透析高考实验谈高中实验教学

朱健

摘 要：2014年江苏省高考物理试卷增加了实验考核的分值，选择题考查了一道关于平抛运动的实验选择题（第6题），第10题实验题是源于课本中的测导体的电阻率，第11题是验证力的平行四边形定则，选修3-4选择题第1题考查了双缝干涉实验应用，选修3-4选择题第2题考查了探究单摆周期与摆长关系的实验。今年高考实验注重了对基本实验技能、基本实验仪器使用和实验方法的考查，既考查了螺旋测微器的读数、弹簧秤的使用，又对螺旋测微器的操作部件进行考查，能较好的区分出做与不做实验的差别。实验中还增设了让学生提出改进实验意见的开放性问题，考查了学生对实验方案设计、优化和反思的能力。

关键词：2014年；江苏；高考；物理试题；实验；开放性问题

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）12（S）-0057-3

2 探寻规律，引领教学

通过对近三年的江苏高考实验题的分析，发现科学探究及物理实验能力的具体要求被细化为七个方面，分别是：①提出问题；②猜想与假设；③制定计划与设计实验；④进行实验与收集证据；⑤分析与论证；⑥评估；⑦交流与合作。而在所考查的实验题中，设计性的实验又是难点，是学生得分的弱点。设计性实验的核心是设计和选择实验方案，其求解思路一般可按如下顺序进行：①明确设计实验的目的，把握住设计实验的方向，广泛联系，初步设计并提出各种可能的方案。②选择方案。按照简便性、可行性、准确性的原则综合考虑，从中选择最佳方案。③根据方案恰当选择器材，并拟定合理的实验步骤。④正确处理实验数据，并进行误差分析。在具体进行教学过程中还应重视如下三点：

2.1 重视实验数据的处理

根据公式运用图像处理实验数据解决问题在2012、2013两年都考查了，笔者认为在教学过程中应注意以下几点：

①坐标轴标度选择要合理，图线充满整个坐标纸，图线的延长线要能交到坐标轴上有刻度区域，坐标轴要标单位。

②连点成图时，如点几乎在一条直线上时画直线，明显出现弯曲趋势用平滑曲线连线。

③直线要尽可能通过所有点，确实不能通过的点，要让这些点均匀分布在直线两侧。个别偏差太大的点要舍掉，一批点开始出现偏离，而且有弯曲趋势时注意可能要画曲线了。

④图线是直线要利用数形结合的思想进行求解，即曲线时关注弯曲变化趋势，关注切线、割线斜率的物理意义，从相关点找出对应的物理量，不过有时也会通过线与线交点求解。

2.2 重视实验习惯、实验素养

实验习惯、实验素养只能通过做实验才能培养并形成，而近三年江苏高考一直在考。笔者认为在教学过程中应从以下几个方面进行：

①从实验安全性角度进行教学，在实验开始要注意什么？实验中要注意什么？实验结束要注意什么（风险较大的）？如果是试探性实验则只能短时接触等。

②从实验习惯进行教学，如，不能用手拿砝码、手接触光学面、手握金属杆等。

③从实验仪器的正确使用角度进行教学，如，游标卡尺、螺旋测微器、多用电表、弹簧秤等。

2.3 重视误差分析

误差分析一直是江苏高考的热点和难点，这几年反复考查，笔者认为在复习可从下面几个角度加以理解：

①从根本上认识到所有实验的测量结果需要减少相对误差，提高实验精度，因此，所有的选择以此为准。

②找出误差源，分析是系统误差还是偶然误差。如果是原理、仪器引起的误差则是系统误差，可以从事先研究系统误差的性质和大小，以修正量的方式，从测量结果中予以修正；也可以根据系统误差的性质，在测量时选择适当的测量方法，使系统误差相互抵消而不带入测量结果；如果是人为因素引起的误差则是偶然误差，减少偶然误差方法如多次测量取平均值、图像法、平抛实验落地点采用取圆找圆心确定法等。

