高中物理教研论文新课标下高考物理实验考查与实验教学中的能力培

1、新课标下高考物理实验能力考查与实验教学中的能力培养广东省南雄市南雄中学 熊教霞【内容摘要】：高中物理实验知识容量大、能力要求高，学生必须具备良好的思维素质和实验能力，并投入足够的精力才能领会物理实验的要领，并最终成为群体中学业成绩的佼佼者。高考中对物理实验能力的考查正在逐年加强，虽然较长时间来，高考物理实验能力的考察，基本是以实验基础知识为主，学生基本是靠背实验即可应付考试。但近年来，高考中的实验对学生的创新意识、实践能力的考察有所加强。针对这一现状，我们高中物理教学也必须进一步加强对学生实验能力的培养，进一步提升学生的实验能力。【关键词】： 物理实验能力 高考物理 实验原理 实验步骤 实验方

2、法 【 正文 】：物理课程标准指出：现代科学不仅仅是一种知识体系，还包括科学精神、科学思维和科学方法。物理教学不应该只教给学生物理知识，更应该担负起在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等多方面的教育任务。我们的物理教学应该领会新课程标准的理念，把提高全体学生的科学素养放在教学的首位，为学生的可持续发展及应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。 历年高考十分重视物理实验能力的考查, 考查能力主要包括理解能力、推理能力、应用数学处理物理问题的能力。高考对教材上规定的实验要求做到:明确实验目的,理解实验原理,会控制实验条件,会使用规定实验中学过的实验方法,会使用规定实验中所用的仪器,会观察、分析

3、实验,会处理实验数据,并得出结论,会简单的误差分析。那么近年来，广东高考物理实验试题是如何落实新课标要求?一、 力求达到“只有动手做过实验才能得高分”的实验命题目标近几年高考为防止学生不做实验而机械的背实验，基本不照搬教材中的实验进行考查，为力求达到“只有动手做过实验才能得高分”的实验命题目标，每年高考实验试题，在考查学生对实验原理、实验过程及数据处理的时候，涉及到许多实际操作的细节，学生只有认真做过实验，获得一定的感性认识和实践经验积累，才能正确作答。同时，为促进学生在实验活动中的情感态度与价值观的提升，经常考查学生不重视现实而一再考不好的问题，比如电路的实物连线，仪表的读数规则等，又如利用

4、“插件”的组合命题，通过“插件”方式重新组合成别致新颖的实验题。首先，“插件”的独立性较强，可以随时挪用。如“插件”“游标卡尺”和“千分尺”的读数，可随时应用到有精确测量长度的实验中（如2012高考中与测电阻搭配）；“插件”“滑动变阻器”的连接方式，几乎渗透在一切电学实验中；“插件”“打点计时器”打出纸带的点，在一切与“速度”和“加速度”有关的力学实验中都会采用。其次，“插件”内容不复杂，学生容易掌握。即便是最难的插件“纸带的处理”，也只涉及到“逐差法求加速度”和“平均速度等于中间时刻的瞬时速度”两个内容。再次，插件都是基础知识，高考实验的基本原理和主要知识都是由插件组成的。如电流表的接法、滑

5、动变阻器的分压和限流接法、将复杂的函数关系变为线性关系等等这些插件都是一些基础知识，学生必须掌握。 二、重视命制考查“过程与方法”的实验题，通过图象等信息，考查学生收集、提取信息能力及制定简单的科学探究计划和实验方案的能力。【个案例1】2012深圳一模·34(1)某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持 竖直 状态(人教)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小与弹簧长度x的关系图线由此图线可得该弹簧的原长x0= 4 cm ，劲度系数k= 50 N/m 他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图(c)所示时，

6、该弹簧的长度x= 10 cm0F/Nx/cm412202468816012345N个案展示1命题思路说明：本题、考点是常规考查，检查学生对实验装置安装以及对实验原理的理解，从而学会从F-x 图象中提取信息，确定弹簧的原长与劲度系数的能力。而探究得到的实验规律立即应用到第个考点中，考查学生是否能从弹簧秤中的读数结合F-x图象确定弹簧秤内弹簧长度的思维能力，由于原有学生实验x代表伸长量，本题所用x却代表长度，思维必须转换。而实验弹簧又制成弹簧秤，活学活用，具有很好的现实意义对“过程与方法”的考查主要有以下几个方面：（1）让学生简单描述实验现象的主要特征，考查学生发现问题、提出问题的能力。（2）通过

