物理高考試題中實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題分析

李明星

摘 要：新課程改革中要求教學(xué)要由以知識(shí)的傳遞為主向以能力的培養(yǎng)為主轉(zhuǎn)變，提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。要達(dá)到這一要求，就必須注重對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力以及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。本文通過(guò)對(duì)2010-2014年期間67套各地區(qū)高考物理實(shí)驗(yàn)題的分析，得出物理高考實(shí)驗(yàn)探究題考查的主要內(nèi)容和著重點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上探討教師應(yīng)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的策略，如何提高物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。并總結(jié)出其對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的啟示。

關(guān)鍵詞：物理高考題；實(shí)驗(yàn)探究；統(tǒng)計(jì)分析；啟示

引言

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)的形成和發(fā)展起著根本性的作用，是物理學(xué)發(fā)展的源泉，也是檢驗(yàn)物理理論的唯一標(biāo)準(zhǔn) [1 ]。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（實(shí)驗(yàn)）提出要重視對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，而觀察和實(shí)驗(yàn)是掌握物理概念、規(guī)律并且獲得思維材料的有效途徑。因此實(shí)驗(yàn)具有重要的作用。

高考是現(xiàn)階段教學(xué)評(píng)價(jià)的重要方式，它不僅考查學(xué)生的知識(shí)以及能力，更是物理教學(xué)的風(fēng)向標(biāo)。高考考查的內(nèi)容決定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要內(nèi)容，而其中的分值比更是決定了物理教學(xué)的著重點(diǎn)。簡(jiǎn)言之，高考對(duì)物理學(xué)具有一種導(dǎo)向的作用。因此對(duì)高考物理題中實(shí)驗(yàn)題的分析，有助于我們?cè)趯?shí)驗(yàn)題中總結(jié)物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，并對(duì)這些內(nèi)容做針對(duì)性的講解和復(fù)習(xí)。

1 高考物理實(shí)驗(yàn)題題型、分值及占比分析

2010—2014年期間67套卷子題型、分值以及占比的統(tǒng)計(jì)如表1。由表1可以看出，除北京、天津、安徽、上海、福建等地區(qū)有少量的選擇題外，其余各地區(qū)的題型皆為填空。在理想狀態(tài)下，對(duì)考生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾闊o(wú)疑是在實(shí)驗(yàn)室里才能得到最好的檢驗(yàn)，但限于客觀條件，現(xiàn)階段高考只能以筆試的方式對(duì)考生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行考查 [2 ]。這顯然在一定程度上使學(xué)生理論學(xué)習(xí)與實(shí)際操作相脫離，但也降低了高考實(shí)驗(yàn)題的難度，同時(shí)對(duì)出題組也提出了更高的要求，要對(duì)實(shí)驗(yàn)題有詳實(shí)的情景描述，然后從實(shí)驗(yàn)過(guò)程中抽取重要的環(huán)節(jié)對(duì)考生進(jìn)行考試?？梢灶A(yù)計(jì)在未來(lái)高考物理實(shí)驗(yàn)探究題中仍會(huì)以填空題為主要的出題形式。

由表1中還可以看出各地區(qū)五年期間實(shí)驗(yàn)題分值基本不變，只有山東地區(qū)的高考卷分值有波動(dòng)，其波動(dòng)也不甚明顯。且分值在不斷的增大，由此可見山東地區(qū)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的要求越來(lái)越高?？v觀表1可知，高考實(shí)驗(yàn)題的分值由12—24分不等，上海分值為24分，山東平均分值為13.8分，但多數(shù)地區(qū)實(shí)驗(yàn)題分值皆為18分左右。這表明各地區(qū)對(duì)實(shí)驗(yàn)的考查都相當(dāng)?shù)闹匾?，?qiáng)調(diào)了物理實(shí)驗(yàn)在新課標(biāo)高考中的基礎(chǔ)地位。而占比最高的是山東地區(qū)為18%，新課標(biāo)的占比最低為13.63%。使用全國(guó)新課標(biāo)卷地區(qū)分布比較疏散，各地區(qū)的發(fā)展水平、文化底蘊(yùn)、投入教育力度、學(xué)校的發(fā)展規(guī)模都是有較大差異的。而這些恰恰都影響著學(xué)校教育中新課改的落實(shí)程度。為了平衡各校的差異，難免就要降低高考中實(shí)驗(yàn)探究題的分量。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和新課改的日臻完善，實(shí)驗(yàn)題的重要性會(huì)越來(lái)越明顯。

