高考实验的“变”与“不变”

董友军 王磊 朱建平

摘 要：本文从“变”与“不变”的视角，分析2019年全国Ⅰ卷、Ⅱ卷、Ⅲ卷实验题.变的是外形，包括实验器材变化、数据呈现变化、填空方式变化、实验来源变化等;不变的是实质，包括原理应用不变、创新思维不变、精确意识不变、命题导向不变等.

关键词：创新思维;核心素养;物理实验题

文章编号：1008-4134（2019）17-0056中图分类号：G633.7文献标识码：B

2019年物理考试大纲实验能力要求，可以概括为两个层次：其一为“能说层”，即能说明考纲所列实验的目的、原理、方法、条件、器材、现象、数据、结论等;其二为“会用层”，即会使用考纲所列实验的原理、方法、器材去设计实验.虽然高考实验年年相异，但能力要求年年相同，笔者从“变”与“不变”的视角，分析2019年全国高考物理Ⅰ卷、Ⅱ卷、Ⅲ卷实验题，受到很大的启发.

1 高考实验题概述

全国高考理综试卷总计38题，物理实验题为第22题、第23题，位于整个理综试卷的中间位置.若按照试题顺序作答，此时学生考试已经进行了约40分钟，思维正处于理综考试的最佳阶段，对完成实验题十分有利.第22题为力学实验，分值为5分，字数较少，Ⅰ卷和Ⅲ卷没有实验装置图，2～3个填空，每空难度一般不大;第23题为电学实验，分值为10分，字数较多，Ⅰ卷、Ⅱ卷、Ⅲ卷都有实验装置图，4～6个填空，每空难度逐渐加大.具体情况见表1、表2.

目的研究物块沿倾斜长木板加速下滑的运动测铁块与木板间动摩擦因数测重力加速度

原理vt2=xt

Δx=x2-x1=at2f=uN、F=maΔx=x2-x1=at2Δx=x2-x1=at2

器材已知（打点计时器、刻度尺）已知（米尺、电磁打点计时器）部分已知（数码相机）

步骤无已知部分已知

数据部分已知部分已知部分已知

填空1.最先打出的点2.C点的速度（有效数字）3.物块加速度（有效数字）1.动摩擦因数表达式2.动摩擦因数数值（保留小数）1.必须使用器材（4选1）2.简述使用方法3.重力加速度（有效数字）

描述字母、数值字母文字、数值

类型考纲实验拓展实验课本实验

来源实验一：研究匀变速直线运动实验一：研究匀变速直线运动必修1第二章第6节做一做：用数码相机研究自由落体运动

2 高考实验题的“变”

所谓“变”，就是高考实验与考纲实验相比，其外形变了，主要包括实验器材变化、数据呈现变化、填空方式变化、实验来源变化等.

2.1 实验器材变化

对于同一个物理量，可以用不同的实验器材测量.高考实验的实验器材有传统器材也有先进器材，有熟悉器材也有陌生器材，若为陌生器材，题目必有介绍其使用方法.如力学实验中测量加速度，Ⅰ卷、Ⅱ卷用比较传统的器材——打点计时器和纸带测量，Ⅲ卷用比较先进的器材——数码相机和米尺测量，由于数码相机是陌生器材，因此题目中有交代数码相机的相关原理为“已知相机每隔0.1s拍1幅照片”;电学实验中限流器材：Ⅰ卷用电阻箱，Ⅱ卷、Ⅲ卷用滑动变阻器.

2.2 数据呈现变化

高考实验数据，有的直接呈现、有的则间接呈现.如力学实验，对于纸带两个计数点间的长度数据，Ⅰ卷需要根据米尺刻度读出两个计数点之间的长度，Ⅱ卷是给出每一个计数点与第1个计数点的长度，再相减才得到两个计数点之间的长度，Ⅲ卷直接给出了两个计数点之间的长度.

2.3 填空方式变化

高考实验设置的填空，变化多样，有连线、有选择、有字母、有数值、有文字，且数值有要求保留有效数字、有要求保留几位小数.这里需要特别提醒：连线没有连上接线柱的为0分;字母大小写出错误的为0分;文字有错别字的为0分;数值没有单位的为0分;未遵守有效数字或几位小数要求的为0分.

2.4 实验来源变化

笔者根据实验来源把高考实验分为三类：一是考纲实验，即高考实验的考查目的与考试大纲列出的实验基本相同;二是课本实验，即高考实验的考察目的与物理课本出现的实验基本相同;三是拓展实验，即高考实验是从考试大纲列出的实验或物理课本出现的实验拓展而来.如Ⅰ卷力学实验属于考纲实验，与考试大纲所列实验一基本相同;Ⅲ卷力学实验就是属于课本實验，与必修1第二章第6节“做一做”的用数码相机研究自由落体运动完全相同;Ⅱ卷电学实验属于拓展实验，是由考试大纲所列实验九——描绘小电珠的伏安特性曲线拓展而来.全国卷总计6个实验，其中考纲实验1个，拓展实验2个（根据考纲实验拓展而来），课本实验3个.

3 高考实验的“不变”

所谓“不变”，就是高考实验与考纲实验相比，其实质不变，主要包括原理应用不变、创新思维不变、精确意识不变、命题导向不变等.

3.1 原理应用不变

高考实验的设计，最初都是从原理开始，虽然实验目的、器材、数据各异，但原理不变.如全国高考物理力学实验，其实验目的、实验器材、数据呈现都不同，但实验原理都要用到Δx=x2-x1=at2;全国高考物理电学实验题，虽然电路图完全不同，但实验原理都要用到E=U+Ir.学生抓住了实验原理，就抓住了实验灵魂，无论怎么考查，只要从原理上去思考，就找到了解题的方向，便可以正确完成实验填空.

