江西 李紅偉（特級教師） 魏 勤

近五年全國新課標(biāo)理綜物理卷實驗試題分析及教學(xué)啟示

江西 李紅偉（特級教師） 魏 勤

揭示高考實驗命題趨勢，指導(dǎo)高三實驗備考復(fù)習(xí)。

物理實驗是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，在物理概念的形成、物理規(guī)律的掌握過程中都具有十分重要的作用；物理實驗也是歷年高考的熱點、重點和難點。物理實驗考試所反映出來的物理原理、物理過程和方法等內(nèi)容，不僅能夠全方位地考查出學(xué)生對物理知識的掌握情況，還能較好地考查學(xué)生的理解、邏輯思維和探究推理等各方面的能力。因此，分析近五年全國新課標(biāo)物理卷實驗試題的命題思想和考查要求，對于指導(dǎo)中學(xué)物理實驗教學(xué)，提高教師實驗教學(xué)水平，培養(yǎng)學(xué)生實驗分析綜合能力、創(chuàng)新能力，以及對提高高考實驗復(fù)習(xí)教學(xué)效率都有著重要的意義。

一、近五年全國新課標(biāo)理綜物理卷實驗試題分析（略，詳見本期第6頁）

二、近五年全國新課標(biāo)理綜物理卷實驗試題命題特點

1.新課標(biāo)理綜試卷物理學(xué)科占110分，其中實驗試題15分，所占分值比例為13.6%。實驗試題以力電組合形式呈現(xiàn)，幾乎都是一小一大的格局。數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，近5年10套試卷中力學(xué)實驗占72分，電學(xué)實驗占73分，基本儀器使用單獨成題考查占5分，力電實驗考查比例相當(dāng)。試題閱讀量和信息量都較大，5年10套試卷平均字?jǐn)?shù)超過500字。實驗試題通過填空、選擇、連線、作圖等題型進行考查。命題重點主要是基本儀器的使用、實驗操作、實驗線路（包括電路圖和實物連線）及數(shù)據(jù)處理等。

2.實驗試題主要考查了《課程標(biāo)準(zhǔn)》中科學(xué)探究和實驗?zāi)芰σ蟮摹胺治雠c論證”“進行實驗與收集證據(jù)”“制訂計劃與設(shè)計實驗”和“評估”四項要素，而對“提出問題”“猜想與假設(shè)”和“交流與合作”三項要素在實驗試題中基本沒有體現(xiàn)。

3.實驗試題容易把真實的實驗器材或?qū)嶒炦^程中的某時刻狀態(tài)作為實驗題的背景，由此提出問題來進行命題考查，以達到關(guān)注學(xué)生對知識的獲取過程，考查學(xué)生對實驗細(xì)節(jié)把握的目的。實驗試題的背景學(xué)生比較熟悉，均是由學(xué)生熟知的經(jīng)典實驗，甚至經(jīng)典習(xí)題改編而來（如圖1至圖6所示），這消除了學(xué)生考試焦慮感，有利于學(xué)生將真實的實驗水平發(fā)揮出來。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6

三、近五年全國新課標(biāo)理綜物理卷實驗試題的考查情況

1.重視對學(xué)生正確使用基本儀器的考查

“會正確使用基本儀器”是指了解基本儀器的構(gòu)造、明確其工作原理、掌握其操作方法并能對測量結(jié)果進行正確的讀數(shù)，等等。近5年新課標(biāo)物理實驗試題中對基本儀器的讀數(shù)及基本操作每年都要進行考查，如2012年考查了螺旋測微器讀數(shù)，2013年卷Ⅰ考查了20分度的游標(biāo)卡尺讀數(shù)及多用電表的讀數(shù)和操作，2014年卷Ⅰ考查了電流表讀數(shù)，2015年卷Ⅰ考查了托盤秤的讀數(shù)，等等。另外在電學(xué)實驗中，對滑動變阻器的分壓式或限流式連接，電流表、電壓表的操作使用，幾乎每年也都考查到，這些也要求考生熟練掌握各種儀器的使用方法，操作規(guī)程，正確地進行測量和讀數(shù)。

