摘 ? 要：2020年全國Ⅰ卷理綜電學實驗題，緊扣新課程標準，以伏安法測電阻為背景，考查學生圖象的應用，以及常用的口訣“小外大內”，但又跳出常規(guī)，把電表內阻均設為已知，對學生的應試心理是個考驗，要求學生能正確理解實驗原理，正確處理實驗數(shù)據(jù)，正確使用有效數(shù)字。體現(xiàn)了對學生的數(shù)據(jù)處理能力、問題、證據(jù)與解釋等物理核心素養(yǎng)的考查。

關鍵詞：物理高考;核心素養(yǎng);教學啟示

2019年版新教材把每個實驗都獨立出來作為一節(jié)，可見實驗的重要地位;這幾年的高考試題也在逐步提升實驗題的質量，在逐步強化物理實驗能力和物理學科核心素養(yǎng)的考核。如全國I卷，這兩年命題從注重考查考生基于理解實驗原理的基礎上的實驗操作技能，也慢慢在傾向于側重考查學生猜想假設、設計實驗、動手做實驗、記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、誤差分析、實驗創(chuàng)新等能力。只有真正動手做過實驗、深入思考過的學生，才能對真實實驗情境生成的問題得心應手。

1 ?試題及解析

某同學用伏安法測量一阻值為幾十 ？贅的電阻Rx，所用電壓表的內阻為1 k？贅，電流表內阻值為0.5 ？贅，該同學采用兩種測量方案，一種是將電壓表跨接在圖1（a）所示電路的O、P兩點之間，另一種是跨接在O、Q兩點之間。測量得到如圖1（b）所示的兩條U-I圖線，其中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。

回答下列問題：

（1）圖1（b）中標記為Ⅱ的圖線是采用電壓表跨接在 ? ? ? ?（填“0、P”或“O、Q”）兩點的方案測量得到的。

（2）根據(jù)所用實驗器材和圖1（b）可判斷，由圖線 ? ? （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）得到的結果更接近待測電阻的真實值，結果為（保留1位小數(shù)）。

（3）考慮到實驗中電表內阻的影響，需對（2）中得到的結果進行修正，修正后待測電阻的阻值為 ? ? ? ?（保留1位小數(shù)）。

解析：

（1）依題意可知該實驗為伏安法測電阻，若把電壓表接在OP之間為外接法，因為電壓表的分流作用，使得測起來阻值偏小;若把電壓表接在OQ之間為內接法，因電流表的分壓作用，使得電阻的測量值偏大。由圖1（b）可知斜率表示待測電阻Rx，I圖線的斜率較大為內接法測量得到的，所以I的圖線是接在OQ之間測量得到的，II圖線為接在OP之間測量得到的。

（2）依題意可知，待測電阻Rx為幾十 ？贅、電壓表的內阻為1 k？贅、電流表的電阻為0.5 ？贅，由此待測電阻為大電阻應采用內接法測量誤差比較小。所以圖線I的測量值更接近于待測電阻的真實值，由圖1（b）可知I的斜率為50.5，所以圖線I的電阻測量值為50.5 。

（3）由（2）問可知，圖線I采用的是內接法測量的電阻，且測量值為50.5 ？贅，但是由于電流表內阻的分壓作用，所以R測=Rx真+RA，因此修正后待測電阻的阻值為Rx真=R測-RA=50.0 。

2 ?命題立意

2.1 ?今年電學實驗內容考查與往年較為不一樣

筆者就全國Ⅰ卷理綜物理近10年關于電學實驗考題分析（如表1），近10年高考對實驗的考查都是“一力一電、一大一小、一易一難”的形式，其中第一題主要為力學常規(guī)題，分值較少，側重考察基本原理和儀器讀數(shù)，第二題多數(shù)為電學實驗，側重考查學生實驗遷移能力，只有2011年和2020年兩年考在實驗第一題，難度相對簡單且考查的分值較少。2012年至2019年均出現(xiàn)在實驗題第二題。今年電學實驗相比往年考題更側重考察基礎性和綜合性，基礎性并不一定是簡單或者送分，而是代表學生掌握該知識的必要性，今年的電學實驗看似簡單，實則不易，若是對實驗原理理解不夠透徹或者不會從圖象獲取有效數(shù)據(jù)，則很難做對。

