近幾年高考全國Ⅰ卷物理實驗試題分析及教學(xué)啟示*

袁衛(wèi)民

(保定第二中學(xué) 河北 保定 071000)

余勝軍

(保定市教育科學(xué)研究所 河北 保定 071000)

?

近幾年高考全國Ⅰ卷物理實驗試題分析及教學(xué)啟示*

袁衛(wèi)民

(保定第二中學(xué) 河北 保定 071000)

余勝軍

(保定市教育科學(xué)研究所 河北 保定 071000)

對2012～2015年高考全國Ⅰ卷物理實驗試題進(jìn)行分析與總結(jié)；試題的特點是注重考查常用測量儀器的使用及讀數(shù)，注重考查實驗操作，立足課本實驗，側(cè)重于實驗設(shè)計；對教學(xué)的啟示及建議是不能用實驗習(xí)題代替實驗，復(fù)習(xí)不能脫離課本實驗，復(fù)習(xí)應(yīng)重視提高實驗數(shù)據(jù)處理能力，重視訓(xùn)練學(xué)生實驗設(shè)計能力．

高考 實驗試題 教學(xué)啟示

物理是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，它以實驗為依托，通過觀察實驗，總結(jié)規(guī)律從而得到物理學(xué)的定律，因此物理學(xué)的研究與發(fā)展都離不開實驗．實驗?zāi)芰κ俏锢韺W(xué)習(xí)中的一種重要的能力，物理高考?xì)v來重視考查實驗?zāi)芰?，通過統(tǒng)計分析近幾年的高考全國Ⅰ卷試題可以看出，物理實驗除了考查《考試說明》要求的實驗，還有一些設(shè)計型的實驗．要求學(xué)生能根據(jù)要求靈活運用已學(xué)過的知識、方法和儀器，設(shè)計簡單的實驗方案，并處理相關(guān)的實驗問題．

下面對近幾年高考全國Ⅰ卷物理實驗試題進(jìn)行分析，并談一談實驗試題對我們教學(xué)的啟示．

1 近幾年實驗試題的基本分布

通過對2012～2015年高考全國Ⅰ卷物理實驗部分的分析與總結(jié)，繪制表1．

表1 對2012～2015年高考全國Ⅰ卷物理實驗部分的分析與總結(jié)

2 實驗試題特點分析

(1)注重考查常用測量儀器的使用及讀數(shù)

游標(biāo)卡尺、螺旋測微器的讀數(shù)問題，是歷年高考中考查頻率較高的知識點，2012年、2013年均有考查；另外也經(jīng)常涉及電流表、電壓表、歐姆表等讀數(shù)問題，2013年、2014年均有考查，2015年又涉及托盤秤的讀數(shù)．涉及讀數(shù)問題要求會用有效數(shù)字表達(dá)直接測量的結(jié)果．因此要求學(xué)生必須熟練掌握基本儀器的使用方法、操作細(xì)節(jié)、讀數(shù)要求等，才能正確解答這些基本問題．

(2)注重考查實驗操作

實驗操作能力是學(xué)生真正的動手做實驗，參與實驗過程必備的能力．各種測量儀器的實用及讀數(shù)、分析實驗條件、實物連接、作圖、數(shù)據(jù)處理等都很好地考查了學(xué)生在實際做實驗的操作能力及思考問題的能力．例如2014年第22題，通過關(guān)于驗證牛頓第二定律的實驗，考查由圖像判斷物理量的關(guān)系，對實驗結(jié)果進(jìn)行分析，實驗條件的探究與改進(jìn)等，很好地考查了學(xué)生的實驗操作能力．

(3)立足課本實驗

實驗的基本原理和方法是考查的核心，大多數(shù)實驗試題均源于課本上的學(xué)生實驗．例如2014年第23題的原形就是教材中的學(xué)生實驗“測電源電動勢和內(nèi)電阻”．因此學(xué)生要能獨立完成考綱中所列實驗，具備獨立完成實驗的能力.

1)明確實驗?zāi)康暮鸵螅?/p>

2)理解實驗原理，掌握實驗方法、步驟；

3)會控制實驗條件和使用實驗儀器；

4)會觀察解釋實驗現(xiàn)象，會記錄，處理實驗數(shù)據(jù)；

5)會分析和評價實驗結(jié)果，并得出合理的實驗結(jié)論．

(4)側(cè)重于實驗設(shè)計

近幾年的高考題重點考查學(xué)生設(shè)計實驗的能力，要求學(xué)生能根據(jù)要求靈活運用已學(xué)過的物理結(jié)論、實驗方法和儀器設(shè)計簡單的實驗方案并處理相關(guān)的實驗問題．例如2015年第22題關(guān)于超重和圓周運動的考查，不是考綱要求的內(nèi)容，但實驗的理論基礎(chǔ)是教材所要求掌握的內(nèi)容，實驗裝置臺秤是常見的實驗裝置，小車在凹形橋中的運動是常見的物理模型．對設(shè)計實驗，學(xué)生需要正確的理論分析，將理論與實驗相結(jié)合分析實驗原理和過程，突出考查了學(xué)生實驗設(shè)計和探究能力．

