高中物理電學實驗試題分析

馮露

摘 要：電學實驗是高考的必考內容，也是高中生需要掌握的知識內容。筆者分析2015-2019年新課標全國Ⅱ卷物理試卷中的電學實驗部分，分析電學實驗內容，基本題型，占物理實驗部分的比例等，以及選擇2017年新課標全國Ⅱ卷物理試卷中的電學實驗部分為典型例題，進行試題分析。通過對以上內容的分析，進而對高中物理實驗教學提出建議，有助于提高高中物理電學實驗的教學效率及教學質量，培養具有創新型的物理人才。

關鍵詞：電學實驗; 試題分析; 高考

中圖分類號：G633.7? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號： 1006-3315（2021）2-024-003

物理學是一門以實驗為主的基礎學科，而物理實驗是高考考查的基本內容。而在高考考查時，物理實驗分為力學實驗和電學實驗兩大部分。而通過對物理電學實驗試題的考查，能夠體現出學生對于電學知識的掌握程度，以及學生的思維能力。在日常的教學活動中，通過實驗教學，學生在教師的指導下發現問題、提出問題、解決問題、進行反思等，逐步養成獨立思考、解決問題的能力。

本文針對2015-2019年新課標全國Ⅱ卷高考電學實驗試題進行分析，總結其特點，發現規律，給物理教師帶來一些教學方面的啟示，以便改善教學方法，促進其物理教學水平的提高。

1.研究內容及方法

本文以高考試題研究為基礎，利用內容分析法和統計分析法，分析統計2015-2019年新課標高考全國Ⅱ卷理綜物理部分電學實驗的內容、基本題型、電學實驗占物理實驗的比例、典型例題的分析等，以此來提出對高中物理實驗教學的啟示[1]。

2.2015-2019年新課標高考全國Ⅱ卷物理電學實驗試題的分析與思考

2.1物理電學實驗的考查目標

電學實驗考查的是學生的實驗能力，而在2015-2019年高考考試大綱（物理）[2]中對于實驗能力的要求為：能獨立完成所要求的內容、能明確實驗目的、能理解實驗原理和方法、能控制實驗條件、會使用儀器、會觀察、分析實驗現象、會記錄處理實驗數據并得出結論[3]。能對結論進行分析與評估，能發現問題，提出問題，并制定解決方案;能運用已學過的物理理論，實驗方法，和實驗儀器會處理問題，包括簡單的設計性實驗。但是目前，在高考這種考試模式之下，物理電學實驗的考查就落實在學生的“筆”上，即學生通過答卷，得到一個相應的分數，進而體現出學生的實驗能力。這就要求學生需要牢牢掌握物理電學知識，并具有設計實驗的能力，最后利用合理計算得出答案。

2.2高考電學實驗試題占物理試卷中的比例

2015-2019年新課標全國卷Ⅱ卷理綜物理部分電學實驗試卷的分數依次為9分，9分，9分，6分，10分;占當年物理高考試題的比例為8.1%，8.1%，8.1%，5.4%，9.0%。其中2019年的比例最高為9%，五年間平均電學實驗試題分數占物理試題總分數的比例為7.7%[4]。高考作為一種選拔性的考試，一分往往就能決定學生未來求學的道路，可見物理電學實驗對于學生的高考成績至關重要。

2.3高考電學實驗的基本題型和來源

通過分析2015-2019年新課標高考全國Ⅱ卷理綜物理部分試題中的電學實驗的試題，發現試題的基本題型為選擇題、計算題，作圖題、簡答題。各類試題在當年所占物理電學實驗試題的比例見表一。