2 高考物理實(shí)驗(yàn)題內(nèi)容分析

2010—2014年高考物理實(shí)驗(yàn)題內(nèi)容分析如表2，由表2可以看出，67套高考卷中47套卷中出題皆是力學(xué)+電學(xué)的形式，而只有20套高考卷不是以此內(nèi)容出題，其中9套卷子只出電學(xué)的實(shí)驗(yàn)題（2010新課標(biāo)卷、2010北京卷、2012北京卷、2013北京卷、2014北京卷、2013年山東卷、2014年福建卷、2010年四川卷、2014年海南卷），4套卷中出現(xiàn)了光學(xué)題（2012年浙江卷、2012年福建卷、2011年天津卷、2012年重慶卷），2012年的天津卷只出了力學(xué)的實(shí)驗(yàn)題，上海的實(shí)驗(yàn)題則是完全不采用力學(xué)+電學(xué)的形式，上海卷則采用力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)四者任選其三的形式。

在物理實(shí)驗(yàn)題中，力學(xué)實(shí)驗(yàn)題無(wú)論是從數(shù)量上還是從分值上講都占有最大的比重，這和力學(xué)本身的性質(zhì)是分不開的。物理學(xué)包含五大學(xué)科，學(xué)科之間互相聯(lián)系，而力學(xué)在五大學(xué)科中擔(dān)當(dāng)著支柱的作用，因此力學(xué)的實(shí)驗(yàn)題頗受重視。力學(xué)實(shí)驗(yàn)題涵蓋的知識(shí)點(diǎn)基本包含了高中物理力學(xué)所有的實(shí)驗(yàn)，主要有牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能守恒定律、探究彈簧彈性勢(shì)能與伸長(zhǎng)量的關(guān)系或是求彈簧的勁度系數(shù)、驗(yàn)證平行四邊形法則、單擺測(cè)重力加速度等實(shí)驗(yàn)。其次占比較大的就是電學(xué)實(shí)驗(yàn)，電學(xué)和力學(xué)加在一起的比重超過(guò)實(shí)驗(yàn)題的95%，但是電學(xué)實(shí)驗(yàn)題比之力學(xué)實(shí)驗(yàn)題內(nèi)容較簡(jiǎn)單，主要指包含測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻、伏安法測(cè)電阻兩個(gè)方向。但這兩個(gè)方向的實(shí)驗(yàn)題變化多端，出題也較靈活。教師在講授電學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候切記要發(fā)散學(xué)生的思維，將學(xué)生的前概念、現(xiàn)有認(rèn)知與生活、社會(huì)很好的結(jié)合起來(lái)。光學(xué)實(shí)驗(yàn)題在高考的實(shí)驗(yàn)題中僅占有不到5%的比重，并且出題的類型比較單一。主要是測(cè)玻璃的折射率，捎帶會(huì)有光的干涉和衍射的實(shí)驗(yàn)題。熱學(xué)中的實(shí)驗(yàn)題多數(shù)是探究P、V、T這三者中任意兩者的關(guān)系。光學(xué)和熱學(xué)相比電學(xué)和力學(xué)，出題少、內(nèi)容簡(jiǎn)單、形式單一，在教授的過(guò)程中也無(wú)需著重講解。

3 高考物理實(shí)驗(yàn)題中實(shí)驗(yàn)儀器的考查

高考物理中會(huì)涉及許多實(shí)驗(yàn)儀器的使用方式以及操作規(guī)范。由于許多地區(qū)的高考題會(huì)單獨(dú)就試驗(yàn)儀器的讀數(shù)進(jìn)行出題，本文對(duì)各種儀器的涉及次數(shù)做了簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)，如表3，可以看出考查的是物理實(shí)驗(yàn)時(shí)基本儀器的讀數(shù)操作，主要考查的是螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺如何讀數(shù)。

在實(shí)驗(yàn)儀器的考查上，讀取數(shù)據(jù)是最簡(jiǎn)單的操作，而實(shí)驗(yàn)題中還涉及基本儀器的操作使用。例如，伏安法測(cè)電阻是采用內(nèi)接還是外接、電壓表以及電流表量程的選擇、電路中如何判斷故障發(fā)生在何處。命題者如此命題是想通過(guò)筆試的形式來(lái)判斷學(xué)生是否親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中是否提高了自己的科學(xué)探究能力和實(shí)驗(yàn)探究能力。這種命題來(lái)源于教科書但又高于教科書，學(xué)生必須將教科書的內(nèi)容與實(shí)際操作相結(jié)合才能對(duì)此題做出更切合實(shí)際的解答。

