袁衛(wèi)民

(保定第二中學(xué) 河北 保定 071000)

余勝軍

(保定市教育科學(xué)研究所 河北 保定 071000)

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近幾年高考全國Ⅰ卷物理實(shí)驗(yàn)試題分析及教學(xué)啟示*

袁衛(wèi)民

(保定第二中學(xué) 河北 保定 071000)

余勝軍

(保定市教育科學(xué)研究所 河北 保定 071000)

對(duì)2012～2015年高考全國Ⅰ卷物理實(shí)驗(yàn)試題進(jìn)行分析與總結(jié)；試題的特點(diǎn)是注重考查常用測量儀器的使用及讀數(shù)，注重考查實(shí)驗(yàn)操作，立足課本實(shí)驗(yàn)，側(cè)重于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；對(duì)教學(xué)的啟示及建議是不能用實(shí)驗(yàn)習(xí)題代替實(shí)驗(yàn)，復(fù)習(xí)不能脫離課本實(shí)驗(yàn)，復(fù)習(xí)應(yīng)重視提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力，重視訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力．

高考 實(shí)驗(yàn)試題 教學(xué)啟示

物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，它以實(shí)驗(yàn)為依托，通過觀察實(shí)驗(yàn)，總結(jié)規(guī)律從而得到物理學(xué)的定律，因此物理學(xué)的研究與發(fā)展都離不開實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ俏锢韺W(xué)習(xí)中的一種重要的能力，物理高考?xì)v來重視考查實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，通過統(tǒng)計(jì)分析近幾年的高考全國Ⅰ卷試題可以看出，物理實(shí)驗(yàn)除了考查《考試說明》要求的實(shí)驗(yàn)，還有一些設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)．要求學(xué)生能根據(jù)要求靈活運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí)、方法和儀器，設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)方案，并處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)問題．

下面對(duì)近幾年高考全國Ⅰ卷物理實(shí)驗(yàn)試題進(jìn)行分析，并談一談實(shí)驗(yàn)試題對(duì)我們教學(xué)的啟示．

1 近幾年實(shí)驗(yàn)試題的基本分布

通過對(duì)2012～2015年高考全國Ⅰ卷物理實(shí)驗(yàn)部分的分析與總結(jié)，繪制表1．

表1 對(duì)2012～2015年高考全國Ⅰ卷物理實(shí)驗(yàn)部分的分析與總結(jié)

2 實(shí)驗(yàn)試題特點(diǎn)分析

(1)注重考查常用測量儀器的使用及讀數(shù)

游標(biāo)卡尺、螺旋測微器的讀數(shù)問題，是歷年高考中考查頻率較高的知識(shí)點(diǎn)，2012年、2013年均有考查；另外也經(jīng)常涉及電流表、電壓表、歐姆表等讀數(shù)問題，2013年、2014年均有考查，2015年又涉及托盤秤的讀數(shù)．涉及讀數(shù)問題要求會(huì)用有效數(shù)字表達(dá)直接測量的結(jié)果．因此要求學(xué)生必須熟練掌握基本儀器的使用方法、操作細(xì)節(jié)、讀數(shù)要求等，才能正確解答這些基本問題．

(2)注重考查實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)操作能力是學(xué)生真正的動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，參與實(shí)驗(yàn)過程必備的能力．各種測量儀器的實(shí)用及讀數(shù)、分析實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)物連接、作圖、數(shù)據(jù)處理等都很好地考查了學(xué)生在實(shí)際做實(shí)驗(yàn)的操作能力及思考問題的能力．例如2014年第22題，通過關(guān)于驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)，考查由圖像判斷物理量的關(guān)系，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)條件的探究與改進(jìn)等，很好地考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力．

(3)立足課本實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)的基本原理和方法是考查的核心，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)試題均源于課本上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)．例如2014年第23題的原形就是教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)“測電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻”．因此學(xué)生要能獨(dú)立完成考綱中所列實(shí)驗(yàn)，具備獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力.

1)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?/p>

2)理解實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)方法、步驟；

3)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件和使用實(shí)驗(yàn)儀器；

4)會(huì)觀察解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)記錄，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

5)會(huì)分析和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

(4)側(cè)重于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

近幾年的高考題重點(diǎn)考查學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，要求學(xué)生能根據(jù)要求靈活運(yùn)用已學(xué)過的物理結(jié)論、實(shí)驗(yàn)方法和儀器設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)方案并處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)問題．例如2015年第22題關(guān)于超重和圓周運(yùn)動(dòng)的考查，不是考綱要求的內(nèi)容，但實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)是教材所要求掌握的內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)秤是常見的實(shí)驗(yàn)裝置，小車在凹形橋中的運(yùn)動(dòng)是常見的物理模型．對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要正確的理論分析，將理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合分析實(shí)驗(yàn)原理和過程，突出考查了學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究能力．

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力是學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ω叩偷捏w現(xiàn)．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案是進(jìn)行科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)，是衡量學(xué)生科學(xué)探究能力高低的重要指標(biāo)．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考查了學(xué)生選擇器材的能力，擬定實(shí)驗(yàn)方案、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案的能力，同時(shí)也使學(xué)生學(xué)會(huì)分析可行性因素即實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能反映學(xué)生自主獨(dú)立的思考問題．

