2022年廣東省高考物理實驗試題的賞析與思考

王 輝

（江蘇省宿遷中學，江蘇宿遷 223800）

物理實驗對物理觀念的形成，物理規律的理解，提高科學探究能力起著至關重要的作用.［1］在實驗過程中能夠激發學生學習物理的興趣，加強對學生的思維能力的培養，提高學生思維的靈活性，培養學生解決實際問題的能力和創新能力，對學生的情感、態度和價值觀的正向引導起到積極作用.《普通高中物理課程標準（2017年版）》明確指出：“物理實驗是增加學生物理學習體驗性的重要手段，是實踐體驗性最強的物理學習方式.它可通過實驗設計與動手操作、觀察現象與記錄數據、分析歸納得出結論等環節，全方位地培養學生的科學探究能力.學生實驗是其他任何方式都無法替代的物理學習方式.”［2］實驗探究是科學探究的一種重要方式，屬于實踐操作能力群，包括問題、證據、解釋和交流等要素.高考主要通過實驗設計、數據處理、信息轉化、動手操作和語言表達等方式進行考查.2022年廣東省兩道高考實驗試題設計新穎，有效地考查了學生的實驗素養和科學探究能力.

1 高考真題

例1.（2022年廣東省高考題）某實驗小組為測量小球從某一高度釋放，與某種橡膠材料碰撞導致的機械能損失，設計了如圖1（a）所示的裝置，實驗過程如下.

（1）讓小球從某一高度由靜止釋放，與水平放置的橡膠材料碰撞后豎直反彈.調節光電門位置，使小球從光電門正上方釋放后，在下落和反彈過程中均可通過光電門.

（2）用螺旋測微器測量小球的直徑，示數如圖1（b）所示，小球直徑d=________mm.

圖1

（3）測量時，應_________（選填“A”或“B”，其中A為“先釋放小球，后接通數字計時器”；B為“先接通數字計時器，后釋放小球”），記錄小球第1次和第2次通過光電門的遮光時間t1和t2.

（4）計算小球通過光電門的速度，已知小球的質量為m，可得小球與橡膠材料碰撞導致的機械能損失ΔE=______（用字母m、d、t1和t2表示）.

（5）若適當調高光電門的高度，將會_________（選填“增大”或“減小”）因空氣阻力引起的測量誤差.

命題立意：本題以自主實驗“用光電門測速度”為背景，通過小球動能的變化測量機械能的損失，考查了對實驗原理的理解能力以及基本測量儀器的使用、常用測量方法的遷移、常用數據處理方法、減小偶然誤差和系統誤差的方法以及實驗操作技能等，屬于中等難度題.

試題特色：本題為創新實驗，對實驗方法做了新的設計，在對基本實驗知識、方法和技能全面考查的同時，突出了對實驗創新能力的考查.引導學生用日常器材設計實驗，探究解決身邊的物理問題，培養學生躬身實踐的意識，對引導中學教學重視實驗也有積極的意義.

例2.（2022年廣東省高考題）彈性導電繩逐步成為智能控制系統中部分傳感器的敏感元件，某同學測量彈性導電繩的電阻與拉伸后繩長之間的關系，實驗過程如下：

（1）裝置安裝和電路連接.如圖2（a）所示，導電繩的一端固定，另一端作為拉伸端，兩端分別用帶有金屬夾A、B 的導線接入如圖2（b）所示的電路中.

圖2

（2）導電繩拉伸后的長度L及其電阻Rx的測量.

①將導電繩拉伸后，用刻度尺測量并記錄A、B間的距離，即為導電繩拉伸后的長度L.

②將滑動變阻器R的滑片滑到最右端.斷開開關S2，閉合開關S1，調節R，使電壓表和電流表的指針偏轉到合適位置.記錄兩表的示數U和I1.

③閉合S2，電壓表的示數_________（選填“變大”或“變小”）.調節R使電壓表的示數仍為U，記錄電流表的示數I2，則此時導電繩的電阻Rx=_________（用I1、I2和U表示）.

④斷開S1，增大導電繩拉伸量，測量并記錄A、B間的距離，重復步驟②和③.

（3）該電壓表內阻對導電繩電阻的測量值________（選填“有”或“無”）影響.

（4）圖2（c）是根據部分實驗數據描繪的Rx L圖線.將該導電繩兩端固定在某種機械臂上，當機械臂彎曲后，測得導電繩的電阻Rx為1.33kΩ，則由圖線可讀出導電繩拉伸后的長度為________cm，即為機械臂彎曲后的長度.