由表一可以看出，2015-2019年五年間選擇題這個題型的總計的分數最高，而簡答題的總計分數是最低的。由2015-2019年五年間新課標高考全國卷Ⅱ卷物理試題中能看出，選擇題是圍繞實驗器材的選擇，判斷動態電路的變化情況等而展開的。計算題主要是圍繞電阻值、電壓值，以及定義一個特殊的物理公式等出題點展開進行求值，又加以數值的科學計數法，數字保留的有效數字的位數等限定條件，進而增大考生的物理成績的分差。簡答題這個題型的出題內容是以自主設計實驗步驟、測量物理量的過程、并圍繞實驗過程提出建設性的建議、以提高實驗的準確性而展開的。作圖題有兩種考查模式，分別為連接實物圖和連接電路圖。由2015-2019年五年間新課標高考全國Ⅱ卷物理試題電學實驗部分試題，可以知道作圖題的難度不一，其中連接實物圖較為簡單容易得分，而連接電路圖的難度較大，不易得分[5]。

2.4 2015-2019年物理電學實驗中電學知識和實驗能力的考查情況

2.4.1 2015-2019年物理電學實驗中電學知識的考查情況。在高中階段，考試大綱（物理）對物理電學實驗部分知識的考查，內容包括：測量金屬的電阻率、描繪小電珠的伏安特性曲線、測量電源的電動社和內阻、練習使用多用電表、傳感器的簡單使用[6]。但在試卷中，試題的內容往往交叉組合而出現。在2015年新課標高考全國Ⅱ卷物理試題電學實驗試題，試題圍繞著利用半偏法測量電壓表內阻而展開，考查滑動變阻器的連接方式，以及獨立設計實驗的，并對實驗誤差的分析能力。2016年新課標高考全國Ⅱ卷物理試題電學實驗試題，物理電學實驗題以測量電壓表內阻實驗目的，考查了滑動變阻器的分壓式接法，調節范圍的選擇及串并聯電路的規律等。2017年新課標高考全國Ⅱ卷物理試題電學實驗試題，以測量微安表的電阻為實驗目的，考查了連接實物圖、實驗器材的選擇、利用電橋法計算電壓表的內阻等。2018年新課標高考全國Ⅱ卷物理試題電學實驗部分試題，考查了電表的改裝的知識，以及連接電路圖的能力。2019年新課標高考全國Ⅱ卷物理試題電學實驗部分試題，以探究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓與溫度t的關系為實驗目的，主要考查了動態電路的知識點，以及對物理量的計算能力[7]。

2.4.2典型例題分析。（2017 全國卷Ⅱ）23.（9分）

某同學利用如圖（a）所示的電路測量一微安表（量程為100μA，內阻大約為2500Ω）的內阻。可使用的器材有：兩個滑動變阻器R1、R2（其中一個阻值為20Ω，另一個阻值為2000Ω）;電阻箱Rz（最大阻值為99999.9Ω）;電源E（電動勢約為1.5V）;單刀開關S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。

（1）按原理圖（a）將圖（b）中的實物連線。

（2）完成下列填空：①R1的阻值為Ω（填“20”或“2000”）。②為了保護微安表，開始時將R1的滑片C滑到接近圖（a）中的滑動變阻器的端（填“左”或“右”）對應的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近。③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1。將R1的滑片置于適當位置，再反復調節R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后，微安表的示數保持不變，這說明S2接通前B與D所在位置的電勢（填“相等”或“不相等”）。④將電阻箱Rz和微安表位置對調，其他條件保持不變，發現將Rz的阻值置于2601.0Ω時，在接通S2前后，微安表的示數也保持不變。待測微安表的內阻為Ω（結果保留到個位）。

（3）寫出一條提高測量微安表內阻精度的建議。本題的出題意圖體現了電學實驗的基礎性，學生的創新性。并在考查內容基礎性的前提下，又增加了試題的深度，進而增加了學生之間的分差，滿足了高考作為選拔性考試的基本內涵。同時，要求學生在理解實驗原理的基礎上，合理地進行實驗器材的選擇，在保證實驗器材與人員的安全下，進行物理實驗[8]。本題對得出的實驗數據進行分析，并提出對于提高實驗精確度的方法及建議。

