第26屆全國中學生物理競賽(決賽)實驗試題解答.pdf

第 30卷 第 4 期 2010 年 4 月 物 理 實 驗 PHYSICS EXPERIMENTATION Vol. 30 No. 4 Apr. , 2010 收稿日期: 2009-11-30; 修改日期: 2009-12-21 基金項目: 國家基礎科學人才培養(yǎng)基金資助項目( No. J0730310) 作者簡介: 陳元杰( 1975- ) , 男, 浙江杭州人, 復旦大學物理學系工程師, 學士, 從事半導體物理和物理實驗教學研究. 通訊聯(lián)系人: 馬世紅( 1963- ) , 男, 河南溫縣人, 復旦大學物理學系教授, 博士, 從事功能超薄物理與器件物理實驗教學研究. 基礎教育研究 第 26 屆全國中學生物理競賽( 決賽) 實驗試題的解答與考試評析( 續(xù)) 陳元杰 ,殷海瑋 ,陸申龍 ,馬世紅 ( 復旦大學 物理學系 ,上海 200433) 3 實驗試題的解答與評析 本實驗要求研究光學玻璃材料的物理特性 ( 波長范圍為 400 700 nm) . 3. 1 實驗裝置及材料 1) 玻璃樣品 1個( 利用 ZF1 光學玻璃制成的 三棱鏡,其頂角為 60 00 ,誤差為 2. 0 ) . 2) 小型光柵單色儀 1 個( 波長范圍為 200 800 nm ,焦距為 72. 5 mm ,相對口徑為 1 4, 光柵 為 1 200 mm -1 ,波長精度為 3 nm , 波長重復性 為 1 nm , 外形 尺寸 為 90 mm 68 mm 62 mm) , 出射狹縫處附帶有可插入測角儀( 分光 計) 之準直管的套筒( 如圖 5 所示) . 圖 5 小型光柵單色儀的外形 3) 發(fā)光光源( 已將其與小型光柵單色儀固定 在一起,且對準后者的入射狹縫) : 由 4 個發(fā)光二 極管( LED, 白光, 3. 0 V , 5 W) 及其燈座, 1 個 CX-4403A 型直流電源變壓器( 附帶 1 個輸出端 插頭和 1 個輸出端插座 ,后者與 LED 燈座相連) 組成 . 4) 測角儀( 分光計) 1 臺 ,組成見圖 6. 1. 三角底座 2. 準直管 3. 水平方向調節(jié)螺釘 4. 傾角調節(jié)螺釘 5. 寬度可調節(jié)的狹縫及其套筒( 用 “ 小型光柵單色儀”上的“ 出射縫處的套筒”替代) 6. 狹縫位置鎖定螺釘 7. 望遠鏡 8. 水平方向調節(jié) 螺釘 9. 傾角調節(jié)螺釘 10. 套筒位置鎖定螺釘 11. 照明燈筒 12. 目鏡清晰度調節(jié)手輪 13. 望遠鏡 微調螺釘 14. 望遠鏡與刻度盤聯(lián)動螺釘 15. 望遠 鏡止動螺釘( 位于圖的背面) 16. 圓刻度盤 17. 角 游標 18. 游標盤微調螺釘 19. 游標盤止動螺釘 20. 載物平臺 21. 載物臺調平螺釘 22. 載物臺鎖定 螺釘 圖 6 測角儀( 分光計) 結構示意圖 5) 平面鏡 1 面. 6) 直鋼尺 1 把( 量程 30 cm ,分度 0. 1 cm) . 7) 2 張作圖用的坐標紙( 20 cm 25 cm) . 8) 黑色水筆 1支 、 HB 鉛筆 1 支、 橡皮 1 塊. 9) 含線性擬合功能的計算器 1 個( CASIO, fx-82ES 型) . 3. 2 實驗要求 在初步調好測角儀( 分光計) 的基礎上, 首先, 將光柵單色儀出射狹縫處的套筒插入分光計的準 直管中, 接通電源點亮 LED 后 ,前后調節(jié)該狹縫 的位置以保證其發(fā)出平行光, 亦即通過測角儀( 分 光計) 的望遠鏡可觀察到出射狹縫清晰的兩側刀 口. 