2016年江蘇高考物理實驗試題分析與思考

摘 要：高考實驗試題重點考查學生對基本實驗儀器使用、實驗原理理解及遷移、實驗操作、誤差分析等實驗能力.如何落實好高考對學生實驗核心素養(yǎng)的考查是教師關注的問題.

關鍵詞：高考；物理實驗；核心素養(yǎng)

作者簡介：紀文杰，男，中學物理高級教師，1991年參加工作，研究方向中學物理教學.

1 2016年江蘇高考物理實驗試題

1.1 試題回放

例1 （2016江蘇物理高考題第10題）小明同學通過實驗探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度t的變化關系.已知該金屬電阻在常溫下的阻值約10Ω，R隨t的升高而增大.實驗電路如圖1所示，控溫箱用以調節(jié)金屬電阻的溫值.

請根據表中數(shù)據，在答題卡（圖2）的方格紙上作出R-t圖象.

由圖線求得R隨t的變化關系為R=.

例2 （2016江蘇物理高考第11題）某同學用如圖3所示的裝置驗證機械能守恒定律.一根細線系住鋼球，懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點，光電門固定在A的正下方.在鋼球底部豎直地粘住一片寬帶為d的遮光條.將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經過光電門的擋光時間t由計時器測出，取v=dt作為鋼球經過A點時的速度.記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數(shù)t，計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變化大小ΔEp與動能變化大小ΔEk，就能驗證機械能是否守恒.

他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認為這是由于空氣阻力造成的.你是否同意他的觀點？請說明理由.

（4）請你提出一條減小上述差異的改進建議.

1.2 試題分析

2016年江蘇高考物理實驗試題采用的是一“電”一“力”的模式，傳統(tǒng)與創(chuàng)新并存.其中電學實驗題比較傳統(tǒng)，探究金屬電阻隨溫度的變化關系.重點考查學生對實驗器材的選擇、實驗操作規(guī)范以及運用圖象法處理實驗數(shù)據、得出實驗結論的能力.力學實驗采用創(chuàng)新方式，運用單擺模型與光電門組合裝置來驗證機械能守恒定律.重點考查了學生實驗操作規(guī)范、基本儀器的讀數(shù)、誤差分析以及從實驗數(shù)據中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力.

1.3 試題考查的落腳點

1.3.1 重視對學生基本實驗素養(yǎng)的考查

設置實驗試題考查的目的就是希望把“做過實驗的考生”和“沒有做過實驗的考生”區(qū)分開來，另外課本中的實驗學生如果不親身體驗，很難達到對實驗的真正理解.所以，對高中階段要求掌握的基本儀器學生不僅要了解其構造和功用，還要會規(guī)范操作與讀數(shù).對教材中的實驗，學生要獨立進行實驗準備，明確實驗目的，理解實驗原理和方法，正確使用儀器進行觀察和測量，會控制實驗條件和排除實驗故障，會處理實驗數(shù)據并得出正確結論的能力，會進行誤差分析，能獨立地完成實驗報告等.這樣做既可以達到熟悉實驗的目的，還可以使學生養(yǎng)成周密思考習慣.以此激活學生的思維，使他們的潛能和創(chuàng)造性充分地表現(xiàn)出來.

1.3.2 重視基本實驗原理的理解及遷移

為了給考生創(chuàng)造公平競爭機會和有利于高校選拔人才，實驗試題命制凝聚了命題專家的智慧與心血.近年來的實驗試題源于課本而又高于課本.實驗素材不一定來源于教材，但所用到的實驗原理與方法一定來自于教材.因此，在平時實驗教學中，除要求學生掌握基本實驗原理與方法外，教師還應注重變式教學，通過設置具有一定的開放性問題，提升學生對實驗原理的理解和遷移能力.

1.3.3 重視對實驗條件創(chuàng)新

改變實驗探究條件.可以從實驗條件、實驗設計和實驗方法和實驗裝置圖入手.通過改變實驗探究的思路、實驗考查方法和實驗探究結論來提高學生的實驗技能.比如，在高中階段物理實驗中同一個實驗裝置圖可以完成不同的實驗，完成多項實驗探究任務.學生只有通過歸類反思，才能明白實驗操作、注意事項及優(yōu)缺點等，提升實驗技能.

