實驗題命制的幾點建議

一、實驗題命制的內容

物理實驗主要包含以下內容：①實驗目的的確立；②實驗思路的構建；③實驗器材的選擇；④具體步驟的安排；⑤嫻熟的操作技能；⑥數據的記錄和處理；⑦操作細節(jié)和誤差分析等等.第⑤點其實是整個實驗最為關鍵的步驟，而僅僅通過試題的作答是無法對學生這一方面進行評價的；而其他幾點都可以列為理論層面，都圍繞高中物理知識的理解和應用來鋪開的，所以只要試題命制合理，是完全可以通過學生的答題情況進行評價.高中物理實驗試題的內容一般包括學生探究性實驗和驗證性實驗、教師演示實,也可圍繞高中物理重新設計的實驗.學生解答時，可能涉及到的能力包括：基本的物理知識的“應用”、物理實驗基本操作要點的“回憶”、數據的“分析”和“運算”等等.

二、實驗題的命制技術有以下要求

1．實驗試題中所涉及的實驗應該是學生熟悉或接觸過的，即使是某些實驗試題是圍繞高中物理讓學生自行設計實驗或對某些實驗思路進行改進，那么該試題中所涉及的物理知識和實驗器材必須是學生所熟悉的，甚至要提供適當的信息幫助學生去構建思路.

2．實驗的第一要素是真實性，實驗中數據和圖表必須科學嚴謹，不能為了調整試題的難度和區(qū)分度，人為去編造數據.胡編亂造的東西也許不會影響試題評價的結果，但是會影響學生的物理認知體系，進而干擾他們的發(fā)展.

3．應該多角度地設計實驗試題，試題的內容盡量回避實驗步驟或操作要點的“回憶”性考核、否則就會向學生滲透死記硬背的作法.

4．試題中涉及到器材名稱、操作要點的動作描述等內容應該與教科書（或《課標》）的提法一致.

5．試題所對應的實驗必須是真實可操作的.命題人不能純粹根據物理原理或理想化的物理模型，臆造某些實驗.

7．很多實驗題在試卷上的呈現形式類似于填空題，因此有關簡答題命制要求也適用于本類型試題.

三、實驗題命制案例分析

1．在教材基礎上命題

例1圖1的實驗裝置可用于“探究加速度a與力F的關系”，小車A上方裝有位移傳感器，小車右側的細線繞過滑輪，下方掛有若干回形針.操作中認為小車所受拉力的大小等于回形針的重力，忽略小車所受摩擦阻力.

（1）為了達到本實驗目的，實驗過程中應讓保持不變.

（2）表1中數據記錄的是，隨著回形針數目N的增加，小車加速度a不同的取值.①利用作圖法處理表1數據，在坐標系畫出加速度和回形針個數的圖像. ②根據a-N圖像，歸納a與N的函數關系：.③若用字母 表示單個回形針的重力，對本實驗的結果進行總結，寫出a與F的關系式：.

表1

回形針個數N48121620

小車加速度a/m·s-20.100.200.300.400.50

評析本題考核的實驗內容源于教科書上的實驗：“探究加速度 與力 、質量 的關系”.對學生能力要求：“控制變量法”實驗思路的掌握、實驗數據的處理和分析能力、描點作圖的能力、由數據和圖像歸納表達式的能力.本題設計上，步步深入，對學生的能力的要求由表層到深層.

再如，教材中的驗證機械能守恒實驗，也是很好的命題點.

例2實驗小組利用圖2所示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗．圖3是一條實驗中所打的紙帶，O點是紙帶上的第一個點， A、B、C、D、E、F是在后段選取的6個計數點，每兩個計數點間還有兩個打點未畫出，分別測量出各計數點到O點的距離并標注．已知打點計時器所接交流電頻率為50Hz，當地重力加速度g取9.8m/s2．則：

（1）關于該實驗，以下說法中正確的是 ．

A．實驗中必須測出重錘的質量

B．實驗時，先松手釋放紙帶，后接通打點計時器的電源開關

C．選擇BE段紙帶，也可以驗證機械能守恒定律

D．若電源的實際頻率小于50Hz，則計算出的動能增量可能大于重力勢能的減小量

（2）若測得重錘的質量m=0.1kg，則重錘從O運動到D，其重力勢能減少 J，動能增加J（結果均保留三位有效數字）．

（3）該組同學分別測算出各計數點的速度，并計算出速度的平方值，數值見下表2.

