實驗題命制的幾點建議

一、實驗題命制的內(nèi)容

物理實驗主要包含以下內(nèi)容：①實驗目的的確立；②實驗思路的構建；③實驗器材的選擇；④具體步驟的安排；⑤嫻熟的操作技能；⑥數(shù)據(jù)的記錄和處理；⑦操作細節(jié)和誤差分析等等.第⑤點其實是整個實驗最為關鍵的步驟，而僅僅通過試題的作答是無法對學生這一方面進行評價的；而其他幾點都可以列為理論層面，都圍繞高中物理知識的理解和應用來鋪開的，所以只要試題命制合理，是完全可以通過學生的答題情況進行評價.高中物理實驗試題的內(nèi)容一般包括學生探究性實驗和驗證性實驗、教師演示實,也可圍繞高中物理重新設計的實驗.學生解答時，可能涉及到的能力包括：基本的物理知識的“應用”、物理實驗基本操作要點的“回憶”、數(shù)據(jù)的“分析”和“運算”等等.

二、實驗題的命制技術有以下要求

1．實驗試題中所涉及的實驗應該是學生熟悉或接觸過的，即使是某些實驗試題是圍繞高中物理讓學生自行設計實驗或?qū)δ承嶒炈悸愤M行改進，那么該試題中所涉及的物理知識和實驗器材必須是學生所熟悉的，甚至要提供適當?shù)男畔椭鷮W生去構建思路.

2．實驗的第一要素是真實性，實驗中數(shù)據(jù)和圖表必須科學嚴謹，不能為了調(diào)整試題的難度和區(qū)分度，人為去編造數(shù)據(jù).胡編亂造的東西也許不會影響試題評價的結果，但是會影響學生的物理認知體系，進而干擾他們的發(fā)展.

3．應該多角度地設計實驗試題，試題的內(nèi)容盡量回避實驗步驟或操作要點的“回憶”性考核、否則就會向?qū)W生滲透死記硬背的作法.

4．試題中涉及到器材名稱、操作要點的動作描述等內(nèi)容應該與教科書（或《課標》）的提法一致.

5．試題所對應的實驗必須是真實可操作的.命題人不能純粹根據(jù)物理原理或理想化的物理模型，臆造某些實驗.

7．很多實驗題在試卷上的呈現(xiàn)形式類似于填空題，因此有關簡答題命制要求也適用于本類型試題.

三、實驗題命制案例分析

1．在教材基礎上命題

例1圖1的實驗裝置可用于“探究加速度a與力F的關系”，小車A上方裝有位移傳感器，小車右側的細線繞過滑輪，下方掛有若干回形針.操作中認為小車所受拉力的大小等于回形針的重力，忽略小車所受摩擦阻力.

（1）為了達到本實驗目的，實驗過程中應讓保持不變.

（2）表1中數(shù)據(jù)記錄的是，隨著回形針數(shù)目N的增加，小車加速度a不同的取值.①利用作圖法處理表1數(shù)據(jù)，在坐標系畫出加速度和回形針個數(shù)的圖像. ②根據(jù)a-N圖像，歸納a與N的函數(shù)關系：.③若用字母 表示單個回形針的重力，對本實驗的結果進行總結，寫出a與F的關系式：.

表1

回形針個數(shù)N48121620

小車加速度a/m·s-20.100.200.300.400.50

評析本題考核的實驗內(nèi)容源于教科書上的實驗：“探究加速度 與力 、質(zhì)量 的關系”.對學生能力要求：“控制變量法”實驗思路的掌握、實驗數(shù)據(jù)的處理和分析能力、描點作圖的能力、由數(shù)據(jù)和圖像歸納表達式的能力.本題設計上，步步深入，對學生的能力的要求由表層到深層.

再如，教材中的驗證機械能守恒實驗，也是很好的命題點.

