陳曉莉 楊杰
摘要:為了培養(yǎng)學生各方面的能力,提高素質(zhì),改變以前唯分數(shù)論的思想,《普通高中物理課程標準(2017版2019年修訂)》提出了物理學科的核心素養(yǎng),正因為如此,社會各界人士,尤其是物理教育界的各類人士紛紛開始重視物理學科素養(yǎng)的研究?,F(xiàn)在,高考正伴隨著學科素養(yǎng)的落實而慢慢的在進行改革。物理實驗是高考物理的考查內(nèi)容,對培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)具有重要的地位。本研究用統(tǒng)計法分析高考物理實驗試題的知識點和核心素養(yǎng)考查情況。最后提出實驗教學改進策略。
關(guān)鍵詞:高考;物理實驗;實驗教學;教學策略
1 全國III卷高考物理實驗試題研究
隨著高考的改革和變新,我國高考有些省份使用全國卷,有些省份自主命題,2016年開始,全國增設(shè)全國III卷,因此,本研究的試題統(tǒng)計分析對象確定為2016-2021年全國III卷的實驗試題部分。
1.1 實驗試題題型統(tǒng)計
通過統(tǒng)計全國III卷的實驗題的題型知道,大多數(shù)實驗題為填空題,其次是作圖題和選擇題,也有少數(shù)的簡答題,如圖1所示。
1.2實驗試題的知識點統(tǒng)計分析
由上圖2對全國III卷實驗考查的知識點統(tǒng)計分析可知:全國III卷考查的知識點覆蓋面廣,力學、電學、磁學都有考查,對核心素養(yǎng)方面,通過對這些知識點的考查,考查了學生的各個方面的能力,具體考查情況分析如下:
(1)對結(jié)果保留幾位有效數(shù)字和幾位小數(shù)的考查最為頻繁,幾乎每年都有涉及。通過對這個知識點的考查,考查了學生對有效數(shù)字和小數(shù)點位數(shù)的理解掌握情況。
(2)力學實驗題,對勻變速直線運動模型的考查最多,尤其是自由落體運動。2016年第23題、2018年第22題、2019年和2020年都是勻變速直線運動模型,由此可知,這6年特別注重考查了學生構(gòu)建勻變速直線運動模型的能力,即四大核心素養(yǎng)的科學思維中的模型建構(gòu)要素,而整個過程除了需要學生建構(gòu)勻變速直線運動模型,還需要學生科學推理和科學論證,并基于證據(jù)進行科學探究,最終的得出結(jié)果。
(3)其次考查較多的是學生利用圖像描繪物理規(guī)律的能力或者從圖像中獲取相關(guān)物理信息的能力。圖像法表達物理規(guī)律是一種特別重要的科學思維方法,這個方法需要學生理解圖像的橫坐標的物理意義和斜率的物理意義,2016年第23題,題目給出圖像,需要學生根據(jù)圖像結(jié)合勻變速直線的規(guī)律得出加速度,其次這到題目還需要學生根據(jù)題目信息描點,作出圖像,求出小車的質(zhì)量;2017年第22題,需要學生作出力的圖示,得出力的平行四邊形定則,2020年第23題,題目作出了熱敏電阻阻值隨溫度的變化曲線圖,需要學生知道橫坐標代表溫度,縱坐標代表電阻阻值,要求學生能從圖像中讀出對應(yīng)溫度下的電阻值。
(4)創(chuàng)新思維能力的考查。對于實驗題,有四個實驗是教材原型實驗,有兩個實驗是課后“做一做”實驗,有三個實驗是基于原型實驗改編的創(chuàng)新實驗,如圖3所示。2016年第23題,教材原型實驗是用控制變量法探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 ,教材原型實驗的研究對象是小車,但是對于這道高考題如果選擇小車為研究對象,將鉤碼從小車在中取下來放在鉤碼的過程中,小車和車上的總質(zhì)量發(fā)生了變化,小車受到的合外力也發(fā)生了變化,如果選擇小車為研究對象的話,不能滿足控制變量的條件,所以這道題目的創(chuàng)新點在于要選擇小車和所有的鉤碼作為研究對象,才滿足質(zhì)量不變這個控制變量的思想。其次,在用圖像法表達物理規(guī)律的時候,以加速度為橫坐標,以鉤碼的個數(shù)為縱坐標,也是一個沒有學過的圖像,具有一定的創(chuàng)新性。2018年第22題,這道題目測電阻,不是教材原型實驗的伏安法或者伏伏法、安安法、等效替代法等,而是利用單刀雙擲開關(guān)并結(jié)合串聯(lián)電路分壓的規(guī)律求電阻,具有一定的創(chuàng)新性,考查學生的創(chuàng)新思維能力。第2020年第23題,利用伏安法測量熱敏電阻隨溫度的變化關(guān)系,這個實驗原型來自于描繪小燈泡的伏安特性曲線,這個高考題是利用熱敏電阻,那么圖像由同學們熟悉的圖,換成了不熟悉的圖,具有一定的創(chuàng)新性,最后,制作溫控報警器,具有一定的創(chuàng)新性。