表2

計數點ABCDEF

高度h0.09510.19400.32790.49660.70030.9389

速度v1.361.942.52 3.69 4.28

速度平方v21.853.766.3513.62 18.32

為能直觀的反映物理量之間的關系，現選擇

v2為縱坐標，下落高度h為橫坐標．請在圖4方格紙中描點作圖，根據作出的圖線，粗略驗證重鍾在自由下落過程中機械能守恒的依據是．

2．源于教材中的演示實驗命制實驗題，幫助學生復習概念

例3選取一定質量的氣體進行研究，在保證其體積不變的前提下，探究壓強 與溫度 的關系時，本實驗通過傳感器來采集壓強 與溫度 的數據，用作圖法來處理數據，所描 關系曲線如圖2所示.

（1）對比理想情境的查理定律的圖線，本題結論有明顯偏差的原因：.

（2）考慮上述情形的出現，請?zhí)岢鰷p少誤差的措施：

.

評析本題衍生于選修教材的演示實驗，試題考核的能力包括對查理定律的理解，實驗誤差的分析和改進，在試題的問題設計上存在著一定的難度梯度，能夠較好對學生的能力進行分層評價，這樣能夠增加區(qū)分度.

3．組合教材中的多個實驗資源進行習題命題

例4某次實驗探究活動目的如下：光滑的長木板傾斜放置，探究物塊下滑過程中，加速度與小球質量以及斜面傾斜角度的關系.實驗裝置如下圖3.

（1）分別測量物塊下滑位移s和對應時間t，求解加速度a的表達式可以寫為；

表3

MM+mM+2m

11.421.411.42

21.401.421.39

31.411.381.42

（2）探究的第一階段，控制斜面傾斜角度 不變，研究物塊質量對其加速度的影響.通過改變放在物塊上砝碼個數來改變物塊的質量 ；記錄下物塊滑行相同位移的時間 ，整理到表3中，經過對比，有結論：考慮到實驗操作和數據測量上一些不可避免的誤差，可近似認為質量變化時，下滑相同位移的時間 （填寫“變化”或“不變”），可進一步歸納結論：下滑物塊的加速度（填寫“受”或“不受”）物塊質量影響；

（3）探究的第二階段，控制物塊質量不變，通過改變所墊木板的厚度，調整斜面的傾斜角度 ，記錄物塊下滑一定位移的時間，用（1）的結論計算加速度a，在坐標系（圖4）中畫出加速度a與傾斜角度正弦值sinθ的圖線，由圖線可以判斷：當θ=π2時，a=.（答案保留兩個有效數字）

評析本題依托牛頓第二定律和勻變速直線運動的規(guī)律構建情境，屬于設計實驗的考核.著重考查學生對規(guī)律的理解，常規(guī)實驗的設計和分析能力，對應實驗的數據采集和處理能力，結合數學知識處理圖像問題的能力.從命制技術角度而言，題目語句流暢，意思清晰，問題直接，對學生的考核明確到位.

一、實驗題命制的內容

物理實驗主要包含以下內容：①實驗目的的確立；②實驗思路的構建；③實驗器材的選擇；④具體步驟的安排；⑤嫻熟的操作技能；⑥數據的記錄和處理；⑦操作細節(jié)和誤差分析等等.第⑤點其實是整個實驗最為關鍵的步驟，而僅僅通過試題的作答是無法對學生這一方面進行評價的；而其他幾點都可以列為理論層面，都圍繞高中物理知識的理解和應用來鋪開的，所以只要試題命制合理，是完全可以通過學生的答題情況進行評價.高中物理實驗試題的內容一般包括學生探究性實驗和驗證性實驗、教師演示實,也可圍繞高中物理重新設計的實驗.學生解答時，可能涉及到的能力包括：基本的物理知識的“應用”、物理實驗基本操作要點的“回憶”、數據的“分析”和“運算”等等.

二、實驗題的命制技術有以下要求

1．實驗試題中所涉及的實驗應該是學生熟悉或接觸過的，即使是某些實驗試題是圍繞高中物理讓學生自行設計實驗或對某些實驗思路進行改進，那么該試題中所涉及的物理知識和實驗器材必須是學生所熟悉的，甚至要提供適當的信息幫助學生去構建思路.

2．實驗的第一要素是真實性，實驗中數據和圖表必須科學嚴謹，不能為了調整試題的難度和區(qū)分度，人為去編造數據.胡編亂造的東西也許不會影響試題評價的結果，但是會影響學生的物理認知體系，進而干擾他們的發(fā)展.