2.重視對學(xué)生的數(shù)據(jù)分析處理能力的考查

對實驗數(shù)據(jù)進行正確地分析與處理，從而得出準(zhǔn)確的實驗結(jié)果或結(jié)論，是實驗的重要目的。數(shù)據(jù)處理的方法一般有列表法和作圖法，其中使用作圖法由于處理數(shù)據(jù)直觀、誤差小，易發(fā)現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)和求某些物理量，已成為高考最常見的考查熱點。近5年新課標(biāo)物理實驗多次對學(xué)生的作圖能力、識圖能力進行了考查，如2014年卷Ⅱ探究彈簧勁度系數(shù)k與長度關(guān)系，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出1/k-n圖象探究物理實驗規(guī)律，考查學(xué)生的作圖能力，分析處理實驗數(shù)據(jù)的能力及探究能力；2016年卷Ⅲ探究a與F的關(guān)系，利用a-n圖象求小車（空載）的質(zhì)量，并指出沒有平衡摩擦力a-n圖象將如何變化，考查學(xué)生對實驗原理的理解能力、識圖能力和誤差分析能力。

3.重視對學(xué)生的實驗設(shè)計能力、探究能力的考查

設(shè)計性實驗是學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康?，運用已學(xué)過的實驗方法、實驗原理以及實驗儀器進行設(shè)計和驗證的假設(shè)性思維和實踐活動。設(shè)計性實驗在高考中的出現(xiàn)，將實驗考查推向了頂峰，對學(xué)生的實驗?zāi)芰μ岢龈叩囊?。縱觀近5年高考新課標(biāo)實驗試題，都有相應(yīng)的設(shè)計性實驗融在其中，并且命題的方式也相當(dāng)廣泛，如2016年卷Ⅰ通過組裝熱敏電阻報警系統(tǒng)，要求學(xué)生運用相關(guān)知識和新的信息解決實際問題，體現(xiàn)了對學(xué)生設(shè)計能力和探究能力的考查。

四、高考實驗復(fù)習(xí)備考策略

1.重視實驗操作，加強動手能力的培養(yǎng)

實驗操作是為了得出實驗數(shù)據(jù)，因此動手操作是實驗的主體，沒有實驗操作過程，實驗也就失去了它本身的意義。在高考實驗備考復(fù)習(xí)過程中，為了加強感性認(rèn)識，應(yīng)該強化學(xué)生動手能力培養(yǎng)，抽出一定時間組織、指導(dǎo)學(xué)生到實驗室將考綱要求的實驗重做一遍。在近5年高考新課標(biāo)實驗試題中，電路連線的試題較多，都是考查實際操作能力的典型實驗題，但發(fā)現(xiàn)學(xué)生做這些試題出錯率很高。這一方面說明學(xué)生的實際操作能力差，動手做實驗的經(jīng)驗不足；另一方面還說明在平時教學(xué)過程中對學(xué)生把實際操作通過紙面上的畫線表達的能力，沒有得到針對性的訓(xùn)練。

2.加強對實驗數(shù)據(jù)分析與處理能力的培養(yǎng)

對實驗數(shù)據(jù)進行分析與處理，是實驗的目的。這類試題多是給出實驗數(shù)據(jù)，如給定標(biāo)好長度的紙帶，給定數(shù)據(jù)表，讓考生從這些數(shù)據(jù)中得出結(jié)論；考生必須學(xué)會數(shù)據(jù)處理的方法，切實用好圖象法、列表法、解析法、觀察法等。特別要掌握好圖象法處理實驗數(shù)據(jù)方法，即能夠根據(jù)已知的數(shù)據(jù)通過描點、連線作出圖線，再利用作出的圖線分析推理得出實驗結(jié)論。

