突出創新思維，考查核心素養
——評“八省聯考”物理實驗題

董友軍，彭 歡，熊宏華

(1.北京師范大學廣州實驗學校，廣東 廣州 510700;2.廣東番禺中學，廣東 廣州 511483;3.清遠市第一中學，廣東 清遠 511500)

2021年1月23日至25日，由教育部牽頭，廣東、湖南、湖北、河北、遼寧、福建、重慶、江蘇8省同步組織高三學生進行為期3天的高考適應性考試，被高三學生稱為“八省聯考”,其語文、數學和英語由教育部統一命題而試卷相同，其他學科各省獨立命題而試卷各異. 這8省執行“3+1+2”新高考模式，今年涉及300多萬高三學生. 國家教育考試指導委員會專家陳志文指出：“這次的適應性測試，特別類似我們以前年底發的高考考試說明，告訴大家是怎么考，知識點、題型、順序等是怎么樣的”[1]. 本文分析了“八省聯考”物理實驗題，總結試題特點，提出教學建議，希望可以減輕學生的學習壓力，提高教師的教學效率.

1 實驗概述，明確方向

“八省聯考”物理實驗題都為“一力一電”，除了湖北卷外，其他卷第1個實驗題為力學實驗，第2個實驗題為電學實驗. 題目字數一般在500字以內，只有湖北卷超過500字.

“八省聯考”實驗題對比如表1～2所示，其中電學實驗的原理都為E=U+Ir,U=IR.

1)實驗目的有測量、探究、研究、驗證、改裝、制作等.

2)實驗原理全部體現物理觀念，如7個實驗考查了運動與相互作用觀念，9個實驗考查了能量觀念.

3)選用的關鍵實驗器材，有傳統器材如打點計時器等，也有先進器材如單晶硅太陽能電池等.

4)對于實驗裝置圖像，除了重慶卷力學實驗，其他所有實驗都有畫出實驗裝置圖像.

5)在數據呈現過程中，只有遼寧卷力學實驗沒有用圖像表示測量數據，其他實驗都有圖像表示測量數據.

6)每個實驗題設置3～5個問題，但是湖北卷多達6問. 物理實驗題總計16個，其中8個源于課標、8個源于課本.

整體感悟實驗題命題思路，從而明確高中物理實驗教學方向:帶領學生做好每個課標實驗,要求學生熟悉實驗原理，會用實驗器材，掌握數據處理方法，分析誤差原因；創造條件演示好課本實驗，教師想方設法引導學生觀察實驗現象，提出物理問題，得出物理結論；竭盡全力選好每個練習實驗，讓練習實驗更加符合高考試題特點，遵循高考命題規律.

表2 電學實驗對比

2 突出創新，強化素養

物理學科核心素養包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任[2]，粗看各自獨立，細想指向創新(如圖1所示)：物理觀念、科學思維、科學探究是創新的基礎，它們互相關聯、彼此促進；科學態度與責任具有協調功能，協調物理觀念、科學思維、科學探究與創新的關系，讓創新成果、社會生活和自然環境可以協調發展；創新是物理教學的根本目的，通過培養學生的物理核心素養，讓學生具有創新意識和創新能力[3].

圖1 物理學科核心素養各項內容的關系

物理學是自然科學，物理學的發展主要依靠實驗，而創新是實驗的生命力，也是實驗的閃光點. 高考實驗都是以課標實驗(課程標準中規定的學生必做實驗)和課本實驗(不是課程標準中規定的學生必做實驗，但在課本中有相關演示要求的實驗)為基礎，在此基礎上進行創新，從而引導高中物理實驗教學：既要帶領學生完成課標實驗和課本實驗，也要對課標實驗和課本實驗進行拓展，培養學生具有知識遷移能力與創新思維.

2.1 目的創新，強化物理觀念

物理觀念主要包括物質觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等要素. 實驗目的是實驗教學的起點，在做實驗前必須要明確實驗目的，培養學生目標意識. “八省聯考”實驗目的有常規性目的(6個測量性實驗、2個驗證性實驗、2個改裝性實驗)，也有創新性目的(3個探究性實驗、2個研究性實驗、1個制作性實驗). 如廣東卷“探究LED燈的伏安特性曲線”，可強化物質觀念和能量觀念；福建卷“研究物體沿斜面運動的規律”，可強化物質觀念和運動觀念；湖北卷制作火災報警系統，可強化物質觀念、能量觀念和相互作用觀念.