3．應該多角度地設計實驗試題，試題的內容盡量回避實驗步驟或操作要點的“回憶”性考核、否則就會向學生滲透死記硬背的作法.

4．試題中涉及到器材名稱、操作要點的動作描述等內容應該與教科書（或《課標》）的提法一致.

5．試題所對應的實驗必須是真實可操作的.命題人不能純粹根據物理原理或理想化的物理模型，臆造某些實驗.

7．很多實驗題在試卷上的呈現形式類似于填空題，因此有關簡答題命制要求也適用于本類型試題.

三、實驗題命制案例分析

1．在教材基礎上命題

例1圖1的實驗裝置可用于“探究加速度a與力F的關系”，小車A上方裝有位移傳感器，小車右側的細線繞過滑輪，下方掛有若干回形針.操作中認為小車所受拉力的大小等于回形針的重力，忽略小車所受摩擦阻力.

（1）為了達到本實驗目的，實驗過程中應讓保持不變.

（2）表1中數據記錄的是，隨著回形針數目N的增加，小車加速度a不同的取值.①利用作圖法處理表1數據，在坐標系畫出加速度和回形針個數的圖像. ②根據a-N圖像，歸納a與N的函數關系：.③若用字母 表示單個回形針的重力，對本實驗的結果進行總結，寫出a與F的關系式：.

表1

回形針個數N48121620

小車加速度a/m·s-20.100.200.300.400.50

評析本題考核的實驗內容源于教科書上的實驗：“探究加速度 與力 、質量 的關系”.對學生能力要求：“控制變量法”實驗思路的掌握、實驗數據的處理和分析能力、描點作圖的能力、由數據和圖像歸納表達式的能力.本題設計上，步步深入，對學生的能力的要求由表層到深層.

再如，教材中的驗證機械能守恒實驗，也是很好的命題點.

例2實驗小組利用圖2所示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗．圖3是一條實驗中所打的紙帶，O點是紙帶上的第一個點， A、B、C、D、E、F是在后段選取的6個計數點，每兩個計數點間還有兩個打點未畫出，分別測量出各計數點到O點的距離并標注．已知打點計時器所接交流電頻率為50Hz，當地重力加速度g取9.8m/s2．則：

（1）關于該實驗，以下說法中正確的是 ．

A．實驗中必須測出重錘的質量

B．實驗時，先松手釋放紙帶，后接通打點計時器的電源開關

C．選擇BE段紙帶，也可以驗證機械能守恒定律

D．若電源的實際頻率小于50Hz，則計算出的動能增量可能大于重力勢能的減小量

（2）若測得重錘的質量m=0.1kg，則重錘從O運動到D，其重力勢能減少 J，動能增加J（結果均保留三位有效數字）．

（3）該組同學分別測算出各計數點的速度，并計算出速度的平方值，數值見下表2.

表2

計數點ABCDEF

高度h0.09510.19400.32790.49660.70030.9389

速度v1.361.942.52 3.69 4.28

速度平方v21.853.766.3513.62 18.32

為能直觀的反映物理量之間的關系，現選擇

v2為縱坐標，下落高度h為橫坐標．請在圖4方格紙中描點作圖，根據作出的圖線，粗略驗證重鍾在自由下落過程中機械能守恒的依據是．

2．源于教材中的演示實驗命制實驗題，幫助學生復習概念

例3選取一定質量的氣體進行研究，在保證其體積不變的前提下，探究壓強 與溫度 的關系時，本實驗通過傳感器來采集壓強 與溫度 的數據，用作圖法來處理數據，所描 關系曲線如圖2所示.

（1）對比理想情境的查理定律的圖線，本題結論有明顯偏差的原因：.

（2）考慮上述情形的出現，請?zhí)岢鰷p少誤差的措施：

.

評析本題衍生于選修教材的演示實驗，試題考核的能力包括對查理定律的理解，實驗誤差的分析和改進，在試題的問題設計上存在著一定的難度梯度，能夠較好對學生的能力進行分層評價，這樣能夠增加區(qū)分度.

3．組合教材中的多個實驗資源進行習題命題

例4某次實驗探究活動目的如下：光滑的長木板傾斜放置，探究物塊下滑過程中，加速度與小球質量以及斜面傾斜角度的關系.實驗裝置如下圖3.