③分析实验是如何获取测量值的。

④从理论分析实验真实值。

⑤绝对误差是既指明误差的大小，又指明其正负方向，以同一单位量纲反映测量结果偏离真值大小的值，它确切地表示了偏离真值的实际大小；相对误差指的是测量所造成的绝对误差与被测量真值之比。如果测量值大于真实值叫误差偏大；反之如果测量值小于真实值叫误差偏小。江苏高考近几年只考绝对误差分析，而未考相对误差。

3 转变理念，改进方法

3.1 反思实验教学理念，变“动口”为“动手”

下图1是对我校高一到高三物理教师进行“讲”实验与“做”实验两种教学方式对成绩有无差别的调查情况，其中高一有效问卷10份，高二有效问卷11份，高三有效问卷13份。

从上图1中可以看到，我校高三教师比高二教师重视做实验，高二教师比高一教师重视做实验。原因是多方面的，其中最关键的是高一、高二平时考查的实验题质量不高，教师通过简单的讲实验就可以考得很好，而学校对教师的评价又比较短视（仅以成绩为唯一评价指标）造成的。然而从近三年高考实验中，已经让我们的高三教师感受到物理实验改革的方向，它已经真正将做过实验的学生和没有做过实验的学生区分开来，让“黑板上种田”“纸上谈兵”式的实验教学失去优势，尝到教训。

3.2 反思实验教学方法，变“演示”为“探究”

对我校高一到高三各两个班级学生进行“讲”实验与“做”实验两种教学方式对成绩有无差别的调查情况如下图2，其中高一（2）有效问卷54份，高一（12）有效问卷52份，高二（20）有效问卷56份，高二（16）有效问卷58份，高三（6）有效问卷57份，高三（7）有效问卷55份。

从上图2中发现，高一学生比高二学生更喜欢做实验，高二学生比高三学生更喜欢做实验。原因也是多方面的，但可以肯定的是高一学生对做实验热情最高，也是实验教学效果最好的时段，这就要求我们高一、高二的教师保证学生能够有充足的时间走进实验室做实验，要让学生亲自动手做实验，不只是课上听实验，也不是只站在旁边看实验。教师也需要把演示实验改为探究性实验，让学生自选课题、设计实验、改进或创新实验，并对实验进行探究，培养学生的创新意识和创新精神，训练学生用实验解决物理问题，真正弄清每一个实验的目的、原理和方法、步骤、误差控制，使学生的实验能力真正得到提升，并教给学生正确的表达方法，以扩展学生的思维空间及实验能力的应用范围。学生的实验探究应该把重点放在以下四个方面：①通过探究满足学生的探究欲望；②通过探究获得对一些问题的理解；③通过探究培养科学思维能力，锻炼问题解决能力、合作与交流能力，培养科学的价值观和科学态度与精神，获得解决问题的科学方法；④逐步获得对科学探究本身及科学本质的理解（科学探究是人类与宇宙之间的对话，科学是人类对宇宙的解读），并按照物理探究实验问题解决的心理机制（问题表征，问题分析，设计实验方案，实施实验方案，检验、反思与改进），切实提高学生的探究能力。

3.3 反思实验教学问题，变“封闭”为“开放”

在高考实验题型倡导开放性的今天，我们不得不思考将平时的封闭题转变为开放题，切实培养学生解决实验问题的能力。所谓开放性试题，是能为学生提供广阔的思维空间，可从多角度、多侧面、多层次、多渠道展开思维的一类问题。笔者认为在教学过程中，可以在课外活动时间统一开放实验室，允许学生从实验室借出简单仪器（严格履行管理手续）进行独立实验探究，使学生有足够的实验时间。学生在主动性和创造性的实验过程中，进行了独立思考，他们可能提出各种各样的问题。教师将这些问题收集起来，并与平时自己实验过程中发现的问题合并，设计出贴近学生实验经验的开放性试题，从而培养他们解决开放性问题的综合能力。

参考文献：

[1]2014年江苏省普通高中学业水平测试（选修科目）说明[M].南京：江苏教育出版社，2014.

[2]封小超，王力邦.物理课程与教学论[M].北京：科学出版社，2013.

[3]林崇德.发展心理学[M].北京：人民教育出版社，2009.

[4]李华骝.实验在高考物理复习中的应用[J].物理教学探讨，2014，（1）：59.

