新高考背景下高考物理实验题的特点及备考策略

河北 付红丽 樊秀才

2021年新高考物理学科自主命题的省份达14个，呈现出多元化的发展。虽然各省实验题分值和考查内容不尽相同，但基于物理实验在培养学生的科学探究能力和科学态度、养成科学思维习惯、增强创新意识和实践能力的重要地位，各省的实验命题都很好地贯彻落实了《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》、《中国高考评价体系》的理念。本文将通过归纳研究2021年7份高考试卷实验题的特点，探讨新高考命题规律，找出有效备考策略，以飨读者。

一、2021年高考真题分析

由表可知，各省份实验题从结构来看，基本是一力一电，分值约为15分。从试题内容来看，仪器的使用、读数和选择，数据处理、误差分析是考查的重点。具体来说，有如下特点：

1.注重对基础知识、基本技能的考查，体现试题的基础性

各省份物理实验试题都突出对双基的考查，具体表现在两个方面。一是从考查内容上看，延续之前高考实验题的考查方式，仍以教材中学生必做实验为基础，以高中物理主干规律的探究、验证或某个重要物理量的测量为命题载体。7套试卷的15道试题中，有一半是新教材上学生分组实验，涉及研究平抛运动规律、探究加速度与合外力关系、机械能守恒定律、胡克定律、欧姆定律的考查。剩下一半实验题虽然创新实验目的，但依然是对物理主干知识的考查，比如河北省试卷的12题，探究机械能变化量与力做功的关系是对功能关系理解的考查；山东卷13题，研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失，是对能量守恒和抛体运动的考查；广东卷12题、山东卷14题，探究热敏电阻的阻值随温度变化的规律，还是以测电阻为主线考查半导体元件的特性。二是重视实验过程的考查，加强了对实验仪器使用、实验具体操作的考查。涉及仪器使用、读数及选择的试题有8道，尤其是浙江卷17题第2小题，以两个选择题的形式考查了利用双缝干涉测光的波长具体实验过程中的实操问题，凸显了新课程标准对实验部分的两点要求：①学生必须真实做过实验；②突出实验的探究性。

2.命题角度、试题内容不单一，体现试题的综合性

实验题尤其是分值较高的大实验题，难度一般都是中等偏上、综合性比较强。其综合性体现在两个方面，一是命题角度不单一，由表1可知一般都会涉及基本仪器的使用、实验原理、数据处理及误差分析中的几个方面。另外数据处理既有解析式法，又包括图像法；误差分析既有定性分析，又有定量计算。二是试题既强调物理知识与物理方法的融合，又凸显各板块知识间的综合。实验题往往将等效替代法、控制变量法、逐差法、化曲为直、理想化模型等物理思想和方法融合在试题中，串联多个板块知识，体现试题的综合性。如广东卷11题，将逐差法迁移到测量弹簧劲度系数的实验数据处理中，同时考查了胡克定律、力的平衡和逐差法处理实验数据。全国甲卷22题以测量动摩擦因数为实验目的，考查了逐差法求加速度以及牛顿第二定律。浙江卷19题同时考查了伏安法和等效替代法测电阻，既有仪器读数、实验原理考查，又有实验电路设计考查；既涉及数据处理，又有误差分析。

表1 2021年部分省份高考实验题分析

3.创设真实问题新情境，创新性实验增多，体现试题的创新性

新高考物理试题命制越来越注重理论联系实际，设计与生产实践、体育运动、科技前沿、社会热点等紧密联系的实际情境，考查学生灵活运用所学物理知识分析解决问题的能力，引导学生学以致用，在真实问题的解决中促进物理学科核心素养的达成。这一命题理念在2021年高考实验题中体现得淋漓尽致，包括“迁移类实验”、“设计型实验”“应用型实验”“研究性学习类实验”在内的创新实验占一半，如湖南卷12题，以学生测量电池电动势和内阻的研究性学习缺少刻度尺无法测长度为背景，要求学生利用圆形时钟表盘测量电阻丝长度，并设计测量电阻丝单位长度电阻的实验方案，对学生科学思维、科学探究能力有很高要求。山东卷13题以“已于我们实际生活紧密联系的手机应用”为背景探究碰撞中能量损失，创新信息呈现形式(以图像和表格呈现的信息)，对于学生在众多信息中获取有效信息的能力及计算能力有很高要求。

二、新高考背景下实验题备考策略

2021年高考实验题特点可以简单概括为“守正出新”，对物理必备知识的理解以及学生基本实验技能的考查是实验题不变的主旋律，实验目的、实验装置、实验情境的创新是实验题永恒的追求，因此我们在实验备考中，要把握两条策略。

1.认真研究新课程标准、新教材和新高考真题，提炼实验必备知识，夯实学生双基

《普通高中物理课程标准(2017版2020年修订)》中指出，高中物理课程内容提及的实验有60个，其中学生必做实验21个，包括力学、电磁学、振动和波、光、热所有物理模块知识，涉及刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、光电门、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、秒表等基本仪器的使用与读数，我们要最大限度安排学生实验，使学生有更多动手做实验的机会，更多经历实验演示的机会，更好地掌握基本仪器的操作和读数，提升学生的基本技能。同时，我们要引导学生在实验中理解物理主干知识，如力与运动关系、功能关系、冲量与动量变化关系，闭合电路欧姆定律；进一步明确核心物理量的测量方法，如速度、加速度、电阻、单摆周期、光的波长、折射率、压强的测量；领悟诸如等效替代、理想化模型、控制变量、累加、转换等物理思想和方法在实验方案设计中的应用；掌握利用解析式法和图像法处理实验数据的方法和技巧，使学生全面深刻的理解教材中实验的基本原理，深入理解与掌握物理实验的具体流程，夯实基础知识和基本技能。

2.拓宽教学资源，加强理论与实际联系，提升学生科学探究和创新能力

2021年高考试题依据课程标准，贴近中学物理教学实际，创设典型的问题情境，考查学生对基本物理概念、物理规律全面深刻地理解和掌握，引导教学回归教材。因此，我们在实验备考中，一要充分挖掘教材资源。在做好学生必做实验基础上，可以在课堂中针对学生的薄弱知识点通过增加演示实验、拓展实验呈现概念和规律的形成过程，促进学生物理观念的深化；也可以引导学生在课后利用身边器材完成课本上的各类实验，提高动手能力的同时，逐步加强发现问题和解决问题的能力。二要精心选编试题进行专题训练。我们要从模拟题中选编体现物理知识与生产生活实际、体育运动、前沿科技、社会热点紧密联系，有效考查物理规律和学生实验能力的情境式试题组成专题对学生进行训练，引导学生学以致用，进一步熟练基本仪器的使用和读数，提升从图表和图像等众多信息中检索有效信息的能力，提高通过类比、联想、等效等思想方法建立与新情境对应物理模型的科学思维，从而提升物理学科素养。