（1）分別測量物塊下滑位移s和對應時間t，求解加速度a的表達式可以寫為；

表3

MM+mM+2m

11.421.411.42

21.401.421.39

31.411.381.42

（2）探究的第一階段，控制斜面傾斜角度 不變，研究物塊質量對其加速度的影響.通過改變放在物塊上砝碼個數來改變物塊的質量 ；記錄下物塊滑行相同位移的時間 ，整理到表3中，經過對比，有結論：考慮到實驗操作和數據測量上一些不可避免的誤差，可近似認為質量變化時，下滑相同位移的時間 （填寫“變化”或“不變”），可進一步歸納結論：下滑物塊的加速度（填寫“受”或“不受”）物塊質量影響；

（3）探究的第二階段，控制物塊質量不變，通過改變所墊木板的厚度，調整斜面的傾斜角度 ，記錄物塊下滑一定位移的時間，用（1）的結論計算加速度a，在坐標系（圖4）中畫出加速度a與傾斜角度正弦值sinθ的圖線，由圖線可以判斷：當θ=π2時，a=.（答案保留兩個有效數字）

評析本題依托牛頓第二定律和勻變速直線運動的規(guī)律構建情境，屬于設計實驗的考核.著重考查學生對規(guī)律的理解，常規(guī)實驗的設計和分析能力，對應實驗的數據采集和處理能力，結合數學知識處理圖像問題的能力.從命制技術角度而言，題目語句流暢，意思清晰，問題直接，對學生的考核明確到位.

一、實驗題命制的內容

物理實驗主要包含以下內容：①實驗目的的確立；②實驗思路的構建；③實驗器材的選擇；④具體步驟的安排；⑤嫻熟的操作技能；⑥數據的記錄和處理；⑦操作細節(jié)和誤差分析等等.第⑤點其實是整個實驗最為關鍵的步驟，而僅僅通過試題的作答是無法對學生這一方面進行評價的；而其他幾點都可以列為理論層面，都圍繞高中物理知識的理解和應用來鋪開的，所以只要試題命制合理，是完全可以通過學生的答題情況進行評價.高中物理實驗試題的內容一般包括學生探究性實驗和驗證性實驗、教師演示實,也可圍繞高中物理重新設計的實驗.學生解答時，可能涉及到的能力包括：基本的物理知識的“應用”、物理實驗基本操作要點的“回憶”、數據的“分析”和“運算”等等.

二、實驗題的命制技術有以下要求

1．實驗試題中所涉及的實驗應該是學生熟悉或接觸過的，即使是某些實驗試題是圍繞高中物理讓學生自行設計實驗或對某些實驗思路進行改進，那么該試題中所涉及的物理知識和實驗器材必須是學生所熟悉的，甚至要提供適當的信息幫助學生去構建思路.

2．實驗的第一要素是真實性，實驗中數據和圖表必須科學嚴謹，不能為了調整試題的難度和區(qū)分度，人為去編造數據.胡編亂造的東西也許不會影響試題評價的結果，但是會影響學生的物理認知體系，進而干擾他們的發(fā)展.

3．應該多角度地設計實驗試題，試題的內容盡量回避實驗步驟或操作要點的“回憶”性考核、否則就會向學生滲透死記硬背的作法.

4．試題中涉及到器材名稱、操作要點的動作描述等內容應該與教科書（或《課標》）的提法一致.

5．試題所對應的實驗必須是真實可操作的.命題人不能純粹根據物理原理或理想化的物理模型，臆造某些實驗.

7．很多實驗題在試卷上的呈現形式類似于填空題，因此有關簡答題命制要求也適用于本類型試題.

三、實驗題命制案例分析

1．在教材基礎上命題

例1圖1的實驗裝置可用于“探究加速度a與力F的關系”，小車A上方裝有位移傳感器，小車右側的細線繞過滑輪，下方掛有若干回形針.操作中認為小車所受拉力的大小等于回形針的重力，忽略小車所受摩擦阻力.

（1）為了達到本實驗目的，實驗過程中應讓保持不變.

（2）表1中數據記錄的是，隨著回形針數目N的增加，小車加速度a不同的取值.①利用作圖法處理表1數據，在坐標系畫出加速度和回形針個數的圖像. ②根據a-N圖像，歸納a與N的函數關系：.③若用字母 表示單個回形針的重力，對本實驗的結果進行總結，寫出a與F的關系式：.

