生的实践能力”．［2］时代的变迁为中学物理实验目标注入了新的内涵，根据传统的中学物理实验目标来规范现时的教学法实验将会毫无意义，更无法适应中学物理课程的实际情况．为此，物理教学法实验必须从目标和理念上加强与中学的衔接，让师范生明确物理教学法实验课程的目的在于培养师范生顺利完成中学实验教学、提高学生实验素养和实验能力，而不是仅仅认识几个仪器、会操作几个实验．我们在开展物理教学法实验教学的过程中，紧密围绕新课程中学物理实验的课程目的和理念，积极加强与中学衔接，提高指导教师和学生对物理教学法实验的理论认识，为课程定位奠定了基础．

3．2更新实验课程内容实验内容是改革的“抓手”．任何改革都要针对具体的内容，否则会显得空洞而不现实．物理教学法实验与中学密切联系又高于中学，教学法实验课程的题目和内容应该有一致的部分，也要有不同之处，只有加强与中学物理实验内容的联系，才能有效促进实验课程的衔接．根据新课程理念及中学物理实验课程的设置情况，我们及时对实验内容做了调整．首先，删除了陈旧以及在普通物理实验中做过的实验内容，包括电影机的放映技术、气垫导轨、基本测量①等．其次，适当增加了与新课程实验密切相关的内容，包括光敏电阻、热敏电阻、逻辑电路、光电效应、万用表使用、传感器使用等．同时部分修改了可以改进的实验内容，例如由于萘有一定毒性，我们将晶体的熔解和凝固实验改成海波和焊锡的熔解与凝固；改变牛顿第三定律在传统上使用弹簧测力计的做法，用力传感器来完成实验，使学生更加熟悉中学课程中涉及到的传感器内容．通过这些内容的改革，大大加强了与中学物理实验的联系，很多在校外有教学实践的学生都感觉到教学法实验对中学物理教学的直接指导作用．

3．3改革实验教学方式教学方式是改革的“途径”．传统实验教学模式指教师讲解原理、拟定方案、演示操作，学生进行实验操作、数据收集、填写表格，完成实验报告．［3］但它的教条化、统一化、静态化的弊端却扼杀了学生的创新精神．［3］很难想象一个只会跟着教师模仿实验的师范生能在工作岗位上成为优秀的教师．我们改革的重点就是改变传统的教学方式，让学生在过程中获得知识和能力．首先，我们改变传统的教师讲解、演示的方式．教师在课前只对学生做简单的介绍，通过学生的自学和研讨完成实验操作．在此过程中，学生之间相互帮助，相互探讨，遇到典型问题在小组内共同探讨解决，培养了学生协作实验的习惯．其次，改变传统的教师讲、学生听，教师示范、学生模仿的教学方式．让学生体验教师角色，进行实验的演示和讲解．每个学生的讲解、演示实验过程每学期轮换一次，如果第一轮不合格还要进行第二轮，直到达到要求为止．其他学生和教师担当“学生”和“评委”．第三，增加实验探究的内容．实验探究是中学新课程改革的重要内容，师范生的实验探究能力是将来指导中学生实验探究能力的基础，只有在职前培训过程中得到了良好的训练才能适应中学阶段的实验探究教学．为此，在物理教学法实验中，除了常规的物理实验探究之外，我们增加了2周在探究实验室利用传感器开展的实验探究教学．

3．4强调学生自制教具自制教具是学生的“作品”．自制教具可以解决实验经费不足，补充部分物理仪器缺乏，可以加深物理概念和规律的理解等功能．但同时更是培养学生实验的积极性和主动性，形成学生科学方法和各种能力的重要过程和手段．“自制教具的目的并不只是为了省钱，而是通过自制教具培养教师和学生的动手动脑能力，培养他们的创造精神．”［4］同时，自制教具也是中学物理教师的一项重要基本技能，是中学物理教师的基本功之一．我们在课程改革过程中非常强调教具制作能力，鼓励学生根据自己的兴趣、中学物理教材中的演示实验、趣味物理实验等开展教具制作．首先，强调自制教具是考核的一部分，每学期的课程有两周是自制教具时间，在学期末每个学生都要有“作品”上交，并根据标准给予打分．其次，结合中学物理教学内容开展集中自制教具活动．例如，针对高中选修3－2教材中电磁感应的内容，自制了电磁感应装置，如图1所示．再例如，根据浮力原理制作了“浮力天平”实验装置，如图2所示，等等．图1自制电磁感应装置图2自制“浮力天平”自制的电磁感应装置通过对二极管发光的观察，可以清晰地表明电磁感应的存在，而不需电表等装置，既简便又有效．自制的浮力天平将浮力原理和天平原理很好地结合起来，易于学生加深理解．学生的自制教具最后都贴上学生姓名和学号，成为他们自己的“作品”，学生很有成就感，有的已经成为后续各届学生参考的“样板”．