1.3.4 重視學生實驗誤差分析能力的培養(yǎng)

實驗總會有誤差，在實驗教學中，要教育學生認真記錄實驗數(shù)據，并要做到尊重實驗數(shù)據，會處理實驗數(shù)據得出結論的能力.在教學中我們發(fā)現(xiàn)：只要是誤差分析，學生不管三七二十一，總是持“在誤差允許的范圍內成立”這樣的觀點，不利于學生實事求是科學態(tài)度的養(yǎng)成.因此，在實驗教學中，對實驗數(shù)據超出預期，教師要引導學生分析原因是什么？如何改進等？并由此出發(fā)進行誤差分析，提出可操作性與建設性的建議，有助于學生實驗素養(yǎng)的提升.

2 實驗教學應重視學生實驗核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)意義上的只為學習知識和技能的教育已經不符合時代的要求.學生應該具備哪些知識與能力或者說“素養(yǎng)”才能適應社會的發(fā)展呢？新修訂的《高中物理課程標準》明確提出“物理核心素養(yǎng)”及其相關的要求，這里所說的“物理核心素養(yǎng)”，是學生在接受物理教育過程中逐漸形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和實驗能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質，是學生科學素養(yǎng)的關鍵成分：物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任等要素.由于實驗教學在物理學中占有極其重要的地位，物理學的育人功能更多地是通過實驗教學過程來體現(xiàn)的.在實驗教學中，可以很好地培養(yǎng)學生的科學探究能力、合作交流能力及科學態(tài)度與責任感.因此，實驗教學應重視學生實驗核心素養(yǎng)的培養(yǎng).

2.1 讓學生走進實驗室

中學物理實驗教學由于種種原因，還存在以“講實驗”代替“做實驗”、用“書面訓練”代替“實驗操作”的現(xiàn)象.這種做法對培養(yǎng)學生實驗意識、實驗能力、實驗素養(yǎng)是百害而無一利的.因此，各中學應備足備齊做基本實驗的所有儀器，開放實驗室，保證學生能夠有充足的時間進入實驗室親自動手實驗，在動手操作中掌握基本儀器的用途、結構和測量原理，掌握安全操作方法和讀數(shù)；在動手操作中提高實驗技能；在實驗數(shù)據分析與處理中學會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，養(yǎng)成良好的實驗習慣和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度.同時，教師要引導學生對高中物理必做的實驗，可以嘗試用同一套實驗器材完成不同的實驗；也可以嘗試對同一實驗，選擇不同實驗器材來完成，提高學生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力.

2.2 成立物理社團

教學中我們發(fā)現(xiàn)：有的學生對物理趣味小實驗非常感興趣，不僅能上網查閱資料，而且還能自己動手做演示實驗；有的學生創(chuàng)新、創(chuàng)意能力強，能設計出許多意想不到的創(chuàng)意產品，方便人們的生活；有的學生思維活躍，求知欲望強烈，對問題分析能提出自己獨到的見解.教師可以將這些學生充分發(fā)動起來，以小組合作學習的形式，通過科技小制作、科技小發(fā)明、校本課程的研發(fā)等形式充分發(fā)揮每個學生的潛能.提高學生的動手操作能力、協(xié)作意識、環(huán)保意識及學習物理的興趣.

2.3 改革實驗評價模式

目前，我國中學階段對學生實驗能力的考查大多采用的是紙筆模式，很難反映學生實驗的真實水平.核心素養(yǎng)所強調的很多非顯性素質，如價值觀，交流合作等，對這些維度測試難度大.但對于學生的實驗動手能力，實際操作能力的測試從技術上來說并非難以實現(xiàn).在這方面，國外一些教育發(fā)達國家做得很好，可以借鑒.它們每學期利用一定的時間，讓學生走進實驗室，像工程師那樣，在規(guī)定時間內完成實驗方案的設計與評估，培養(yǎng)合理選擇實驗器材進行實驗操作、實驗數(shù)據記錄與處理并得出實驗結論的能力.教師依據學生的實驗報告給每個學生實驗評分，計入學生的學業(yè)檔案.我國對學生實驗能力的評價能否考慮將實驗操作能力測試納入學生升學考試范疇.