（栏目编辑 王柏庐）

摘 要：2014年江苏省高考物理试卷增加了实验考核的分值，选择题考查了一道关于平抛运动的实验选择题（第6题），第10题实验题是源于课本中的测导体的电阻率，第11题是验证力的平行四边形定则，选修3-4选择题第1题考查了双缝干涉实验应用，选修3-4选择题第2题考查了探究单摆周期与摆长关系的实验。今年高考实验注重了对基本实验技能、基本实验仪器使用和实验方法的考查，既考查了螺旋测微器的读数、弹簧秤的使用，又对螺旋测微器的操作部件进行考查，能较好的区分出做与不做实验的差别。实验中还增设了让学生提出改进实验意见的开放性问题，考查了学生对实验方案设计、优化和反思的能力。

关键词：2014年；江苏；高考；物理试题；实验；开放性问题

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）12（S）-0057-3

2 探寻规律，引领教学

通过对近三年的江苏高考实验题的分析，发现科学探究及物理实验能力的具体要求被细化为七个方面，分别是：①提出问题；②猜想与假设；③制定计划与设计实验；④进行实验与收集证据；⑤分析与论证；⑥评估；⑦交流与合作。而在所考查的实验题中，设计性的实验又是难点，是学生得分的弱点。设计性实验的核心是设计和选择实验方案，其求解思路一般可按如下顺序进行：①明确设计实验的目的，把握住设计实验的方向，广泛联系，初步设计并提出各种可能的方案。②选择方案。按照简便性、可行性、准确性的原则综合考虑，从中选择最佳方案。③根据方案恰当选择器材，并拟定合理的实验步骤。④正确处理实验数据，并进行误差分析。在具体进行教学过程中还应重视如下三点：

2.1 重视实验数据的处理

根据公式运用图像处理实验数据解决问题在2012、2013两年都考查了，笔者认为在教学过程中应注意以下几点：

①坐标轴标度选择要合理，图线充满整个坐标纸，图线的延长线要能交到坐标轴上有刻度区域，坐标轴要标单位。

②连点成图时，如点几乎在一条直线上时画直线，明显出现弯曲趋势用平滑曲线连线。

③直线要尽可能通过所有点，确实不能通过的点，要让这些点均匀分布在直线两侧。个别偏差太大的点要舍掉，一批点开始出现偏离，而且有弯曲趋势时注意可能要画曲线了。

④图线是直线要利用数形结合的思想进行求解，即曲线时关注弯曲变化趋势，关注切线、割线斜率的物理意义，从相关点找出对应的物理量，不过有时也会通过线与线交点求解。

2.2 重视实验习惯、实验素养

实验习惯、实验素养只能通过做实验才能培养并形成，而近三年江苏高考一直在考。笔者认为在教学过程中应从以下几个方面进行：

①从实验安全性角度进行教学，在实验开始要注意什么？实验中要注意什么？实验结束要注意什么（风险较大的）？如果是试探性实验则只能短时接触等。

②从实验习惯进行教学，如，不能用手拿砝码、手接触光学面、手握金属杆等。

③从实验仪器的正确使用角度进行教学，如，游标卡尺、螺旋测微器、多用电表、弹簧秤等。

2.3 重视误差分析

误差分析一直是江苏高考的热点和难点，这几年反复考查，笔者认为在复习可从下面几个角度加以理解：

①从根本上认识到所有实验的测量结果需要减少相对误差，提高实验精度，因此，所有的选择以此为准。

②找出误差源，分析是系统误差还是偶然误差。如果是原理、仪器引起的误差则是系统误差，可以从事先研究系统误差的性质和大小，以修正量的方式，从测量结果中予以修正；也可以根据系统误差的性质，在测量时选择适当的测量方法，使系统误差相互抵消而不带入测量结果；如果是人为因素引起的误差则是偶然误差，减少偶然误差方法如多次测量取平均值、图像法、平抛实验落地点采用取圆找圆心确定法等。

