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对2017年新课标Ⅱ卷物理试题第23题的赏析

2017-10-28侯海军任杰

物理教学探讨 2017年9期
关键词:高考物理电学实验学生能力

侯海军+任杰

摘 要:2017年新课标Ⅱ卷物理试题的主要特征是:严格遵循考纲,注重基础,忠于教材,以基础知识为考查重点,命题方向较为稳定,考查的知识分布均衡,很好地体现了对学生物理科学素养的考查,特别是体现了高中新课程探究性学习的理念和联系实际生活的理念,对中学物理教学起到很好的导向作用。第23题最能反映整套试题的特点,笔者从试题解析、试题特点、试题延伸及教学启示等方面对2017年全国Ⅱ卷物理试题第23题进行赏析。

关键词:高考物理;电学实验;电阻测量;学生能力

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2017)9-0045-3

2017年新课标Ⅱ卷物理试题的主要特征是:严格遵循考纲,注重基础,忠于教材,以基础知识为考查重点。命题方向较为稳定,考查的知识分布均衡,很好地体现了对学生物理科学素养的考查;特别是体现了高中新课程探究性学习的理念和联系实际生活的理念,对中学物理教学起到很好的导向作用。其中,第23题最能反映整套试题的特点,现笔者从试题解析、试题特点、试题延伸及教学启示等方面对2017年全国Ⅱ卷物理试题第23题进行赏析。

1 原题呈现

(2)①滑动变阻器R1要接成分压电路,则要选择阻值较小的20 Ω的滑动变阻器;

②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图1(a)中滑动变阻器的左端对应的位置;

③将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω,接通S1;将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置;最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前后在BD中无电流流过,可知B与D所在位置的电势相等;

(3)为了提高测量精度,调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。

3 试题特点

电学实验题是全国卷高考必考的题目,电阻的测量是电学实验的重要实验之一,通过分析发现,本实验题具有以下特点。

3.1 注重基础性,考查必备知识

本实验通过考查基本仪器(滑动变阻器、电阻箱)、基本电路(分压式电路)、基本方法(电桥法测电阻)、电路基本知识(串并联电路、电势概念等)以及基本实验技能等方面考查学生必备的物理知识。

3.2 注重合适的区分度和难度,有助于人才选拔

本实验的实物图连接,两个滑动变阻器的使用,实验原理的分析,电桥知识的理解程度以及对运算结果的处理,都给本题造成了难度,适当地增加了题目的区分度,体现出高考试题的选拔性。

3.3 注重探究性和开放性,考查考生的创新意识

本实验是源于电桥法测电阻的创新型探究实验,将原有灵敏电流计改变位置,将下面支路的两个電阻用滑动变阻器代替,并在实验原理上进行改进。本题第(3)问的设置,具有开放性,让学生利用必备的知识、方法和能力寻求解决方案,彰显出试题的开放性和创新性,考查学生的创新精神和创新意识。

3.4 注重综合性,考查学生的五大能力

本题从审题到实验步骤的理解和认识,都要求学生具有较强的理解能力和推理能力。确定利用电势相等的“电桥法”测电阻的实验原理及实验结果的处理,体现出分析综合能力与应用数学解决物理问题的能力,实验的基本操作、注意事项、实物图连接和提出建议都要求学生有很强的实验能力。细细品味,发现五大能力在本题解题的过程中又相互渗透。

3.5 注重核心素养,引导教学方向

通过解题过程可以发现,本题要求学生对物理观念要把握准确,科学思维要掌握清晰,实验探究要熟练灵活。物理观念、科学思维、实验探究及科学态度与责任是物理学科核心素养的四大方面,核心素养也是下一轮课改的重要方向。所以,本题在引导高中教师和学生要重视核心素养的培养与提升。

4 试题延伸

电桥法测电阻是高中物理实验教学中非常重要的一种方法,对本实验的研究和分析可以将本实验进行延伸和拓展。

4.1 原型追踪

评析 2013年安徽高考以选择题的形式考查了电桥法测电阻的实验原理,今年23题对2013年的考题进行改进和创新,并以实验题的形式呈现,不局限于考查原理,更体现综合性及对实验能力的要求。

4.2 拓展变式

例2 某同学利用有一定内阻的毫安表(量程0~3 mA)测定一节干电池的电动势E和内阻r。使用的器材还包括两个电阻箱R和R0,两个定值电阻R1=15.0 Ω和R2=4.5 Ω,开关两个,导线若干。实验原理图如图4甲所示。

(1)在图4乙的实物图中,已正确连接了部分电路,请用笔画线代替导线完成余下电路的连接。

(2)请完成下列主要实验步骤:

①调节电阻箱R到最大值,闭合开关S1和S2,调节电阻箱R使毫安表的示数大约为2 mA;

②调节电阻箱R0,直至在反复断开、闭合开关S2时,毫安表的指针始终停在某一示数时,读得此时电阻箱R0的电阻为3.0 Ω,则毫安表的内阻RA=_____Ω;

③保持开关S1和S2闭合,且保持电阻箱R0的阻值不变,不断调节电阻箱R,读出其阻值R和对应的毫安表的示数I;

评析 对电桥法测电阻的原理进行改进,创新地使用同一实验装置,只需进行简单操作即可测电阻;又能实现测电源电动势和内阻。将两个重要电学实验完美结合,解题时需用到两个实验的基本知识、思想和方法,要求学生具有更强的分析综合能力和实验能力,并有较强的数学运算和数形结合能力才能准确解答本题。

5 教学启示

5.1 关注基础,提升综合性

对2017年全国卷研究及本题的分析可以看出,高考一直都重视物理基本知识、基本方法及学生的基本能力,基本观念的培养和掌握程度,如基本仪器的使用方法,基本测量电路的认识、基本数据处理方法及基本电路知识等。在区分度比较明显的题目中,将大量基础知识融合一起,增加题目的综合性。教学中应对基本知识点、方法做到扎实、熟练、灵活。

5.2 关注学生能力的培养

高考重点考查学生的五大能力,教学中无论是新授课、习题课、复习课及实验课,教师都应把握好时机,采取适当的方式培养和提升学生的五大能力。

5.3 关注同类题型的归纳和整理

教学中对重要的方法和重要的题型,建议采取“多题归一”的方式进行整理和归纳,这样学生便能掌握通式通法,理解也更加深刻,并适当对题目进行追本溯源或改进创新。

5.4 关注数学工具在物理教学中的重要地位

数学工具在物理中有数学运算、数形结合、极值求解、几何关系等。从本题的数据处理和整套全国卷可以看出,高考试题对数学运算的要求有增不减。所以,在教学中教师应更加关注数学运算及数学方法在物理中的应用,务必培养学生应用数学解决物理问题的能力。

5.5 关注物理核心素养

核心素养是学科教育的主流方向,高考作为风向标,一定会在以后的高考中加大对核心素养的体现和考查。所以,教师应在日常教学中处处培养和提升学生的物理核心素养。

(栏目编辑 陈 洁)endprint

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