(5)對于電學實驗,考查較多的是學生連接電路圖或?qū)嵨飯D的科學探究能力。2016年的第22題,這個電磁學的題目,需要學生在圖中畫出連線,完成電路圖;第2018年23題,測電阻的實驗,需要學生根據(jù)實驗原理圖進行實物圖連線,連線時需要學生分清楚滑動變阻器的分壓式接法的連接;2019年第23題,歐姆表的改裝,將實物圖連接組成歐姆表,需要學生知道黑紅表筆的接法;第2020年第2題,熱敏電阻,要根據(jù)題目給出的器材畫出連線;需要學生知道電流表的內(nèi)外接法。其次對于電學實驗,兩次考查歐姆調(diào)零的原理,分別是2017年第23題和2019年第23題。
(6)不管是電學實驗還是力學實驗,每一道題目都考查學生對實驗原理的掌握情況,以及學生的科學探究能力。
2 中學物理實驗教學策略
結(jié)合以上高考題特點分析,提出以下實驗教學策略。
(1)重視物理實驗
為了培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng),老師應(yīng)該改變傳統(tǒng)的唯分數(shù)論的觀點,重視物理實驗教學并明白物理實驗對培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要作用,只有老師重視和正確認識物理實驗,學生才會正確認識物理實驗,學生很多時候不愿意做物理實驗,寧愿多做一些物理試題,導致很多學生“高分低能”,學生需要在老師的影響下重視物理實驗,明白做物理實驗可以提高同學們的動手能力,推理能力,觀察能力等綜合能力。
(2)重視實驗教學方法,培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)
目前學生科學探究能力欠缺,而欠缺的主要原因是平時老師在教學中沒有注重培養(yǎng)學生的科學探究能力,老師在教學中,老師往往覺得讓學生知道這個知識非常重要,而具體這個知識是怎么得到的,這個過程中用了什么樣的物理方法,老師并沒有很重視,其次在做實驗的時候,老師也比較看重實驗的結(jié)果,然后學生根據(jù)這個實驗的結(jié)果去做題,提高分數(shù),而往往不重視整個實驗的過程,導致學生不重視實驗?zāi)康?、原理、步驟和過程,所以在老師的教學中,老師應(yīng)該改變教學方法,提倡素質(zhì)教育,老師可以設(shè)計合理的導學案,層層推進,引導學生實驗前思考,在此過程中讓學生明白實驗原理、目的、步驟和數(shù)據(jù)處理等過程。
(3)合理利用線上教學平臺
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)一直不斷出現(xiàn)在我們身邊,作為老師的我們,應(yīng)該合理的把這些網(wǎng)絡(luò)資源利用起來。老師可以建立線上教學平臺,比如班級微信群、班級QQ群,微信公眾號等等。物理很多東西非常的抽象,很多實驗是在高中階段無法給學生演示的,而且很多電磁學的內(nèi)容更是很難自制教具給學生演示,那么這個時候老師就應(yīng)該利用好線上教學平臺了,比如,在講解磁感線,安培力、洛倫茲力等內(nèi)容時候,老師可以提前在網(wǎng)絡(luò)上搜索一些模擬視頻,傳送到班級QQ群,讓學生觀看,也可以讓學生直觀的感受到磁感線真實存在。其次,對于像洛倫茲力的演示,學校即使有這個器材,但是把這個器材拿到班上去演示的話,就前排幾名同學能觀察到實驗,所以老師可以提前去實驗室錄制好視頻,發(fā)送到班級QQ群,學生下載并觀看。
(4)設(shè)計創(chuàng)新實驗方案,培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維
學生創(chuàng)新思維能力欠缺,不能靈活應(yīng)對根據(jù)教材原型實驗改編的創(chuàng)新實驗,分析原因可以知道,主要是老師平時都是根據(jù)教材原型實驗方案教學,沒有培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力,導致學生創(chuàng)新思維能力不足,所以老師在教學中,多自制實驗教具,多設(shè)計基于教材原型實驗改編的創(chuàng)新實驗教學,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。
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