此時 , 已經完全能夠將小型光柵單色儀與 LED 的有機組合視作為平行線光源. 轉動光柵單色儀的鼓輪( 注意 : 測量過程中應 始終順著一個方向轉動) ,即可得到由準直管射出 的波長連續(xù)可變的單色平行光. 記下鼓輪上的讀 數(shù)刻度值 ,放大 100 倍后 ,就是光柵單色儀輸出光 所對應光譜線的波長( ) 數(shù)值( 單位: nm) . 根據 上述該組合光源的特點 ,就可以實現(xiàn)僅僅利用氣 體光源( 如 : 高壓汞燈等) 時所不能進行的角色散 率與波長 的關系曲線的測量. 1)多次測量譜線波長為 579. 0 nm 的最小偏 向角( 要求 : 測量次數(shù)不少于 3 次) ,計算對應的折 射率 ,最后用不確定度表示該測量結果 . ( 25 分) 2) 測定光學玻璃材料的色散曲線. ( 50 分) 在可見光范圍內, 單次測量不同波長 的最 小偏向角( 即在 400 700 nm 之間 , 至少需要測 量 20 個數(shù)據點) , 并計算其所對應的折射率 . 將 全部測定的 對應的n 值列成數(shù)據表格. 以 為 橫坐標,n 為縱坐標 , 畫出 n- 的色散關系曲線. 最后 ,給出所求光學玻璃的特征常數(shù) C1和 C2. 3)利用在上面的實驗中已獲得的實驗數(shù)據 值,繪出所求光學玻璃材料的角色散率與波長 的關系曲線. ( 25 分) 在可見光范圍內 ,將 2 相鄰相近的單色光譜 線( 設波長差為 =10 nm) 作為 1 組光譜線對 ( 實驗中至少需要 10 組線對) ,取其中心波長( 指 光譜線對的平均波長) 作為該光譜線對的波長值. 用所選光譜線對已測得的 2 個最小偏向角 ,即可 得到該光譜線對最小偏向角的差值 ,進而可算 得各中心波長 的角色散率 / 值. 將全部測 定的 對應的 /值列成數(shù)據表格. 以 為橫 坐標 , / 為縱坐標,畫出 / - 關系曲線 . 說明 : 測角儀的望遠鏡已聚焦于無窮遠處( 實 驗過程中可以微調目鏡) ; 已調好準直管的光軸與 儀器轉軸垂直; 望遠鏡的光軸與儀器轉軸已垂直 在測量過程中, 切勿再作調節(jié) . 3. 3 實驗原理 光學材料的色散現(xiàn)象是指該材料折射率 n 或 吸收系數(shù) 隨光波波長 變化的宏觀表現(xiàn). 由于 光與材料相互作用的結果, 一般色散規(guī)律或 n 值 隨波長 值的變化呈非線性變化關系 . 在不同波 長 的單色光波下 ,利用測角儀( 分光計) 測出玻 璃材料( 三棱鏡) 對應的該單色光波的最小偏向 角,進而計算出對應的折射率 n 值 ,就可以獲得折 射率 n 與波長 關系的色散曲線 . 最小偏向角方法測定玻璃材料折射率 n 的物 理原理,可參見圖 7. 當光線經棱鏡 2 次折射 ,其 傳播方向總的變化可用入射光線 a 和出射光線 t 延長線的夾角 來表示 , 叫做偏向角 . 理論上可 以證明: 當入射光線 a 和出射光線 t 對稱地“分 布”在棱鏡兩旁時 ,偏向角有最小值, 叫最小偏向 角,常用 m表示 . 故折射率 n 可由下式表示: n= sin A + m 2 sin A 2 .( 1) 圖 7 最小偏向角法測量原理 常用玻璃棱鏡的角色散率 D來標志分光色 散( 儀器) 的光學性能指標 . 它的定義是: 光波長 差 的兩條光譜線經棱鏡折射后, 相應最小偏 向角差 與 的比值,即 D= d d. ( 2) D單位為: rad/mm 或( ) /mm . 亦即 D值越大, 說明波長相差 1 個單位的兩譜線所分開的角度越 大,角色散的本領也越大 . 