高考物理實(shí)驗(yàn)題分析與實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略研究

陳曉莉 楊杰

摘要：為了培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力，提高素質(zhì)，改變以前唯分?jǐn)?shù)論的思想，《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版2019年修訂）》提出了物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，正因?yàn)槿绱耍鐣?huì)各界人士，尤其是物理教育界的各類(lèi)人士紛紛開(kāi)始重視物理學(xué)科素養(yǎng)的研究。現(xiàn)在，高考正伴隨著學(xué)科素養(yǎng)的落實(shí)而慢慢的在進(jìn)行改革。物理實(shí)驗(yàn)是高考物理的考查內(nèi)容，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)具有重要的地位。本研究用統(tǒng)計(jì)法分析高考物理實(shí)驗(yàn)試題的知識(shí)點(diǎn)和核心素養(yǎng)考查情況。最后提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)策略。

關(guān)鍵詞：高考;物理實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)策略

1 全國(guó)III卷高考物理實(shí)驗(yàn)試題研究

隨著高考的改革和變新，我國(guó)高考有些省份使用全國(guó)卷，有些省份自主命題，2016年開(kāi)始，全國(guó)增設(shè)全國(guó)III卷，因此，本研究的試題統(tǒng)計(jì)分析對(duì)象確定為2016-2021年全國(guó)III卷的實(shí)驗(yàn)試題部分。

1.1 實(shí)驗(yàn)試題題型統(tǒng)計(jì)

通過(guò)統(tǒng)計(jì)全國(guó)III卷的實(shí)驗(yàn)題的題型知道，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)題為填空題，其次是作圖題和選擇題，也有少數(shù)的簡(jiǎn)答題，如圖1所示。

1.2實(shí)驗(yàn)試題的知識(shí)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)分析

由上圖2對(duì)全國(guó)III卷實(shí)驗(yàn)考查的知識(shí)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)分析可知：全國(guó)III卷考查的知識(shí)點(diǎn)覆蓋面廣，力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)都有考查，對(duì)核心素養(yǎng)方面，通過(guò)對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)的考查，考查了學(xué)生的各個(gè)方面的能力，具體考查情況分析如下：

（1）對(duì)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(guò)對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的考查，考查了學(xué)生對(duì)有效數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)位數(shù)的理解掌握情況。

（2）力學(xué)實(shí)驗(yàn)題，對(duì)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)模型的考查最多，尤其是自由落體運(yùn)動(dòng)。2016年第23題、2018年第22題、2019年和2020年都是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)模型，由此可知，這6年特別注重考查了學(xué)生構(gòu)建勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)模型的能力，即四大核心素養(yǎng)的科學(xué)思維中的模型建構(gòu)要素，而整個(gè)過(guò)程除了需要學(xué)生建構(gòu)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)模型，還需要學(xué)生科學(xué)推理和科學(xué)論證，并基于證據(jù)進(jìn)行科學(xué)探究，最終的得出結(jié)果。

（3）其次考查較多的是學(xué)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(dá)物理規(guī)律是一種特別重要的科學(xué)思維方法，這個(gè)方法需要學(xué)生理解圖像的橫坐標(biāo)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(xué)生根據(jù)圖像結(jié)合勻變速直線(xiàn)的規(guī)律得出加速度，其次這到題目還需要學(xué)生根據(jù)題目信息描點(diǎn)，作出圖像，求出小車(chē)的質(zhì)量;2017年第22題，需要學(xué)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(xiàn)圖，需要學(xué)生知道橫坐標(biāo)代表溫度，縱坐標(biāo)代表電阻阻值，要求學(xué)生能從圖像中讀出對(duì)應(yīng)溫度下的電阻值。

（4）創(chuàng)新思維能力的考查。對(duì)于實(shí)驗(yàn)題，有四個(gè)實(shí)驗(yàn)是教材原型實(shí)驗(yàn)，有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是課后“做一做”實(shí)驗(yàn)，有三個(gè)實(shí)驗(yàn)是基于原型實(shí)驗(yàn)改編的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，如圖3所示。2016年第23題，教材原型實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車(chē)，但是對(duì)于這道高考題如果選擇小車(chē)為研究對(duì)象，將鉤碼從小車(chē)在中取下來(lái)放在鉤碼的過(guò)程中，小車(chē)和車(chē)上的總質(zhì)量發(fā)生了變化，小車(chē)受到的合外力也發(fā)生了變化，如果選擇小車(chē)為研究對(duì)象的話(huà)，不能滿(mǎn)足控制變量的條件，所以這道題目的創(chuàng)新點(diǎn)在于要選擇小車(chē)和所有的鉤碼作為研究對(duì)象，才滿(mǎn)足質(zhì)量不變這個(gè)控制變量的思想。其次，在用圖像法表達(dá)物理規(guī)律的時(shí)候，以加速度為橫坐標(biāo)，以鉤碼的個(gè)數(shù)為縱坐標(biāo)，也是一個(gè)沒(méi)有學(xué)過(guò)的圖像，具有一定的創(chuàng)新性。2018年第22題，這道題目測(cè)電阻，不是教材原型實(shí)驗(yàn)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(kāi)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(xué)生的創(chuàng)新思維能力。第2020年第23題，利用伏安法測(cè)量熱敏電阻隨溫度的變化關(guān)系，這個(gè)實(shí)驗(yàn)原型來(lái)自于描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)，這個(gè)高考題是利用熱敏電阻，那么圖像由同學(xué)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(bào)警器，具有一定的創(chuàng)新性。

