“雙新”背景下物理選考科目實(shí)驗(yàn)試題探究

摘"要：基于新課標(biāo)、新教材的要求，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要迎合雙新背景下育人方式的轉(zhuǎn)變，文章對(duì)近幾年高考實(shí)驗(yàn)真題深入探析，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)真題呈現(xiàn)明顯考查特征，提出三條相應(yīng)教學(xué)建議：注重動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)證據(jù)素養(yǎng)的落實(shí)；注重主干知識(shí)，促進(jìn)解釋素養(yǎng)的落實(shí)；注重小組協(xié)作，促進(jìn)交流與合作素養(yǎng)的落實(shí)。期待日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠匹配新課標(biāo)提出的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需求，服務(wù)于國家選才。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)試題；科學(xué)探究；評(píng)價(jià)功能；教學(xué)功能

中圖分類號(hào)：G633.7"""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"""文章編號(hào)：1673-8918（2025）02-0124-03

高考逐漸由單一考試評(píng)價(jià)向育人評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變，從解題向解決問題轉(zhuǎn)變。“雙新”背景下，要求高考物理實(shí)驗(yàn)試題考查的形式多元化、深入化，必須以學(xué)生自身發(fā)展為出發(fā)點(diǎn)，能夠從考查內(nèi)容、要求、載體三個(gè)維度全面考查學(xué)生關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)由“知識(shí)能力立意”向“素養(yǎng)、關(guān)鍵能力立意”轉(zhuǎn)化。這一轉(zhuǎn)變不僅提升了物理選考科目考試質(zhì)量，更能夠精準(zhǔn)引導(dǎo)和改進(jìn)教學(xué)，一定程度上促進(jìn)高中物理育人方式的轉(zhuǎn)變。文章首先深入探析高考實(shí)驗(yàn)真題，發(fā)現(xiàn)真題呈現(xiàn)三大考查特征，充分挖掘真題的評(píng)價(jià)功能和指導(dǎo)教學(xué)功能，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐提出三條教學(xué)建議，旨在促進(jìn)科學(xué)探究各素養(yǎng)要素的提升。

一、 實(shí)驗(yàn)真題探析

近幾年，浙江省物理選考實(shí)驗(yàn)試題從情景選擇上和考查方式上均體現(xiàn)新課標(biāo)的要求，彰顯科學(xué)探究素養(yǎng)。文章通過對(duì)實(shí)驗(yàn)試題的深入探析，發(fā)現(xiàn)真題呈現(xiàn)三大考查特征。

（一）立足主干知識(shí)，考查解釋素養(yǎng)

立足學(xué)科必備知識(shí)，評(píng)價(jià)關(guān)鍵能力是高考實(shí)驗(yàn)試題的落腳點(diǎn)，通過真實(shí)情境、思維遞進(jìn)、梯度合理的試題設(shè)計(jì)，考查學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)多維解決物理問題的關(guān)鍵能力，滿足高校選拔人才需求。“雙新”要求學(xué)生能夠獨(dú)立動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，深入琢磨實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)原理，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能夠針對(duì)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析得出正確結(jié)論，能夠?qū)Y(jié)論質(zhì)疑并提出個(gè)人獨(dú)到的見解；以2024年1月選考試題第16題第（3）問為例：

【例1】"“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。（3）在小車質(zhì)量""""（選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）槽碼質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為細(xì)繩拉力近似等于槽碼的重力。上述做法引起的誤差為""""（選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）。為減小此誤差，下列可行的方案""""。

A. 用氣墊導(dǎo)軌代替普通導(dǎo)軌，滑塊代替小車

B. 在小車上加裝遮光條，用光電計(jì)時(shí)系統(tǒng)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

C. 在小車與細(xì)繩之間加裝力傳感器，測出小車所受拉力大小

本題考查“如何測量小車受到合力”的問題，吻合“雙新”要求：實(shí)驗(yàn)后能夠有所發(fā)現(xiàn)、有所聯(lián)想、能萌發(fā)出相應(yīng)科學(xué)問題。屬于科學(xué)探究中的解釋要素，素養(yǎng)水平三層次。采用選擇題模式，在每一個(gè)選項(xiàng)的提示下引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)如何測量小車合力的問題，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，考查了學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)中解釋要素以及解決問題的能力。

（二）注重推理論證，考查證據(jù)素養(yǎng)

近年來，高考實(shí)驗(yàn)試題立足必備知識(shí)，在充分體現(xiàn)基礎(chǔ)性的同時(shí)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性、綜合性，要求學(xué)生能夠擺脫實(shí)驗(yàn)手冊(cè)的限制，大膽創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案、操作。證據(jù)素養(yǎng)處于科學(xué)探究首要地位，試題的評(píng)價(jià)核心就是考查學(xué)生分析論證證據(jù)的意識(shí)，彰顯創(chuàng)新能力。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中多次提及“證據(jù)”，可見證據(jù)意識(shí)對(duì)提升核心素養(yǎng)的意義，以2024年1月選考試題第18題為例：

