2016年江蘇高考物理實(shí)驗(yàn)試題分析與思考

摘 要：高考實(shí)驗(yàn)試題重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)基本實(shí)驗(yàn)儀器使用、實(shí)驗(yàn)原理理解及遷移、實(shí)驗(yàn)操作、誤差分析等實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?如何落實(shí)好高考對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)核心素養(yǎng)的考查是教師關(guān)注的問題.

關(guān)鍵詞：高考；物理實(shí)驗(yàn)；核心素養(yǎng)

作者簡(jiǎn)介：紀(jì)文杰，男，中學(xué)物理高級(jí)教師，1991年參加工作，研究方向中學(xué)物理教學(xué).

1 2016年江蘇高考物理實(shí)驗(yàn)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(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度t的變化關(guān)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(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，控溫箱用以調(diào)節(jié)金屬電阻的溫值.

請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，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(guān)系為R=.

例2 （2016江蘇物理高考第11題）某同學(xué)用如圖3所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺(tái)上，鋼球靜止于A點(diǎn)，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(jīng)過光電門的擋光時(shí)間t由計(jì)時(shí)器測(cè)出，取v=dt作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度.記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢(shì)能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒.

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

（4）請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議.

1.2 試題分析

2016年江蘇高考物理實(shí)驗(yàn)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(xué)實(shí)驗(yàn)題比較傳統(tǒng)，探究金屬電阻隨溫度的變化關(guān)系.重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范以及運(yùn)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力.力學(xué)實(shí)驗(yàn)采用創(chuàng)新方式，運(yùn)用單擺模型與光電門組合裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.重點(diǎn)考查了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、基本儀器的讀數(shù)、誤差分析以及從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力.

1.3 試題考查的落腳點(diǎn)

1.3.1 重視對(duì)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的考查

設(shè)置實(shí)驗(yàn)試題考查的目的就是希望把“做過實(shí)驗(yàn)的考生”和“沒有做過實(shí)驗(yàn)的考生”區(qū)分開來，另外課本中的實(shí)驗(yàn)學(xué)生如果不親身體驗(yàn)，很難達(dá)到對(duì)實(shí)驗(yàn)的真正理解.所以，對(duì)高中階段要求掌握的基本儀器學(xué)生不僅要了解其構(gòu)造和功用，還要會(huì)規(guī)范操作與讀數(shù).對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解?shí)驗(yàn)原理和方法，正確使用儀器進(jìn)行觀察和測(cè)量，會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件和排除實(shí)驗(yàn)故障，會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出正確結(jié)論的能力，會(huì)進(jìn)行誤差分析，能獨(dú)立地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告等.這樣做既可以達(dá)到熟悉實(shí)驗(yàn)的目的，還可以使學(xué)生養(yǎng)成周密思考習(xí)慣.以此激活學(xué)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(shí)驗(yàn)原理的理解及遷移

為了給考生創(chuàng)造公平競(jìng)爭(zhēng)機(jī)會(huì)和有利于高校選拔人才，實(shí)驗(yàn)試題命制凝聚了命題專家的智慧與心血.近年來的實(shí)驗(yàn)試題源于課本而又高于課本.實(shí)驗(yàn)素材不一定來源于教材，但所用到的實(shí)驗(yàn)原理與方法一定來自于教材.因此，在平時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，除要求學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)原理與方法外，教師還應(yīng)注重變式教學(xué)，通過設(shè)置具有一定的開放性問題，提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解和遷移能力.

1.3.3 重視對(duì)實(shí)驗(yàn)條件創(chuàng)新

改變實(shí)驗(yàn)探究條件.可以從實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)裝置圖入手.通過改變實(shí)驗(yàn)探究的思路、實(shí)驗(yàn)考查方法和實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論來提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能.比如，在高中階段物理實(shí)驗(yàn)中同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置圖可以完成不同的實(shí)驗(yàn)，完成多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)探究任務(wù).學(xué)生只有通過歸類反思，才能明白實(shí)驗(yàn)操作、注意事項(xiàng)及優(yōu)缺點(diǎn)等，提升實(shí)驗(yàn)技能.

