高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題分析

馮露

摘 要：電學(xué)實(shí)驗(yàn)是高考的必考內(nèi)容，也是高中生需要掌握的知識(shí)內(nèi)容。筆者分析2015-2019年新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ卷物理試卷中的電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分，分析電學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，基本題型，占物理實(shí)驗(yàn)部分的比例等，以及選擇2017年新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ卷物理試卷中的電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分為典型例題，進(jìn)行試題分析。通過(guò)對(duì)以上內(nèi)容的分析，進(jìn)而對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出建議，有助于提高高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效率及教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新型的物理人才。

關(guān)鍵詞：電學(xué)實(shí)驗(yàn); 試題分析; 高考

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)： 1006-3315（2021）2-024-003

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為主的基礎(chǔ)學(xué)科，而物理實(shí)驗(yàn)是高考考查的基本內(nèi)容。而在高考考查時(shí)，物理實(shí)驗(yàn)分為力學(xué)實(shí)驗(yàn)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)兩大部分。而通過(guò)對(duì)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題的考查，能夠體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)于電學(xué)知識(shí)的掌握程度，以及學(xué)生的思維能力。在日常的教學(xué)活動(dòng)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題、進(jìn)行反思等，逐步養(yǎng)成獨(dú)立思考、解決問(wèn)題的能力。

本文針對(duì)2015-2019年新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ卷高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題進(jìn)行分析，總結(jié)其特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，給物理教師帶來(lái)一些教學(xué)方面的啟示，以便改善教學(xué)方法，促進(jìn)其物理教學(xué)水平的提高。

1.研究?jī)?nèi)容及方法

本文以高考試題研究為基礎(chǔ)，利用內(nèi)容分析法和統(tǒng)計(jì)分析法，分析統(tǒng)計(jì)2015-2019年新課標(biāo)高考全國(guó)Ⅱ卷理綜物理部分電學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、基本題型、電學(xué)實(shí)驗(yàn)占物理實(shí)驗(yàn)的比例、典型例題的分析等，以此來(lái)提出對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的啟示[1]。

2.2015-2019年新課標(biāo)高考全國(guó)Ⅱ卷物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題的分析與思考

2.1物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查目標(biāo)

電學(xué)實(shí)驗(yàn)考查的是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?015-2019年高考考試大綱（物理）[2]中對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊鬄椋耗塥?dú)立完成所要求的內(nèi)容、能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒛芾斫鈱?shí)驗(yàn)原理和方法、能控制實(shí)驗(yàn)條件、會(huì)使用儀器、會(huì)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、會(huì)記錄處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出結(jié)論[3]。能對(duì)結(jié)論進(jìn)行分析與評(píng)估，能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，并制定解決方案;能運(yùn)用已學(xué)過(guò)的物理理論，實(shí)驗(yàn)方法，和實(shí)驗(yàn)儀器會(huì)處理問(wèn)題，包括簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。但是目前，在高考這種考試模式之下，物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查就落實(shí)在學(xué)生的“筆”上，即學(xué)生通過(guò)答卷，得到一個(gè)相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，進(jìn)而體現(xiàn)出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α＿@就要求學(xué)生需要牢牢掌握物理電學(xué)知識(shí)，并具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，最后利用合理計(jì)算得出答案。

2.2高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題占物理試卷中的比例

2015-2019年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ卷理綜物理部分電學(xué)實(shí)驗(yàn)試卷的分?jǐn)?shù)依次為9分，9分，9分，6分，10分;占當(dāng)年物理高考試題的比例為8.1%，8.1%，8.1%，5.4%，9.0%。其中2019年的比例最高為9%，五年間平均電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題分?jǐn)?shù)占物理試題總分?jǐn)?shù)的比例為7.7%[4]。高考作為一種選拔性的考試，一分往往就能決定學(xué)生未來(lái)求學(xué)的道路，可見(jiàn)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生的高考成績(jī)至關(guān)重要。

2.3高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本題型和來(lái)源

通過(guò)分析2015-2019年新課標(biāo)高考全國(guó)Ⅱ卷理綜物理部分試題中的電學(xué)實(shí)驗(yàn)的試題，發(fā)現(xiàn)試題的基本題型為選擇題、計(jì)算題，作圖題、簡(jiǎn)答題。各類(lèi)試題在當(dāng)年所占物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題的比例見(jiàn)表一。