例2實驗小組利用圖2所示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗．圖3是一條實驗中所打的紙帶，O點是紙帶上的第一個點， A、B、C、D、E、F是在后段選取的6個計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間還有兩個打點未畫出，分別測量出各計數(shù)點到O點的距離并標注．已知打點計時器所接交流電頻率為50Hz，當?shù)刂亓铀俣萭取9.8m/s2．則：

（1）關于該實驗，以下說法中正確的是 ．

A．實驗中必須測出重錘的質(zhì)量

B．實驗時，先松手釋放紙帶，后接通打點計時器的電源開關

C．選擇BE段紙帶，也可以驗證機械能守恒定律

D．若電源的實際頻率小于50Hz，則計算出的動能增量可能大于重力勢能的減小量

（2）若測得重錘的質(zhì)量m=0.1kg，則重錘從O運動到D，其重力勢能減少 J，動能增加J（結果均保留三位有效數(shù)字）．

（3）該組同學分別測算出各計數(shù)點的速度，并計算出速度的平方值，數(shù)值見下表2.

表2

計數(shù)點ABCDEF

高度h0.09510.19400.32790.49660.70030.9389

速度v1.361.942.52 3.69 4.28

速度平方v21.853.766.3513.62 18.32

為能直觀的反映物理量之間的關系，現(xiàn)選擇

v2為縱坐標，下落高度h為橫坐標．請在圖4方格紙中描點作圖，根據(jù)作出的圖線，粗略驗證重鍾在自由下落過程中機械能守恒的依據(jù)是．

2．源于教材中的演示實驗命制實驗題，幫助學生復習概念

例3選取一定質(zhì)量的氣體進行研究，在保證其體積不變的前提下，探究壓強 與溫度 的關系時，本實驗通過傳感器來采集壓強 與溫度 的數(shù)據(jù)，用作圖法來處理數(shù)據(jù)，所描 關系曲線如圖2所示.

（1）對比理想情境的查理定律的圖線，本題結論有明顯偏差的原因：.

（2）考慮上述情形的出現(xiàn)，請?zhí)岢鰷p少誤差的措施：

.

評析本題衍生于選修教材的演示實驗，試題考核的能力包括對查理定律的理解，實驗誤差的分析和改進，在試題的問題設計上存在著一定的難度梯度，能夠較好對學生的能力進行分層評價，這樣能夠增加區(qū)分度.

3．組合教材中的多個實驗資源進行習題命題

例4某次實驗探究活動目的如下：光滑的長木板傾斜放置，探究物塊下滑過程中，加速度與小球質(zhì)量以及斜面傾斜角度的關系.實驗裝置如下圖3.

（1）分別測量物塊下滑位移s和對應時間t，求解加速度a的表達式可以寫為；

表3

MM+mM+2m

11.421.411.42

21.401.421.39

31.411.381.42

（2）探究的第一階段，控制斜面傾斜角度 不變，研究物塊質(zhì)量對其加速度的影響.通過改變放在物塊上砝碼個數(shù)來改變物塊的質(zhì)量 ；記錄下物塊滑行相同位移的時間 ，整理到表3中，經(jīng)過對比，有結論：考慮到實驗操作和數(shù)據(jù)測量上一些不可避免的誤差，可近似認為質(zhì)量變化時，下滑相同位移的時間 （填寫“變化”或“不變”），可進一步歸納結論：下滑物塊的加速度（填寫“受”或“不受”）物塊質(zhì)量影響；

（3）探究的第二階段，控制物塊質(zhì)量不變，通過改變所墊木板的厚度，調(diào)整斜面的傾斜角度 ，記錄物塊下滑一定位移的時間，用（1）的結論計算加速度a，在坐標系（圖4）中畫出加速度a與傾斜角度正弦值sinθ的圖線，由圖線可以判斷：當θ=π2時，a=.（答案保留兩個有效數(shù)字）

評析本題依托牛頓第二定律和勻變速直線運動的規(guī)律構建情境，屬于設計實驗的考核.著重考查學生對規(guī)律的理解，常規(guī)實驗的設計和分析能力，對應實驗的數(shù)據(jù)采集和處理能力，結合數(shù)學知識處理圖像問題的能力.從命制技術角度而言，題目語句流暢，意思清晰，問題直接，對學生的考核明確到位.