2.2 ?U-I圖象的出現(xiàn)，突出培養(yǎng)學生作圖能力和根據(jù)圖象分析解決問題的能力的重要性

本題通過U-I圖象考查學生獲取和處理信息等綜合能力。新高考注重對學生基本原理的理解考查，對學生從圖象獲取信息和解決問題能力的考查。新任務、新情景對原理分析、方法選擇、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等能力要求較高。平均值法、逐差法、圖象法、列表法、公式法等數(shù)據(jù)處理方法反復考查，尤其是圖象法，作圖與圖象分析是熱點與亮點[ 1 ]。往年全國Ⅰ卷電學實驗涉及到圖象的題也是不少，如2018年的R-t圖象，2017年的I-U圖象，2014年的-R圖象。

3 ?教學啟示

3.1 ?進行“有限教導”，讓學生充分地參與實驗教學

在教學中，“有限教導”的目的在于讓學生的心智通過學習得到充分的鍛煉[ 2 ]。教師在引入實驗教學時應先激發(fā)學生的學習興趣，調動起學生探究的欲望，然后引導學生進行科學的猜想假設，嘗試性設計實驗方案，接下來讓其進行自主探索，在探索過程中給予適當?shù)狞c撥和方法指導。通過實驗構建物理觀念，體會物理思想方法，培育各種科學探究的能力，讓學生充分體會得到實驗結論的成就感。高考實驗題，往往來源于教材實驗，但又不拘泥于教材，所以教師在上實驗課時，還應該引導學生實驗創(chuàng)新，適當也可以引入DIS實驗系統(tǒng)，激發(fā)學生對現(xiàn)代科學探究的強烈欲望。

如在“驗證牛頓第二定律”的實驗時，教師在實驗教學之前一定要先引導學生對小車進行受力分析，讓學生通過自己的受力分析知道平衡摩擦力的目的是為了使小車的合外力就是等于繩子拉力;引導學生通過對小車和鉤碼整體隔離法的分析知道，其小車在鉤碼作用下向下加速時，繩子拉力T是略小于鉤碼重力mg的，只有滿足m<

3.2 ?更加重視數(shù)據(jù)處理和作圖技能培養(yǎng)

在物理實驗探究過程中經(jīng)常設計圖象法的使用，可以說圖象法是物理實驗探究的一種基本方法，它貫穿于整個物理實驗探究活動中，是進行科學研究的一種基本方法[ 3 ]。利用圖象法，在處理數(shù)據(jù)和實驗誤差分析時往往可達到“一圖抵千言”的效果，如在伏安法測電阻的實驗中，根據(jù)所測的多組U和I的數(shù)據(jù)，可以更直觀看出內接法和外接法的適用條件以及進一步可以進行誤差分析;在探究加速度與力、質量的關系的實驗時，均可以很直觀地從a-F圖象和a-圖象看出加速度和合外力、質量的關系。修訂版的教材更加注重實驗的深入與實踐探索，那么除了想辦法讓學生動手做實驗，還要更加重視引導學生數(shù)據(jù)處理，特別是利用圖象法處理數(shù)據(jù)，這是一個培養(yǎng)學生物理科學探究和科學思維能力的很有效方法。因此，在一線實驗教學過程中，更要重視圖象法的應用，一定要讓學生動手描點畫圖，并且可以通過交流合作嘗試得到結論。

3.3 ?誤差分析及有效數(shù)字

基于《新課程標準》對實驗和誤差的要求，修訂版的教材在第一個學生實驗前新增了一節(jié)實驗中的誤差和有效數(shù)字，目的是讓學生學會尊重實驗事實，尊重實驗誤差存在的必然性，及取有效數(shù)字的必要性;同時也要求教師在一線教學過程中應更加重視培養(yǎng)學生實事求是、科學嚴謹?shù)膽B(tài)度[ 4 ]。在教學中發(fā)現(xiàn)，如果能利用這些誤差產(chǎn)生的事實，讓學生深入分析并進行探索，不僅可以讓學生更好地理解物理原理，同時可以提高他們對自然界探索的信心[ 2 ]。要重視這一節(jié)課的內容，在理解系統(tǒng)誤差、偶然誤差的基礎上，還要引導學生從實驗原理出發(fā)，探索減小誤差的方法。

參考文獻：

[1] 蔡麗心.培養(yǎng)科學思維落實物理核心素養(yǎng)——2019全國Ⅰ卷理綜第21題評析及啟示[J].中學理科園地，2019，15（4）.

[2] 羅祖兵. 深度教學：“核心素養(yǎng)”時代教學變革的方向[J]. 課程.教材.教法，2017，37（4）：20-26.

[3] 陸靜菊. 圖象法在高中物理教學中的應用研究[D].江蘇：蘇州大學，2014.

[4] 陳靜珠. 高中物理典型實驗中的系統(tǒng)誤差分析與改進方法的研究[D].山東：山東師范大學，2019.