3．5拟定成绩评价标准拟定标准是评价的“准绳”．除了学生平时表现外，还制定了相应的“技术”标准．例如自制教具的评分标准（见表1），讲解演示的标准（见表2）等，为判定成绩、改进不足提供了依据．

3．6重视实验能力培养实验能力是改革的“核心”．实验能力是科学素养的基本要素，物理实验能力是指顺利进行物理实验并完成实验目的的个性心理特征，是学生各种基本能力在实验活动中的综合体现［5］．实验能力包括实验观察能力、实验操作能力、实验分析等．新课程物理课程标准对学生的实验能力提出了明确要求，包括提高学生的科学素养，提高学生实验探究能力能力等．提高学生的实验能力是教学法实验课程改革的核心目的，上述改革都是围绕学生的能力展开的．高师学生实验能力的提高会迁移到日后的工作过程中，即使职前课程没有涉及到相关实验，学生也能较快适应中学物理实验教学．实验能力的提高是加强物理教学法实验课程与中学物理实验课程衔接的保障．实验能力的培养除了上述手段外，我们还结合我国目前中学的现有情况，提倡开展多种形式的实验教学模式．例如，开展微型物理实验，非常规物理实验［6］等．这些形式的实验教学是对常规物理实验教学的补充，对学生实验能力的提高和养成具有重要的作用．

4改革的效果：成绩与不足

4．1取得的初步成绩

4．1．1提高了师生对课程衔接的意识通过6年的改革，每届学生的实验意识和能力有明显的改变，不再认为教学法实验是可有可无的简单实验，由最初的“混实验”改为“开发实验”、“研究实验”．在课程开设过程中很多学生积极地将计划中没有的中学物理实验拿到课堂上来做，即使仪器不同，也会想方设法开展．前面的例子中，学生自制的电磁感应实验即是对高中电磁感应实验的改进．我们指导教师和学生已经意识到与中学的衔接是教学法实验的重要指导思想之一．正是由于教学法实验与中学的紧密联系，使得学生在课程学习中能正确正视物理教学法实验的重要地位，激发了学生学习的兴趣．

4．1．2学生动手能力增强学生动手能力主要体现在教具制作方面．教具是学生的考核的内容之一，他们所呈交的教具质量参差不齐．有的教具比较精致，可以拿到中学课堂中演示，有的则比较粗糙，但学生自制教具的意识和水平都得到了较大的提高，一些小零件都是学生自己掏钱买的，一些废旧物品都成为学生手中的“宝贝”，有的学生甚至做了2～3个教具．据不完全统计，近几年我们学生所提交的教具达300件之多，有相当一部分已作为后届学生制作教具的模板和样品．学生自制教具的能力是高师物理师范生的重要能力，是顺利开展中学物理实验教学的重要技能．

4．1．3提高了学生讲解、演示的能力在讲解、演示实验之前我们对学生提出了明确的要求，使学生有章可循、思路清晰，在讲解、演示实验模拟讲课之后，教师和学生对模拟讲课进行点评．由于在一种宽松的环境下开展，学生兴奋主动、积极参与，课堂气氛热烈活跃．讲解、演示过程对学生整理讲课思路、组织语言、规范操作、解释实验现象等都起到了积极的锻炼作用，培养了学生的实验演示和讲解能力．在学生教育实习过程中，很多学生都能非常熟练地将实验纳入讲课之中，并能用生活中常见的物品等演示实验现象，说明实验原理．在准备就业和试讲过程更是表现突出，表现出良好的技能水平．实践证明，讲解、演示实验在师范生走向中学教师的道路上是一个良好的尝试，是一种积极有效的训练方式．

4．2待深化研究之处

4．2．1量化统计与分析不够由于每年的教学法实验课程内容都存在变动，目前还没有针对开展具体量化的调查问卷分析和统计，我们计划在近期逐步研制相应的改革调查问卷，开展相应的调查，争取取得更加明确的研究结果．

4．2．2缺乏跟踪研究毕业学生的教学情况由于我们的毕业生分布在全国各地，对学生开展物理实验教学情况跟踪调查研究存在较大困难．对学生的跟踪研究可以提供反馈，为改革提供更合理的依据．因此，我们计划通过教育实习等形式进一步加强与毕业学生的联系，争取能对一定数量的学生进行跟踪研究．

4．2．3自编教材未出版教材是学生开展学习的重要参考．但由于参与改革的主要教研人员工作繁忙，笔者还在攻读学位，没能及时将教学法实验教材进行系统的整理，没能以正式出版的形式展示给学生．目前我们正在积极搜集材料，抓紧制定编写教材的基本思路，争取在较短时间内达到出版要求．