4 對(duì)高考物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的啟示

4.1 要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力

物理實(shí)驗(yàn)不僅能夠鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)拓寬對(duì)物理學(xué)的認(rèn)識(shí)，還能夠培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力。這些能力不僅在學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)有用，還會(huì)體現(xiàn)在學(xué)生的日常生活、待人接物，會(huì)影響學(xué)生的一生。新課改要求教師要更注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)提高學(xué)生的能力是最有效的方法。因此如何提高學(xué)生的能力成為問(wèn)題的關(guān)鍵。

4.1.1 增加物理實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間

新課標(biāo)之前學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的理解比較多的是停留在理論認(rèn)識(shí)上，很少進(jìn)行實(shí)際的操作，是在“背”實(shí)驗(yàn)。這就使得學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)很膚淺，頭腦中對(duì)整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)很難建立一個(gè)完整的體系，往往是知其然而不知其所以然。要想改變這種普遍的現(xiàn)象，就必須要貫徹落實(shí)新課改的要求，加大物理實(shí)驗(yàn)操作的力度，讓學(xué)生有更多的時(shí)間和精力去親自操作物理實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中鍛煉遇見難題充分利用一切資源自己解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力在不斷的探索中日益提高。

4.1.2 教師要充分利用一切物理實(shí)驗(yàn)的資源

物理教學(xué)資源是多種多樣的，可以說(shuō)生活環(huán)境中具有物理屬性的物理資源都可以在人為的干預(yù)下成為物理教學(xué)資源。并且各個(gè)地區(qū)、各個(gè)學(xué)校甚至是不同教師開發(fā)的物理資源都是各具特色的。教師首先要充分利用現(xiàn)有的教學(xué)資源，例如實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)儀器。實(shí)驗(yàn)室不是展覽室，不是學(xué)生駐足觀看的場(chǎng)所。實(shí)驗(yàn)室要面向全體學(xué)生開放，讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)做實(shí)驗(yàn)。其次，教師還要充分利用媒體教學(xué)資源和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，或是將身邊廢棄的物品利用起來(lái)做實(shí)驗(yàn)，教師還可以教導(dǎo)學(xué)生利用自己身體的部分來(lái)做實(shí)驗(yàn)，例如用手來(lái)做摩擦力的實(shí)驗(yàn)，總之就是讓周圍環(huán)境中的一切資源都可以得到有效的利用。

4.1.3 學(xué)校、家庭、社會(huì)多方協(xié)作

教師要引導(dǎo)學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)，但千萬(wàn)不要讓學(xué)生認(rèn)為操作實(shí)驗(yàn)只是為了完成任務(wù)，課堂上完成之后就萬(wàn)事大吉。要培養(yǎng)學(xué)生在生活和社會(huì)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題自主探索進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的意識(shí)，要完成這一任務(wù)不是教師一人就可以完成的，需要學(xué)校、家庭、社會(huì)多方的協(xié)作。不僅要對(duì)物理課程進(jìn)行改革，更深層次的是要完善現(xiàn)有的教育體制，從根本上解決學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)探究的問(wèn)題。

4.2 物理教學(xué)要聯(lián)系技術(shù)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)

物理試題著重考查考生知識(shí)、能力和科學(xué)素養(yǎng)，注重理論聯(lián)系實(shí)際，注重科學(xué)技術(shù)和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的聯(lián)系，注重物理知識(shí)在生產(chǎn)、生活等各個(gè)方面的廣泛應(yīng)用 [4 ]。因此，在物理教學(xué)特別是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要尤為關(guān)注此點(diǎn)。物理學(xué)是人類科學(xué)文化的重要組成部分，作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)它已經(jīng)滲透到社會(huì)、生活的各個(gè)領(lǐng)域 [5 ]，物理學(xué)的發(fā)展帶來(lái)了三次革命，分別是蒸汽革命、電氣革命和計(jì)算機(jī)革命，這三次革命帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)上巨大的飛躍，而引導(dǎo)這些的物理革命分別是蒸汽機(jī)的發(fā)明與改進(jìn)、電磁學(xué)的發(fā)展和相對(duì)論、量子論的發(fā)展。這些物理上劃時(shí)代的發(fā)展都離不開實(shí)驗(yàn)的作用。因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要讓學(xué)生清楚的認(rèn)識(shí)到這些實(shí)驗(yàn)的作用，這些實(shí)驗(yàn)不是課堂上的理論學(xué)習(xí)，他們和社會(huì)、生活也有很大的聯(lián)系，并且促進(jìn)著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，只有這樣學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)才能得到真正的提高。

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