聚焦高考實驗熱點 發展學生物理實驗能力

【摘 要】物理實驗是探究物理知識的重要途徑，物理實驗教學是培養學生物理核心素養的必要途徑。梳理高考實驗題型及考查熱點，注重借助物理實驗開展教學，有利于培養學生實驗思維，發展學生實驗能力。

【關鍵詞】高中物理;實驗教學;核心素養

【中圖分類號】G633.7? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2021）22-0104-02

物理是一門以實驗為基礎的學科，物理實驗題型是高考的重要部分。物理學科核心素養主要包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任四個方面。教師要通過物理實驗教學，激活學生的科學思維，著力發展學生物理實驗探究與實踐能力，促進學生形成正確的物理價值觀念、必備品格和關鍵能力。在高考中，實驗題型形式多樣。筆者結合近年的高考實驗題，聚焦考查的熱點，從發展學生科學思維、發展學生物理探究能力上，提出培養學生物理核心素養的教學建議。

1? ?把握高考物理方向，梳理實驗熱點題型

1.1? 高考物理實驗考查方向分析

實驗題是高考物理試卷的重要組成部分。常見題型有力學常規題型，這類題型注重就物理實驗、實驗儀器的使用進行考查[1]。如測量彈簧勁度系數、讀取游標卡尺讀數等。另一種題型注重對學生物理實驗遷移能力的考查，主要有電學實驗題，考查學生對電學基本原理、演示實驗的掌握水平以及解決電學實際問題的能力，設計電路結構等。

1.2? 實驗熱點題型

如測量光的波長實驗，利用油膜法估算分子大小實驗等。在實驗題型中，對學生實驗能力的考查，重點在于動手探究與創新思維的激發，讓學生結合實驗題型，了解實驗目的，自主設計實驗方案，改進實驗方法。從實驗題型來看，對學生實驗數據的提取、處理和運算能力的考查是熱點，如利用打點計時器分析物體運動的方向、瞬時速度和加速度;利用替代法測量熱敏電阻溫度曲線，對電流表進行改裝、校準，分析實驗誤差原因，等等。

2? ?立足高考物理實驗題型，發展學生關鍵能力

2.1? 注重基本實驗操作能力

物理實驗題型中，既有對基礎實驗知識點、實驗方法的考查，也有對學生科學思維、動手實驗關鍵能力的考查。教師在講解物理基礎實驗題型時要重視必備知識的講解。一些教師注重在教學中演示物理實驗，但忽視了學生分組動手實驗，因此教學效果不理想。教師要重視物理實驗教學，鼓勵學生自主設計簡易實驗活動，親歷體驗物理知識探究，幫助學生提升物理探究、獨立思考、合作學習能力。從近年來高考實驗題型分析來看，實驗題對物理熱點的考查也發生了變化[2]。結合具體的物理實驗，學生需要了解實驗目的，熟練掌握實驗所需的儀器設備，明晰實驗原理，確保實驗的科學性。

2.2? 探究物理實驗原理

在物理實驗教學中，教師要引導學生重點學習實驗原理及實驗方法。實驗原理的考查與實驗方案的設計、實驗步驟等有較大關系。高考實驗題在設計上以“源于教材，而不拘泥于教材”為原則，實驗題型具有較大的變化性。對于物理實驗原理的探析，教師要講明實驗基本方法和演繹推理法的運用，著重探析物理量之間的內在關系和判定方法，讓學生做到舉一反三。

3? ?關注物理實驗必備知識點，發展學生創造性思維

3.1? 掌握實驗解題要點

學生要想輕松解答物理實驗題，就要掌握解題的要點。實驗題意在考查學生對物理實驗原理及方法的理解和掌握，學生如果單憑死記硬背知識點來解題，難以獲得好的學習效果[3]。教師要引導學生掌握解題要點和基本的解題方法。如分析法，即將物理對象進行剖析，了解各部分之間的邏輯關系，探析物理的本質規律。再如綜合法，從整體視角來考查學生對物理規律的運用。大部分的物理實驗題都可以運用這兩種方法。如2019年高考物理全國卷第23題，結合電學知識，考查學生對電路測量——微安表法測內阻的運用。題目中量程為250μA微安表改裝為量程為25mA的電流表，測得內阻為1200 Ω。將阻值為R的電阻與之相連，如圖（a）、圖（b）所示。

