近幾年高考全國Ⅰ卷物理實驗試題分析及教學啟示*

袁衛民

(保定第二中學 河北 保定 071000)

余勝軍

(保定市教育科學研究所 河北 保定 071000)

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近幾年高考全國Ⅰ卷物理實驗試題分析及教學啟示*

袁衛民

(保定第二中學 河北 保定 071000)

余勝軍

(保定市教育科學研究所 河北 保定 071000)

對2012～2015年高考全國Ⅰ卷物理實驗試題進行分析與總結；試題的特點是注重考查常用測量儀器的使用及讀數，注重考查實驗操作，立足課本實驗，側重于實驗設計；對教學的啟示及建議是不能用實驗習題代替實驗，復習不能脫離課本實驗，復習應重視提高實驗數據處理能力，重視訓練學生實驗設計能力．

高考 實驗試題 教學啟示

物理是以實驗為基礎的學科，它以實驗為依托，通過觀察實驗，總結規律從而得到物理學的定律，因此物理學的研究與發展都離不開實驗．實驗能力是物理學習中的一種重要的能力，物理高考歷來重視考查實驗能力，通過統計分析近幾年的高考全國Ⅰ卷試題可以看出，物理實驗除了考查《考試說明》要求的實驗，還有一些設計型的實驗．要求學生能根據要求靈活運用已學過的知識、方法和儀器，設計簡單的實驗方案，并處理相關的實驗問題．

下面對近幾年高考全國Ⅰ卷物理實驗試題進行分析，并談一談實驗試題對我們教學的啟示．

1 近幾年實驗試題的基本分布

通過對2012～2015年高考全國Ⅰ卷物理實驗部分的分析與總結，繪制表1．

表1 對2012～2015年高考全國Ⅰ卷物理實驗部分的分析與總結

2 實驗試題特點分析

(1)注重考查常用測量儀器的使用及讀數

游標卡尺、螺旋測微器的讀數問題，是歷年高考中考查頻率較高的知識點，2012年、2013年均有考查；另外也經常涉及電流表、電壓表、歐姆表等讀數問題，2013年、2014年均有考查，2015年又涉及托盤秤的讀數．涉及讀數問題要求會用有效數字表達直接測量的結果．因此要求學生必須熟練掌握基本儀器的使用方法、操作細節、讀數要求等，才能正確解答這些基本問題．

(2)注重考查實驗操作

實驗操作能力是學生真正的動手做實驗，參與實驗過程必備的能力．各種測量儀器的實用及讀數、分析實驗條件、實物連接、作圖、數據處理等都很好地考查了學生在實際做實驗的操作能力及思考問題的能力．例如2014年第22題，通過關于驗證牛頓第二定律的實驗，考查由圖像判斷物理量的關系，對實驗結果進行分析，實驗條件的探究與改進等，很好地考查了學生的實驗操作能力．

(3)立足課本實驗

實驗的基本原理和方法是考查的核心，大多數實驗試題均源于課本上的學生實驗．例如2014年第23題的原形就是教材中的學生實驗“測電源電動勢和內電阻”．因此學生要能獨立完成考綱中所列實驗，具備獨立完成實驗的能力.

1)明確實驗目的和要求；

2)理解實驗原理，掌握實驗方法、步驟；

3)會控制實驗條件和使用實驗儀器；

4)會觀察解釋實驗現象，會記錄，處理實驗數據；

5)會分析和評價實驗結果，并得出合理的實驗結論．

(4)側重于實驗設計

近幾年的高考題重點考查學生設計實驗的能力，要求學生能根據要求靈活運用已學過的物理結論、實驗方法和儀器設計簡單的實驗方案并處理相關的實驗問題．例如2015年第22題關于超重和圓周運動的考查，不是考綱要求的內容，但實驗的理論基礎是教材所要求掌握的內容，實驗裝置臺秤是常見的實驗裝置，小車在凹形橋中的運動是常見的物理模型．對設計實驗，學生需要正確的理論分析，將理論與實驗相結合分析實驗原理和過程，突出考查了學生實驗設計和探究能力．

