結合新課標要求對高考物理實驗題命題特點的分析和研究

王文佳

摘要：本文通過解讀高中物理新課程標準中提出的學生科學探究及物理實驗能力要求，結合具體的高考物理實驗題，分析和總結了高考物理實驗題的命題特點，著重討論了這些試題是如何通過問題的設置對學生探究能力進行考核的。

關鍵詞：高考實驗題；新課程標準；科學探究能力；考核目標

物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗在物理教學中有著極其重要的地位和意義，通過物理實驗可以促進學生對科學過程和物理知識的理解；促進學生發(fā)展科學探究和動手能力；促進學生運用物理知識解決學習、生活中的有關問題；促進培養(yǎng)學生堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科學態(tài)度與科學精神等。隨著物理新課程改革的深入，實驗在中學物理教學中收到了更多的重視，教師也更加重視實驗教學，注重增強學生的實驗操作技能。

高中物理新課程的各個模塊都安排了一定數(shù)量的科學探究和物理實驗，新課程標準對高中生的科學探究和物理實驗能力提出了以下七個方面的要求：1提出問題；2猜想與假設；3制定計劃與設計實驗；4進行實驗與收集證據(jù)；5分析與論證；6評估；7交流與合作。每個方面的要求下又分別細分多個小點的闡述，詳見高中物理新課程標準。

新課改實施以來，高考物理實驗命題對學生實驗能力的考核逐漸向著課程標準的要求靠攏，試題考查要求學生從簡單背誦實驗轉向分析理解實驗，更重視對實驗操作和設計思路的考查，設計性實驗和探索性實驗成為實驗題的主流。以下舉幾個典型的實驗試題進行說明。

【例1】（2008年山東卷23題）2007年諾貝爾物理學獎授予了兩位發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻”效應的物理學家。材料的電阻隨磁場的增加而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應，利用這種效應可以測量磁感應強度。若圖1為某磁敏電阻在室溫下的電阻一磁感應強度特性曲線，其中RB、RO分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值。為了測量磁感應強度B，需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值RB。請按要求完成下列實驗。

例1，圖1 例1，圖2

（l）設計一個可以測量磁場中該磁敏電阻阻值的電路，在圖2的虛線框內(nèi)畫出實驗電路原理圖（磁敏電阻及所處磁場已給出，待測磁場磁感應強度大小約為0.6～1.0T，不考慮磁場對電路其它部分的影響）。要求誤差較小。

提供的器材如下：

A.磁敏電阻，無磁場時阻值Ro=150Ω

B.滑動變阻器R，全電阻約20Ω

C.電流表A，量程2.5mA，內(nèi)阻約30Ω

D.電壓表V，量程3v，內(nèi)阻約3kΩ

E.直流電源E，電動勢3v，內(nèi)阻不計

F.開關S，導線若干

（2）正確接線后，將磁敏電阻置入待測磁場中.測量數(shù)據(jù)如下表：

l 2 3 4 5 6

U（V） 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71

I（mA） 0.00 0.30 0.60 1.00 1.20 1.80

根據(jù)上表可求出磁敏電阻的測量值RB=______Ω，

結合圖l 可知待測磁場的磁感應強度B =______T。

（3）試結合圖l 簡要回答，磁感應強度B 在0 -0.2T 和0.4 -1.0T 范圍內(nèi)磁敏電阻阻值的變化規(guī)律有何不同？

（4）某同學查閱相關資料時看到了圖3 所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻-磁感應強度特性曲線（關于縱軸對稱），由圖線可以得到什么結論？

在此題中，第（1）問很明顯在考查學生設計實驗的能力，是課標中“嘗試選擇實驗方法及所需要的裝置與器材”這一要求的具體體現(xiàn)，這類題在新課改以后出現(xiàn)的幾率有所上升，以往的實驗試題一般會給出設計方案而考查學生對實驗原理的把握和理解，相對于后者，考查實驗設計能力對學生而言難度必然增大了，但有利于學生打開思維，更能考查學生自主解決實際問題的能力。

第（2）問考查的則是學生在實驗過程中分析與論證的能力，是課標中“對實驗數(shù)據(jù)進行分析處理”這一要求的具體體現(xiàn)，應該說這方面能力是實驗試題一貫考察的重點，重在體現(xiàn)高考選拔過程中對學生邏輯思維和理論推導能力的要求，動手實踐能力故然重要，但對邏輯推理的能力考查永遠是評價一個學生智力和學識必不可少的。

第（3）問要學生對磁敏電阻在一定的磁感應強度范圍內(nèi)的阻值變化曲線總結出磁敏電阻阻值變化的規(guī)律，第（4）問同樣是要學生從電阻-磁感應強度曲線中得出結論，這都是對學生“通過對實驗結果進行解釋和描述”的能力的考查，這種以論述題的形式出現(xiàn)的考題在近年高考物理實驗題中出現(xiàn)的頻率有所上升，主要是試題整體趨向開放性的一種體現(xiàn)。

【例2】（2010年上海卷28）用DIS研究一定質量氣體在溫度不變時，壓強與體積關系的實驗裝置如圖1所示，實驗步驟如下：

①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機逐一鏈接；

②移動活塞，記錄注射器的刻度值V，同時記錄對應的由計算機顯示的氣體壓強值P；

③用 圖像處理實驗數(shù)據(jù)，得出如圖2所示圖線，

（1）為了保持封閉氣體的質量不變，實驗中采取的主要措施是_______；

（2）為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是_______和_____；

（3）如果實驗操作規(guī)范正確，但如圖所示的 圖線不過原點，則 代表_____。

這道題共三問，前兩問都是讓學生對于一個具體問題提出解決措施，是對學生設計實驗的能力的考查，但其實遠遠還不止如此，因為要知道如何采取措施還要對實驗中涉及的物理原理有所領悟。怎樣才能保持氣體質量不變呢？那就應該保證氣筒密閉性足夠好。而如何保持氣體的溫度不變？根據(jù)熱學知識，推動活塞的過程中會產(chǎn)熱，氣筒不是絕熱裝置，而外界的溫度可看作恒定的，那么只要氣筒內(nèi)外能進行充分的熱交換便可以了，所以解決這一問題的辦法就是要緩慢推動活塞。由此可見，一個問題的設計考查的不只是學生某一方面的能力。而第（3）問中要求學生思考圖像中y軸截距 的物理意義，這是對推理和分析能力的考查，只要能將數(shù)學上解析幾何的基本知識運用其中便能解決這個問題。

總體看來，近些年的高考題越來越重視對學生“制定計劃與設計實驗”和“分析與論證”兩個方面能力的考查，但對于涉及到“提出問題”、“猜想與假設”、“交流與合作”這樣的實驗能力的考查還是很不足，主要原因可能在于不方便針對這幾種能力要求設計考題，又或許是出題者繼承一貫的考查重點傾向，忽略了對這幾個方面實驗素養(yǎng)的考查。但隨著高考評價方式的不斷調整和改革，實驗作為物理學科的重要核心，對學生科學探究及實驗能力的考核一定會更趨完善，考核的內(nèi)容也會更加全面。

參考文獻：

[1]徐繼芳.新課程下高中物理試卷的編制與成績分析[D].華東師范大學碩士學位論文.2010

[2]張璐.新課標下高考物理實驗試題考察特點研究[D].西南大學碩士學位論文.2011

[3]陳玉餛.課程改革與課程評價[Ml.北京：教育科學出版社，2001