由表一可以看出，2015-2019年五年間選擇題這個(gè)題型的總計(jì)的分?jǐn)?shù)最高，而簡(jiǎn)答題的總計(jì)分?jǐn)?shù)是最低的。由2015-2019年五年間新課標(biāo)高考全國(guó)卷Ⅱ卷物理試題中能看出，選擇題是圍繞實(shí)驗(yàn)器材的選擇，判斷動(dòng)態(tài)電路的變化情況等而展開(kāi)的。計(jì)算題主要是圍繞電阻值、電壓值，以及定義一個(gè)特殊的物理公式等出題點(diǎn)展開(kāi)進(jìn)行求值，又加以數(shù)值的科學(xué)計(jì)數(shù)法，數(shù)字保留的有效數(shù)字的位數(shù)等限定條件，進(jìn)而增大考生的物理成績(jī)的分差。簡(jiǎn)答題這個(gè)題型的出題內(nèi)容是以自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、測(cè)量物理量的過(guò)程、并圍繞實(shí)驗(yàn)過(guò)程提出建設(shè)性的建議、以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性而展開(kāi)的。作圖題有兩種考查模式，分別為連接實(shí)物圖和連接電路圖。由2015-2019年五年間新課標(biāo)高考全國(guó)Ⅱ卷物理試題電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分試題，可以知道作圖題的難度不一，其中連接實(shí)物圖較為簡(jiǎn)單容易得分，而連接電路圖的難度較大，不易得分[5]。

2.4 2015-2019年物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾榍闆r

2.4.1 2015-2019年物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電學(xué)知識(shí)的考查情況。在高中階段，考試大綱（物理）對(duì)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分知識(shí)的考查，內(nèi)容包括：測(cè)量金屬的電阻率、描繪小電珠的伏安特性曲線、測(cè)量電源的電動(dòng)社和內(nèi)阻、練習(xí)使用多用電表、傳感器的簡(jiǎn)單使用[6]。但在試卷中，試題的內(nèi)容往往交叉組合而出現(xiàn)。在2015年新課標(biāo)高考全國(guó)Ⅱ卷物理試題電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題，試題圍繞著利用半偏法測(cè)量電壓表內(nèi)阻而展開(kāi)，考查滑動(dòng)變阻器的連接方式，以及獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的，并對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的分析能力。2016年新課標(biāo)高考全國(guó)Ⅱ卷物理試題電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題，物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)題以測(cè)量電壓表內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)?zāi)康模疾榱嘶瑒?dòng)變阻器的分壓式接法，調(diào)節(jié)范圍的選擇及串并聯(lián)電路的規(guī)律等。2017年新課標(biāo)高考全國(guó)Ⅱ卷物理試題電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題，以測(cè)量微安表的電阻為實(shí)驗(yàn)?zāi)康模疾榱诉B接實(shí)物圖、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、利用電橋法計(jì)算電壓表的內(nèi)阻等。2018年新課標(biāo)高考全國(guó)Ⅱ卷物理試題電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分試題，考查了電表的改裝的知識(shí)，以及連接電路圖的能力。2019年新課標(biāo)高考全國(guó)Ⅱ卷物理試題電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分試題，以探究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓與溫度t的關(guān)系為實(shí)驗(yàn)?zāi)康模饕疾榱藙?dòng)態(tài)電路的知識(shí)點(diǎn)，以及對(duì)物理量的計(jì)算能力[7]。

2.4.2典型例題分析。（2017 全國(guó)卷Ⅱ）23.（9分）

某同學(xué)利用如圖（a）所示的電路測(cè)量一微安表（量程為100μA，內(nèi)阻大約為2500Ω）的內(nèi)阻。可使用的器材有：兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1、R2（其中一個(gè)阻值為20Ω，另一個(gè)阻值為2000Ω）;電阻箱Rz（最大阻值為99999.9Ω）;電源E（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V）;單刀開(kāi)關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片。

（1）按原理圖（a）將圖（b）中的實(shí)物連線。

（2）完成下列填空：①R1的阻值為Ω（填“20”或“2000”）。②為了保護(hù)微安表，開(kāi)始時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖（a）中的滑動(dòng)變阻器的端（填“左”或“右”）對(duì)應(yīng)的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近。③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1。將R1的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說(shuō)明S2接通前B與D所在位置的電勢(shì)（填“相等”或“不相等”）。④將電阻箱Rz和微安表位置對(duì)調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0Ω時(shí)，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變。待測(cè)微安表的內(nèi)阻為Ω（結(jié)果保留到個(gè)位）。