1.3.4 重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)誤差分析能力的培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)總會(huì)有誤差，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要教育學(xué)生認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并要做到尊重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力.在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)：只要是誤差分析，學(xué)生不管三七二十一，總是持“在誤差允許的范圍內(nèi)成立”這樣的觀點(diǎn)，不利于學(xué)生實(shí)事求是科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成.因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)超出預(yù)期，教師要引導(dǎo)學(xué)生分析原因是什么？如何改進(jìn)等？并由此出發(fā)進(jìn)行誤差分析，提出可操作性與建設(shè)性的建議，有助于學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的提升.

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

隨著時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)意義上的只為學(xué)習(xí)知識(shí)和技能的教育已經(jīng)不符合時(shí)代的要求.學(xué)生應(yīng)該具備哪些知識(shí)與能力或者說“素養(yǎng)”才能適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展呢？新修訂的《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出“物理核心素養(yǎng)”及其相關(guān)的要求，這里所說的“物理核心素養(yǎng)”，是學(xué)生在接受物理教育過程中逐漸形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵成分：物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等要素.由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理學(xué)中占有極其重要的地位，物理學(xué)的育人功能更多地是通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程來體現(xiàn)的.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、合作交流能力及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感.因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)核心素養(yǎng)的培養(yǎng).

2.1 讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于種種原因，還存在以“講實(shí)驗(yàn)”代替“做實(shí)驗(yàn)”、用“書面訓(xùn)練”代替“實(shí)驗(yàn)操作”的現(xiàn)象.這種做法對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)意識(shí)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?shí)驗(yàn)素養(yǎng)是百害而無一利的.因此，各中學(xué)應(yīng)備足備齊做基本實(shí)驗(yàn)的所有儀器，開放實(shí)驗(yàn)室，保證學(xué)生能夠有充足的時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，在動(dòng)手操作中掌握基本儀器的用途、結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理，掌握安全操作方法和讀數(shù)；在動(dòng)手操作中提高實(shí)驗(yàn)技能；在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與處理中學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.同時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)高中物理必做的實(shí)驗(yàn)，可以嘗試用同一套實(shí)驗(yàn)器材完成不同的實(shí)驗(yàn)；也可以嘗試對(duì)同一實(shí)驗(yàn)，選擇不同實(shí)驗(yàn)器材來完成，提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力.

2.2 成立物理社團(tuán)

教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)：有的學(xué)生對(duì)物理趣味小實(shí)驗(yàn)非常感興趣，不僅能上網(wǎng)查閱資料，而且還能自己動(dòng)手做演示實(shí)驗(yàn)；有的學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)意能力強(qiáng)，能設(shè)計(jì)出許多意想不到的創(chuàng)意產(chǎn)品，方便人們的生活；有的學(xué)生思維活躍，求知欲望強(qiáng)烈，對(duì)問題分析能提出自己獨(dú)到的見解.教師可以將這些學(xué)生充分發(fā)動(dòng)起來，以小組合作學(xué)習(xí)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(gè)學(xué)生的潛能.提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力、協(xié)作意識(shí)、環(huán)保意識(shí)及學(xué)習(xí)物理的興趣.

2.3 改革實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)模式

目前，我國(guó)中學(xué)階段對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾榇蠖嗖捎玫氖羌埞P模式，很難反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)的真實(shí)水平.核心素養(yǎng)所強(qiáng)調(diào)的很多非顯性素質(zhì)，如價(jià)值觀，交流合作等，對(duì)這些維度測(cè)試難度大.但對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，實(shí)際操作能力的測(cè)試從技術(shù)上來說并非難以實(shí)現(xiàn).在這方面，國(guó)外一些教育發(fā)達(dá)國(guó)家做得很好，可以借鑒.它們每學(xué)期利用一定的時(shí)間，讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，像工程師那樣，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)估，培養(yǎng)合理選擇實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力.教師依據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告給每個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)評(píng)分，計(jì)入學(xué)生的學(xué)業(yè)檔案.我國(guó)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ脑u(píng)價(jià)能否考慮將實(shí)驗(yàn)操作能力測(cè)試納入學(xué)生升學(xué)考試范疇.