（5）對(duì)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)，考查較多的是學(xué)生連接電路圖或?qū)嵨飯D的科學(xué)探究能力。2016年的第22題，這個(gè)電磁學(xué)的題目，需要學(xué)生在圖中畫(huà)出連線(xiàn)，完成電路圖;第2018年23題，測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖進(jìn)行實(shí)物圖連線(xiàn)，連線(xiàn)時(shí)需要學(xué)生分清楚滑動(dòng)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(shí)物圖連接組成歐姆表，需要學(xué)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(huà)出連線(xiàn);需要學(xué)生知道電流表的內(nèi)外接法。其次對(duì)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)，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(xué)實(shí)驗(yàn)還是力學(xué)實(shí)驗(yàn)，每一道題目都考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的掌握情況，以及學(xué)生的科學(xué)探究能力。

2 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

結(jié)合以上高考題特點(diǎn)分析，提出以下實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略。

（1）重視物理實(shí)驗(yàn)

為了培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，老師應(yīng)該改變傳統(tǒng)的唯分?jǐn)?shù)論的觀(guān)點(diǎn)，重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)并明白物理實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要作用，只有老師重視和正確認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生才會(huì)正確認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很多時(shí)候不愿意做物理實(shí)驗(yàn)，寧愿多做一些物理試題，導(dǎo)致很多學(xué)生“高分低能”，學(xué)生需要在老師的影響下重視物理實(shí)驗(yàn)，明白做物理實(shí)驗(yàn)可以提高同學(xué)們的動(dòng)手能力，推理能力，觀(guān)察能力等綜合能力。

（2）重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)

目前學(xué)生科學(xué)探究能力欠缺，而欠缺的主要原因是平時(shí)老師在教學(xué)中沒(méi)有注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，老師在教學(xué)中，老師往往覺(jué)得讓學(xué)生知道這個(gè)知識(shí)非常重要，而具體這個(gè)知識(shí)是怎么得到的，這個(gè)過(guò)程中用了什么樣的物理方法，老師并沒(méi)有很重視，其次在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，老師也比較看重實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，然后學(xué)生根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果去做題，提高分?jǐn)?shù)，而往往不重視整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，導(dǎo)致學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⒉襟E和過(guò)程，所以在老師的教學(xué)中，老師應(yīng)該改變教學(xué)方法，提倡素質(zhì)教育，老師可以設(shè)計(jì)合理的導(dǎo)學(xué)案，層層推進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)前思考，在此過(guò)程中讓學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)原理、目的、步驟和數(shù)據(jù)處理等過(guò)程。

（3）合理利用線(xiàn)上教學(xué)平臺(tái)

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(lái)。老師可以建立線(xiàn)上教學(xué)平臺(tái)，比如班級(jí)微信群、班級(jí)QQ群，微信公眾號(hào)等等。物理很多東西非常的抽象，很多實(shí)驗(yàn)是在高中階段無(wú)法給學(xué)生演示的，而且很多電磁學(xué)的內(nèi)容更是很難自制教具給學(xué)生演示，那么這個(gè)時(shí)候老師就應(yīng)該利用好線(xiàn)上教學(xué)平臺(tái)了，比如，在講解磁感線(xiàn)，安培力、洛倫茲力等內(nèi)容時(shí)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(jí)QQ群，讓學(xué)生觀(guān)看，也可以讓學(xué)生直觀(guān)的感受到磁感線(xiàn)真實(shí)存在。其次，對(duì)于像洛倫茲力的演示，學(xué)校即使有這個(gè)器材，但是把這個(gè)器材拿到班上去演示的話(huà)，就前排幾名同學(xué)能觀(guān)察到實(shí)驗(yàn)，所以老師可以提前去實(shí)驗(yàn)室錄制好視頻，發(fā)送到班級(jí)QQ群，學(xué)生下載并觀(guān)看。

（4）設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

學(xué)生創(chuàng)新思維能力欠缺，不能靈活應(yīng)對(duì)根據(jù)教材原型實(shí)驗(yàn)改編的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，分析原因可以知道，主要是老師平時(shí)都是根據(jù)教材原型實(shí)驗(yàn)方案教學(xué)，沒(méi)有培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)新思維能力不足，所以老師在教學(xué)中，多自制實(shí)驗(yàn)教具，多設(shè)計(jì)基于教材原型實(shí)驗(yàn)改編的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王燁暉，辛濤. 基于核心素養(yǎng)的課程改革之關(guān)鍵問(wèn)題[J]. 人民教育，2017（Z1）：37-40.

[2]袁滿(mǎn)紅.解讀物理核心素養(yǎng)及其對(duì)物理教學(xué)的影響[J].高考，2020（20）：43.