題目中給出兩個滑動變阻器，電阻箱、電源、單刀開關，以及兩個滑動變阻器等實驗材料。在題型設計上，第一問考查學生對電路圖的連接方法，第二問考查學生基本實驗操作的方法，這兩題考查的都是基礎知識。第三問要求學生結合實驗電路圖，分析判定接通前后電勢的變化。第四問要求學生對微安表內阻進行測算，這兩題具有較高的綜合性。學生在求解該題時，需要結合實驗原理，獲取相關實驗數據，得出相關實驗結論。

3.2? 培養物理實驗遷移能力

要培養學生的科學探究與創造性思維，在物理實驗教學中，教師要靈活運用物理原理，結合實際問題，促進學生學以致用。對物理知識點之間共性與差異性的探究，學生需要從實驗預期、實驗數據獲取、實驗結論的推理等方面入手，運用比較思維來完成。在上題中的第四問，對于量程為250μA的微安表，其內阻的測量，不必重新測量，只需將原阻值為R的電阻更換為阻值為kR的電阻，對于k的值，學生可以利用比較法，結合實驗預期與實驗現狀求解答案。微安表的讀數為160μA，量程被擴大100倍，改裝后實際量程為25mA，實際量程擴大了80倍。結合并聯電路，電壓相同，即有IgRg=79IgkR，從實際并聯電路中，也應遵循電壓相等規律，即IgRg=99IgkR。兩者應該相等，聯立得到k=。物理實驗，從題型特點上，考查學生對實驗問題情境的深入思考。創造性思維作為核心素養的關鍵能力，無論是常規實驗、演示實驗，還是解決實際問題的創新實驗，教師都應該啟發學生獨立思考，強調對學生綜合能力的發展。對學生創新能力的考查，體現在對物理基本原理融會貫通的考查上。

4? ?提升學生實驗探究能力，促進學生良好習慣養成

4.1? 提升學生審題能力

在實驗題求解時，審題是關鍵。看清題目，提煉關鍵信息，把握實驗細節是解題的基本要義。第一，認真閱讀實驗題目，逐字推敲，從中挖掘隱藏的關鍵點。如“馬拉貨物沿水平道路勻速運動”中，解題的關鍵點是“勻速”二字，可以據此得出拉力與摩擦力是大小相等的[4]。第二，細讀實驗步驟，分析實驗內容與實驗目標之間的關系，尋找解題突破口。第三，結合實驗內容通過畫圖來抽象物理模型，理解題意，找準解題思路。

4.2? 發展學生實驗動手能力

在實驗教學中，教師要注重培養學生實驗器材的組裝能力。物理實驗對學生動手能力要求較高。如某題中要求學生研究質量與加速度的關系，給出了定滑輪、木板、紙帶、刻度尺、天平、導線、電源、細線等實驗材料。要求學生根據這些材料，自主設計實驗方案。學生需要結合實驗目標，正確選取相應材料，確保實驗任務的完成。物理實驗教學中，教師要講明實驗原理，提示學生要對實驗條件的變化、實驗條件與實驗結果的關系進行探究，增強學生實驗探究能力。如關于電池電動勢和內阻的測量，表內電阻忽略不計，只有電流表時，如何測量電源電動勢和內阻。只有電壓表時，如何測量電源電動勢和內阻。學生需要靈活運用實驗原理，結合題目條件選擇正確的測量方法。

物理實驗是高考重點，也是難點。教師在實驗教學中，要梳理近年來考查的熱點信息，優化實驗教法，強調學生物理實驗思維的培養，促進學生掌握物理概念和規律，使學生在實驗探究中形成必備能力和品格，提高物理實驗教學質量。

【參考文獻】

[1]梁旭，彭前程.高中物理新教材實驗編寫的原則與方法[J].物理實驗，2020（10）.

[2]史天寶.優化實驗教學增加學生課堂獲得——以高中物理實驗教學為例[J].科技資訊，2020（18）.

[3]乜勇，王蘭蘭.認知學徒制在高階思維能力培養中的應用研究——以信息技術課程教學為例[J].現代教育技術，2010（4）.

[4]張娜.注重創新能力培養的中學物理實驗教學設計研究[D].岳陽：湖南理工學院，2018.

【作者簡介】

孟小兵（1981～），男，漢族，江蘇如皋人，本科，中學一級教師。研究方向：高中物理教學。