一、實驗題命制的內(nèi)容

物理實驗主要包含以下內(nèi)容：①實驗目的的確立；②實驗思路的構建；③實驗器材的選擇；④具體步驟的安排；⑤嫻熟的操作技能；⑥數(shù)據(jù)的記錄和處理；⑦操作細節(jié)和誤差分析等等.第⑤點其實是整個實驗最為關鍵的步驟，而僅僅通過試題的作答是無法對學生這一方面進行評價的；而其他幾點都可以列為理論層面，都圍繞高中物理知識的理解和應用來鋪開的，所以只要試題命制合理，是完全可以通過學生的答題情況進行評價.高中物理實驗試題的內(nèi)容一般包括學生探究性實驗和驗證性實驗、教師演示實,也可圍繞高中物理重新設計的實驗.學生解答時，可能涉及到的能力包括：基本的物理知識的“應用”、物理實驗基本操作要點的“回憶”、數(shù)據(jù)的“分析”和“運算”等等.

二、實驗題的命制技術有以下要求

1．實驗試題中所涉及的實驗應該是學生熟悉或接觸過的，即使是某些實驗試題是圍繞高中物理讓學生自行設計實驗或?qū)δ承嶒炈悸愤M行改進，那么該試題中所涉及的物理知識和實驗器材必須是學生所熟悉的，甚至要提供適當?shù)男畔椭鷮W生去構建思路.

2．實驗的第一要素是真實性，實驗中數(shù)據(jù)和圖表必須科學嚴謹，不能為了調(diào)整試題的難度和區(qū)分度，人為去編造數(shù)據(jù).胡編亂造的東西也許不會影響試題評價的結果，但是會影響學生的物理認知體系，進而干擾他們的發(fā)展.

3．應該多角度地設計實驗試題，試題的內(nèi)容盡量回避實驗步驟或操作要點的“回憶”性考核、否則就會向?qū)W生滲透死記硬背的作法.

4．試題中涉及到器材名稱、操作要點的動作描述等內(nèi)容應該與教科書（或《課標》）的提法一致.

5．試題所對應的實驗必須是真實可操作的.命題人不能純粹根據(jù)物理原理或理想化的物理模型，臆造某些實驗.

7．很多實驗題在試卷上的呈現(xiàn)形式類似于填空題，因此有關簡答題命制要求也適用于本類型試題.

三、實驗題命制案例分析

1．在教材基礎上命題

例1圖1的實驗裝置可用于“探究加速度a與力F的關系”，小車A上方裝有位移傳感器，小車右側的細線繞過滑輪，下方掛有若干回形針.操作中認為小車所受拉力的大小等于回形針的重力，忽略小車所受摩擦阻力.

（1）為了達到本實驗目的，實驗過程中應讓保持不變.

（2）表1中數(shù)據(jù)記錄的是，隨著回形針數(shù)目N的增加，小車加速度a不同的取值.①利用作圖法處理表1數(shù)據(jù)，在坐標系畫出加速度和回形針個數(shù)的圖像. ②根據(jù)a-N圖像，歸納a與N的函數(shù)關系：.③若用字母 表示單個回形針的重力，對本實驗的結果進行總結，寫出a與F的關系式：.

表1

回形針個數(shù)N48121620

小車加速度a/m·s-20.100.200.300.400.50

評析本題考核的實驗內(nèi)容源于教科書上的實驗：“探究加速度 與力 、質(zhì)量 的關系”.對學生能力要求：“控制變量法”實驗思路的掌握、實驗數(shù)據(jù)的處理和分析能力、描點作圖的能力、由數(shù)據(jù)和圖像歸納表達式的能力.本題設計上，步步深入，對學生的能力的要求由表層到深層.

再如，教材中的驗證機械能守恒實驗，也是很好的命題點.

