高考實(shí)驗(yàn)的“變”與“不變”
——評(píng)2019年全國(guó)Ⅰ卷、Ⅱ卷、Ⅲ卷實(shí)驗(yàn)題

董友軍，王 磊，朱建平

(1.容山中學(xué)，廣東 佛山 528303;2.黃河中學(xué)，陜西 西安 710043； 3.佛山市教育局教研室，廣東 佛山 528000)

2019年物理考試大綱實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ罂梢愿爬?個(gè)層次：其一為“能說(shuō)層”，即能說(shuō)明考綱所列實(shí)驗(yàn)的目的、原理、方法、條件、器材、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、結(jié)論等；其二為“會(huì)用層”，即會(huì)使用考綱所列實(shí)驗(yàn)的原理、方法、器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn). 雖然高考實(shí)驗(yàn)?zāi)昴晗喈?，但能力要求年年相同，本文從“變”與“不變”的視角，分析了2019年全國(guó)高考物理Ⅰ卷、Ⅱ卷、Ⅲ卷實(shí)驗(yàn)題.

1 高考實(shí)驗(yàn)概述

2019年全國(guó)高考理綜試卷總計(jì)38題，物理實(shí)驗(yàn)題為第22題、第23題，位于整個(gè)理綜試卷的中間位置. 若按照試題順序作答，此時(shí)學(xué)生已經(jīng)考試了約40 min，思維正處于理綜考試的最佳階段，對(duì)完成實(shí)驗(yàn)題十分有利. 第22題為力學(xué)實(shí)驗(yàn)，分值為5分，字?jǐn)?shù)較少，Ⅰ卷和Ⅲ卷沒有實(shí)驗(yàn)裝置圖像，2～3個(gè)填空，每空難度一般不大；第23題為電學(xué)實(shí)驗(yàn)，分值為10分，字?jǐn)?shù)較多，Ⅰ卷、Ⅱ卷、Ⅲ卷都有實(shí)驗(yàn)裝置圖像，4～6個(gè)填空，每空難度逐漸加大. 具體情況如表1～2所示.

表1 力學(xué)實(shí)驗(yàn)

續(xù)表

表2 電學(xué)實(shí)驗(yàn)

2 高考實(shí)驗(yàn)題的“變”

所謂變，就是高考實(shí)驗(yàn)與考綱實(shí)驗(yàn)相比，其外形變了，主要包括實(shí)驗(yàn)器材變化、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)變化、填空方式變化、實(shí)驗(yàn)來(lái)源變化等.

2.1 實(shí)驗(yàn)器材變化

對(duì)于同一個(gè)物理量，可以用不同的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量. 高考實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器材有傳統(tǒng)器材也有先進(jìn)器材，有熟悉器材也有陌生器材，若為陌生器材，題目必有介紹其使用方法. 如力學(xué)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量加速度，Ⅰ卷、Ⅱ卷用比較傳統(tǒng)的器材——打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)量，Ⅲ卷用比較先進(jìn)的器材——數(shù)碼相機(jī)和米尺測(cè)量，由于數(shù)碼相機(jī)是陌生器材，因此題目中交代數(shù)碼相機(jī)的相關(guān)原理為“已知相機(jī)每隔0.1 s拍1幅照片”；電學(xué)實(shí)驗(yàn)中限流器材，Ⅰ卷用電阻箱，Ⅱ卷和Ⅲ卷用滑動(dòng)變阻器.

2.2 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)變化

高考實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有的直接呈現(xiàn)，有的則間接呈現(xiàn). 如力學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于紙帶2個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)，Ⅰ卷根據(jù)米尺刻度直接讀出2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，Ⅱ卷用圖像標(biāo)出每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與第1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的長(zhǎng)度再相減，間接得到2個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，Ⅲ卷沒有圖像，用字母表示每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與第1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的長(zhǎng)度再相減，間接得到相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的長(zhǎng)度.

2.3 填空方式變化

高考實(shí)驗(yàn)設(shè)置的填空，變化多樣，有連線、有選擇、有字母、有文字、有數(shù)值，且數(shù)值有要求保留有效數(shù)字、有要求保留幾位小數(shù). 這里需要特別提醒：連線沒有連上接線柱為0分；字母大小寫出錯(cuò)誤為0分；文字有錯(cuò)別字為0分；數(shù)值沒有單位0分；未遵守有效數(shù)字或幾位小數(shù)要求為0分.