實驗設(shè)計能力是學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Ω叩偷捏w現(xiàn)．設(shè)計實驗方案是進(jìn)行科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)，是衡量學(xué)生科學(xué)探究能力高低的重要指標(biāo)．實驗設(shè)計考查了學(xué)生選擇器材的能力，擬定實驗方案、優(yōu)化實驗方案的能力，同時也使學(xué)生學(xué)會分析可行性因素即實驗設(shè)計能反映學(xué)生自主獨立的思考問題．

3 實驗試題的啟示及教學(xué)建議

2012年至2015年全國Ⅰ卷物理實驗試題的特點的分析，對我們的物理實驗教學(xué)有一定的啟示．

(1)實驗教學(xué)不能用實驗習(xí)題代替實驗

高考實驗題的情景很新穎，但實驗試題中涉及的基本知識和實驗技能的要求仍然立足于課本實驗，以強(qiáng)調(diào)基本實驗操作、實驗方法、實驗設(shè)計及實驗數(shù)據(jù)處理能力是高考實驗命題的“落腳點”．因此，在物理實驗教學(xué)中，教師應(yīng)重視實驗基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生實驗基本操作能力．物理實驗基本功是指實驗的基本理論、基本方法和基本技能．教師要充分重視課本的每一個演示實驗和分組實驗，中學(xué)物理教學(xué)大綱要求的分組實驗一定要做，而不能用實驗習(xí)題代替實驗．若平時教學(xué)不重視實驗，使學(xué)生的實驗?zāi)芰νＡ粼诘蛯哟紊?，只會“紙上談兵”，這些都會導(dǎo)致高考實驗題丟分．

(2)實驗復(fù)習(xí)不能脫離課本實驗

高考實驗題從考查方式看，常考常新，命題形式靈活，考查角度多變，但基本實驗原理、實驗思想和實驗方法，都能在課本實驗中找到原形，因此在高三備考中應(yīng)以掌握課本上的基本實驗為核心，在此基礎(chǔ)上再向外延伸，而不能脫離課本實驗，只做實驗試題．高考實驗是通過變化了的實驗情景考核規(guī)定實驗的理解及基本原理、基本方法，因此高三復(fù)習(xí)必須立足課本實驗，重點從實驗原理、器材、步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等深入分析每個實驗，并且課本實驗復(fù)習(xí)與實驗習(xí)題有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ?/p>

(3) 實驗復(fù)習(xí)重視提高實驗數(shù)據(jù)處理能力

(4)實驗復(fù)習(xí)重視訓(xùn)練學(xué)生實驗設(shè)計能力

實驗設(shè)計是科學(xué)探究的一個重要環(huán)節(jié)．物理實驗復(fù)習(xí)中可通過創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生思考應(yīng)怎樣設(shè)計實驗，為什么這樣設(shè)計，能否換一種方法，在此基礎(chǔ)上，通過不同的實驗方案，深刻理解實驗原理，培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力，并且讓學(xué)生明確實驗設(shè)計的基本思路．

例如在復(fù)習(xí)驗證牛頓運動定律實驗時，為了有效培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力、數(shù)據(jù)處理能力，可設(shè)計如下的教學(xué)案例．

實驗?zāi)康模簻y量打點計時器對紙帶的阻力．

實驗器材：打點計時器、紙帶、電源、小車、小桶、砝碼、帶滑輪的平板、直尺、天平．

分析及最優(yōu)方案：

實驗?zāi)Ｐ停号c驗證牛頓第二定律的情景相似(如圖1所示)．

圖1

實驗原理：設(shè)小桶的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，對紙帶的阻力為f阻，小車受到的摩擦力為f0.繩中的張力為T.對小桶和小車受力分析并由牛頓第二定律列方程

小桶

mg-T=ma

小車

T-f阻-f0=Ma

兩式相加

mg-f阻-f0=(M+m)a

則

F= f阻+f0=mg-(M+m)a

即由m，M和a可求F(總阻力)，而

F= f阻+μMg

式中μ未知、f阻未知.

實驗方法：

1)計算法：需測兩組數(shù)據(jù)即兩次(M1和M2)可計算f阻.

2)作圖法：多次測量，在坐標(biāo)紙上標(biāo)出測量點，作F-M圖線(一次函數(shù)關(guān)系)，則截距即為f阻,如圖2所示．

圖2

學(xué)生解此實驗題比較困難，一方面是沒有建立物理情景，另一方面則是不知如何處理數(shù)據(jù)，選用圖像法處理數(shù)據(jù)，不但直觀簡捷，還可減小實驗誤差．

根據(jù)上面案例分析我們可以認(rèn)識到以下兩點：

(1)創(chuàng)建實驗情境、確定實驗原理是解答實驗設(shè)計題的基礎(chǔ).

(2) 確定實驗過程、選擇合適的方法是解答實驗設(shè)計題的關(guān)鍵．

總的說來，實驗設(shè)計題就是在學(xué)生實驗基礎(chǔ)上多了幾個“難點”，但和學(xué)生實驗是密切相關(guān)的；同時更注重了學(xué)生的發(fā)散思維、求異思維等創(chuàng)新能力的培養(yǎng)．因此在平時學(xué)習(xí)中要加強(qiáng)設(shè)計實驗的學(xué)習(xí)，注意方法，加強(qiáng)訓(xùn)練．

*保定市教育科學(xué)研究“十二五”規(guī)劃課題“高考物理實驗、復(fù)習(xí)及答題思路的研究”的研究成果，課題編號：152045

2016-01-05)