7、图象等信息，考查学生收集、提取信息能力及会不会制定简单的科学探究计划和实验方案的能力。（3）考查学生科学探究的基本方法和书面表达能力。三、重视落实“知识与技能”的目标，基础常规，给学生展示基本能力的竞技平台，轻松享受高考的乐趣。为落实“知识与技能”的目标，题干强调考生答题中要先读清实验的内容，比如2012年电学实验考两把长度测量仪的使用及电阻的测量，力学实验考探究弹簧的弹力与其伸长量的关系，实现知识与笔试的对接。为体现考纲的基本要求，检查学生实验的基本技能，试题以识记与理解为主，包括明确仪器的简单安装，仪表的读数规则及实验步骤中的某个动作等。 【个案例2】 2012广东理综·34(2

8、)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在 竖直 方向（填“水平”或“竖直”）。 弹簧自然悬挂，待弹簧 稳定 _时，长度记为0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为x；在砝码盘中每次增加 10g 砝码，弹簧长度依次记为1至6，数据如下表：代表符号 0 x1 2 3 4 5 6 数值(cm) 25.35 27.3529.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 表中有一个数值记录不规范，代表符号为_3_ 。由表可知所用刻度尺的最小长度为_0.1cm（或1mm）。 【个案例3】2012广东理综·34(1)某同学

9、测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图(a)和图(b)所示，长度为 5.01 cm，直径为_5.315(5.3135.317) mm 按右图连接电路后，实验操作如下：(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最_大_处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；(b)将电阻箱R2的阻值调至最 大_ （填“大”或“小”）；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280；由此可知，圆柱体的电阻为_1280 。 分析启示：就“三维目标要求”而言，“知识

10、与技能”维度的考查较重视识记与理解，不在概念的严密性上做文章，避免烦琐的数学计算，不设任何思维障碍，基础常规，给学生展示基本能力的竞技平台，轻松享受高考的乐趣。而落实“知识与技能”除了理解的多，记忆性的内容要少，还必须考查应用，比如在2012年“测量圆柱体电阻率”的实验中，应用双尺来测定电阻的长度和直径是极为少见的，但也正常，因为双尺是准确测量长度的仪器，不分彼此。这样考查也反映了学生使用仪器的技能水平。四、落实“过程与方法”的目标要求和考纲关于“考查学生探究、创新和迁移能力”的目标要求，培养求异、发散等思维能力。近三年广东高考实验题依据基本实验，对实验原理、步骤、器材、数据处理等进行大胆的创

11、新，命制许多经典的实验题。如2012年电学实验“替代法测电阻”，改变一贯“用伏安法测电阻”的思想；力学实验用“砝码盘与砝码”代替“钩码”探究弹力与弹簧伸长量的关系；2011年电学实验把“伏安法测定干电池的电动势和内电阻”换为“电压表加电阻箱”测定，力学实验“研究匀加速运动规律”把“v-t图”画成“s-t2图”，都具有很好的例证。【个案例4】（2010广东理综·34(2)某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(=5)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图(a).在图(b）的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接由于所有电压表不是理想电

12、压表，所以测得的电动势比实际值偏_小_(填“大”或“小”) 分析与启示：本题很好体现高考考查功能思想性：如何创造性的实现单表测定，把传统测定原理和误差分析方法“迁移”到本题来，培养求异、发散等思维能力。我们在广东高考物理实验试题中可以体会到：高考实验在落实新课标要求时对学生的能力要求是综合性的要求，最根本的是实验能力突出了学生的主体性、探究性、实践性、创新性和迁移能力。在物理实验教学中教师必须要有这种对学生的培养意识，并在这种意识的引导下寻找能力培养的着力点，设计能力培养的情境。培养和提升学生的综合性能力，我们可以从以下几方面去做：一、规范操作、熟练使用，培养学生的动手能力高考对学生操作与运用

13、能力的考察，主要是要求学生能明确实验的目的，理解实验原理和方法，能控制实验条件，掌握实验仪器的构造、原理，正确选择、使用仪器，并能灵活应用已学过的实验原理、实验方法解决问题。1、在实验中使学生学会正确选择、使用仪器和实验方法。正确选择和使用仪器，是学生应该掌握的最基本的实验技能，这一能力的培养，应是在平时的实验教学中潜移默化地完成的，学生学习完相关仪器的知识后，已经对仪器的基本知识有所了解，但在实际应用过程中，大多数还是凭记忆来对仪器进行选择和使用，针对这一问题，我们在教学过程中，可以指导学生选择不同的仪器或用不同的方法使用同一仪器，对所取得的实验结果进行分析比较，从而使学生真正掌握仪器的选择

