高考實驗的“變”與“不變”

董友軍 王磊 朱建平

摘 要：本文從“變”與“不變”的視角，分析2019年全國Ⅰ卷、Ⅱ卷、Ⅲ卷實驗題.變的是外形，包括實驗器材變化、數據呈現變化、填空方式變化、實驗來源變化等;不變的是實質，包括原理應用不變、創(chuàng)新思維不變、精確意識不變、命題導向不變等.

關鍵詞：創(chuàng)新思維;核心素養(yǎng);物理實驗題

文章編號：1008-4134（2019）17-0056中圖分類號：G633.7文獻標識碼：B

2019年物理考試大綱實驗能力要求，可以概括為兩個層次：其一為“能說層”，即能說明考綱所列實驗的目的、原理、方法、條件、器材、現象、數據、結論等;其二為“會用層”，即會使用考綱所列實驗的原理、方法、器材去設計實驗.雖然高考實驗年年相異，但能力要求年年相同，筆者從“變”與“不變”的視角，分析2019年全國高考物理Ⅰ卷、Ⅱ卷、Ⅲ卷實驗題，受到很大的啟發(fā).

1 高考實驗題概述

全國高考理綜試卷總計38題，物理實驗題為第22題、第23題，位于整個理綜試卷的中間位置.若按照試題順序作答，此時學生考試已經進行了約40分鐘，思維正處于理綜考試的最佳階段，對完成實驗題十分有利.第22題為力學實驗，分值為5分，字數較少，Ⅰ卷和Ⅲ卷沒有實驗裝置圖，2～3個填空，每空難度一般不大;第23題為電學實驗，分值為10分，字數較多，Ⅰ卷、Ⅱ卷、Ⅲ卷都有實驗裝置圖，4～6個填空，每空難度逐漸加大.具體情況見表1、表2.

目的研究物塊沿傾斜長木板加速下滑的運動測鐵塊與木板間動摩擦因數測重力加速度

原理vt2=xt

Δx=x2-x1=at2f=uN、F=maΔx=x2-x1=at2Δx=x2-x1=at2

器材已知（打點計時器、刻度尺）已知（米尺、電磁打點計時器）部分已知（數碼相機）

步驟無已知部分已知

數據部分已知部分已知部分已知

填空1.最先打出的點2.C點的速度（有效數字）3.物塊加速度（有效數字）1.動摩擦因數表達式2.動摩擦因數數值（保留小數）1.必須使用器材（4選1）2.簡述使用方法3.重力加速度（有效數字）

描述字母、數值字母文字、數值

類型考綱實驗拓展實驗課本實驗

來源實驗一：研究勻變速直線運動實驗一：研究勻變速直線運動必修1第二章第6節(jié)做一做：用數碼相機研究自由落體運動

2 高考實驗題的“變”

所謂“變”，就是高考實驗與考綱實驗相比，其外形變了，主要包括實驗器材變化、數據呈現變化、填空方式變化、實驗來源變化等.

2.1 實驗器材變化

對于同一個物理量，可以用不同的實驗器材測量.高考實驗的實驗器材有傳統(tǒng)器材也有先進器材，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.如力學實驗中測量加速度，Ⅰ卷、Ⅱ卷用比較傳統(tǒng)的器材——打點計時器和紙帶測量，Ⅲ卷用比較先進的器材——數碼相機和米尺測量，由于數碼相機是陌生器材，因此題目中有交代數碼相機的相關原理為“已知相機每隔0.1s拍1幅照片”;電學實驗中限流器材：Ⅰ卷用電阻箱，Ⅱ卷、Ⅲ卷用滑動變阻器.

2.2 數據呈現變化

高考實驗數據，有的直接呈現、有的則間接呈現.如力學實驗，對于紙帶兩個計數點間的長度數據，Ⅰ卷需要根據米尺刻度讀出兩個計數點之間的長度，Ⅱ卷是給出每一個計數點與第1個計數點的長度，再相減才得到兩個計數點之間的長度，Ⅲ卷直接給出了兩個計數點之間的長度.

