新高考背景下高考物理實(shí)驗(yàn)題的特點(diǎn)及備考策略

河北 付紅麗 樊秀才

2021年新高考物理學(xué)科自主命題的省份達(dá)14個(gè)，呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展。雖然各省實(shí)驗(yàn)題分值和考查內(nèi)容不盡相同，但基于物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度、養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣、增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的重要地位，各省的實(shí)驗(yàn)命題都很好地貫徹落實(shí)了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》、《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》的理念。本文將通過(guò)歸納研究2021年7份高考試卷實(shí)驗(yàn)題的特點(diǎn)，探討新高考命題規(guī)律，找出有效備考策略，以饗讀者。

一、2021年高考真題分析

由表可知，各省份實(shí)驗(yàn)題從結(jié)構(gòu)來(lái)看，基本是一力一電，分值約為15分。從試題內(nèi)容來(lái)看，儀器的使用、讀數(shù)和選擇，數(shù)據(jù)處理、誤差分析是考查的重點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，有如下特點(diǎn)：

1.注重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的考查，體現(xiàn)試題的基礎(chǔ)性

各省份物理實(shí)驗(yàn)試題都突出對(duì)雙基的考查，具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是從考查內(nèi)容上看，延續(xù)之前高考實(shí)驗(yàn)題的考查方式，仍以教材中學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以高中物理主干規(guī)律的探究、驗(yàn)證或某個(gè)重要物理量的測(cè)量為命題載體。7套試卷的15道試題中，有一半是新教材上學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，涉及研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、探究加速度與合外力關(guān)系、機(jī)械能守恒定律、胡克定律、歐姆定律的考查。剩下一半實(shí)驗(yàn)題雖然創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)康模廊皇菍?duì)物理主干知識(shí)的考查，比如河北省試卷的12題，探究機(jī)械能變化量與力做功的關(guān)系是對(duì)功能關(guān)系理解的考查；山東卷13題，研究乒乓球與球臺(tái)碰撞過(guò)程中能量損失，是對(duì)能量守恒和拋體運(yùn)動(dòng)的考查；廣東卷12題、山東卷14題，探究熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律，還是以測(cè)電阻為主線考查半導(dǎo)體元件的特性。二是重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考查，加強(qiáng)了對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器使用、實(shí)驗(yàn)具體操作的考查。涉及儀器使用、讀數(shù)及選擇的試題有8道，尤其是浙江卷17題第2小題，以兩個(gè)選擇題的形式考查了利用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)操問(wèn)題，凸顯了新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)部分的兩點(diǎn)要求：①學(xué)生必須真實(shí)做過(guò)實(shí)驗(yàn)；②突出實(shí)驗(yàn)的探究性。

2.命題角度、試題內(nèi)容不單一，體現(xiàn)試題的綜合性

實(shí)驗(yàn)題尤其是分值較高的大實(shí)驗(yàn)題，難度一般都是中等偏上、綜合性比較強(qiáng)。其綜合性體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是命題角度不單一，由表1可知一般都會(huì)涉及基本儀器的使用、實(shí)驗(yàn)原理、數(shù)據(jù)處理及誤差分析中的幾個(gè)方面。另外數(shù)據(jù)處理既有解析式法，又包括圖像法；誤差分析既有定性分析，又有定量計(jì)算。二是試題既強(qiáng)調(diào)物理知識(shí)與物理方法的融合，又凸顯各板塊知識(shí)間的綜合。實(shí)驗(yàn)題往往將等效替代法、控制變量法、逐差法、化曲為直、理想化模型等物理思想和方法融合在試題中，串聯(lián)多個(gè)板塊知識(shí)，體現(xiàn)試題的綜合性。如廣東卷11題，將逐差法遷移到測(cè)量彈簧勁度系數(shù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，同時(shí)考查了胡克定律、力的平衡和逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。全國(guó)甲卷22題以測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，考查了逐差法求加速度以及牛頓第二定律。浙江卷19題同時(shí)考查了伏安法和等效替代法測(cè)電阻，既有儀器讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)原理考查，又有實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)考查；既涉及數(shù)據(jù)處理，又有誤差分析。

表1 2021年部分省份高考實(shí)驗(yàn)題分析

3.創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題新情境，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)增多，體現(xiàn)試題的創(chuàng)新性