14、和正确的使用方法，提升学生的能力。2、提升观察与识记的能力高考对学生观察的考察，是对学生实验能力考察的一个组成部分。物理知识的记忆和积累是和观察过程密切相关的，观察能力较强的学生，能在物理的实践与观察中对物理知识形成准确而牢固的记忆，而高考对实验观察能力考察的一个主要特点就是通过记忆间接地考察学生对实验的观察。高中物理教学中，最能培养和提升学生观察能力的教学是演示实验，演示实验可以激发学生的兴趣，提高课堂教学的效果；通过演示，引导学生观察，启发学生思考，对观察结果的分析推理、归纳总结，还可以培养学生的科学思维能力。所以，在高中物理的教学过程中，教师一定要尽可能的将教材所安排的演示实验做给学生看

15、，甚至可以结合教学内容做一些教材上没有的演示实验，有意识地培养和提升学生的观察和识记能力。二、创设情景、设计实验，培养学生的理解能力和迁移能力在实验设计中，首先要提出问题，引发学生进行思考，而问题能否解决，即能不能设计有效的实验来解决所提出的问题，关键是看学生对实验原理能否正确理解。这是建立在学生实验能力较强的基础上的，在此基础上，有意识地引导学生进行实际问题的解决。比如在电学实验中，经常会遇到实验电路连接正确，但电路中电表不能正常工作的情况，此时，需要对电路中的实验仪器及连接导线进行检测，寻找故障，此时让学生自己利用万用表正确地对电路进行检测，不仅可以激发学生的兴趣，更可以使学生在实际操作中

16、，进一步掌握万用表的使用方法。三、自主选取实验器材，培养学生的综合与判断能力例如在测定金属电阻率的实验中：实验的要求是使用螺旋测微器测定金属丝的直径，用刻度尺测量金属丝接入电路的长度。在测金属丝直径时，可以让学生用游标卡尺进行测量，再与用螺旋测微器测得的结果进行比较，让学生自己发现两者的不同，从而做出正确的选择。该实验由于金属导线的电阻值较小，常常采用的是电流表的外接法，在实验时也可以让学生采用电流表内接法进行测量，并比较测量结果，使学生正确掌握电路的连接方法。四、在实验操作中让学生辨识实验中的错误并予以改正指出和改正实验操作中的错误，是高考中经常会出现的问题，学生这一方面的能力，需要进行强化

17、和训练，我们可以给学生多一些训练的题目，或有意识的在操作过程中安排一些不正确的操作，让学生发现和指正，以提升学生的实验能力。指出步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正。通过这样的问题，不仅可以让学生进一步掌握实验的操作，还可以培养和提升学生的实验操作能力。五、重视学科联系，培养学生运用数学知识解物理问题的能力【例】2011广东理综·34(1)图a是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示图b是根据实验数据绘出的s-t2图线（s 为各计数点至同一起点的距离），斜率表示 a/2 ，其大小为 _0.480（0.4

18、60 0.510）m/s2（保留三位有效数字）本题处理图线时要引入数学的方法，必须先写出匀加速直线运动的位移公式s=v0t+ 1 /2at2，对照图象发现初速为0，斜率表示a/2；六、提升分析与表述的能力分析与表述能力主要是指综合运用物理知识与基本操作，通过分析、推理、判断对观察到的实验现象和记录的数据，以及对实验操作过程进行解释说明的能力。分析与表述能力的培养和提升，需要在学生掌握了一定的物理知识，有一定的综合能力的情况下进行，即最主要是在高三对实验进行系统复习的时候开展。可以有目的、有计划地从以下几点开展：1、运用实验原理、方法对实验现象及结果进行分析、判断，发现规律并得出正确的结论。这个问题，学生必须从实验的原理出发，对实验中的数据进行分析、判断，寻找规律，合理安排题设给出的电路组件，得出正确的结果。2、正确分析、处理实验数据及误差这是学生分析及数据处理的能力，在每个实验中都会遇到，应该说在每一个实验中都能得到培养和提升。3、正确分析、表述实验操作过程及注意事项在高三复习实验的过程中，有意识的让学生表述实验的操作过程及注意事项，有助于进一步提升学生的实验能力。例如，在每一