2.4.3 2015-2019年物理電學實驗中實驗能力的考查情況。上述例題較為全面的考查了學生實驗能力。包括合理選擇實器能力、根據電路圖連接實物圖的能力、理解實驗原理的能力、實驗操作步驟的考查數據處理并進行誤差分析的能力。2015-2019年新課標高考全國卷Ⅱ電學實驗部分中實驗能力的考查情況見下表二。

4.對物理教學的啟示與建議

通過對2015-2019年新課標高部分考全國卷Ⅱ卷理綜物理電學試題的分析統計，發現以測量電阻值而展開的物理電學實驗的試題較多，并且五年間考查的知識點各異，但是題型往往以填空題、選擇題較多，次之是簡答題和作圖題。這四種題型中，難度最大的是簡答題。因簡答題多以設計實驗步驟的形式出現，這就要求學生對于實驗目的、實驗原理有一個良好的把握，并且加以扎實的電學知識，方可得出合理的答案。而填空題、選擇題、作圖題三者之間的難度相近。但填空題相對于選擇題和作圖題，更容易因為科學計數法，小數點保留的數位的不合理選擇而導致失去分數。所以要在電學實驗上拿到一個比較高的分數，首先需要學生仔細認真的讀懂題意，并要有扎實的基礎知識，懂得合理運用已學過的知識來回答問題。而對于物理實驗能力的考查，偏重于實驗原理的考查，并且不因時間年份而出現規律性的變化。

教師要在物理電學實驗的教學中，首先要嚴格遵循課程標準，培養學生的實驗能力。其次在物理電學實驗教學中，應增加物理電學實驗的課時，應加大學生分組實驗的比例，進而高效率的培養學生的實驗能力。因在高考電學實驗的試題分析中發現，高考試題中漸漸出現了一些創新性題目。而解決創新性題目就是要通過多做物理實驗而開發學生的思維能力，培養創新精神。所以，物理教學中要注意學生創新意識的培養[9]。

教師在教學中要發現問題，及時反思，做好對于學生實驗能力的評價工作，讓學生獨立設計并完成實驗，達到學生的理論知識與動手實驗能力相結合的目的。教師要及時接收學生的反饋，改進自身的教學方法，注重學生實驗探究能力的培養，做到有的放矢的科學教學，培養學生的科學素養。

學校可以考慮與高校物理實驗中心或者當地科技館合作，提高學生對物理實驗的興趣[10]，進而激發學生主動探索物理實驗的欲望，能夠做到獨立設計并完成物理實驗。

基金項目：齊齊哈爾大學2020年研究生創新科研項目，項目編號YISCX2020079

參考文獻：

[1]黃正德.2009—2018年高考物理電學實驗試題研究[J]考試周刊，2019（80）：129-131

[2]王云，宋萬松.立足時代發展 凸顯科學素養——2019年高考物理《考試大綱》解讀[J]教學考試，2019（13）：7-9

[3]崔乃忠，葉雙，趙宏微.對近年高考物理實驗試題的分析[J]教學與管理，2008（13）：51-53

[4]王剛，李一松，李思騰.高考物理電學實驗方法探究[J]教育界：基礎教育，2019（9）：65-66

[5]鄭小軍.2018年高考全國Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷物理電學實驗題賞析[J]中小學實驗與裝備，2018，028（005）：59-60

[6]陳廂.2016年高考電學實驗試題：基礎與能力共舉[J]中學生數理化：高二高三版，2016（13）：79-82

[7]陳大年.淺談高考物理電學設計性實驗解題的突破[J]福建基礎教育研究，2011（5）：122-123

[8]童捍平.高考物理部分電學實驗試題解析[J]凱里學院學報，2008（6）：132-136

[9]崔瑤.2007—2016年高考全國卷物理電學實驗試題研究[D]重慶師范大學，2017

[10]黃黎樹，方正華.高考物理實驗試題結構特點分析[J]物理實驗，2007（05）：35-38+41