3.注意適度對教材實驗進行拓展和延伸

高考物理實驗題很少有和課本上實驗一模一樣的問題，但大都是源于教材，只是稍有變化；對于這類實驗試題，好多學(xué)生解題時感覺無從下手，其最主要的原因往往與沒有真正理解教材中實驗的原理有關(guān)，這就要求我們在實驗備考復(fù)習(xí)時要將精力放在教材中的基本實驗，要認(rèn)真體會每個實驗原理和設(shè)計意圖，著重去思考這些實驗有哪些可以拓展延伸的地方，不僅“知其然”，更要“知其所以然”。如在復(fù)習(xí)長度的測量實驗時，可延伸游標(biāo)卡尺的“放大”原理；在復(fù)習(xí)研究勻變速直線運動實驗時，可延伸測量速度、加速度的多種方法；在復(fù)習(xí)描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗時，可延伸描繪其他線性與非線性元件的伏安特性曲線；在復(fù)習(xí)測電源電動勢和內(nèi)阻實驗時，可延伸到其他測定方案設(shè)計。

4.重視實驗知識的歸納與總結(jié)

高三備考復(fù)習(xí)，目的是掌握更加豐富的學(xué)科知識，使知識體系系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，同時物理思維能力也得以加強。因此，復(fù)習(xí)應(yīng)該站在更高的角度，有意識地引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)過的實驗知識加以歸納、總結(jié)。如可以利用紙帶串聯(lián)力學(xué)實驗，即利用紙帶可以驗證機械能守恒定律、探究動能定理、測定動摩擦因數(shù)、測量重力加速度、測小車的功率、測電動機的轉(zhuǎn)速等；如測量電源電動勢和內(nèi)阻實驗，可以利用電流表和電壓表測量、利用電流表和電阻箱測量、利用電壓表和定值電阻測量、利用電流表和定值電阻測量、利用兩只電壓表測量、利用兩只電流表測量等方法；如測量電阻可以用伏安法，還可以用半偏法、等效法、直接用歐姆表測量法等方法。

5.注意物理習(xí)題的實驗設(shè)計價值的挖掘

分析近5年高考物理實驗試題，發(fā)現(xiàn)很多設(shè)計性實驗的原型就是來源于物理習(xí)題。如2012年利用電流天平測量磁感應(yīng)強度實驗，2015年卷Ⅰ測小車過凹橋最低點速度，2016年卷Ⅰ利用熱敏電阻組裝報警系統(tǒng)，2016年卷Ⅲ進行有關(guān)安培力的實驗，這些試題都有平時做過的習(xí)題痕跡，有的甚至就是課本中的練習(xí)題進行改編而來。因此，在平時教學(xué)復(fù)習(xí)過程中，應(yīng)注意物理習(xí)題的實驗設(shè)計價值的挖掘，有條件可以開展物理習(xí)題教學(xué)實驗化理論與實踐的專題研究。

6.加強實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)

實驗設(shè)計是在理解實驗原理的基礎(chǔ)上對實驗方法的遷移和靈活運用，是實驗素質(zhì)和綜合能力的集中體現(xiàn)，也是創(chuàng)新精神的體現(xiàn)，更是高考的考查熱點。在實驗復(fù)習(xí)中，要有意識地培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力和創(chuàng)新意識。例如，可以把教材中的驗證性的實驗改為探究性的實驗，把演示實驗改為探究性實驗，把課后習(xí)題改為學(xué)生實驗，等等。盡量創(chuàng)造條件通過實驗來訓(xùn)練學(xué)生解決物理問題的能力。當(dāng)然，還必須讓學(xué)生做一些有關(guān)實驗設(shè)計的題目，達到加強學(xué)生實驗原理和設(shè)計思想的遷移應(yīng)用能力培養(yǎng)的目的。

（作者單位：江西省全南縣全南中學(xué)）