賞析一道甄別“實驗操作能力”的試題

曹開錚

稿件編號：P1105077

作者簡介：曹開錚，本科，中教高級，教研員。

作者單位:江蘇省徐州市銅山區教育局教研室。

賞析一道甄別“實驗操作能力”的試題

曹開錚

全日制義務教育《物理課程標準(實驗稿)》明確要求學生要“具有初步的實驗操作技能，會使用簡單的實驗儀器和測量工具，能測量一些基本的物理量”，各地的診斷性考試、中考和高考都把學生的實驗動手操作能力作為命題的重點。但能準確診斷學生“是否做過實驗、操作技能如何”的試題并不多。我區質量調研試卷中關于“滑動變阻器”試題的命制，在這方面進行了探索。

一、試題賞析

1.試題

滑動變阻器是中學物理實驗常用的重要儀器之一，它在各種電路中的連接方式和作用一般不同，請根據你的實驗經驗完成下列問題。

(1)要把圖1中的滑動變阻器正確接入電路，應該按照圖2中_____的方式進行繞線(選填“甲”或“乙”)，才能把導線壓緊。

圖1

圖2

稿件編號：P1105077

作者簡介：曹開錚，本科，中教高級，教研員。

作者單位:江蘇省徐州市銅山區教育局教研室。

(2)利用圖3甲“探究導體中的電流與導體兩端電壓的關系”時，滑動變阻器的作用是_；“探究導體中的電流與導體電阻的關系”時，滑動變阻器的作用是 _。

(3)利用圖3甲進行“伏安法測導體電阻”的實驗中，滑動變阻器的作用是_；利用圖3乙進行“伏安法測小燈泡的額定電功率”的實驗中，滑動變阻器的作用是_，從而保證小燈泡正常發光。

(4)不論圖3中甲、乙兩個電路研究的目的如何，滑動變阻器對兩個電路所起的共同作用是_。

(5)在“伏安法測電阻”和“伏安法測小燈泡的額定功率”實驗中，都要進行多次測量，前者多次測量的目的是_，后者多次測量的目的是_。

圖3

(6)要測量電阻值大約為6Ω的未知電阻R0的阻值，實驗室可供選擇的器材有：

A.干電池E：電源電壓3V，內電阻為0

B.滑動變阻器R1：電阻0～10Ω，額定電流1A

C.滑動變阻器R2：電阻0～500Ω，額定電流0.6A

F.開關S及導線若干

①如果要使未知電阻兩端的電壓能從0V開始連續調節，請畫出你設計的測量電路圖，并標明各元件的字母代號。

②為了提高實驗的精確度，你選用的滑動變阻器是

_，電壓表的量程是_，電流表的量程是_。

③在測量的過程中，滑動變阻器消耗的電功率是_。

2.試題的答案

(1)甲

(2)改變導體兩端的電壓;控制導體兩端的電壓保持不變

(3)改變導體兩端的電壓進行多次測量;調節小燈泡兩端的電壓達到額定電壓

(4)保護電路和改變電路中的電阻，或控制電路中的電流、電壓

(5)減小測量的偶然誤差;比較實際功率與額定功率下燈泡的亮度

(6)①如圖4所示;②R13V 0.6A ;③0.9W

圖4

3.試題賞析

從試題考查的功能看，命題者獨具匠心，真正鑒別了學生的實際動手操作能力和實驗經歷。如果學生沒有親手做過電學實驗，就不可能正確選擇導線的接線方式；如果學生沒有牢固掌握歐姆定律、伏安法測電阻和伏安法測小燈泡額定功率3個實驗的基本原理，沒有相關實驗操作和數據分析處理的經歷，就不可能準確說出滑動變阻器在各個實驗中所起的作用和進行多次測量的目的；如果學生沒有動手操作的體驗和一定的分析概括能力，總結滑動變阻器對兩種電路的共同作用特點時就會出現遺漏；如果學生沒有應對設計性實驗的經歷和一定的創新能力，就不可能設計出從未學習過的分壓式電路，實現從0V開始連續調節電壓之目的。可見，本試題在考查滑動變阻器相關基礎知識的同時，著重甄別學生已有的實驗技能和實驗經歷，甄別學生靈活運用已有知識創造性地解決實際問題的能力。較好地解決了“學生動手實驗能力難以進行書面考查”的難題，試題的可信度、區分度都很高，值得研究和借鑒。

二、試題給教學的啟示

從上述賞析不難看出，學生只有勤于動手，不斷豐富自己的實驗操作技巧，具備創新實驗方案的設計經歷，才能順利完成探究性試題的解答。因此，我們在教學中要突出抓好三方面的工作：

1.突出主體地位，實現主動學習

著名教育家波利亞認為：“最好的學習方法是通過自己的發現來學習知識”。因此，我們要多釆用問題教學模式，為學生提供更多動腦思考、動手操作、動筆嘗試、動口表達、提出問題和解決問題的機會，指導學生通過自學、討論、實驗等方式，促進學生的外部活動逐漸內化為內部的智力因素，在獲取知識的同時，訓練思維，發展智力，提高實驗的操作能力，體驗成功的快樂。學生只有主動學習，親身經歷，才能理解知識的真諦，不斷提高實驗素養。

2.加強實驗教學，提高動手能力

物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，物理實驗包含實驗原理、實驗方案的設計思想和設計方法、實驗操作和觀察記錄、數據分析和處理等多方面的知識和能力。因此，加強物理實驗教學，是提高學生綜合素質的有效舉措。在教學中要多利用教具、學具為學生提供實驗操作的機會；成立創新實驗、科技制作等課外興趣小組，定期組織相關的競賽或展示活動；開放實驗室，讓學生眼看、手動、腦想、口述等多感官協同作業，在深化對物理知識理解的同時，增強動手實驗的技巧，提高實驗的設計和創新能力。

3.訓練發散思維，做到舉一反三

美國著名心理學家吉爾福特說過“人的創造力主要依靠發散思維，它是創造思維的主要成分”。物理教學中蘊藏著大量發散思維的時間、空間和課程資源，教師要努力挖掘，精心設計出相關的素材，創設出發散思維的情景，創造出發散思維的機會，激勵學生勇于打破定勢思維、大膽猜想、積極探究。通過開放性習題、設計性實驗和程序性問題，促進學生養成多角度、多方位、多層次、多方案思考問題、分析解決問題的習慣，做到舉一反三，觸類旁通，實現認識過程的不斷飛躍。

筆者堅信，只要加強研究，積極探索，勇于創新，一定能命制出高質量的試題，用以引導教師優化教學設計，改善學生的學習方式，提高課堂教學效益；引導教師有計劃地發展學生的思維，提高學生的創造力；引導學生自主學習，體驗過程，感悟成功；引導學生主動參與實驗探究，不斷提高實驗操作技能和實驗設計水平。從而最大限度地發揮中學物理實驗的教育功能，保障創新教育的各項教育目標落到實處。

[1] 全日制義務教育物理課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2008