當光波波長 增加時 ,如材料折射率 n 和色 散率v = dn/d 都減小, 這樣的色散現(xiàn)象叫做正常 色散現(xiàn)象 . 反之, 則叫反常色散現(xiàn)象. 依據一定 的物理模型,可以推導出描述正常色散現(xiàn)象的柯 西( Cauchy)經驗公式 : n=C1+C 2 2+ C3 4,( 3) 式中 C1,C2或 C3是表征材料特性的常量. 3. 4 試題的特點 1) 少部分參賽學生和領隊教師反映該題目的 難度不是很大 ,但是實驗的內容似乎較多. 對此, 筆者不敢茍同 . 本題要求考生在 1 . 5 h 內完成, 可以考查學生熟練掌握物理基本儀器的能力, 以 23第 4 期 陳元杰, 等: 第 26 屆全國中學生物理競賽( 決賽) 實驗試題的解答與考試評析( 續(xù)) 及必備的物理實驗技能. 2) 該題目突出了“新穎”和“綜合”兩個要求. 常見的測角儀( 分光計) 主要是用來測量角度的, 進而可獲得一些物理參量, 如光柵常量、折射率 等. 而單色儀的基本物理原理, 在競賽的內容提 要或中學物理教材中均有提及, 應不會讓絕大多 數(shù)學生感到陌生 . 但將上述 2 個實驗儀器單元綜 合在一起 ,作為本實驗試題的考查內容 ,對所有的 參賽學生而言, 幾乎是沒有接觸過的( 尤其是第 3 個問題的內容) . 應該講這對中學生是一個挑戰(zhàn). 相信只有那些少數(shù)優(yōu)秀的 、 比較靈活的和熟練掌 握實驗原理的考生 , 才能得到正確答案. 參賽學 生的考試成績分布( 見表 2) 恰好能夠說明這一 點. 考試結果表明 , 該題能真正考查考生的實驗 動手能力和技能 ,符合筆者的命題初衷 . 3) 取材容易. 本實驗內容所用的儀器絕大部 分是國內大部分高等學校物理實驗中心必備的一 些常規(guī)的實驗儀器和日常生活中的常見物品, 如 測角儀( 分光計) 、 平面鏡 、LED 發(fā)光二極管 、 小型 直流電源變壓器、直鋼尺、計算器等 . 儀器和用品 既容易準備,又不容易損壞. 4) 參加實驗試題 考試的 280 名選手得分的 統(tǒng)計結果表明, 該題有較好的區(qū)分度,詳見表 2 . 表 2 實驗試題 的區(qū)分度 題號( 滿分)最高分( 人數(shù)) 最低分( 人數(shù))平均分 標準差 -1( 25 分) 25. 0( 36 人)0( 6 人)19. 26. 4 -2( 50 分) 50. 0( 1 人)0( 43 人)17. 913. 5 -3( 25 分)23( 2人)0( 239 人)1. 33. 9 總分( 100 分) 92. 5( 1 人)0( 6 人)38. 219. 3 注: 實驗試題 的滿分僅占競賽( 決賽)總成績滿分 200 分中的 30 分. 由表 2 可見 : 本次決賽實驗考試,能將考生的 實驗成績拉開, 使理論基礎扎實、 動手能力強的考 生能取得較好的競賽成績 . 本次物理競賽( 決賽) 一等獎共 50 名 ,他( 她) 們的理論成績均排在參加 決賽的 280 名選手中的前 75 名,可見本次實驗考 試成績在物理競賽中起著較重要的參考作用 . 5) 獨立研發(fā)出全新的實驗儀器單元 小型 光柵單色儀, 突顯了題目的新穎性. 為此命題者 從構思到定型均投入大量的時間和精力 . 該實驗 儀器單元能夠做到“平賽訓三用” , 以避免浪費. 除作為好的競賽題目外 ,還可成為具有研究性的 基礎物理實驗題目. 