表1

回形針個數N48121620

小車加速度a/m·s-20.100.200.300.400.50

評析本題考核的實驗內容源于教科書上的實驗：“探究加速度 與力 、質量 的關系”.對學生能力要求：“控制變量法”實驗思路的掌握、實驗數據的處理和分析能力、描點作圖的能力、由數據和圖像歸納表達式的能力.本題設計上，步步深入，對學生的能力的要求由表層到深層.

再如，教材中的驗證機械能守恒實驗，也是很好的命題點.

例2實驗小組利用圖2所示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗．圖3是一條實驗中所打的紙帶，O點是紙帶上的第一個點， A、B、C、D、E、F是在后段選取的6個計數點，每兩個計數點間還有兩個打點未畫出，分別測量出各計數點到O點的距離并標注．已知打點計時器所接交流電頻率為50Hz，當地重力加速度g取9.8m/s2．則：

（1）關于該實驗，以下說法中正確的是 ．

A．實驗中必須測出重錘的質量

B．實驗時，先松手釋放紙帶，后接通打點計時器的電源開關

C．選擇BE段紙帶，也可以驗證機械能守恒定律

D．若電源的實際頻率小于50Hz，則計算出的動能增量可能大于重力勢能的減小量

（2）若測得重錘的質量m=0.1kg，則重錘從O運動到D，其重力勢能減少 J，動能增加J（結果均保留三位有效數字）．

（3）該組同學分別測算出各計數點的速度，并計算出速度的平方值，數值見下表2.

表2

計數點ABCDEF

高度h0.09510.19400.32790.49660.70030.9389

速度v1.361.942.52 3.69 4.28

速度平方v21.853.766.3513.62 18.32

為能直觀的反映物理量之間的關系，現選擇

v2為縱坐標，下落高度h為橫坐標．請在圖4方格紙中描點作圖，根據作出的圖線，粗略驗證重鍾在自由下落過程中機械能守恒的依據是．

2．源于教材中的演示實驗命制實驗題，幫助學生復習概念

例3選取一定質量的氣體進行研究，在保證其體積不變的前提下，探究壓強 與溫度 的關系時，本實驗通過傳感器來采集壓強 與溫度 的數據，用作圖法來處理數據，所描 關系曲線如圖2所示.

（1）對比理想情境的查理定律的圖線，本題結論有明顯偏差的原因：.

（2）考慮上述情形的出現，請?zhí)岢鰷p少誤差的措施：

.

評析本題衍生于選修教材的演示實驗，試題考核的能力包括對查理定律的理解，實驗誤差的分析和改進，在試題的問題設計上存在著一定的難度梯度，能夠較好對學生的能力進行分層評價，這樣能夠增加區(qū)分度.

3．組合教材中的多個實驗資源進行習題命題

例4某次實驗探究活動目的如下：光滑的長木板傾斜放置，探究物塊下滑過程中，加速度與小球質量以及斜面傾斜角度的關系.實驗裝置如下圖3.

（1）分別測量物塊下滑位移s和對應時間t，求解加速度a的表達式可以寫為；

表3

MM+mM+2m

11.421.411.42

21.401.421.39

31.411.381.42

（2）探究的第一階段，控制斜面傾斜角度 不變，研究物塊質量對其加速度的影響.通過改變放在物塊上砝碼個數來改變物塊的質量 ；記錄下物塊滑行相同位移的時間 ，整理到表3中，經過對比，有結論：考慮到實驗操作和數據測量上一些不可避免的誤差，可近似認為質量變化時，下滑相同位移的時間 （填寫“變化”或“不變”），可進一步歸納結論：下滑物塊的加速度（填寫“受”或“不受”）物塊質量影響；

（3）探究的第二階段，控制物塊質量不變，通過改變所墊木板的厚度，調整斜面的傾斜角度 ，記錄物塊下滑一定位移的時間，用（1）的結論計算加速度a，在坐標系（圖4）中畫出加速度a與傾斜角度正弦值sinθ的圖線，由圖線可以判斷：當θ=π2時，a=.（答案保留兩個有效數字）

評析本題依托牛頓第二定律和勻變速直線運動的規(guī)律構建情境，屬于設計實驗的考核.著重考查學生對規(guī)律的理解，常規(guī)實驗的設計和分析能力，對應實驗的數據采集和處理能力，結合數學知識處理圖像問題的能力.從命制技術角度而言，題目語句流暢，意思清晰，問題直接，對學生的考核明確到位.