3.2 创新思维不变

物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任，其中科学思维是指基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判，进行检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品质，就是指创新思维.创新是实验的生命力，也是实验的闪光点.高考实验，都是以考纲实验和课本实验为基础，在这个基础上进行创新，从而引导高中物理实验教学：既要重视考纲实验和课本实验，也要对考纲实验和课本实验进行拓展，设计新的实验，培养学生迁移能力和创新思维.认真分析全国高考6个物理实验题，无论是力学实验，还是电学实验，都始终坚持培养学生创新思维.如Ⅲ卷力学实验——用数码相机测量自由落体运动加速度，就考查了学生创新思维; Ⅰ卷电学实验题——微安表改装为电流表，虽然是课本实验，但设置的问题，与课本存在很大不同，也充分体现了考查学生创新思维.

3.3 精确意识不变

物理实验，精确意识非常重要，所谓精确，就是指实验误差很小.这里有必要准确区分一下，准确就是指完全符合标准，没有实验误差.对于真实的物理实验，难以做到准确，只能力求精确.全国高考物理3套试卷，物理实验题要求保留有效数字，这就是培养学生的精确意识;还有涉及到器材读数，如Ⅰ卷有刻度尺读数、微安表读数，在器材最小分度后，还需要估读，从而使实验结果更加精确，也是培养学生的精确意识.记得曾有物理老师问笔者：“现在电压表和电流表都是数字表，可以直接显示数据，为何高考物理实验题还需要考学生指针电压表和指针电流表读数” ？笔者回答：“您只看到了问题表面，考查学生指针电压表和指针电流表读数，确实比较麻烦，但通过指针电压表和指针电流表的读数过程，能够有效地培养学生物理实验的精确意识”.

3.4 命题导向不变

实验是物理的核心，没有实验就没有物理.实验题命题导向始终坚持：鼓励教师带领学生做完考纲实验和课本实验，从而培养学生的实验动手能力，并让重视实验的老师所带的学生得高分，而轻视实验的老师所带的学生得低分.如Ⅰ卷、Ⅱ卷电学实验都考查实物连线就是引导教师带学生去实验室做实验，只要学生去实验室亲自动手做过，对于实物连线题肯定比没有动手做过实验的学生得分高.

4 高考实验教学建议

高考实验一般都是考纲实验或课本实验的拓展，看似超越了考纲实验或课本实验，但高考实验考查的实验方法、数据处理、误差分析、注意事项却是源自考纲实验或课本实验，超越只是形式，本质还是继承.根据以上分析，提出以下实验教学建议.

4.1 研究高考

不研究高考，就如同在浓雾中前行，容易迷失方向.研究高考，主要是研究高考政策、研究高考试卷.高考政策是高考的最高指示，高考的所有内容，其意图就是要落实高考政策，如 “一体四层四翼的高考评价体系”.高考试卷是落实高考政策的载体，高考政策有些抽象，而高考试卷比较具体，研究高考试卷，使物理教学更加具体、便于操作，如广东高中物理教师，应该重点关注全国高考物理卷，可以纵向比较最近五年全国Ⅰ卷，也可以横向比较某一年的全国Ⅰ卷、全国Ⅱ卷、全国Ⅲ卷，找出其内在规律，提高教学效率.

4.2 原理清晰

原理是物理实验的核心，是创新实验的出发点，也是解决问题的归宿点.问题的来源是从原理中来，解决问题的方法要回到原理中去.所以教师在实验教学过程中，要以原理为中心，由原理去选取器材、组合装置、确定步骤、处理数据、分析误差等.如测量加速度，就始终围绕原理Δx=x2-x1=at2去分析问题和解决问题.

4.3 方法多变

方法是指人们为了认识世界和改造世界等目的而采用的、并可以将它应用于其它类似情境中的某一类手段或途径的统称.爱图斯坦说：“走出校门后，把学校里学的知识全部忘记，剩下的东西就是教育”，这里“剩下的东西”，应该指的就是科学方法.物理实验对于某个物理量的测量，可以设计不同的方法，通过不同方法的设计，提升学生对物理方法应用的灵活性.如要测量某导体的电阻，可以用多用电表的欧姆挡测量、可以用电压表和电流表测量，也可以用电阻箱与电压表或电流表测量等方法.

4.4 器材多种

测量某个物理量，可用的实验器材很多，既用常规器材测量，也用高端器材测量，让学生掌握不同器材的使用方法.如测量时间，可以用秒表、电磁打点计时器、电火花计时器、光电门等;测量长度，可以用米尺、游标卡尺、螺旋测微器等.在测量过程中，了解测量工具的原理，并掌握其测量方法、读数规则等.

4.5 实验勤做

提升实验教学效率，最有效的措施就是让学生多做实验.在做中学，在学中做，古人说“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，说的就是这个道理.老师要带学生去实验室完成学生分组实验，经历实验的完整过程;把常用实验器材放在教室，让学生经常去观察器材、操作器材;自制实验教具，把课本上的理论用实验演示和验证.

4.6 表述準确

高考实验填空，有字母填空和文字填空，这就要求学生书写要字迹工整，表述准确.如L不能写成l，M不能写成m等;弹簧秤竖直悬挂，“直”不能写得太潦草;打点计时器两个限位孔在“同一竖直线”上，而不能写在“同一直线”上或“同一竖直面”上;“欧姆挡”不能写成“欧姆档”;“接通开关”不能写成“打开开关”;“断开开关”不能写成“关闭开关”等等.

“不识高考真面目，只缘身在试题中”，物理实验题，看似杂乱无章，实则乱中有序，掌握高考物理实验题的“变”与“不变”，有利于提升实验教学效率.

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]姜钢. 探索构建高考评价体系，全方位推进高考内容改革[N].中国教育报，2016-10-11.