在實驗中可加入新的研究內 容,如 : 光柵單色儀校準曲線的測定 ; 通過坐標變 換,將色散關系曲線用直線表述出來,進而通過作 圖法得到玻璃材料的特征常量 C1和 C2; 此外 ,還 可利用計算器的線性回歸功能來擬合特征常量, 再與作圖法相比, 探討它們之間的實驗誤差不同 的原因, 并設法減少誤差等 . 該部分內容正在大 學二年級的實驗教學中實施, 深受學生們的歡迎. 3. 5 考試結果及其評析 實驗考試于 2009 年 11 月 1 日全天( 從上午 7: 00 到晚上 21: 00) 分 4 批次進行 . 對于實驗過 程,筆者主要擔心的有幾件事情: 自制的小型光柵 單色儀的物理性能是否非常穩(wěn)定? 玻璃樣品是否 會被學生不小心打碎? 發(fā)光光源中 LED 是否會 因長時間的通電而使其發(fā)光強度明顯地下降 ? 考 生是否會因沒有注意到試題中的“具體說明”而對 測角儀( 分光計) 中已經調節(jié)好的相關部件 ,再進 行大范圍的重新調整 ? 因為這 4 種情況都是參賽 學生初次接觸該實驗時有可能出現(xiàn)的 , 所以筆者 在試卷中特別強調要考生小心注意這些問題, 并 且對監(jiān)考教師進行了反復交代. 結果 , 除了個別 幾例對測角儀進行了較多的調節(jié)外, 上述其他情 況均沒有發(fā)生, 這是我們感到非常欣慰的. 這說 明: 命題組成員前期在相關部件的研發(fā)過程中的 所有考慮 ,以及進入零部件的組裝和調試階段的 工作均非常到位, 后期在考試現(xiàn)場中對已進場的 實驗儀器準備工作的維護也非常周全 , 可算達到 了“萬無一失”的最高要求 . 中學生物理競賽的實驗考試已經結束 . 經過 監(jiān)考和閱卷評分后, 我們對 280 名考生以及各省 的考試情況進行了統(tǒng)計, 通過具體的統(tǒng)計分析,筆 者可以得出以下 4點結論 : 1) 以試題 -1 為例, 比賽前 , 筆者曾對該實 驗題目做了較大程度的更改和增刪, 事實證明這 些做法是必要的 . 因為該“問題”中的部分要求是 帶有提示性的, 基本上是讓參賽學生在做“填空 題” ,目的是為了“送分”給參賽學生 . 統(tǒng)計的結果 顯示 ,該題的平均成績高達 19. 2 分 ,其分數(shù)段的 分布情況如圖 8 所示( 直方圖中的曲線是利用原 始數(shù)據的平均值和標準差生成的正態(tài)分布曲線. 后面圖中的曲線與此一致) ,完全達到了出題的目 的. 但是, 仍有部分學生對這一問題的回答并不 24 物 理 實 驗第 30 卷 完全令人滿意 . 盡管有近一半( 15 個) 省( 市) 的 分省平均分在 20 分以上( 滿分為 25 分) ,但是 ,分 省平均分低于 15 分( 及格線) 的仍有 6 個省( 市) ( 其中 3 個省市的平均分低于 5 分) 之多 . 由此可 見: 國內各省( 市) 代表隊的物理實驗的教學水平 差距還是相當大的. 盡管采取了降低難度的措 施,出現(xiàn)了 36 名學生得到滿分的成績, 但仍有不 少考生不知如何下手做, 甚至有 6 人在本題未得 分. 因此 ,如果不降低難度, 雖然好的考生仍可以 得到高分 ,但得 0 分的考生也必然會增加,非常不 利于“激發(fā)學生學習物理興趣和主動性”的宗旨. 這是今后我們在競賽命題時需要特別注意的 . 圖 8 實驗試題-1 分數(shù)段直方統(tǒng)計圖 2) 測定光學玻璃材料的色散曲線( 試題 -2) 是本試題的主要部分 , 是真正用來考核參賽學生 水平的. 這部分的人均平均得分為 17 . 9 分( 滿分 為 50 分) ,得分在 0 . 5 分以下的有 48 人, 得分在 45. 0 分以上的僅有 11 人 . 