例2實驗小組利用圖2所示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗．圖3是一條實驗中所打的紙帶，O點是紙帶上的第一個點， A、B、C、D、E、F是在后段選取的6個計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間還有兩個打點未畫出，分別測量出各計數(shù)點到O點的距離并標注．已知打點計時器所接交流電頻率為50Hz，當?shù)刂亓铀俣萭取9.8m/s2．則：

（1）關于該實驗，以下說法中正確的是 ．

A．實驗中必須測出重錘的質(zhì)量

B．實驗時，先松手釋放紙帶，后接通打點計時器的電源開關

C．選擇BE段紙帶，也可以驗證機械能守恒定律

D．若電源的實際頻率小于50Hz，則計算出的動能增量可能大于重力勢能的減小量

（2）若測得重錘的質(zhì)量m=0.1kg，則重錘從O運動到D，其重力勢能減少 J，動能增加J（結果均保留三位有效數(shù)字）．

（3）該組同學分別測算出各計數(shù)點的速度，并計算出速度的平方值，數(shù)值見下表2.

表2

計數(shù)點ABCDEF

高度h0.09510.19400.32790.49660.70030.9389

速度v1.361.942.52 3.69 4.28

速度平方v21.853.766.3513.62 18.32

為能直觀的反映物理量之間的關系，現(xiàn)選擇

v2為縱坐標，下落高度h為橫坐標．請在圖4方格紙中描點作圖，根據(jù)作出的圖線，粗略驗證重鍾在自由下落過程中機械能守恒的依據(jù)是．

2．源于教材中的演示實驗命制實驗題，幫助學生復習概念

例3選取一定質(zhì)量的氣體進行研究，在保證其體積不變的前提下，探究壓強 與溫度 的關系時，本實驗通過傳感器來采集壓強 與溫度 的數(shù)據(jù)，用作圖法來處理數(shù)據(jù)，所描 關系曲線如圖2所示.

（1）對比理想情境的查理定律的圖線，本題結論有明顯偏差的原因：.

（2）考慮上述情形的出現(xiàn)，請?zhí)岢鰷p少誤差的措施：

.

評析本題衍生于選修教材的演示實驗，試題考核的能力包括對查理定律的理解，實驗誤差的分析和改進，在試題的問題設計上存在著一定的難度梯度，能夠較好對學生的能力進行分層評價，這樣能夠增加區(qū)分度.

3．組合教材中的多個實驗資源進行習題命題

例4某次實驗探究活動目的如下：光滑的長木板傾斜放置，探究物塊下滑過程中，加速度與小球質(zhì)量以及斜面傾斜角度的關系.實驗裝置如下圖3.

（1）分別測量物塊下滑位移s和對應時間t，求解加速度a的表達式可以寫為；

表3

MM+mM+2m

11.421.411.42

21.401.421.39

31.411.381.42

（2）探究的第一階段，控制斜面傾斜角度 不變，研究物塊質(zhì)量對其加速度的影響.通過改變放在物塊上砝碼個數(shù)來改變物塊的質(zhì)量 ；記錄下物塊滑行相同位移的時間 ，整理到表3中，經(jīng)過對比，有結論：考慮到實驗操作和數(shù)據(jù)測量上一些不可避免的誤差，可近似認為質(zhì)量變化時，下滑相同位移的時間 （填寫“變化”或“不變”），可進一步歸納結論：下滑物塊的加速度（填寫“受”或“不受”）物塊質(zhì)量影響；

（3）探究的第二階段，控制物塊質(zhì)量不變，通過改變所墊木板的厚度，調(diào)整斜面的傾斜角度 ，記錄物塊下滑一定位移的時間，用（1）的結論計算加速度a，在坐標系（圖4）中畫出加速度a與傾斜角度正弦值sinθ的圖線，由圖線可以判斷：當θ=π2時，a=.（答案保留兩個有效數(shù)字）

評析本題依托牛頓第二定律和勻變速直線運動的規(guī)律構建情境，屬于設計實驗的考核.著重考查學生對規(guī)律的理解，常規(guī)實驗的設計和分析能力，對應實驗的數(shù)據(jù)采集和處理能力，結合數(shù)學知識處理圖像問題的能力.從命制技術角度而言，題目語句流暢，意思清晰，問題直接，對學生的考核明確到位.