實驗設計能力是學生綜合實驗能力高低的體現．設計實驗方案是進行科學探究的重要環節，是衡量學生科學探究能力高低的重要指標．實驗設計考查了學生選擇器材的能力，擬定實驗方案、優化實驗方案的能力，同時也使學生學會分析可行性因素即實驗設計能反映學生自主獨立的思考問題．

3 實驗試題的啟示及教學建議

2012年至2015年全國Ⅰ卷物理實驗試題的特點的分析，對我們的物理實驗教學有一定的啟示．

(1)實驗教學不能用實驗習題代替實驗

高考實驗題的情景很新穎，但實驗試題中涉及的基本知識和實驗技能的要求仍然立足于課本實驗，以強調基本實驗操作、實驗方法、實驗設計及實驗數據處理能力是高考實驗命題的“落腳點”．因此，在物理實驗教學中，教師應重視實驗基本功的訓練，培養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、基本方法和基本技能．教師要充分重視課本的每一個演示實驗和分組實驗，中學物理教學大綱要求的分組實驗一定要做，而不能用實驗習題代替實驗．若平時教學不重視實驗，使學生的實驗能力停留在低層次上，只會“紙上談兵”，這些都會導致高考實驗題丟分．

(2)實驗復習不能脫離課本實驗

高考實驗題從考查方式看，?？汲Ｐ?，命題形式靈活，考查角度多變，但基本實驗原理、實驗思想和實驗方法，都能在課本實驗中找到原形，因此在高三備考中應以掌握課本上的基本實驗為核心，在此基礎上再向外延伸，而不能脫離課本實驗，只做實驗試題．高考實驗是通過變化了的實驗情景考核規定實驗的理解及基本原理、基本方法，因此高三復習必須立足課本實驗，重點從實驗原理、器材、步驟、數據處理、誤差分析等深入分析每個實驗，并且課本實驗復習與實驗習題有機結合，提高學生的實驗能力．

(3) 實驗復習重視提高實驗數據處理能力

(4)實驗復習重視訓練學生實驗設計能力

實驗設計是科學探究的一個重要環節．物理實驗復習中可通過創設問題情境，讓學生思考應怎樣設計實驗，為什么這樣設計，能否換一種方法，在此基礎上，通過不同的實驗方案，深刻理解實驗原理，培養學生實驗設計能力，并且讓學生明確實驗設計的基本思路．

例如在復習驗證牛頓運動定律實驗時，為了有效培養學生的實驗設計能力、數據處理能力，可設計如下的教學案例．

實驗目的：測量打點計時器對紙帶的阻力．

實驗器材：打點計時器、紙帶、電源、小車、小桶、砝碼、帶滑輪的平板、直尺、天平．

分析及最優方案：

實驗模型：與驗證牛頓第二定律的情景相似(如圖1所示)．

圖1

實驗原理：設小桶的質量為m，小車的質量為M，對紙帶的阻力為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.

實驗方法：

1)計算法：需測兩組數據即兩次(M1和M2)可計算f阻.

2)作圖法：多次測量，在坐標紙上標出測量點，作F-M圖線(一次函數關系)，則截距即為f阻,如圖2所示．

圖2

學生解此實驗題比較困難，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據，選用圖像法處理數據，不但直觀簡捷，還可減小實驗誤差．

根據上面案例分析我們可以認識到以下兩點：

(1)創建實驗情境、確定實驗原理是解答實驗設計題的基礎.

(2) 確定實驗過程、選擇合適的方法是解答實驗設計題的關鍵．

總的說來，實驗設計題就是在學生實驗基礎上多了幾個“難點”，但和學生實驗是密切相關的；同時更注重了學生的發散思維、求異思維等創新能力的培養．因此在平時學習中要加強設計實驗的學習，注意方法，加強訓練．

*保定市教育科學研究“十二五”規劃課題“高考物理實驗、復習及答題思路的研究”的研究成果，課題編號：152045

2016-01-05)