【例2】"在探究熱敏電阻的特性及其應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)中，測得熱敏電阻R_t在不同溫度時(shí)的阻值如下表：

溫度/℃4.19.014.320.028.038.245.560.4

電阻/（102Ω）2201601006045302515

某同學(xué)利用上述熱敏電阻R_t、電動(dòng)勢E=3V（內(nèi)阻不計(jì)）的電源、定值電阻R（阻值有3kΩ、5kΩ、12kΩ三種可供選擇）、控制開關(guān)和加熱系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了A、B、C三種電路。因環(huán)境溫度低于 20℃，現(xiàn)要求將室內(nèi)溫度控制在20℃～28℃范圍，且1、2兩端電壓大于2V，控制開關(guān)開啟加熱系統(tǒng)加熱，則應(yīng)選擇的電路是""""，定值電阻R的阻值應(yīng)選kΩ，1、2兩端的電壓小于V時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉加熱系統(tǒng)（不考慮控制開關(guān)對(duì)電路的影響）。

A. ""B.

C.

以教材中“觀察熱敏電阻特性”為原型題，評(píng)價(jià)學(xué)生能否根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求合理選擇電阻和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路并正確處理數(shù)據(jù)得出結(jié)論。基于給定的三個(gè)方案圖，需要學(xué)生分析論證，通過證據(jù)評(píng)判出正確的電路，從而明確選什么樣的定值電阻以及電壓值的求解問題。考查學(xué)生電路分析能力以及新情境問題的拓展能力，屬于科學(xué)探究中的證據(jù)要素，素養(yǎng)水平3層次。

（三）注重問題情境，考查創(chuàng)新素養(yǎng)

物理規(guī)律的探究需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)問題情景，根據(jù)問題情景運(yùn)用主干知識(shí)制訂探究計(jì)劃和方案，獲取客觀、真實(shí)的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)方案的確立過程考查學(xué)生能否應(yīng)用已有物理概念、規(guī)律提出符合要求的實(shí)驗(yàn)方案，并在整個(gè)科學(xué)探究環(huán)節(jié)中融會(huì)貫通地處理好各個(gè)環(huán)節(jié)之間的關(guān)系，形成嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確、可信的結(jié)論。以2023年1月物理選考試題第18題部分問題為例：

【例3】"在“測量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中：

（1）測量一段金屬絲電阻時(shí)所用器材和部分電路連線如圖1所示，圖中的導(dǎo)線a端應(yīng)與"""（選填“-”“0.6”或“3”）接線柱連接，b端應(yīng)與""""（選填“-”“0.6”或“3”）接線柱連接。開關(guān)閉合前，圖1中滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于""""（選填“左”或“右”）端。

（3）兩同學(xué)進(jìn)一步探究用鎳鉻絲將滿偏電流I_g=300μA的表頭G改裝成電流表。如圖2所示，表頭G兩端并聯(lián)長為L的鎳鉻絲，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使表頭G滿偏，毫安表示數(shù)為I。改變L，重復(fù)上述步驟，獲得多組I、L數(shù)據(jù)，作出I-1L圖像如圖3所示。則I-1L圖像斜率k=mA·m。若要把該表頭G改裝成量程為9mA的電流表，需要把長為m的鎳鉻絲并聯(lián)在表頭G兩端。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

本題在原有實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)上賦予新的情境展開拓展性實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生分析解決新問題的能力，體現(xiàn)物理知識(shí)的實(shí)用性，評(píng)價(jià)學(xué)生的創(chuàng)新思維水平。要求學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮推鞑暮侠碓O(shè)計(jì)方案，能夠正確處理數(shù)據(jù)并結(jié)合圖像發(fā)現(xiàn)規(guī)律，評(píng)價(jià)學(xué)生面對(duì)新問題時(shí)能否提出新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，考查學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)。

二、 實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議

高考實(shí)驗(yàn)真題從多角度評(píng)價(jià)科學(xué)探究物理素養(yǎng)，全面考查學(xué)生是否具有扎實(shí)的學(xué)科知識(shí)。以真實(shí)情景作為測試載體，選取生產(chǎn)生活中與物理有關(guān)的成果或相關(guān)信息融入試題，充分體現(xiàn)物理在生產(chǎn)、生活和科技中的重要應(yīng)用，這對(duì)我們的教學(xué)具有明確的反撥和引領(lǐng)作用，鑒于此，提出如下教學(xué)建議。

（一）注重動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)證據(jù)素養(yǎng)落實(shí)