2.3 填空方式變化

高考實驗設置的填空，變化多樣，有連線、有選擇、有字母、有數值、有文字，且數值有要求保留有效數字、有要求保留幾位小數.這里需要特別提醒：連線沒有連上接線柱的為0分;字母大小寫出錯誤的為0分;文字有錯別字的為0分;數值沒有單位的為0分;未遵守有效數字或幾位小數要求的為0分.

2.4 實驗來源變化

筆者根據實驗來源把高考實驗分為三類：一是考綱實驗，即高考實驗的考查目的與考試大綱列出的實驗基本相同;二是課本實驗，即高考實驗的考察目的與物理課本出現的實驗基本相同;三是拓展實驗，即高考實驗是從考試大綱列出的實驗或物理課本出現的實驗拓展而來.如Ⅰ卷力學實驗屬于考綱實驗，與考試大綱所列實驗一基本相同;Ⅲ卷力學實驗就是屬于課本實驗，與必修1第二章第6節(jié)“做一做”的用數碼相機研究自由落體運動完全相同;Ⅱ卷電學實驗屬于拓展實驗，是由考試大綱所列實驗九——描繪小電珠的伏安特性曲線拓展而來.全國卷總計6個實驗，其中考綱實驗1個，拓展實驗2個（根據考綱實驗拓展而來），課本實驗3個.

3 高考實驗的“不變”

所謂“不變”，就是高考實驗與考綱實驗相比，其實質不變，主要包括原理應用不變、創(chuàng)新思維不變、精確意識不變、命題導向不變等.

3.1 原理應用不變

高考實驗的設計，最初都是從原理開始，雖然實驗目的、器材、數據各異，但原理不變.如全國高考物理力學實驗，其實驗目的、實驗器材、數據呈現都不同，但實驗原理都要用到Δx=x2-x1=at2;全國高考物理電學實驗題，雖然電路圖完全不同，但實驗原理都要用到E=U+Ir.學生抓住了實驗原理，就抓住了實驗靈魂，無論怎么考查，只要從原理上去思考，就找到了解題的方向，便可以正確完成實驗填空.

3.2 創(chuàng)新思維不變

物理學科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任，其中科學思維是指基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論提出質疑和批判，進行檢驗和修正，進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質，就是指創(chuàng)新思維.創(chuàng)新是實驗的生命力，也是實驗的閃光點.高考實驗，都是以考綱實驗和課本實驗為基礎，在這個基礎上進行創(chuàng)新，從而引導高中物理實驗教學：既要重視考綱實驗和課本實驗，也要對考綱實驗和課本實驗進行拓展，設計新的實驗，培養(yǎng)學生遷移能力和創(chuàng)新思維.認真分析全國高考6個物理實驗題，無論是力學實驗，還是電學實驗，都始終堅持培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維.如Ⅲ卷力學實驗——用數碼相機測量自由落體運動加速度，就考查了學生創(chuàng)新思維; Ⅰ卷電學實驗題——微安表改裝為電流表，雖然是課本實驗，但設置的問題，與課本存在很大不同，也充分體現了考查學生創(chuàng)新思維.

3.3 精確意識不變

物理實驗，精確意識非常重要，所謂精確，就是指實驗誤差很小.這里有必要準確區(qū)分一下，準確就是指完全符合標準，沒有實驗誤差.對于真實的物理實驗，難以做到準確，只能力求精確.全國高考物理3套試卷，物理實驗題要求保留有效數字，這就是培養(yǎng)學生的精確意識;還有涉及到器材讀數，如Ⅰ卷有刻度尺讀數、微安表讀數，在器材最小分度后，還需要估讀，從而使實驗結果更加精確，也是培養(yǎng)學生的精確意識.記得曾有物理老師問筆者：“現在電壓表和電流表都是數字表，可以直接顯示數據，為何高考物理實驗題還需要考學生指針電壓表和指針電流表讀數” ？筆者回答：“您只看到了問題表面，考查學生指針電壓表和指針電流表讀數，確實比較麻煩，但通過指針電壓表和指針電流表的讀數過程，能夠有效地培養(yǎng)學生物理實驗的精確意識”.

