羅智強 陳金貴

摘? ?要：以2020年全國高考理綜測試新課標卷I物理試題第22題（實驗題）為例，剖析試題的問題元素，詮釋試題的選拔功能，探索試題的價值取向。聚焦學(xué)科關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)，闡釋高考評價體系下的命題理念和命題導(dǎo)向，突出引導(dǎo)中學(xué)物理教學(xué)改革的方向。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué);實驗探究;素養(yǎng)提升;教學(xué)啟示

2020年全國高考理綜測試新課標卷I物理試題第22題以“伏安法測電阻”為切入點考查歐姆定律這個重要的知識點。本題通過圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是高考考查的熱點，重在考查建模能力和實驗探究能力;通過“測電阻阻值”這個模型，串起電流表的內(nèi)接法和外接法等知識點，注重對實驗原理、實驗方法的考查;本試題涉及到估算和保留小數(shù)的細節(jié)問題，考查了學(xué)生對實驗誤差分析的能力?？忌罁?jù)實驗原理，構(gòu)建測電阻的基本電路模型，采用數(shù)形結(jié)合的物理方法，深度思考得出合理結(jié)論，充分體現(xiàn)由知識立意向能力立意轉(zhuǎn)變的命題方向，體現(xiàn)基于問題解決促進考生對物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。試題的問題情境設(shè)置合理，呈現(xiàn)物理學(xué)科的基礎(chǔ)性，體現(xiàn)對經(jīng)典物理實驗的重視，回歸物理教材和物理本質(zhì)，難度有所下降，學(xué)生頗感親切，上手容易，但在理解能力、推理論證能力、實驗探究能力等物理學(xué)科關(guān)鍵能力上對學(xué)生要求還是有一定的高度，能有效區(qū)分不同水平考生的實驗?zāi)芰 1 ]。

1? 高考真題

某同學(xué)用伏安法測量一阻值為幾十 Ω的電阻Rx，所用電壓表的內(nèi)阻為1 kΩ，電流表內(nèi)阻為0.5 Ω.該同學(xué)采用兩種測量方案，一種是將電壓表跨接在圖（a）所示電路的O、P兩點之間，另一種是跨接在O、Q兩點之間。測量得到如圖（b）所示的兩條U-I圖線，其中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)[ 2 ]?；卮鹣铝袉栴}：

（1）圖（b）中標記為Ⅱ的圖線是采用電壓表跨接在

（填“O、P”或“O、Q”）兩點的方案測量得到的[ 2 ]。

（2）根據(jù)所用實驗器材和圖（b）可判斷，由圖線

（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值，結(jié)果為Ω（保留1位小數(shù)）[ 3 ]。

（3）考慮到實驗中電表內(nèi)阻的影響，需對（2）中得到的結(jié)果進行修正，修正后待測電阻的阻值為Ω（保留1位小數(shù)）[ 4 ]。

2? 試題分析

本試題以電阻測量為切入點考查歐姆定律、圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。兩種測量電路（內(nèi)接法和外接法）的選擇是高考考查的熱點。試題要求考生依據(jù)實驗原理，構(gòu)建測電阻的基本電路模型，采用數(shù)形結(jié)合的物理方法，深度思考得出合理結(jié)論，難易層次分明，設(shè)置問題梯度合理。試題面向雙基回歸教材，但又有所拓展，實際上是回歸物理本質(zhì)，提升物理觀念，培養(yǎng)科學(xué)思維素養(yǎng)[ 5 ]。

（1）根據(jù)電壓表跨接在O、P兩點時，電壓表起到分流作用;電壓表跨接在O、Q兩點時，電流表起到分壓作用，對其進行誤差分析，結(jié)合U-I圖象的斜率大小就可以得出圖線Ⅱ為電壓表跨接在O、P兩點測量得到的。

（2）根據(jù)U-I圖象的斜率得到兩種接法下的電阻，根據(jù)<，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，從而判斷圖線Ⅰ得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值。

（3）根據(jù)電壓表跨接在O、Q間，測得的阻值為電阻與電流表電阻之和，可求得修正后待測電阻的阻值。

本題設(shè)置體現(xiàn)了物理學(xué)科核心素養(yǎng)中模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等科學(xué)思維的過程[ 5 ]。也體現(xiàn)高考評價體系中提出的理解能力、推理論證能力、模型建構(gòu)能力、實驗探究能力、創(chuàng)新能力等5種關(guān)鍵能力的有效達成[ 1 ]。

3? 試題解析

（1）當電壓表跨接在O、P兩點時，電流表外接，電壓準確無誤差，電流測量值為通過電阻與電壓表中的電流之和，由R=得電阻測量值偏小;電壓表跨接在O、Q兩點時，電流表內(nèi)接，電流準確無誤差，電壓測量值為電阻兩端與電流表兩端的電壓之和，電阻測量值偏大;U-I圖象的斜率大小等于電阻測量值，因此圖線Ⅱ為電壓表跨接在O、P兩點測量得到的。