3 實(shí)驗(yàn)試題的啟示及教學(xué)建議

2012年至2015年全國Ⅰ卷物理實(shí)驗(yàn)試題的特點(diǎn)的分析，對(duì)我們的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有一定的啟示．

(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能用實(shí)驗(yàn)習(xí)題代替實(shí)驗(yàn)

高考實(shí)驗(yàn)題的情景很新穎，但實(shí)驗(yàn)試題中涉及的基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的要求仍然立足于課本實(shí)驗(yàn)，以強(qiáng)調(diào)基本實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力是高考實(shí)驗(yàn)命題的“落腳點(diǎn)”．因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本操作能力．物理實(shí)驗(yàn)基本功是指實(shí)驗(yàn)的基本理論、基本方法和基本技能．教師要充分重視課本的每一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)，中學(xué)物理教學(xué)大綱要求的分組實(shí)驗(yàn)一定要做，而不能用實(shí)驗(yàn)習(xí)題代替實(shí)驗(yàn)．若平時(shí)教學(xué)不重視實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰νＡ粼诘蛯哟紊?，只?huì)“紙上談兵”，這些都會(huì)導(dǎo)致高考實(shí)驗(yàn)題丟分．

(2)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)不能脫離課本實(shí)驗(yàn)

高考實(shí)驗(yàn)題從考查方式看，常考常新，命題形式靈活，考查角度多變，但基本實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)思想和實(shí)驗(yàn)方法，都能在課本實(shí)驗(yàn)中找到原形，因此在高三備考中應(yīng)以掌握課本上的基本實(shí)驗(yàn)為核心，在此基礎(chǔ)上再向外延伸，而不能脫離課本實(shí)驗(yàn)，只做實(shí)驗(yàn)試題．高考實(shí)驗(yàn)是通過變化了的實(shí)驗(yàn)情景考核規(guī)定實(shí)驗(yàn)的理解及基本原理、基本方法，因此高三復(fù)習(xí)必須立足課本實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)從實(shí)驗(yàn)原理、器材、步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等深入分析每個(gè)實(shí)驗(yàn)，并且課本實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)與實(shí)驗(yàn)習(xí)題有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>

(3) 實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)重視提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力

(4)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)重視訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是科學(xué)探究的一個(gè)重要環(huán)節(jié)．物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中可通過創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生思考應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，為什么這樣設(shè)計(jì)，能否換一種方法，在此基礎(chǔ)上，通過不同的實(shí)驗(yàn)方案，深刻理解實(shí)驗(yàn)原理，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，并且讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路．

例如在復(fù)習(xí)驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)處理能力，可設(shè)計(jì)如下的教學(xué)案例．

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力．

實(shí)驗(yàn)器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、電源、小車、小桶、砝碼、帶滑輪的平板、直尺、天平．

分析及最優(yōu)方案：

實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停号c驗(yàn)證牛頓第二定律的情景相似(如圖1所示)．

圖1

實(shí)驗(yàn)原理：設(shè)小桶的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，對(duì)紙帶的阻力為f阻，小車受到的摩擦力為f0.繩中的張力為T.對(duì)小桶和小車受力分析并由牛頓第二定律列方程

小桶

mg-T=ma

小車

T-f阻-f0=Ma

兩式相加

mg-f阻-f0=(M+m)a

則

F= f阻+f0=mg-(M+m)a

即由m，M和a可求F(總阻力)，而

F= f阻+μMg

式中μ未知、f阻未知.

實(shí)驗(yàn)方法：

1)計(jì)算法：需測兩組數(shù)據(jù)即兩次(M1和M2)可計(jì)算f阻.

2)作圖法：多次測量，在坐標(biāo)紙上標(biāo)出測量點(diǎn)，作F-M圖線(一次函數(shù)關(guān)系)，則截距即為f阻,如圖2所示．

圖2

學(xué)生解此實(shí)驗(yàn)題比較困難，一方面是沒有建立物理情景，另一方面則是不知如何處理數(shù)據(jù)，選用圖像法處理數(shù)據(jù)，不但直觀簡捷，還可減小實(shí)驗(yàn)誤差．

根據(jù)上面案例分析我們可以認(rèn)識(shí)到以下兩點(diǎn)：

(1)創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)情境、確定實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的基礎(chǔ).

(2) 確定實(shí)驗(yàn)過程、選擇合適的方法是解答實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的關(guān)鍵．

總的說來，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題就是在學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上多了幾個(gè)“難點(diǎn)”，但和學(xué)生實(shí)驗(yàn)是密切相關(guān)的；同時(shí)更注重了學(xué)生的發(fā)散思維、求異思維等創(chuàng)新能力的培養(yǎng)．因此在平時(shí)學(xué)習(xí)中要加強(qiáng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，注意方法，加強(qiáng)訓(xùn)練．

*保定市教育科學(xué)研究“十二五”規(guī)劃課題“高考物理實(shí)驗(yàn)、復(fù)習(xí)及答題思路的研究”的研究成果，課題編號(hào)：152045

2016-01-05)