3.4 命題導向不變

實驗是物理的核心，沒有實驗就沒有物理.實驗題命題導向始終堅持：鼓勵教師帶領學生做完考綱實驗和課本實驗，從而培養(yǎng)學生的實驗動手能力，并讓重視實驗的老師所帶的學生得高分，而輕視實驗的老師所帶的學生得低分.如Ⅰ卷、Ⅱ卷電學實驗都考查實物連線就是引導教師帶學生去實驗室做實驗，只要學生去實驗室親自動手做過，對于實物連線題肯定比沒有動手做過實驗的學生得分高.

4 高考實驗教學建議

高考實驗一般都是考綱實驗或課本實驗的拓展，看似超越了考綱實驗或課本實驗，但高考實驗考查的實驗方法、數據處理、誤差分析、注意事項卻是源自考綱實驗或課本實驗，超越只是形式，本質還是繼承.根據以上分析，提出以下實驗教學建議.

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，高考的所有內容，其意圖就是要落實高考政策，如 “一體四層四翼的高考評價體系”.高考試卷是落實高考政策的載體，高考政策有些抽象，而高考試卷比較具體，研究高考試卷，使物理教學更加具體、便于操作，如廣東高中物理教師，應該重點關注全國高考物理卷，可以縱向比較最近五年全國Ⅰ卷，也可以橫向比較某一年的全國Ⅰ卷、全國Ⅱ卷、全國Ⅲ卷，找出其內在規(guī)律，提高教學效率.

4.2 原理清晰

原理是物理實驗的核心，是創(chuàng)新實驗的出發(fā)點，也是解決問題的歸宿點.問題的來源是從原理中來，解決問題的方法要回到原理中去.所以教師在實驗教學過程中，要以原理為中心，由原理去選取器材、組合裝置、確定步驟、處理數據、分析誤差等.如測量加速度，就始終圍繞原理Δx=x2-x1=at2去分析問題和解決問題.

4.3 方法多變

方法是指人們?yōu)榱苏J識世界和改造世界等目的而采用的、并可以將它應用于其它類似情境中的某一類手段或途徑的統(tǒng)稱.愛圖斯坦說：“走出校門后，把學校里學的知識全部忘記，剩下的東西就是教育”，這里“剩下的東西”，應該指的就是科學方法.物理實驗對于某個物理量的測量，可以設計不同的方法，通過不同方法的設計，提升學生對物理方法應用的靈活性.如要測量某導體的電阻，可以用多用電表的歐姆擋測量、可以用電壓表和電流表測量，也可以用電阻箱與電壓表或電流表測量等方法.

4.4 器材多種

測量某個物理量，可用的實驗器材很多，既用常規(guī)器材測量，也用高端器材測量，讓學生掌握不同器材的使用方法.如測量時間，可以用秒表、電磁打點計時器、電火花計時器、光電門等;測量長度，可以用米尺、游標卡尺、螺旋測微器等.在測量過程中，了解測量工具的原理，并掌握其測量方法、讀數規(guī)則等.

4.5 實驗勤做

提升實驗教學效率，最有效的措施就是讓學生多做實驗.在做中學，在學中做，古人說“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，說的就是這個道理.老師要帶學生去實驗室完成學生分組實驗，經歷實驗的完整過程;把常用實驗器材放在教室，讓學生經常去觀察器材、操作器材;自制實驗教具，把課本上的理論用實驗演示和驗證.

4.6 表述準確

高考實驗填空，有字母填空和文字填空，這就要求學生書寫要字跡工整，表述準確.如L不能寫成l，M不能寫成m等;彈簧秤豎直懸掛，“直”不能寫得太潦草;打點計時器兩個限位孔在“同一豎直線”上，而不能寫在“同一直線”上或“同一豎直面”上;“歐姆擋”不能寫成“歐姆檔”;“接通開關”不能寫成“打開開關”;“斷開開關”不能寫成“關閉開關”等等.

“不識高考真面目，只緣身在試題中”，物理實驗題，看似雜亂無章，實則亂中有序，掌握高考物理實驗題的“變”與“不變”，有利于提升實驗教學效率.

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]姜鋼. 探索構建高考評價體系，全方位推進高考內容改革[N].中國教育報，2016-10-11.