③分析实验是如何获取测量值的。

④从理论分析实验真实值。

⑤绝对误差是既指明误差的大小，又指明其正负方向，以同一单位量纲反映测量结果偏离真值大小的值，它确切地表示了偏离真值的实际大小；相对误差指的是测量所造成的绝对误差与被测量真值之比。如果测量值大于真实值叫误差偏大；反之如果测量值小于真实值叫误差偏小。江苏高考近几年只考绝对误差分析，而未考相对误差。

3 转变理念，改进方法

3.1 反思实验教学理念，变“动口”为“动手”

下图1是对我校高一到高三物理教师进行“讲”实验与“做”实验两种教学方式对成绩有无差别的调查情况，其中高一有效问卷10份，高二有效问卷11份，高三有效问卷13份。

从上图1中可以看到，我校高三教师比高二教师重视做实验，高二教师比高一教师重视做实验。原因是多方面的，其中最关键的是高一、高二平时考查的实验题质量不高，教师通过简单的讲实验就可以考得很好，而学校对教师的评价又比较短视（仅以成绩为唯一评价指标）造成的。然而从近三年高考实验中，已经让我们的高三教师感受到物理实验改革的方向，它已经真正将做过实验的学生和没有做过实验的学生区分开来，让“黑板上种田”“纸上谈兵”式的实验教学失去优势，尝到教训。

3.2 反思实验教学方法，变“演示”为“探究”

对我校高一到高三各两个班级学生进行“讲”实验与“做”实验两种教学方式对成绩有无差别的调查情况如下图2，其中高一（2）有效问卷54份，高一（12）有效问卷52份，高二（20）有效问卷56份，高二（16）有效问卷58份，高三（6）有效问卷57份，高三（7）有效问卷55份。

从上图2中发现，高一学生比高二学生更喜欢做实验，高二学生比高三学生更喜欢做实验。原因也是多方面的，但可以肯定的是高一学生对做实验热情最高，也是实验教学效果最好的时段，这就要求我们高一、高二的教师保证学生能够有充足的时间走进实验室做实验，要让学生亲自动手做实验，不只是课上听实验，也不是只站在旁边看实验。教师也需要把演示实验改为探究性实验，让学生自选课题、设计实验、改进或创新实验，并对实验进行探究，培养学生的创新意识和创新精神，训练学生用实验解决物理问题，真正弄清每一个实验的目的、原理和方法、步骤、误差控制，使学生的实验能力真正得到提升，并教给学生正确的表达方法，以扩展学生的思维空间及实验能力的应用范围。学生的实验探究应该把重点放在以下四个方面：①通过探究满足学生的探究欲望；②通过探究获得对一些问题的理解；③通过探究培养科学思维能力，锻炼问题解决能力、合作与交流能力，培养科学的价值观和科学态度与精神，获得解决问题的科学方法；④逐步获得对科学探究本身及科学本质的理解（科学探究是人类与宇宙之间的对话，科学是人类对宇宙的解读），并按照物理探究实验问题解决的心理机制（问题表征，问题分析，设计实验方案，实施实验方案，检验、反思与改进），切实提高学生的探究能力。

3.3 反思实验教学问题，变“封闭”为“开放”

在高考实验题型倡导开放性的今天，我们不得不思考将平时的封闭题转变为开放题，切实培养学生解决实验问题的能力。所谓开放性试题，是能为学生提供广阔的思维空间，可从多角度、多侧面、多层次、多渠道展开思维的一类问题。笔者认为在教学过程中，可以在课外活动时间统一开放实验室，允许学生从实验室借出简单仪器（严格履行管理手续）进行独立实验探究，使学生有足够的实验时间。学生在主动性和创造性的实验过程中，进行了独立思考，他们可能提出各种各样的问题。教师将这些问题收集起来，并与平时自己实验过程中发现的问题合并，设计出贴近学生实验经验的开放性试题，从而培养他们解决开放性问题的综合能力。

参考文献：

[1]2014年江苏省普通高中学业水平测试（选修科目）说明[M].南京：江苏教育出版社，2014.

[2]封小超，王力邦.物理课程与教学论[M].北京：科学出版社，2013.

[3]林崇德.发展心理学[M].北京：人民教育出版社，2009.

[4]李华骝.实验在高考物理复习中的应用[J].物理教学探讨，2014，（1）：59.