（2）由圖線斜率可得I圖線測得電阻值為：

RⅠ= Ω≈50.5 Ω，圖線II測得電阻阻值為RⅡ= Ω=47.7 Ω，被測電阻值約為50 Ω，==20，==100，因<，電流表采用內(nèi)接法，電壓表跨接在O、Q兩點，測量結(jié)果為50.5 Ω。

（3）電壓表跨接在O、Q間，測得的阻值為電阻與電流表電阻之和，則修正后的電阻為：

R=R1-RA=50.5 Ω﹣0.5 Ω=50.0 Ω。

4? 試題評價

本題考查通過已知U-I圖象的斜率來判斷測電阻時如何選擇電流表的內(nèi)、外接法，考查了學(xué)生對實驗誤差的分析以及應(yīng)用圖象處理問題的能力，同時涉及到估算和保留小數(shù)的細節(jié)問題。試題呈現(xiàn)的內(nèi)容突出主干，又能要求考生靈活應(yīng)用物理方法解決實際問題。

本題考查的是電學(xué)實驗中一個典型的學(xué)生實驗，在考試說明中也有明確要求，可以說，該實驗是近幾年來高考電學(xué)實驗考查中最為貼近教材的一次，試題情境源于教材但有所拓展，體現(xiàn)對經(jīng)典物理實驗的重視。試題考查高中物理實驗思想以及數(shù)據(jù)處理方式，滲透科學(xué)方法，很好體現(xiàn)了高考命題要求。在高考評價體系指導(dǎo)下的高考物理命題方式，要求物理實驗教學(xué)立足教材，夯實雙基，更要重視對科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。既要求學(xué)生熟悉高中物理課程標準規(guī)定的學(xué)生實驗和演示實驗，又要注意陳題翻新，能靈活、綜合地應(yīng)用理論和技術(shù)知識解決實際問題[ 5 ]。

對根據(jù)伏安法測電阻這一實驗的考查，在新課標卷中雖然是近年來的第一次出現(xiàn)，但是問題（2）采用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法是高考考查的熱點，由于該方法靠近實驗的真實情境，教學(xué)中應(yīng)足夠重視這種物理方法的滲透和應(yīng)用。電學(xué)實驗往往基于“測電阻阻值”和“測電源電動勢和內(nèi)阻”這兩模型，串起了滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法、電流表的內(nèi)接法和外接法、電表的改裝、等效法、半偏法、比較法等知識點而展開，其核心依然是閉合電路歐姆定律[ 6 ]。試題雖有拓展，考生解答本題需具備一定的分析、推理能力，但總體難度不高，學(xué)生容易上手，也能很好培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念素養(yǎng)。

5? 教學(xué)啟示

從以上針對這道試題的評析中可以得到這樣的啟示：在新高考評價體系引領(lǐng)下的實驗教學(xué)，一定要立足教材，回歸物理本質(zhì)。尤其對2020版新課標所要求的學(xué)生必做實驗以及教材中的演示實驗，乃至課外小實驗，教師絕不能以講代做，要讓學(xué)生動手操作，參與問題解決，親身去體驗探究的全過程。比如本試題雖可用伏安法測電阻的二級結(jié)論“大內(nèi)大，小外小”來迅速解題，但絕不能讓學(xué)生機械記憶這“六字”推論，要讓學(xué)生切身進行體驗式的實驗探究。探索如何選取合適的滑動變阻器，思考限流式、分壓式接法的選擇并親自動手操作體驗，探討電流表內(nèi)、外接法的選取，都在親身體驗過程中得以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。在“自主、合作、探究”中激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維，提升學(xué)生的“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”等物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

在復(fù)習(xí)備考的教學(xué)過程中，實驗技能的訓(xùn)練尤為重要。要擺脫市面上各種教輔書的干擾，擯棄通過多媒體“看實驗”、實驗室里“程式化實驗”、教室里“試題實驗”的弊端;要讓學(xué)生實驗探究化，熟悉基本實驗原理，會設(shè)計實驗方案，優(yōu)化選擇、控制實驗條件，培養(yǎng)實驗基本技能;要遵守操作規(guī)程，養(yǎng)成細心觀察實驗現(xiàn)象，認真測量實驗數(shù)據(jù)的良好習(xí)慣;要重視創(chuàng)新思維，營造探索情境，讓學(xué)生學(xué)會控制實驗條件和獨立解決實驗過程中遇到的問題，讓感性認識和思維活動協(xié)同發(fā)展，能夠處理實驗數(shù)據(jù)和分析誤差來源;要適當增加一些設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生在“自主、合作、探究”過程中運用所學(xué)知識、方法解決新問題的能力，逐漸養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任，提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

6? 結(jié)束語

高考物理試題著重考查考生的知識、能力和物理學(xué)科核心素養(yǎng)。在新高考評價體系下應(yīng)關(guān)注新高考變化，引導(dǎo)學(xué)生從“解題”向“解決問題”轉(zhuǎn)變。實驗題考查呈現(xiàn)“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”，教師要重視物理實驗教學(xué)，回歸物理本質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)科教學(xué)，促進高中物理育人方式改革。

參考文獻：

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