試題特色：本實驗取材于課程實驗，緊扣教材.對“測電阻”這一方法作遷移使用，體現了學習研究方法的交叉滲透這樣一種試題立意.用實驗方法測量數據，并解決實際問題，突顯學以致用，考查了考生的思維能力和探究能力.借助新情境，通過設置新穎的試題呈現方式和設問方式，讓學生在新穎而陌生的條件下主動思考，完成開放性或探究性的任務，考查學生發現新問題、提出新設想、尋找新規律、得出新結論、使用新方法、創造性地解決新問題的能力.“設計新穎情境，創新設問方式”是高考命題創新性的要求，也是體現考試公平，提高考試效度的要求.本題在關注學科核心素養和考生未來發展潛能方面也起到了積極的引導作用.

2 試題賞析

實驗是物理學習的基礎，探究是課程實施過程中倡導的重要學習方式.廣東省高考實驗題凸顯實驗的探究性與實踐性，真正落實對學生實驗能力的全面考查，對培養學生的實驗素養，提高科學探究能力起到了積極的導向作用，避免了把實驗室做實驗變為黑板上講實驗.兩道考題，教師看起來難度不大，因為教師畢竟在物理中“浸泡”時日夠長，相關問題的理解會比學生深得多，或者說由于時間的沉淀，物理素養夠厚.但對考生，要求其深刻理解定理定律，同時熟悉實驗操作規范與要求，逃過一道道陷阱順利達到彼岸，還是相當有難度的.

2.1 采用“新”方法，促進考查功能的實現，引導實驗教學開放創新，杜絕因循守舊

實驗試題分別圍繞教材中“速度的測量”和“電阻的測量”兩個分組實驗展開，但實驗的過程與方法和教材相比，均有所變化.第11題，通過小球動能的變化測量機械能的損失；第12 題，改進測量電路有效消除電壓表內阻對測量結果的影響，這兩種方法所測的數據更為準確.看似熟悉的實驗，但采用的方法卻是新穎的，考生要在明確實驗目標的情況下適度遷移實驗能力，才能解決相關的問題.試題很好地實現了對考生實驗能力的考查，有較高的測量信度與效度.兩實驗所采用的方法也是對傳統實驗方法的有益改進，對指導實驗的教學改進有一定的參考價值，同時也引導教師在實驗教學中鼓勵開放創新，讓考生選用多樣化的方法來開展實驗探究活動.

2.2 創設“真”情境，關注實踐操作的考查，同時引導實驗教學要鼓勵考生動手操作，杜絕紙上談兵

考生的實踐操作能力是指在實驗過程中逐步內化形成的規范操作技能和良好操作習慣.這是考生實驗素養的重要組成部分.加強這部分內容的考查有助于引導中學物理實驗教學中考生多動手、勤實踐，真正促進實驗素養的有效提高.在紙筆條件下，試題通過創設真實的實驗情境，來實現對實踐操作能力的有效考查.如第11題（1）、（2）兩小問，是關于螺旋測微器讀數以及實驗操作過程的考查，只有真正動手操作過的考生才能對其做出正確判斷，試題也應該引導教師在實驗教學中進一步關注基本儀器操作的規范性.第12題設定的情景，其本意就是為考查考生對全電路歐姆定律理解的深刻程度，對電路實驗技能的掌握程度，利用所學知識分析問題解決問題的綜合素養.考生復習刷題肯定是刷不到這樣的考題，唯有如此，才能考查出考生真實的實驗素養.

2.3 解決“實”問題，考查相關原理的理解，同時引導實驗教學要鼓勵考生積極思維，杜絕機械操作

實驗探究的過程是動手動腦解決實際問題的過程，理解實驗的相關原理是進行實驗設計及操作的基礎，精彩的實驗設計讓人折服的往往是其背后所蘊含的方法原理.因此，實驗的關鍵在于對相關原理的深刻理解.在高考中注重對實驗相關原理理解的考查有助于考生進一步強化在實驗中不僅動手操作，更要動腦思考的意識，明確實驗的相關條件及操作要求等.如第12 題（2）、（3）兩小問，在消除電壓表內阻影響的情況下，來測量彈性導電繩的電阻.這個問題實質就是對本實驗設計基本原理理解的考查.考生要結合本實驗目的，同時將串并聯電路的知識遷移過來進行分析，才能做出正確解答.

今后的復習中，教師也需要結合不同的實驗教學內容，選擇最優的教學策略，將學生從知識點的死記硬背中解脫出來，讓學生能夠從原理推導中實現題目的更好解答，對原理予以全面掌握.［3］考生不應該以刷題為主，更不能寄希望于猜題押寶，而是要領會新教材的編寫意圖，深度理解核心概念，全面熟悉實驗原理與操作規范，以不變應萬變，以提升學科核心素養為己任，不斷地提升科學探究能力，順便實現考試得高分之理想.

（本文為2022年“教學研究論文寫作研修班”獲獎論文）