（栏目编辑 王柏庐）

摘 要：2014年江苏省高考物理试卷增加了实验考核的分值，选择题考查了一道关于平抛运动的实验选择题（第6题），第10题实验题是源于课本中的测导体的电阻率，第11题是验证力的平行四边形定则，选修3-4选择题第1题考查了双缝干涉实验应用，选修3-4选择题第2题考查了探究单摆周期与摆长关系的实验。今年高考实验注重了对基本实验技能、基本实验仪器使用和实验方法的考查，既考查了螺旋测微器的读数、弹簧秤的使用，又对螺旋测微器的操作部件进行考查，能较好的区分出做与不做实验的差别。实验中还增设了让学生提出改进实验意见的开放性问题，考查了学生对实验方案设计、优化和反思的能力。

关键词：2014年；江苏；高考；物理试题；实验；开放性问题

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）12（S）-0057-3

2 探寻规律，引领教学

通过对近三年的江苏高考实验题的分析，发现科学探究及物理实验能力的具体要求被细化为七个方面，分别是：①提出问题；②猜想与假设；③制定计划与设计实验；④进行实验与收集证据；⑤分析与论证；⑥评估；⑦交流与合作。而在所考查的实验题中，设计性的实验又是难点，是学生得分的弱点。设计性实验的核心是设计和选择实验方案，其求解思路一般可按如下顺序进行：①明确设计实验的目的，把握住设计实验的方向，广泛联系，初步设计并提出各种可能的方案。②选择方案。按照简便性、可行性、准确性的原则综合考虑，从中选择最佳方案。③根据方案恰当选择器材，并拟定合理的实验步骤。④正确处理实验数据，并进行误差分析。在具体进行教学过程中还应重视如下三点：

2.1 重视实验数据的处理

根据公式运用图像处理实验数据解决问题在2012、2013两年都考查了，笔者认为在教学过程中应注意以下几点：

①坐标轴标度选择要合理，图线充满整个坐标纸，图线的延长线要能交到坐标轴上有刻度区域，坐标轴要标单位。

②连点成图时，如点几乎在一条直线上时画直线，明显出现弯曲趋势用平滑曲线连线。

③直线要尽可能通过所有点，确实不能通过的点，要让这些点均匀分布在直线两侧。个别偏差太大的点要舍掉，一批点开始出现偏离，而且有弯曲趋势时注意可能要画曲线了。

④图线是直线要利用数形结合的思想进行求解，即曲线时关注弯曲变化趋势，关注切线、割线斜率的物理意义，从相关点找出对应的物理量，不过有时也会通过线与线交点求解。

2.2 重视实验习惯、实验素养

实验习惯、实验素养只能通过做实验才能培养并形成，而近三年江苏高考一直在考。笔者认为在教学过程中应从以下几个方面进行：

①从实验安全性角度进行教学，在实验开始要注意什么？实验中要注意什么？实验结束要注意什么（风险较大的）？如果是试探性实验则只能短时接触等。

②从实验习惯进行教学，如，不能用手拿砝码、手接触光学面、手握金属杆等。

③从实验仪器的正确使用角度进行教学，如，游标卡尺、螺旋测微器、多用电表、弹簧秤等。

2.3 重视误差分析

误差分析一直是江苏高考的热点和难点，这几年反复考查，笔者认为在复习可从下面几个角度加以理解：

①从根本上认识到所有实验的测量结果需要减少相对误差，提高实验精度，因此，所有的选择以此为准。

②找出误差源，分析是系统误差还是偶然误差。如果是原理、仪器引起的误差则是系统误差，可以从事先研究系统误差的性质和大小，以修正量的方式，从测量结果中予以修正；也可以根据系统误差的性质，在测量时选择适当的测量方法，使系统误差相互抵消而不带入测量结果；如果是人为因素引起的误差则是偶然误差，减少偶然误差方法如多次测量取平均值、图像法、平抛实验落地点采用取圆找圆心确定法等。