2.4 實(shí)驗(yàn)來(lái)源變化

根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)源把高考實(shí)驗(yàn)分為3類：一類為考綱實(shí)驗(yàn)，即高考實(shí)驗(yàn)的考查目的與考試大綱列出的實(shí)驗(yàn)基本相同；一類為課本實(shí)驗(yàn)，即高考實(shí)驗(yàn)的考察目的與物理課本出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)基本相同；一類為拓展實(shí)驗(yàn)，即高考實(shí)驗(yàn)是從考試大綱列出的實(shí)驗(yàn)或物理課本出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)拓展而來(lái). 如Ⅰ卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)就是屬于考綱實(shí)驗(yàn)，與考試大綱所列實(shí)驗(yàn)一基本相同；Ⅲ卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)就是屬于課本實(shí)驗(yàn)，與必修1第2章第6節(jié)做一做的用數(shù)碼相機(jī)研究自由落體運(yùn)動(dòng)完全相同；Ⅱ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)就是屬于拓展實(shí)驗(yàn)，是由考試大綱所列實(shí)驗(yàn)9——描繪小電珠的伏安特性曲線拓展而來(lái). 全國(guó)卷總計(jì)6個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中考綱實(shí)驗(yàn)1個(gè)，拓展實(shí)驗(yàn)2個(gè)(根據(jù)考綱實(shí)驗(yàn)拓展而來(lái))，課本實(shí)驗(yàn)3個(gè).

3 高考實(shí)驗(yàn)的“不變”

所謂不變，就是高考實(shí)驗(yàn)與考綱實(shí)驗(yàn)相比，其實(shí)質(zhì)不變，主要包括原理應(yīng)用不變、創(chuàng)新思維不變、精確意識(shí)不變、命題導(dǎo)向不變等.

3.1 原理應(yīng)用不變

高考實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，最初都是從原理開始，雖然實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、器材、?shù)據(jù)各異，但原理不變. 如全國(guó)高考物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)都不同，但實(shí)驗(yàn)原理都要用到Δx=x2-x1=at2；全國(guó)高考物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)題，雖然電路圖完全不同，但實(shí)驗(yàn)原理都要用到E=U+Ir. 學(xué)生抓住了實(shí)驗(yàn)原理，就抓住了實(shí)驗(yàn)靈魂，無(wú)論怎么考查，只要從原理上去思考，就找到了解題的方向，便可以正確完成實(shí)驗(yàn)填空.

3.2 創(chuàng)新思維不變

物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，其中科學(xué)思維是指基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑和批判，進(jìn)行檢驗(yàn)和修正，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)，即創(chuàng)新思維. 創(chuàng)新是實(shí)驗(yàn)的生命力，也是實(shí)驗(yàn)的閃光點(diǎn). 高考實(shí)驗(yàn)，都是以考綱實(shí)驗(yàn)和課本實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，從而引導(dǎo)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)：既要重視考綱實(shí)驗(yàn)和課本實(shí)驗(yàn)，也要對(duì)考綱實(shí)驗(yàn)和課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展，設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生遷移能力和創(chuàng)新思維. 認(rèn)真分析全國(guó)高考6個(gè)物理實(shí)驗(yàn)題，無(wú)論是力學(xué)實(shí)驗(yàn)，還是電學(xué)實(shí)驗(yàn)，都始終堅(jiān)持培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維. 如Ⅲ卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)——用數(shù)碼相機(jī)測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)加速度，就考查了學(xué)生創(chuàng)新思維； Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題——微安表改裝為電流表，雖然是課本實(shí)驗(yàn)，但設(shè)置的問(wèn)題與課本存在很大不同，也充分體現(xiàn)了考查學(xué)生創(chuàng)新思維.

3.3 精確意識(shí)不變

物理實(shí)驗(yàn)，精確意識(shí)是非常重要，所謂精確，就是指實(shí)驗(yàn)誤差很小. 這里有必要與準(zhǔn)確區(qū)分，準(zhǔn)確是指完全符合標(biāo)準(zhǔn)，沒有實(shí)驗(yàn)誤差. 對(duì)于真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)，難以做到準(zhǔn)確，只能力求精確. 全國(guó)高考物理3套試卷，物理實(shí)驗(yàn)題要求保留有效數(shù)字，這就是培養(yǎng)學(xué)生的精確意識(shí)；還有涉及到器材讀數(shù)，如Ⅰ卷有刻度尺讀數(shù)、微安表讀數(shù)，在器材最小分度后，還需要估讀，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加精確，也是培養(yǎng)學(xué)生的精確意識(shí).

3.4 命題導(dǎo)向不變

實(shí)驗(yàn)是物理的核心，沒有實(shí)驗(yàn)就沒有物理. 實(shí)驗(yàn)題命題導(dǎo)向始終堅(jiān)持：鼓勵(lì)教師帶領(lǐng)學(xué)生做完考綱實(shí)驗(yàn)和課本實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，并讓重視實(shí)驗(yàn)的教師所帶的學(xué)生得高分，而輕視實(shí)驗(yàn)的教師所帶的學(xué)生得低分. 如Ⅰ卷和Ⅱ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)都考查實(shí)物連線就是引導(dǎo)教師帶學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，只要學(xué)生去實(shí)驗(yàn)室親自動(dòng)手做過(guò)這類實(shí)驗(yàn)，實(shí)物連線肯定比沒有動(dòng)手做過(guò)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生得分高.