（3）寫(xiě)出一條提高測(cè)量微安表內(nèi)阻精度的建議。本題的出題意圖體現(xiàn)了電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)性，學(xué)生的創(chuàng)新性。并在考查內(nèi)容基礎(chǔ)性的前提下，又增加了試題的深度，進(jìn)而增加了學(xué)生之間的分差，滿(mǎn)足了高考作為選拔性考試的基本內(nèi)涵。同時(shí)，要求學(xué)生在理解實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，合理地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)器材的選擇，在保證實(shí)驗(yàn)器材與人員的安全下，進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)[8]。本題對(duì)得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并提出對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)精確度的方法及建議。

2.4.3 2015-2019年物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾榍闆r。上述例題較為全面的考查了學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α０ê侠磉x擇實(shí)器能力、根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖的能力、理解實(shí)驗(yàn)原理的能力、實(shí)驗(yàn)操作步驟的考查數(shù)據(jù)處理并進(jìn)行誤差分析的能力。2015-2019年新課標(biāo)高考全國(guó)卷Ⅱ電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分中實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾榍闆r見(jiàn)下表二。

4.對(duì)物理教學(xué)的啟示與建議

通過(guò)對(duì)2015-2019年新課標(biāo)高部分考全國(guó)卷Ⅱ卷理綜物理電學(xué)試題的分析統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)以測(cè)量電阻值而展開(kāi)的物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)的試題較多，并且五年間考查的知識(shí)點(diǎn)各異，但是題型往往以填空題、選擇題較多，次之是簡(jiǎn)答題和作圖題。這四種題型中，難度最大的是簡(jiǎn)答題。因簡(jiǎn)答題多以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟的形式出現(xiàn)，這就要求學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理有一個(gè)良好的把握，并且加以扎實(shí)的電學(xué)知識(shí)，方可得出合理的答案。而填空題、選擇題、作圖題三者之間的難度相近。但填空題相對(duì)于選擇題和作圖題，更容易因?yàn)榭茖W(xué)計(jì)數(shù)法，小數(shù)點(diǎn)保留的數(shù)位的不合理選擇而導(dǎo)致失去分?jǐn)?shù)。所以要在電學(xué)實(shí)驗(yàn)上拿到一個(gè)比較高的分?jǐn)?shù)，首先需要學(xué)生仔細(xì)認(rèn)真的讀懂題意，并要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，懂得合理運(yùn)用已學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)回答問(wèn)題。而對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋赜趯?shí)驗(yàn)原理的考查，并且不因時(shí)間年份而出現(xiàn)規(guī)律性的變化。

教師要在物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，首先要嚴(yán)格遵循課程標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＦ浯卧谖锢黼妼W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)增加物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)的課時(shí)，應(yīng)加大學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的比例，進(jìn)而高效率的培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＲ蛟诟呖茧妼W(xué)實(shí)驗(yàn)的試題分析中發(fā)現(xiàn)，高考試題中漸漸出現(xiàn)了一些創(chuàng)新性題目。而解決創(chuàng)新性題目就是要通過(guò)多做物理實(shí)驗(yàn)而開(kāi)發(fā)學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。所以，物理教學(xué)中要注意學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)[9]。

教師在教學(xué)中要發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)反思，做好對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ脑u(píng)價(jià)工作，讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)，達(dá)到學(xué)生的理論知識(shí)與動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ο嘟Y(jié)合的目的。教師要及時(shí)接收學(xué)生的反饋，改進(jìn)自身的教學(xué)方法，注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)，做到有的放矢的科學(xué)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

學(xué)校可以考慮與高校物理實(shí)驗(yàn)中心或者當(dāng)?shù)乜萍拣^合作，提高學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣[10]，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索物理實(shí)驗(yàn)的欲望，能夠做到獨(dú)立設(shè)計(jì)并完成物理實(shí)驗(yàn)。

基金項(xiàng)目：齊齊哈爾大學(xué)2020年研究生創(chuàng)新科研項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)YISCX2020079

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