③分析实验是如何获取测量值的。

④从理论分析实验真实值。

⑤绝对误差是既指明误差的大小，又指明其正负方向，以同一单位量纲反映测量结果偏离真值大小的值，它确切地表示了偏离真值的实际大小；相对误差指的是测量所造成的绝对误差与被测量真值之比。如果测量值大于真实值叫误差偏大；反之如果测量值小于真实值叫误差偏小。江苏高考近几年只考绝对误差分析，而未考相对误差。

3 转变理念，改进方法

3.1 反思实验教学理念，变“动口”为“动手”

下图1是对我校高一到高三物理教师进行“讲”实验与“做”实验两种教学方式对成绩有无差别的调查情况，其中高一有效问卷10份，高二有效问卷11份，高三有效问卷13份。

从上图1中可以看到，我校高三教师比高二教师重视做实验，高二教师比高一教师重视做实验。原因是多方面的，其中最关键的是高一、高二平时考查的实验题质量不高，教师通过简单的讲实验就可以考得很好，而学校对教师的评价又比较短视（仅以成绩为唯一评价指标）造成的。然而从近三年高考实验中，已经让我们的高三教师感受到物理实验改革的方向，它已经真正将做过实验的学生和没有做过实验的学生区分开来，让“黑板上种田”“纸上谈兵”式的实验教学失去优势，尝到教训。

3.2 反思实验教学方法，变“演示”为“探究”

对我校高一到高三各两个班级学生进行“讲”实验与“做”实验两种教学方式对成绩有无差别的调查情况如下图2，其中高一（2）有效问卷54份，高一（12）有效问卷52份，高二（20）有效问卷56份，高二（16）有效问卷58份，高三（6）有效问卷57份，高三（7）有效问卷55份。

从上图2中发现，高一学生比高二学生更喜欢做实验，高二学生比高三学生更喜欢做实验。原因也是多方面的，但可以肯定的是高一学生对做实验热情最高，也是实验教学效果最好的时段，这就要求我们高一、高二的教师保证学生能够有充足的时间走进实验室做实验，要让学生亲自动手做实验，不只是课上听实验，也不是只站在旁边看实验。教师也需要把演示实验改为探究性实验，让学生自选课题、设计实验、改进或创新实验，并对实验进行探究，培养学生的创新意识和创新精神，训练学生用实验解决物理问题，真正弄清每一个实验的目的、原理和方法、步骤、误差控制，使学生的实验能力真正得到提升，并教给学生正确的表达方法，以扩展学生的思维空间及实验能力的应用范围。学生的实验探究应该把重点放在以下四个方面：①通过探究满足学生的探究欲望；②通过探究获得对一些问题的理解；③通过探究培养科学思维能力，锻炼问题解决能力、合作与交流能力，培养科学的价值观和科学态度与精神，获得解决问题的科学方法；④逐步获得对科学探究本身及科学本质的理解（科学探究是人类与宇宙之间的对话，科学是人类对宇宙的解读），并按照物理探究实验问题解决的心理机制（问题表征，问题分析，设计实验方案，实施实验方案，检验、反思与改进），切实提高学生的探究能力。

3.3 反思实验教学问题，变“封闭”为“开放”

在高考实验题型倡导开放性的今天，我们不得不思考将平时的封闭题转变为开放题，切实培养学生解决实验问题的能力。所谓开放性试题，是能为学生提供广阔的思维空间，可从多角度、多侧面、多层次、多渠道展开思维的一类问题。笔者认为在教学过程中，可以在课外活动时间统一开放实验室，允许学生从实验室借出简单仪器（严格履行管理手续）进行独立实验探究，使学生有足够的实验时间。学生在主动性和创造性的实验过程中，进行了独立思考，他们可能提出各种各样的问题。教师将这些问题收集起来，并与平时自己实验过程中发现的问题合并，设计出贴近学生实验经验的开放性试题，从而培养他们解决开放性问题的综合能力。

参考文献：

[1]2014年江苏省普通高中学业水平测试（选修科目）说明[M].南京：江苏教育出版社，2014.

[2]封小超，王力邦.物理课程与教学论[M].北京：科学出版社，2013.

[3]林崇德.发展心理学[M].北京：人民教育出版社，2009.

[4]李华骝.实验在高考物理复习中的应用[J].物理教学探讨，2014，（1）：59.

（栏目编辑 王柏庐）