考得較好的 6 個省 ( 市) 代表隊的分省平均成績分別為: 29. 7 分, 27. 5分 ,27 . 4 分,26. 1 分 ,24. 9 分和 24. 3 分; 且達到 上述人均平均分的省( 市) 有 14 個之多 . 分省平 均分低于 10 分的省( 市) 有 7 個,其中考得最差代 表隊的分省平均分僅為 1 分( 涉及 2 個省市) . 可 見這道試題能夠真正把高水平的考生篩選出來 ( 其分數(shù)段的分布情況圖 9 所示) . 圖 9 實驗試題-2 分數(shù)段直方統(tǒng)計圖 3) 利用自己所獲得的實驗數(shù)據值 , 繪出所求 光學玻璃材料的角色散率與波長的關系曲線是本 試題的第 3 部分( 試題 -3) ,這是用來進一步考 核參賽學生處理實驗數(shù)據的熟練程度的 . 它的主 要要求是在上述第二部分實驗測量結果的基礎 上,以中心波長 為橫坐標 , 角色散率 / 為 縱坐標,在坐標紙上繪出 / - 關系曲線. 令 筆者感到吃驚的是( 如圖 10所示) : 這一部分的人 均平均分僅為 1. 3 分( 滿分 25 分) . 在 31 個省 ( 市) 中,分省平均分高于 3 . 0 分僅有 3 個 ,在 2. 0 2. 9分之間和 1. 0 1. 9 分之間的省( 市) 均為 5 個,在 0 . 1 0. 9 分之間的則有 7 個 ,剩余 11 個省 ( 市) 的平均分均為 0 分. 筆者雖不能斷言本實驗 問題對這屆競賽進一步遴選出優(yōu)秀學生有一定的 促進作用 ,但是至少可以認為在甄別優(yōu)秀學生的 過程中有積極的意義 . 圖 10 實驗試題-3分數(shù)段直方統(tǒng)計圖 4) 本實驗試題的人均總分平均為 38. 3 分( 滿 分 100 分) . 其中, 高于 80 分的有 3 人( 最高分為 92. 5 分) ,處于 70 79 分之間的有 14 人, 60 69 分的有 28 人 ,50 59 分的有 30 人( 該題整體的 分數(shù)分布情況見圖 11) . 統(tǒng)計結果表明 : 滿足及格 線 60 分的人數(shù)高達 45 人( 占 16. 1 %, 非常接近 圖 11 實驗試題總分直方統(tǒng)計圖 一等獎的獲獎比例) ,而高于 35 分( 接近上述平均 分) 的人數(shù)為153人( 占54 . 6 %). 同時 , 由圖11 25第 4 期 陳元杰, 等: 第 26 屆全國中學生物理競賽( 決賽) 實驗試題的解答與考試評析( 續(xù)) 中的直方圖可知, 在所有參賽學生的考試分數(shù)的 分布區(qū)間內 ,他( 她) 們的考試成績是完全符合正 態(tài)分布的 ,這進一步從總體上佐證了筆者的上述 認識 : 實驗試題 能夠真正地將高水平的考生篩 選出來. 從上述的得分情況來看 , 國內東部省( 市) 或 經濟較發(fā)達區(qū)域的優(yōu)勢還是非常明顯的 ,特別是 該實驗試題總分的前 10 名中 ,就有 7 名均由上述 省市的選手獲得 . 這些選手物理概念清楚, 思路 敏捷 ,實驗操作能力較強. 總的來說, 是比較滿意 的. 但從本試題的整體回答情況看 , 國內在實驗 教學方面還是存在如下問題, 值得引以為戒. 1) 不少考生由于對基本的實驗技能掌握不夠 扎實 , 或實驗操作不規(guī)范造成實驗結果的失分. 引起這種現(xiàn)象的原因相信是與指導教師在指導學 生做實驗時只注重完成實驗結果, 不重視實驗過 程有關. 不少參賽學生片面認為, 實驗只要做過 一次就可以了 ,不重視反復練習. 