一、實驗題命制的內(nèi)容

物理實驗主要包含以下內(nèi)容：①實驗目的的確立；②實驗思路的構建；③實驗器材的選擇；④具體步驟的安排；⑤嫻熟的操作技能；⑥數(shù)據(jù)的記錄和處理；⑦操作細節(jié)和誤差分析等等.第⑤點其實是整個實驗最為關鍵的步驟，而僅僅通過試題的作答是無法對學生這一方面進行評價的；而其他幾點都可以列為理論層面，都圍繞高中物理知識的理解和應用來鋪開的，所以只要試題命制合理，是完全可以通過學生的答題情況進行評價.高中物理實驗試題的內(nèi)容一般包括學生探究性實驗和驗證性實驗、教師演示實,也可圍繞高中物理重新設計的實驗.學生解答時，可能涉及到的能力包括：基本的物理知識的“應用”、物理實驗基本操作要點的“回憶”、數(shù)據(jù)的“分析”和“運算”等等.

二、實驗題的命制技術有以下要求

1．實驗試題中所涉及的實驗應該是學生熟悉或接觸過的，即使是某些實驗試題是圍繞高中物理讓學生自行設計實驗或?qū)δ承嶒炈悸愤M行改進，那么該試題中所涉及的物理知識和實驗器材必須是學生所熟悉的，甚至要提供適當?shù)男畔椭鷮W生去構建思路.

2．實驗的第一要素是真實性，實驗中數(shù)據(jù)和圖表必須科學嚴謹，不能為了調(diào)整試題的難度和區(qū)分度，人為去編造數(shù)據(jù).胡編亂造的東西也許不會影響試題評價的結果，但是會影響學生的物理認知體系，進而干擾他們的發(fā)展.

3．應該多角度地設計實驗試題，試題的內(nèi)容盡量回避實驗步驟或操作要點的“回憶”性考核、否則就會向?qū)W生滲透死記硬背的作法.

4．試題中涉及到器材名稱、操作要點的動作描述等內(nèi)容應該與教科書（或《課標》）的提法一致.

5．試題所對應的實驗必須是真實可操作的.命題人不能純粹根據(jù)物理原理或理想化的物理模型，臆造某些實驗.

7．很多實驗題在試卷上的呈現(xiàn)形式類似于填空題，因此有關簡答題命制要求也適用于本類型試題.

三、實驗題命制案例分析

1．在教材基礎上命題

例1圖1的實驗裝置可用于“探究加速度a與力F的關系”，小車A上方裝有位移傳感器，小車右側的細線繞過滑輪，下方掛有若干回形針.操作中認為小車所受拉力的大小等于回形針的重力，忽略小車所受摩擦阻力.

（1）為了達到本實驗目的，實驗過程中應讓保持不變.

（2）表1中數(shù)據(jù)記錄的是，隨著回形針數(shù)目N的增加，小車加速度a不同的取值.①利用作圖法處理表1數(shù)據(jù)，在坐標系畫出加速度和回形針個數(shù)的圖像. ②根據(jù)a-N圖像，歸納a與N的函數(shù)關系：.③若用字母 表示單個回形針的重力，對本實驗的結果進行總結，寫出a與F的關系式：.

表1

回形針個數(shù)N48121620

小車加速度a/m·s-20.100.200.300.400.50

評析本題考核的實驗內(nèi)容源于教科書上的實驗：“探究加速度 與力 、質(zhì)量 的關系”.對學生能力要求：“控制變量法”實驗思路的掌握、實驗數(shù)據(jù)的處理和分析能力、描點作圖的能力、由數(shù)據(jù)和圖像歸納表達式的能力.本題設計上，步步深入，對學生的能力的要求由表層到深層.

再如，教材中的驗證機械能守恒實驗，也是很好的命題點.