2.2 器材創新，強化社會責任

社會責任主要包括認識科學、技術、社會和環境的關系，以及遵守道德規范、保護環境并推動可持續發展的責任感. 實驗器材是完成實驗必需的物品，器材不同，實驗難易、實驗過程及實驗思維均不同. “八省聯考”關鍵實驗器材有傳統器材(打點計時器、游標卡尺、電流表等)，也有創新器材(力傳感器、氣墊導軌、光電門、LED燈、單晶硅太陽能電池、熱敏電阻、馬鈴薯電池、光敏電阻、精密元件等). 通過這些創新器材，激發學生的創新意識，鼓勵學生關注先進的器材，同時也讓學生感受到先進器材的優勢，體會到科學、技術、社會和環境之間的相互促進的關系，從而強化社會責任.

2.3 裝置創新，強化科學探究

科學探究是指基于觀察和實驗提出物理問題、形成猜想和假設、設計實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據得出結論并作出解釋，以及對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力. 實驗裝置是實驗器材的組合體，通過實驗裝置，可以測量實驗數據，完成實驗目的. “八省聯考”實驗題除了重慶卷力學實驗，其他實驗裝置全部有創新，即在課本實驗裝置基礎上進行拓展. 如湖南卷力學實驗，通過光電門、氣墊導軌等把研究對象放在斜面上測量重力加速. 裝置是科學探究的物質基礎，通過裝置創新，引導高中物理實驗教學，不墨守成規，不因循守舊，要勇敢使用新器材完成舊實驗，從而強化科學探究.

2.4 設問創新，強化科學思維

科學思維包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等要素. “八省聯考”物理實驗題，在設問時突破常規套路，力求強化科學思維. 如廣東卷力學實驗強化模型建構和科學推理，從圖像分析誤差：觀察圖(b)中拉力峰值隨時間變化規律，試分析造成這一結果的主要原因________；如遼寧卷電學實驗，依據實驗研究結果展示應用：該同學注意到智能手機有自動調節屏幕亮度的功能，光照強度大時屏幕變亮，反之變暗. 他設想利用光敏電阻的特性，實現“有光照射光敏電阻時，小燈泡變亮；反之變暗”的功能，設計了如圖(c)路，則電路中________(填“R1”或“R2”)為光敏電阻，另一個為定值電阻. 利用實驗結論再進行實際應用，可以強化科學論證和質疑創新.

3 四多備考，提高效率

高三物理備考，關鍵是找準方向，減輕學生負擔并提高教學效率. 筆者根據“八省聯考”實驗題命題特點，提出“四多”備考：實驗原理多式，數據呈現多變，測量工具多種，設置問題多樣.

3.1 實驗原理多式

3.2 數據呈現多變

實驗題數據可以變化不同的方式呈現. 如電學實驗：廣東卷已經標記了所有數據并畫出了圖像；湖南卷和遼寧卷標記了部分數據，需要先補齊數據再畫出圖像；河北卷標出了所有數據，需要畫出圖像. 數據呈現多變，有利于培養學生數據處理能力，從而增強高考實驗應變能力.

3.3 測量工具多種

對于同一物理量，可用不同的測量工具，可用常見工具也可以用陌生工具，可用傳統工具也可用先進工具. 如測量加速度：重慶卷、江蘇卷用比較傳統的工具打點計時器；遼寧卷、湖南卷、湖北卷用比較先進的工具光電門，廣東卷用比較先進的工具力傳感器，福建卷用比較陌生的工具(在光滑傾斜的軌道上裝有若干可沿軌道移動的框架). 通過引導學生使用不同的工具，讓學生經歷不同的思路，對發展學生的物理學科核心素養有很好的促進作用.

3.4 設置問題多樣

在高考備考過程中，編制實驗題，應該設置問題多樣，既有選擇、有連線、有字母、有文字、有數值(且數值有要求保留有效數字，有要求保留幾位小數)，還有作圖等. 平時練習時嚴格要求：線路連線中，若沒有連上接線柱為0分；字母填空，不要帶單位，若字母大寫寫成小寫或小寫寫成大寫記為0分；文字填空，用詞應該準確,符合邏輯順序，若有錯別字也為0分；數值不帶單位記為0分，未遵守有效數字要求為0分；作圖虛線和實線要分明，一般輔助線為虛線，而實際需要的線為實線，若全部虛線或實線為0分，等等. 只有平時嚴格要求，考試時才會減少錯誤.

4 結束語

實驗題是高考物理試卷的必考題，通過實驗題創新設計，既可以促進物理教學的發展，也可以促進學生物理核心素養的發展. 《中國高考評價體系》明確指出：高考必須堅持引導教學，有利于“理順教考關系，實現以考促教、以考促學”目的[4]. 作為中學一線教師，應該主動研究高考試卷，分析高考方向，從而減輕學生學習負擔，提高教學效率.