新高考物理試題命制越來(lái)越注重理論聯(lián)系實(shí)際，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)踐、體育運(yùn)動(dòng)、科技前沿、社會(huì)熱點(diǎn)等緊密聯(lián)系的實(shí)際情境，考查學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，在真實(shí)問(wèn)題的解決中促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成。這一命題理念在2021年高考實(shí)驗(yàn)題中體現(xiàn)得淋漓盡致，包括“遷移類實(shí)驗(yàn)”、“設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)”“應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)”“研究性學(xué)習(xí)類實(shí)驗(yàn)”在內(nèi)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)占一半，如湖南卷12題，以學(xué)生測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的研究性學(xué)習(xí)缺少刻度尺無(wú)法測(cè)長(zhǎng)度為背景，要求學(xué)生利用圓形時(shí)鐘表盤測(cè)量電阻絲長(zhǎng)度，并設(shè)計(jì)測(cè)量電阻絲單位長(zhǎng)度電阻的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)探究能力有很高要求。山東卷13題以“已于我們實(shí)際生活緊密聯(lián)系的手機(jī)應(yīng)用”為背景探究碰撞中能量損失，創(chuàng)新信息呈現(xiàn)形式(以圖像和表格呈現(xiàn)的信息)，對(duì)于學(xué)生在眾多信息中獲取有效信息的能力及計(jì)算能力有很高要求。

二、新高考背景下實(shí)驗(yàn)題備考策略

2021年高考實(shí)驗(yàn)題特點(diǎn)可以簡(jiǎn)單概括為“守正出新”，對(duì)物理必備知識(shí)的理解以及學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能的考查是實(shí)驗(yàn)題不變的主旋律，實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)情境的創(chuàng)新是實(shí)驗(yàn)題永恒的追求，因此我們?cè)趯?shí)驗(yàn)備考中，要把握兩條策略。

1.認(rèn)真研究新課程標(biāo)準(zhǔn)、新教材和新高考真題，提煉實(shí)驗(yàn)必備知識(shí)，夯實(shí)學(xué)生雙基

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版2020年修訂)》中指出，高中物理課程內(nèi)容提及的實(shí)驗(yàn)有60個(gè)，其中學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)21個(gè)，包括力學(xué)、電磁學(xué)、振動(dòng)和波、光、熱所有物理模塊知識(shí)，涉及刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、光電門、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、秒表等基本儀器的使用與讀數(shù)，我們要最大限度安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生有更多動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，更多經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)演示的機(jī)會(huì)，更好地掌握基本儀器的操作和讀數(shù)，提升學(xué)生的基本技能。同時(shí)，我們要引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中理解物理主干知識(shí)，如力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系、功能關(guān)系、沖量與動(dòng)量變化關(guān)系，閉合電路歐姆定律；進(jìn)一步明確核心物理量的測(cè)量方法，如速度、加速度、電阻、單擺周期、光的波長(zhǎng)、折射率、壓強(qiáng)的測(cè)量；領(lǐng)悟諸如等效替代、理想化模型、控制變量、累加、轉(zhuǎn)換等物理思想和方法在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用；掌握利用解析式法和圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法和技巧，使學(xué)生全面深刻的理解教材中實(shí)驗(yàn)的基本原理，深入理解與掌握物理實(shí)驗(yàn)的具體流程，夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。

2.拓寬教學(xué)資源，加強(qiáng)理論與實(shí)際聯(lián)系，提升學(xué)生科學(xué)探究和創(chuàng)新能力

2021年高考試題依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，貼近中學(xué)物理教學(xué)實(shí)際，創(chuàng)設(shè)典型的問(wèn)題情境，考查學(xué)生對(duì)基本物理概念、物理規(guī)律全面深刻地理解和掌握，引導(dǎo)教學(xué)回歸教材。因此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)備考中，一要充分挖掘教材資源。在做好學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，可以在課堂中針對(duì)學(xué)生的薄弱知識(shí)點(diǎn)通過(guò)增加演示實(shí)驗(yàn)、拓展實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)概念和規(guī)律的形成過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生物理觀念的深化；也可以引導(dǎo)學(xué)生在課后利用身邊器材完成課本上的各類實(shí)驗(yàn)，提高動(dòng)手能力的同時(shí)，逐步加強(qiáng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。二要精心選編試題進(jìn)行專題訓(xùn)練。我們要從模擬題中選編體現(xiàn)物理知識(shí)與生產(chǎn)生活實(shí)際、體育運(yùn)動(dòng)、前沿科技、社會(huì)熱點(diǎn)緊密聯(lián)系，有效考查物理規(guī)律和學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ那榫呈皆囶}組成專題對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，進(jìn)一步熟練基本儀器的使用和讀數(shù)，提升從圖表和圖像等眾多信息中檢索有效信息的能力，提高通過(guò)類比、聯(lián)想、等效等思想方法建立與新情境對(duì)應(yīng)物理模型的科學(xué)思維，從而提升物理學(xué)科素養(yǎng)。