例2實驗小組利用圖2所示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗．圖3是一條實驗中所打的紙帶，O點是紙帶上的第一個點， A、B、C、D、E、F是在后段選取的6個計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間還有兩個打點未畫出，分別測量出各計數(shù)點到O點的距離并標注．已知打點計時器所接交流電頻率為50Hz，當?shù)刂亓铀俣萭取9.8m/s2．則：

（1）關于該實驗，以下說法中正確的是 ．

A．實驗中必須測出重錘的質(zhì)量

B．實驗時，先松手釋放紙帶，后接通打點計時器的電源開關

C．選擇BE段紙帶，也可以驗證機械能守恒定律

D．若電源的實際頻率小于50Hz，則計算出的動能增量可能大于重力勢能的減小量

（2）若測得重錘的質(zhì)量m=0.1kg，則重錘從O運動到D，其重力勢能減少 J，動能增加J（結果均保留三位有效數(shù)字）．

（3）該組同學分別測算出各計數(shù)點的速度，并計算出速度的平方值，數(shù)值見下表2.

表2

計數(shù)點ABCDEF

高度h0.09510.19400.32790.49660.70030.9389

速度v1.361.942.52 3.69 4.28

速度平方v21.853.766.3513.62 18.32

為能直觀的反映物理量之間的關系，現(xiàn)選擇

v2為縱坐標，下落高度h為橫坐標．請在圖4方格紙中描點作圖，根據(jù)作出的圖線，粗略驗證重鍾在自由下落過程中機械能守恒的依據(jù)是．

2．源于教材中的演示實驗命制實驗題，幫助學生復習概念

例3選取一定質(zhì)量的氣體進行研究，在保證其體積不變的前提下，探究壓強 與溫度 的關系時，本實驗通過傳感器來采集壓強 與溫度 的數(shù)據(jù)，用作圖法來處理數(shù)據(jù)，所描 關系曲線如圖2所示.

（1）對比理想情境的查理定律的圖線，本題結論有明顯偏差的原因：.

（2）考慮上述情形的出現(xiàn)，請?zhí)岢鰷p少誤差的措施：

.

評析本題衍生于選修教材的演示實驗，試題考核的能力包括對查理定律的理解，實驗誤差的分析和改進，在試題的問題設計上存在著一定的難度梯度，能夠較好對學生的能力進行分層評價，這樣能夠增加區(qū)分度.

3．組合教材中的多個實驗資源進行習題命題

例4某次實驗探究活動目的如下：光滑的長木板傾斜放置，探究物塊下滑過程中，加速度與小球質(zhì)量以及斜面傾斜角度的關系.實驗裝置如下圖3.

（1）分別測量物塊下滑位移s和對應時間t，求解加速度a的表達式可以寫為；

表3

MM+mM+2m

11.421.411.42

21.401.421.39

31.411.381.42

（2）探究的第一階段，控制斜面傾斜角度 不變，研究物塊質(zhì)量對其加速度的影響.通過改變放在物塊上砝碼個數(shù)來改變物塊的質(zhì)量 ；記錄下物塊滑行相同位移的時間 ，整理到表3中，經(jīng)過對比，有結論：考慮到實驗操作和數(shù)據(jù)測量上一些不可避免的誤差，可近似認為質(zhì)量變化時，下滑相同位移的時間 （填寫“變化”或“不變”），可進一步歸納結論：下滑物塊的加速度（填寫“受”或“不受”）物塊質(zhì)量影響；

（3）探究的第二階段，控制物塊質(zhì)量不變，通過改變所墊木板的厚度，調(diào)整斜面的傾斜角度 ，記錄物塊下滑一定位移的時間，用（1）的結論計算加速度a，在坐標系（圖4）中畫出加速度a與傾斜角度正弦值sinθ的圖線，由圖線可以判斷：當θ=π2時，a=.（答案保留兩個有效數(shù)字）

評析本題依托牛頓第二定律和勻變速直線運動的規(guī)律構建情境，屬于設計實驗的考核.著重考查學生對規(guī)律的理解，常規(guī)實驗的設計和分析能力，對應實驗的數(shù)據(jù)采集和處理能力，結合數(shù)學知識處理圖像問題的能力.從命制技術角度而言，題目語句流暢，意思清晰，問題直接，對學生的考核明確到位.