结合新课标要求对高考物理实验题命题特点的分析和研究

王文佳

摘要：本文通过解读高中物理新课程标准中提出的学生科学探究及物理实验能力要求，结合具体的高考物理实验题，分析和总结了高考物理实验题的命题特点，着重讨论了这些试题是如何通过问题的设置对学生探究能力进行考核的。

关键词：高考实验题；新课程标准；科学探究能力；考核目标

物理学是一门以实验为基础的自然科学，实验在物理教学中有着极其重要的地位和意义，通过物理实验可以促进学生对科学过程和物理知识的理解；促进学生发展科学探究和动手能力；促进学生运用物理知识解决学习、生活中的有关问题；促进培养学生坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神等。随着物理新课程改革的深入，实验在中学物理教学中收到了更多的重视，教师也更加重视实验教学，注重增强学生的实验操作技能。

高中物理新课程的各个模块都安排了一定数量的科学探究和物理实验，新课程标准对高中生的科学探究和物理实验能力提出了以下七个方面的要求：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。每个方面的要求下又分别细分多个小点的阐述，详见高中物理新课程标准。

新课改实施以来，高考物理实验命题对学生实验能力的考核逐渐向着课程标准的要求靠拢，试题考查要求学生从简单背诵实验转向分析理解实验，更重视对实验操作和设计思路的考查，设计性实验和探索性实验成为实验题的主流。以下举几个典型的实验试题进行说明。

【例1】（2008年山东卷23题）2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线，其中RB、RO分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。

例1，图1 例1，图2

（l）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图2的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）。要求误差较小。

提供的器材如下：

A.磁敏电阻，无磁场时阻值Ro=150Ω

B.滑动变阻器R，全电阻约20Ω

C.电流表A，量程2.5mA，内阻约30Ω

D.电压表V，量程3v，内阻约3kΩ

E.直流电源E，电动势3v，内阻不计

F.开关S，导线若干

（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中.测量数据如下表：

l 2 3 4 5 6

U（V） 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71

I（mA） 0.00 0.30 0.60 1.00 1.20 1.80

根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=______Ω，

结合图l 可知待测磁场的磁感应强度B =______T。

（3）试结合图l 简要回答，磁感应强度B 在0 -0.2T 和0.4 -1.0T 范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？

（4）某同学查阅相关资料时看到了图3 所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？

在此题中，第（1）问很明显在考查学生设计实验的能力，是课标中“尝试选择实验方法及所需要的装置与器材”这一要求的具体体现，这类题在新课改以后出现的几率有所上升，以往的实验试题一般会给出设计方案而考查学生对实验原理的把握和理解，相对于后者，考查实验设计能力对学生而言难度必然增大了，但有利于学生打开思维，更能考查学生自主解决实际问题的能力。

第（2）问考查的则是学生在实验过程中分析与论证的能力，是课标中“对实验数据进行分析处理”这一要求的具体体现，应该说这方面能力是实验试题一贯考察的重点，重在体现高考选拔过程中对学生逻辑思维和理论推导能力的要求，动手实践能力故然重要，但对逻辑推理的能力考查永远是评价一个学生智力和学识必不可少的。

第（3）问要学生对磁敏电阻在一定的磁感应强度范围内的阻值变化曲线总结出磁敏电阻阻值变化的规律，第（4）问同样是要学生从电阻-磁感应强度曲线中得出结论，这都是对学生“通过对实验结果进行解释和描述”的能力的考查，这种以论述题的形式出现的考题在近年高考物理实验题中出现的频率有所上升，主要是试题整体趋向开放性的一种体现。

【例2】（2010年上海卷28）用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下：

①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一链接；

②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值P；

③用 图像处理实验数据，得出如图2所示图线，

（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_______；

（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_______和_____；

（3）如果实验操作规范正确，但如图所示的 图线不过原点，则 代表_____。

这道题共三问，前两问都是让学生对于一个具体问题提出解决措施，是对学生设计实验的能力的考查，但其实远远还不止如此，因为要知道如何采取措施还要对实验中涉及的物理原理有所领悟。怎样才能保持气体质量不变呢？那就应该保证气筒密闭性足够好。而如何保持气体的温度不变？根据热学知识，推动活塞的过程中会产热，气筒不是绝热装置，而外界的温度可看作恒定的，那么只要气筒内外能进行充分的热交换便可以了，所以解决这一问题的办法就是要缓慢推动活塞。由此可见，一个问题的设计考查的不只是学生某一方面的能力。而第（3）问中要求学生思考图像中y轴截距 的物理意义，这是对推理和分析能力的考查，只要能将数学上解析几何的基本知识运用其中便能解决这个问题。

总体看来，近些年的高考题越来越重视对学生“制定计划与设计实验”和“分析与论证”两个方面能力的考查，但对于涉及到“提出问题”、“猜想与假设”、“交流与合作”这样的实验能力的考查还是很不足，主要原因可能在于不方便针对这几种能力要求设计考题，又或许是出题者继承一贯的考查重点倾向，忽略了对这几个方面实验素养的考查。但随着高考评价方式的不断调整和改革，实验作为物理学科的重要核心，对学生科学探究及实验能力的考核一定会更趋完善，考核的内容也会更加全面。

参考文献：

[1]徐继芳.新课程下高中物理试卷的编制与成绩分析[D].华东师范大学硕士学位论文.2010

[2]张璐.新课标下高考物理实验试题考察特点研究[D].西南大学硕士学位论文.2011

[3]陈玉馄.课程改革与课程评价[Ml.北京：教育科学出版社，2001