突出創(chuàng)新思維，考查核心素養(yǎng)
——評(píng)“八省聯(lián)考”物理實(shí)驗(yàn)題

董友軍，彭 歡，熊宏華

(1.北京師范大學(xué)廣州實(shí)驗(yàn)學(xué)校，廣東 廣州 510700;2.廣東番禺中學(xué)，廣東 廣州 511483;3.清遠(yuǎn)市第一中學(xué)，廣東 清遠(yuǎn) 511500)

2021年1月23日至25日，由教育部牽頭，廣東、湖南、湖北、河北、遼寧、福建、重慶、江蘇8省同步組織高三學(xué)生進(jìn)行為期3天的高考適應(yīng)性考試，被高三學(xué)生稱為“八省聯(lián)考”,其語文、數(shù)學(xué)和英語由教育部統(tǒng)一命題而試卷相同，其他學(xué)科各省獨(dú)立命題而試卷各異. 這8省執(zhí)行“3+1+2”新高考模式，今年涉及300多萬高三學(xué)生. 國家教育考試指導(dǎo)委員會(huì)專家陳志文指出：“這次的適應(yīng)性測試，特別類似我們以前年底發(fā)的高考考試說明，告訴大家是怎么考，知識(shí)點(diǎn)、題型、順序等是怎么樣的”[1]. 本文分析了“八省聯(lián)考”物理實(shí)驗(yàn)題，總結(jié)試題特點(diǎn)，提出教學(xué)建議，希望可以減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，提高教師的教學(xué)效率.

1 實(shí)驗(yàn)概述，明確方向

“八省聯(lián)考”物理實(shí)驗(yàn)題都為“一力一電”，除了湖北卷外，其他卷第1個(gè)實(shí)驗(yàn)題為力學(xué)實(shí)驗(yàn)，第2個(gè)實(shí)驗(yàn)題為電學(xué)實(shí)驗(yàn). 題目字?jǐn)?shù)一般在500字以內(nèi)，只有湖北卷超過500字.

“八省聯(lián)考”實(shí)驗(yàn)題對(duì)比如表1～2所示，其中電學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理都為E=U+Ir,U=IR.

1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠袦y量、探究、研究、驗(yàn)證、改裝、制作等.

2)實(shí)驗(yàn)原理全部體現(xiàn)物理觀念，如7個(gè)實(shí)驗(yàn)考查了運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念，9個(gè)實(shí)驗(yàn)考查了能量觀念.

3)選用的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)器材，有傳統(tǒng)器材如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等，也有先進(jìn)器材如單晶硅太陽能電池等.

4)對(duì)于實(shí)驗(yàn)裝置圖像，除了重慶卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)，其他所有實(shí)驗(yàn)都有畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖像.

5)在數(shù)據(jù)呈現(xiàn)過程中，只有遼寧卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)沒有用圖像表示測量數(shù)據(jù)，其他實(shí)驗(yàn)都有圖像表示測量數(shù)據(jù).

6)每個(gè)實(shí)驗(yàn)題設(shè)置3～5個(gè)問題，但是湖北卷多達(dá)6問. 物理實(shí)驗(yàn)題總計(jì)16個(gè)，其中8個(gè)源于課標(biāo)、8個(gè)源于課本.

整體感悟?qū)嶒?yàn)題命題思路，從而明確高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方向:帶領(lǐng)學(xué)生做好每個(gè)課標(biāo)實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)原理，會(huì)用實(shí)驗(yàn)器材，掌握數(shù)據(jù)處理方法，分析誤差原因；創(chuàng)造條件演示好課本實(shí)驗(yàn)，教師想方設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出物理問題，得出物理結(jié)論；竭盡全力選好每個(gè)練習(xí)實(shí)驗(yàn)，讓練習(xí)實(shí)驗(yàn)更加符合高考試題特點(diǎn)，遵循高考命題規(guī)律.

表2 電學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)比

2 突出創(chuàng)新，強(qiáng)化素養(yǎng)

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[2]，粗看各自獨(dú)立，細(xì)想指向創(chuàng)新(如圖1所示)：物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，它們互相關(guān)聯(lián)、彼此促進(jìn)；科學(xué)態(tài)度與責(zé)任具有協(xié)調(diào)功能，協(xié)調(diào)物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與創(chuàng)新的關(guān)系，讓創(chuàng)新成果、社會(huì)生活和自然環(huán)境可以協(xié)調(diào)發(fā)展；創(chuàng)新是物理教學(xué)的根本目的，通過培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，讓學(xué)生具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力[3].