事實上 ,物理實 驗說到底就是一門對技能要求極高的基礎課程, 尤其是像物理競賽實驗考試這種選拔式的考試, 提供給考生的時間較短, 實驗內容較多 ,進而導致 題目的難度較大或有一定的坡( 梯) 度 , 需參賽學 生在較短的時間內能迅速 、 熟練地完成各種規(guī)定 的實驗內容. 因此 , 考生只有平時對基本操作反 復練習, 對基本元件反復使用 ,才能熟能生巧 、 運 用自如. 2) 缺乏參賽經驗也是造成大多數(shù)考生失分較 多的直接原因 . 不少考生答卷時沒有作通盤考 慮,時間分配不夠合理 ,審題不全面和不仔細. 如 本試題中僅是尋找“經平面鏡反射回望遠鏡中的 十字線”這一項操作就有可能花去整段時間, 以至 其他內容無法完成( 實際上, 題中已說明 : 該部分 是不要求學生調節(jié)的) . 還有的考生沒有搞清楚 實驗練習與競賽的區(qū)別, 也不懂得“丟卒保車”的 策略 ,在實驗考試時 ,總是慢條斯理, 對每一個數(shù) 據或調節(jié)過程均“精益求精”而不作輕重緩急的取 舍,如 : 本題中因精確調節(jié)“望遠鏡的光軸與儀器 轉軸垂直”和測量“最小偏向角”的角度等而浪費 了不少本該可以節(jié)約的時間, 這也反映出這部分 考生理論嚴重脫離實際, 只懂得實驗原理. 但具 體實施時 , 就不懂得哪些是主要的 , 哪些是次要 的; 也不懂得主要誤差是來自哪個環(huán)節(jié) ; 以至于在 各步測量時抓不住要點( 本試題著重要求確定色 散曲線和角色散率的變化趨勢) . 3) 數(shù)據處理方面也存在一些問題, 如有效數(shù) 字、作圖規(guī)則等. 不少學生實驗結果的有效數(shù)字 不按不確定度來寫, 或太多 、 或太少 ; 作圖不規(guī)范 的學生更多 , 有的不寫坐標軸名、單位, 有的標度 不等間隔 ,有的標度值將所有的有效數(shù)字都寫上 去,有的數(shù)據點的符號就只點 1 個點,有的圖上沒 有寫實驗名稱 、 圖名等 , 各自為政 ,不一而足 . 這 些都需要在今后的訓練中加以注意 . 4 對策與小結 本屆物理競賽決賽的 280 名考生是從全國各 地參加初賽和復賽的幾十萬名優(yōu)秀的高中生中選 拔出來的, 應該說是優(yōu)中選優(yōu) . 盡管該物理實驗 試題整體的難度系數(shù)不算太高, 但考生的考試成 績卻不太理想 ,這種現(xiàn)象確實令人十分擔憂 ,必須 引起廣大物理教學工作者的認真關注. 物理競賽是物理教學中培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀學生 的一條重要途徑, 也是從一個側面評價各省( 市) 物理學科實驗教學質量的重要指標之一 . 筆者認 為,各級學校今后在物理教學過程中,應切實做好 以下幾個方面的工作 : 加強實驗教學 ,培養(yǎng)學生認真、踏實的學風. 要充分地認識到: 物理實驗課程是一門技能課,對 技能的培養(yǎng)不是一蹴而就 、 只花一天半日就可完 成的 ,必須經過長時間的嚴格訓練. 所以物理實 驗教學必須從初中學生抓起, 并注重培養(yǎng)學生認 真、 踏實的學風. 特別是對一些看似簡單的實驗, 一定要教育他們養(yǎng)成全面分析的良好習慣 . 如實 驗報告的書寫一定要規(guī)范 . 在本次實驗考試中, 我們就發(fā)現(xiàn)不少考生因數(shù)據記錄、數(shù)據處理 、 不確 定度的表述及公式表達上的不規(guī)范而造成失分. 重視實驗基本功的訓練, 培養(yǎng)學生實驗基本 操作能力. 