4 高考實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議

高考實(shí)驗(yàn)一般都是考綱實(shí)驗(yàn)或課本實(shí)驗(yàn)的拓展，看似超越了考綱實(shí)驗(yàn)或課本實(shí)驗(yàn)，但高考實(shí)驗(yàn)考查的實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理、誤差分析、注意事項(xiàng)卻是源自考綱實(shí)驗(yàn)或課本實(shí)驗(yàn)，超越只是形式，本質(zhì)還是繼承. 根據(jù)以上分析，提出以下實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議.

4.1 研究高考

不研究高考，就如同在濃霧中前行，容易迷失方向. 研究高考，主要是研究高考政策、研究高考試卷. 高考政策是高考的最高指示，高考的所有內(nèi)容，其意圖就是要落實(shí)高考政策，如 “一體四層四翼的高考評(píng)價(jià)體系”. 高考試卷是落實(shí)高考政策的載體，高考政策有些抽象，而高考試卷比較具體，研究高考試卷，就讓物理教學(xué)更加具體、便于操作，如廣東高中物理教師，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注高考物理全國(guó)卷，可以縱向比較最近5年全國(guó)Ⅰ卷，也可以橫向比較某一年的全國(guó)Ⅰ卷、全國(guó)Ⅱ卷、全國(guó)Ⅲ卷，找出其內(nèi)在規(guī)律，提高教學(xué)效率.

4.2 原理清晰

原理是物理實(shí)驗(yàn)的核心，是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的出發(fā)點(diǎn)，也是解決問(wèn)題的歸宿點(diǎn). 問(wèn)題的來(lái)源是從原理中來(lái)，解決問(wèn)題的方法要回到原理中去. 所以教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要以原理為中心，由原理去選取器材、組合裝置、確定步驟、處理數(shù)據(jù)、分析誤差等. 如測(cè)量加速度，就始終圍繞原理Δx=x2-x1=at2去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題.

4.3 方法多變

方法是指人們?yōu)榱苏J(rèn)識(shí)世界和改造世界等目的而采用的，并可以將它應(yīng)用于其他類似情境中的某一類手段或途徑的統(tǒng)稱. 愛因斯坦說(shuō)：“走出校門后，把學(xué)校里學(xué)的知識(shí)全部忘記，剩下的東西就是教育”，這里“剩下的東西”，應(yīng)該指的就是科學(xué)方法. 物理實(shí)驗(yàn)對(duì)于某個(gè)物理量的測(cè)量，可以設(shè)計(jì)不同的方法，通過(guò)不同方法的設(shè)計(jì)，提升學(xué)生對(duì)物理方法應(yīng)用的靈活性. 如要測(cè)量某導(dǎo)體的電阻，可以用多用電表的歐姆擋測(cè)量、可以用電壓表和電流表測(cè)量、可以用電阻箱與電壓表或電流表測(cè)量等方法.

4.4 器材多種

測(cè)量某個(gè)物理量，可用的實(shí)驗(yàn)器材很多，既用常規(guī)器材測(cè)量，也用高端器材測(cè)量，讓學(xué)生掌握不同器材的使用方法，如測(cè)量時(shí)間，可以用秒表、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電火花計(jì)時(shí)器、光電門等；測(cè)量長(zhǎng)度，可以用米尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器等. 在測(cè)量過(guò)程中，了解測(cè)量工具的原理，并掌握其測(cè)量方法、讀數(shù)規(guī)則等.

4.5 實(shí)驗(yàn)勤做

提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，最有效的措施就是讓學(xué)生多做實(shí)驗(yàn). 在做中學(xué)，在學(xué)中做，古人說(shuō)“紙上得來(lái)終覺淺，絕知此事要躬行”，說(shuō)的就是這個(gè)道理. 教師要帶學(xué)生去實(shí)驗(yàn)室完成學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)的完整過(guò)程；把常用實(shí)驗(yàn)器材放在教室，讓學(xué)生經(jīng)常去觀察器材、操作器材；自制實(shí)驗(yàn)教具，把課本上的理論用實(shí)驗(yàn)演示和驗(yàn)證.

4.6 表述準(zhǔn)確

高考實(shí)驗(yàn)填空，有字母填空和文字填空，這就要求學(xué)生在平時(shí)字跡工整，表述準(zhǔn)確. 如：1)字母大寫小寫不要寫反，如L不能寫成l，M不能寫成m等；2)文字不要出現(xiàn)錯(cuò)別字，如彈簧秤豎直懸掛，“直”不能寫得太潦草，也不要把“豎直”寫成“堅(jiān)直”，“歐姆擋”不能寫成“歐姆檔”；3)文字表述要嚴(yán)謹(jǐn)，如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2個(gè)限位孔在“同一豎直線”上，而不能寫在“同一直線”上或“同一豎直面”上等.

5 結(jié)束語(yǔ)

“不識(shí)高考真面目，只緣身在試題中”，物理實(shí)驗(yàn)題，看似雜亂無(wú)章，實(shí)則亂中有序，掌握高考物理實(shí)驗(yàn)題的“變”與“不變”，有利于提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率.