圖1 物理學(xué)科核心素養(yǎng)各項(xiàng)內(nèi)容的關(guān)系

物理學(xué)是自然科學(xué)，物理學(xué)的發(fā)展主要依靠實(shí)驗(yàn)，而創(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)都是以課標(biāo)實(shí)驗(yàn)(課程標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的學(xué)生必做實(shí)驗(yàn))和課本實(shí)驗(yàn)(不是課程標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)，但在課本中有相關(guān)演示要求的實(shí)驗(yàn))為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，從而引導(dǎo)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)：既要帶領(lǐng)學(xué)生完成課標(biāo)實(shí)驗(yàn)和課本實(shí)驗(yàn)，也要對(duì)課標(biāo)實(shí)驗(yàn)和課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展，培養(yǎng)學(xué)生具有知識(shí)遷移能力與創(chuàng)新思維.

2.1 目的創(chuàng)新，強(qiáng)化物理觀念

物理觀念主要包括物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念、能量觀念等要素. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍?shí)驗(yàn)教學(xué)的起點(diǎn)，在做實(shí)驗(yàn)前必須要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，培養(yǎng)學(xué)生目標(biāo)意識(shí). “八省聯(lián)考”實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠谐Ｒ?guī)性目的(6個(gè)測量性實(shí)驗(yàn)、2個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、2個(gè)改裝性實(shí)驗(yàn))，也有創(chuàng)新性目的(3個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)、2個(gè)研究性實(shí)驗(yàn)、1個(gè)制作性實(shí)驗(yàn)). 如廣東卷“探究LED燈的伏安特性曲線”，可強(qiáng)化物質(zhì)觀念和能量觀念；福建卷“研究物體沿斜面運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”，可強(qiáng)化物質(zhì)觀念和運(yùn)動(dòng)觀念；湖北卷制作火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，可強(qiáng)化物質(zhì)觀念、能量觀念和相互作用觀念.

2.2 器材創(chuàng)新，強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任

社會(huì)責(zé)任主要包括認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境的關(guān)系，以及遵守道德規(guī)范、保護(hù)環(huán)境并推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感. 實(shí)驗(yàn)器材是完成實(shí)驗(yàn)必需的物品，器材不同，實(shí)驗(yàn)難易、實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)思維均不同. “八省聯(lián)考”關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)器材有傳統(tǒng)器材(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、游標(biāo)卡尺、電流表等)，也有創(chuàng)新器材(力傳感器、氣墊導(dǎo)軌、光電門、LED燈、單晶硅太陽能電池、熱敏電阻、馬鈴薯電池、光敏電阻、精密元件等). 通過這些創(chuàng)新器材，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注先進(jìn)的器材，同時(shí)也讓學(xué)生感受到先進(jìn)器材的優(yōu)勢，體會(huì)到科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的相互促進(jìn)的關(guān)系，從而強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任.

2.3 裝置創(chuàng)新，強(qiáng)化科學(xué)探究

科學(xué)探究是指基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出物理問題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對(duì)科學(xué)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力. 實(shí)驗(yàn)裝置是實(shí)驗(yàn)器材的組合體，通過實(shí)驗(yàn)裝置，可以測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康? “八省聯(lián)考”實(shí)驗(yàn)題除了重慶卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)，其他實(shí)驗(yàn)裝置全部有創(chuàng)新，即在課本實(shí)驗(yàn)裝置基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展. 如湖南卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過光電門、氣墊導(dǎo)軌等把研究對(duì)象放在斜面上測量重力加速. 裝置是科學(xué)探究的物質(zhì)基礎(chǔ)，通過裝置創(chuàng)新，引導(dǎo)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不墨守成規(guī)，不因循守舊，要勇敢使用新器材完成舊實(shí)驗(yàn)，從而強(qiáng)化科學(xué)探究.