物理實驗基本功是指實驗的基本理 論、 基本方法和基本操作技能 ,良好的實驗基本功 是參賽考生取得競賽好成績和中學生今后持續(xù)發(fā) 展的基礎 . 應該讓中學生認真地做好每一個物理 實驗 ,通過這些實驗來培養(yǎng)和規(guī)范學生的基本實 驗操作能力, 提高學生的實驗技能技巧. 可能有 教師認為通常的中學生物理實驗內容和難度與競 賽實驗相差太大, 對競賽幫助不大 . 但須知, 千里 之行始于足下 ,扎實的物理實驗基本功訓練和培 養(yǎng)是提高學生實驗能力的基礎 ,正所謂集腋成裘. 26 物 理 實 驗第 30 卷 否則 ,在競賽中取得好成績便如無源之水、 無本之 木,當然也與舉辦競賽的目的背道而馳 . 因此 ,一 定要加強學生的基礎實驗訓練. 若有條件, 該學 生做的實驗, 盡量讓他們去做, 且可重復著做. 做 完實驗后一定要讓學生總結實驗中存在的不足, 并在下一次實驗時加以改進. 此外 , 適量開展一 些課外活動,對開闊學生的視野,提高分析能力會 有很好的效果. 模擬實驗競賽, 提高學生的應變能力 . 實驗 操作動手能力除了平時培養(yǎng)和提高外 , 模擬實驗 競賽無疑也是一種很好的方法. 指導教師應在統(tǒng) 籌全局的前提下 ,有針對性地指導學生 ,使學生在 不同的階段得到各種能力的培養(yǎng)和提高 . 通過模 擬實驗競賽的環(huán)境, 使學生熟悉競賽規(guī)則,做到心 中有數(shù),臨場不慌不亂. 總之 ,學生實驗競賽能力的提高是一個循序 漸進的過程 . 除了相關部門的硬件投入和支持 外,還需要各級學校領導和指導教師的高度重視, 采取針對性的措施 , 使學生在不同的階段得到各 種能力的培養(yǎng), 進而達到提高中學生物理實驗競 賽水平的目標. 致謝 : 作者分別與北京大學物理學院呂斯驊 教授 、 復旦大學物理學系蔣平教授和沈元華教授 進行了多次有益和深入的討論, 在此一并表示感 謝! 同時 ,感謝復旦大學物理系馬秀芳 、 楊敏和范 偉民老師在實驗準備過程中提供的幫助 . 參考文獻: 1 呂斯驊.全國中學生物理競賽實驗指導書 M .北 京: 北京大學出版社, 2006. 2 鄭永令.亞洲物理奧林匹克試題與解答( 第 1 8 屆) M . 上海: 華東師范大學出版社, 2009. 3 呂斯驊, 段家忯. 基礎物理實驗 M .北京: 北京大 學出版社, 2002. 4 賈玉潤, 王公治, 凌佩玲.大學物理實驗 M .上 海: 復旦大學出版社, 1987. 5 沈元華, 陸申龍. 基礎物理實驗 M .北京: 高等教 育出版社, 2003. 6 全國中學生物理競賽委員會辦公室.全國中學生物 理競賽專輯 2008 M . 北京: 北京大學出版社, 2008. 7 全國中學生物理競賽委員會辦公室.全國中學生物 理競賽專輯 2009 M . 北京: 北京大學出版社, 2009. 8 葉衛(wèi)平, 方安平, 于本方.Origin 7. 5 科技繪圖及數(shù) 據分析 M .北京: 機械工業(yè)出版社, 2006. 9 中國科學院數(shù)學研究所統(tǒng)計組.常用數(shù)理統(tǒng)計方法 M .北京: 科學出版社, 1973. 10 馬秀芳, 沈元華.第八屆亞洲物理奧林匹克競賽中 實驗考題的分析 J .物理實驗, 2007, 27( 12): 29- 33. 11 荀坤, 王若鵬, 陳曉林. 第 39 屆國際物理奧林匹克 競賽實驗題介紹 J .物理實驗, 2008, 28( 12) : 21. 12 羅質華, 李?？?第二十屆全國中學生物理競賽 ( 廣東賽區(qū)) 實驗試題解答與啟示 J .中