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生形成基于證據(jù)思考的習(xí)慣，不斷增強(qiáng)他們的證據(jù)意識(shí)。在教學(xué)過程中，著重引導(dǎo)學(xué)生在充分理解實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上能夠提出自己的見解以及改進(jìn)方案，嘗試設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案，能夠評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣、學(xué)會(huì)反思和完善實(shí)驗(yàn)方案。所有這些均需要學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，而不是蜻蜓點(diǎn)水式地淺做，這也與“雙新”對(duì)學(xué)生的要求相吻合。比如基于事實(shí)提出問題和猜想后，盡量把接下來的任務(wù)交由學(xué)生完成，既要?jiǎng)邮指獎(jiǎng)幽X，讓他們體會(huì)到實(shí)驗(yàn)探究的艱辛與嚴(yán)謹(jǐn)，真切感受到自己是實(shí)驗(yàn)的主人，激發(fā)強(qiáng)烈的探索欲望，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。教師應(yīng)盡可能為學(xué)生提供制訂探究計(jì)劃的機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生勇于質(zhì)疑，大膽嘗試不同方案，引導(dǎo)他們具有尋求相關(guān)證據(jù)支撐自己觀點(diǎn)的意識(shí)。比如例2中選擇合理的實(shí)驗(yàn)電路，如果日常教學(xué)中給予學(xué)生制訂探究實(shí)驗(yàn)方案的機(jī)會(huì)，學(xué)生頭腦中有一定量實(shí)驗(yàn)思路積累，稍加分析即可得到正確答案。教學(xué)中也要根據(jù)不同學(xué)生個(gè)體差異，重視常見實(shí)驗(yàn)儀器的使用與標(biāo)準(zhǔn)操作，增加學(xué)生頭腦中實(shí)驗(yàn)案例的知識(shí)儲(chǔ)備量。

（二）注重主干知識(shí)，促進(jìn)解釋素養(yǎng)的落實(shí)

實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生將情景和知識(shí)相關(guān)聯(lián)的意識(shí)和能力。教師充當(dāng)引導(dǎo)者，引導(dǎo)學(xué)生能夠獨(dú)立思考問題、發(fā)散思考問題、逆向思考問題等，引領(lǐng)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析論證，采用高階思維深層次參與誤差分析、數(shù)據(jù)分析、圖形化分析，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)習(xí)慣。在實(shí)驗(yàn)探究過程中強(qiáng)化質(zhì)疑、創(chuàng)新素養(yǎng)教學(xué)，促進(jìn)解釋素養(yǎng)的達(dá)成。比如例3第（3）問，學(xué)生需要在教師引導(dǎo)下利用串并聯(lián)相關(guān)規(guī)律推理毫安表讀數(shù)I與鎳鉻絲長度L的關(guān)系，能夠理解圖線斜率和縱軸截距分別代表的物理意義。針對(duì)上述探究問題，需要進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生回顧電表改裝相關(guān)知識(shí)，分析推導(dǎo)鎳鉻絲長度與電流表讀數(shù)以及量程之間的關(guān)系，整個(gè)分析論證的教學(xué)環(huán)節(jié)需要關(guān)聯(lián)相應(yīng)物理主干知識(shí)，促進(jìn)解釋要素的真正落實(shí)。

（三）注重小組協(xié)作，促進(jìn)交流與合作素養(yǎng)的落實(shí)

課堂學(xué)習(xí)可以分為合作性學(xué)習(xí)、競爭性學(xué)習(xí)和個(gè)人學(xué)習(xí)，其中最佳的學(xué)習(xí)情境是合作性學(xué)習(xí)，包括小組間方案、數(shù)據(jù)共享的合作。科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究中合作交流可以改變傳統(tǒng)課堂單一、被動(dòng)的教學(xué)局面，從而真正激發(fā)學(xué)生的積極性、創(chuàng)新性，教師充當(dāng)組織者、合作者、引導(dǎo)者，這也是素質(zhì)教育的根本要求，符合“雙新”背景下對(duì)創(chuàng)新型人才的教育要求。

在實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中，教師應(yīng)采取小組協(xié)作的方式充分發(fā)揮彼此優(yōu)勢取長補(bǔ)短，同時(shí)，給予小組充足的時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并解決問題，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力。實(shí)驗(yàn)后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從以下兩個(gè)方面提升交流素養(yǎng)：學(xué)生對(duì)交流內(nèi)容的語言組織；根據(jù)內(nèi)容所選取的交流形式比如文字、表格、圖像、公式等，最終促進(jìn)交流與合作素養(yǎng)的落實(shí)。比如例1的考查，教師在牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)新課教學(xué)中，如果能夠引導(dǎo)學(xué)生深度合作參與每一步的實(shí)驗(yàn)操作，深度理解：平衡摩擦力的目的以及m遠(yuǎn)小于M的目的是什么。真正厘清探究原理和需要解決的問題之后，還可以進(jìn)一步小組合作深入優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案：不同實(shí)驗(yàn)小組呈現(xiàn)不同的探究器材，利用小組合作優(yōu)勢，組內(nèi)和組之間的充分交流與合作，利用不同的設(shè)計(jì)方案得出相同的結(jié)論。考查學(xué)生針對(duì)相同問題提出獨(dú)特見解并進(jìn)行周密推理論證的能力。

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