2.4 設(shè)問創(chuàng)新，強(qiáng)化科學(xué)思維

科學(xué)思維包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素. “八省聯(lián)考”物理實(shí)驗(yàn)題，在設(shè)問時(shí)突破常規(guī)套路，力求強(qiáng)化科學(xué)思維. 如廣東卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化模型建構(gòu)和科學(xué)推理，從圖像分析誤差：觀察圖(b)中拉力峰值隨時(shí)間變化規(guī)律，試分析造成這一結(jié)果的主要原因________；如遼寧卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果展示應(yīng)用：該同學(xué)注意到智能手機(jī)有自動(dòng)調(diào)節(jié)屏幕亮度的功能，光照強(qiáng)度大時(shí)屏幕變亮，反之變暗. 他設(shè)想利用光敏電阻的特性，實(shí)現(xiàn)“有光照射光敏電阻時(shí)，小燈泡變亮；反之變暗”的功能，設(shè)計(jì)了如圖(c)路，則電路中________(填“R1”或“R2”)為光敏電阻，另一個(gè)為定值電阻. 利用實(shí)驗(yàn)結(jié)論再進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，可以強(qiáng)化科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新.

3 四多備考，提高效率

高三物理備考，關(guān)鍵是找準(zhǔn)方向，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)并提高教學(xué)效率. 筆者根據(jù)“八省聯(lián)考”實(shí)驗(yàn)題命題特點(diǎn)，提出“四多”備考：實(shí)驗(yàn)原理多式，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)多變，測量工具多種，設(shè)置問題多樣.

3.1 實(shí)驗(yàn)原理多式

3.2 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)多變

實(shí)驗(yàn)題數(shù)據(jù)可以變化不同的方式呈現(xiàn). 如電學(xué)實(shí)驗(yàn)：廣東卷已經(jīng)標(biāo)記了所有數(shù)據(jù)并畫出了圖像；湖南卷和遼寧卷標(biāo)記了部分?jǐn)?shù)據(jù)，需要先補(bǔ)齊數(shù)據(jù)再畫出圖像；河北卷標(biāo)出了所有數(shù)據(jù)，需要畫出圖像. 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)多變，有利于培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)處理能力，從而增強(qiáng)高考實(shí)驗(yàn)應(yīng)變能力.

3.3 測量工具多種

對(duì)于同一物理量，可用不同的測量工具，可用常見工具也可以用陌生工具，可用傳統(tǒng)工具也可用先進(jìn)工具. 如測量加速度：重慶卷、江蘇卷用比較傳統(tǒng)的工具打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；遼寧卷、湖南卷、湖北卷用比較先進(jìn)的工具光電門，廣東卷用比較先進(jìn)的工具力傳感器，福建卷用比較陌生的工具(在光滑傾斜的軌道上裝有若干可沿軌道移動(dòng)的框架). 通過引導(dǎo)學(xué)生使用不同的工具，讓學(xué)生經(jīng)歷不同的思路，對(duì)發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)有很好的促進(jìn)作用.

3.4 設(shè)置問題多樣

在高考備考過程中，編制實(shí)驗(yàn)題，應(yīng)該設(shè)置問題多樣，既有選擇、有連線、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))，還有作圖等. 平時(shí)練習(xí)時(shí)嚴(yán)格要求：線路連線中，若沒有連上接線柱為0分；字母填空，不要帶單位，若字母大寫寫成小寫或小寫寫成大寫記為0分；文字填空，用詞應(yīng)該準(zhǔn)確,符合邏輯順序，若有錯(cuò)別字也為0分；數(shù)值不帶單位記為0分，未遵守有效數(shù)字要求為0分；作圖虛線和實(shí)線要分明，一般輔助線為虛線，而實(shí)際需要的線為實(shí)線，若全部虛線或?qū)嵕€為0分，等等. 只有平時(shí)嚴(yán)格要求，考試時(shí)才會(huì)減少錯(cuò)誤.

4 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)題是高考物理試卷的必考題，通過實(shí)驗(yàn)題創(chuàng)新設(shè)計(jì)，既可以促進(jìn)物理教學(xué)的發(fā)展，也可以促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展. 《中國高考評(píng)價(jià)體系》明確指出：高考必須堅(jiān)持引導(dǎo)教學(xué)，有利于“理順教考關(guān)系，實(shí)現(xiàn)以考促教、以考促學(xué)”目的[4]. 作為中學(xué)一線教師，應(yīng)該主動(dòng)研究高考試卷，分析高考方向，從而減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提高教學(xué)效率.