近10年湖北高考物理實驗題分析*

本文為2015年湖北省教育廳人文社會科學研究項目“青少年科學素養(yǎng)進階發(fā)展的理論研究與實踐”成果之一.

近10年湖北高考物理實驗題分析*

*本文為2015年湖北省教育廳人文社會科學研究項目“青少年科學素養(yǎng)進階發(fā)展的理論研究與實踐”成果之一.

(長江大學物理與光電工程學院，湖北荊州434023)

摘要：本文以近10年湖北高考物理實驗題為研究對象，運用內(nèi)容分析法，對實驗題題型、考查范圍、考查主要知識點三個方面進行分析，結果表明，實驗題題型以設計型和測量型為主；考查范圍以力學和電學為主；考查主要知識點以基本儀器的操作使用及實驗數(shù)據(jù)的分析處理為主.

關鍵詞：高考物理；物理實驗題；分析

物理是一門以實驗為基礎的學科，《普通高中物理課程標準》明確指出：高中物理課程一定要“突出物理學科特點，發(fā)揮實驗在物理教學中的重要作用”.因此實驗一直是高考考查的重點，其分值占理綜物理試題總分值的15%左右.本文以近十年湖北高考物理實驗試題為研究對象，運用內(nèi)容分析法，對實驗題題型、考查范圍、考查主要知識點三個方面進行了系統(tǒng)分析，以有利于廣大教師和考生了解湖北省高考物理實驗試題的命題特點.

1近10年湖北高考物理實驗試題基本情況分析

通過網(wǎng)絡搜索的方式找到2005—2014年湖北高考理綜試題，挑選出其中的物理實驗試題，從分值、實驗題型、考查范圍、實驗內(nèi)容、考查主要知識點五個維度進行統(tǒng)計，具體情況如表1.

表1　近十年湖北省高考物理實驗試題考查知識點統(tǒng)計表

續(xù)表

根據(jù)上表，本研究對實驗題型、考查范圍和考查主要知識點三方面展開具體分析如下.

(1) 實驗題型

按照實驗題題型的一般劃分，將實驗題劃分為測量題型、驗證題型、演示題型和設計題型四類，其中測量題型側(cè)重考查物理實驗知識的基礎與技能、實驗原理、實驗方法的掌握、基本測量儀器的使用和讀數(shù)等；驗證題型同時考查識記、理解、推理、分析綜合等多層次能力；演示題型側(cè)重考查實驗原理、實驗方法的掌握，以及學生思維邏輯能力和推理能力；設計題型具有綜合性、開放性、探索性和創(chuàng)造性等特點，側(cè)重考查學生自主探究和解決實際問題的能力.由于某些年份的實驗試題考查了多個內(nèi)容和多種題型，為了保證結果的客觀性，本研究統(tǒng)計出所有試題類型的總數(shù)，即20題，并計算出各類型所占總數(shù)的百分比.其中，測量題型共有5道，占總題量的25%；驗證題型共有2道，占總題量的10%；演示題型共有3道，占總題量的15%；設計題型共有10道，占總題量的50%.結果表明，設計型、測量型實驗題型為考查重點，特別是2009年湖北高中新課改實施以后，除2010出現(xiàn)了一道力學演示型實驗題外，2011年至2014年全都采用設計型和測量型題型.

(2) 考查范圍

按照物理學的傳統(tǒng)劃分，將考查范圍分為力學、熱學、光學、電學和原子物理學.熱學、原子物理學在高中物理實驗中屬于選修模塊，因此高考實驗題不涉及該范圍內(nèi)容.本研究統(tǒng)計出涉及各范圍的實驗試題的分值之和(即169分)，并計算出其占十年實驗試題總分值的百分比，并用餅圖表示(如圖1).近10年的物理實驗題包括光學、力學和電學，對電學實驗的考查比率最高，為56%，其次是力學為41%，光學的比率僅為3%.

(3) 考查主要知識點

近十年實驗試題主要考查基本儀器使用和讀數(shù)、實驗原理和操作方法、數(shù)據(jù)處理及誤差分析.其考查主要知識點所表現(xiàn)的特點有：基本儀器的使用和讀數(shù)是每年的必考內(nèi)容，且以長度測量儀(游標卡尺、螺旋測微器)和電表的讀數(shù)為考查重點，高考中實驗選用的儀器都是學生實驗中經(jīng)常使用的，例如電壓表、電流表、滑動變阻器、游標卡尺等；近十年來高考物理實驗題在考查知識點的同時注重考查能力，要求學生能夠根據(jù)實驗題目給出的信息明確實驗目的，理解實驗原理和方法，能控制實驗條件，會使用儀器，會觀察、分析實驗現(xiàn)象，會記錄、處理實驗數(shù)據(jù)，并得出結論；能用已學過的物理原理、實驗方法和實驗儀器去處理問題，包括簡單的設計性實驗.

2典型高考實驗試題分析

例1(2012年，12分)：圖2中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場.現(xiàn)通過測量通電導線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應強度大小、并判定其方向.所用部分器材已在圖2中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長；E為直流電源；R為電阻箱；A為電流表；S為開關.此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導線.

(1) 在圖中畫線連接成實驗電路圖.

(2) 完成下列主要實驗步驟中的填空

① 按圖接線.

② 保持開關S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細沙質(zhì)量m1.

③ 閉合開關S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當，在托盤內(nèi)重新加入適量細沙，使D_____；然后讀出_____，并用天平稱出_____.

④ 用米尺測量_____.

(3) 用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應強度的大小，可以得出B=_____.

(4) 判定磁感應強度方向的方法是：若_____,磁感應強度方向垂直紙面向外；反之，磁感應強度方向垂直紙面向里.

評析：本題屬于設計題型，考查電學知識，通過測量通電導線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應強度大小、并判定其方向，完成實驗電路圖.問題(1)主要檢驗學生運用已知的實驗原理和方法，挑選所需的實驗器材完成實驗電路設計，連接實驗電路圖.問題(2)和(3)主要考查閉合電路連接方式的掌握情況，需要學生進行靈活分析，根據(jù)實驗目的得出相應的實驗數(shù)據(jù)，利用公式法計算電路待測物理量.問題(4)要求學生做到具體問題具體分析.

例2(2014年，6分)：某同學利用圖3所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應關系圖(如圖4).實驗中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g，實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到.回答下列問題：

(1) 根據(jù)該同學的結果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成________(填“線性”或“非線性”)關系.

(2) 由圖4可知，a-m圖線不經(jīng)過原點，可能的原因是

.

(3) 若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應采取的改進措施是_____，鉤碼的質(zhì)量應該滿足的條件是_____.

評析：本題屬于測量題型，考查力學知識，通過已有的實驗裝置探究加速度與物體質(zhì)量的關系，進而驗證物體加速度與作用力的關系，重點考查學生對實驗原理、實驗方法的掌握.問題(1)考查學生實驗圖像的分析理解能力，能夠從圖像中獲得相應的實驗結論.問題(2)和(3)重點考查學生對實驗原理、實驗方法的掌握，根據(jù)實驗題目給定的條件進行分析推理，結合實驗目的給出正確的解答方法，同時也考查學生的遷移擴展能力.

3總結與建議

近十年湖北高考物理實驗題分析表明，實驗題型包括測量型、設計型、演示型和驗證型，其中測量型和設計型是考查重點；考查范圍包括力學、光學和電學，以力學和電學為主，且每年均考查了電學這一范圍；考查主要知識點以基本儀器的操作使用及實驗數(shù)據(jù)的分析處理為主.實驗題大多都源于教材，重視對基本概念和規(guī)律的考查，重視對學生理論聯(lián)系實際能力的考查.

總體來看，湖北省近十年高考實驗試題的設計符合課程標準和考試大綱對實驗的要求，對實驗教學也具有引領性.實驗教學應重視物理基礎知識的理解與掌握，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，用所學過的物理實驗原理和方法去設計一些與學生實驗類似的實驗，加強實踐、操作訓練.

參考文獻:

[1] 孟芳.全國20年物理高考實驗試題的分析[D].重慶：重慶師范大學,2010.

[2] 崔乃忠，葉雙等.對近年高考物理實驗試題的分析[J].教學與管理，2008，(13)：51~53.

[3] 黃黎樹，方正華.高考物理實驗試題結構特點分析[J].物理實驗，2007，(5)：35~41.

·試題研究·

通訊作者：李小青張靜*張靜(1982—)女，漢族，湖北荊州人，博士，副教授，主要從事物理課程與教學論研究.