突出创新思维，考查核心素养——评“八省联考”物理实验题

董友军，彭 欢，熊宏华

(1.北京师范大学广州实验学校，广东 广州 510700;2.广东番禺中学，广东 广州 511483;3.清远市第一中学，广东 清远 511500)

2021年1月23日至25日，由教育部牵头，广东、湖南、湖北、河北、辽宁、福建、重庆、江苏8省同步组织高三学生进行为期3天的高考适应性考试，被高三学生称为“八省联考”,其语文、数学和英语由教育部统一命题而试卷相同，其他学科各省独立命题而试卷各异. 这8省执行“3+1+2”新高考模式，今年涉及300多万高三学生. 国家教育考试指导委员会专家陈志文指出：“这次的适应性测试，特别类似我们以前年底发的高考考试说明，告诉大家是怎么考，知识点、题型、顺序等是怎么样的”[1]. 本文分析了“八省联考”物理实验题，总结试题特点，提出教学建议，希望可以减轻学生的学习压力，提高教师的教学效率.

1 实验概述，明确方向

“八省联考”物理实验题都为“一力一电”，除了湖北卷外，其他卷第1个实验题为力学实验，第2个实验题为电学实验. 题目字数一般在500字以内，只有湖北卷超过500字.

“八省联考”实验题对比如表1～2所示，其中电学实验的原理都为E=U+Ir,U=IR.

1)实验目的有测量、探究、研究、验证、改装、制作等.

2)实验原理全部体现物理观念，如7个实验考查了运动与相互作用观念，9个实验考查了能量观念.

3)选用的关键实验器材，有传统器材如打点计时器等，也有先进器材如单晶硅太阳能电池等.

4)对于实验装置图像，除了重庆卷力学实验，其他所有实验都有画出实验装置图像.

5)在数据呈现过程中，只有辽宁卷力学实验没有用图像表示测量数据，其他实验都有图像表示测量数据.

6)每个实验题设置3～5个问题，但是湖北卷多达6问. 物理实验题总计16个，其中8个源于课标、8个源于课本.

整体感悟实验题命题思路，从而明确高中物理实验教学方向:带领学生做好每个课标实验,要求学生熟悉实验原理，会用实验器材，掌握数据处理方法，分析误差原因；创造条件演示好课本实验，教师想方设法引导学生观察实验现象，提出物理问题，得出物理结论；竭尽全力选好每个练习实验，让练习实验更加符合高考试题特点，遵循高考命题规律.

表2 电学实验对比

2 突出创新，强化素养

物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任[2]，粗看各自独立，细想指向创新(如图1所示)：物理观念、科学思维、科学探究是创新的基础，它们互相关联、彼此促进；科学态度与责任具有协调功能，协调物理观念、科学思维、科学探究与创新的关系，让创新成果、社会生活和自然环境可以协调发展；创新是物理教学的根本目的，通过培养学生的物理核心素养，让学生具有创新意识和创新能力[3].

图1 物理学科核心素养各项内容的关系

物理学是自然科学，物理学的发展主要依靠实验，而创新是实验的生命力，也是实验的闪光点. 高考实验都是以课标实验(课程标准中规定的学生必做实验)和课本实验(不是课程标准中规定的学生必做实验，但在课本中有相关演示要求的实验)为基础，在此基础上进行创新，从而引导高中物理实验教学：既要带领学生完成课标实验和课本实验，也要对课标实验和课本实验进行拓展，培养学生具有知识迁移能力与创新思维.

2.1 目的创新，强化物理观念

物理观念主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素. 实验目的是实验教学的起点，在做实验前必须要明确实验目的，培养学生目标意识. “八省联考”实验目的有常规性目的(6个测量性实验、2个验证性实验、2个改装性实验)，也有创新性目的(3个探究性实验、2个研究性实验、1个制作性实验). 如广东卷“探究LED灯的伏安特性曲线”，可强化物质观念和能量观念；福建卷“研究物体沿斜面运动的规律”，可强化物质观念和运动观念；湖北卷制作火灾报警系统，可强化物质观念、能量观念和相互作用观念.

2.2 器材创新，强化社会责任

社会责任主要包括认识科学、技术、社会和环境的关系，以及遵守道德规范、保护环境并推动可持续发展的责任感. 实验器材是完成实验必需的物品，器材不同，实验难易、实验过程及实验思维均不同. “八省联考”关键实验器材有传统器材(打点计时器、游标卡尺、电流表等)，也有创新器材(力传感器、气垫导轨、光电门、LED灯、单晶硅太阳能电池、热敏电阻、马铃薯电池、光敏电阻、精密元件等). 通过这些创新器材，激发学生的创新意识，鼓励学生关注先进的器材，同时也让学生感受到先进器材的优势，体会到科学、技术、社会和环境之间的相互促进的关系，从而强化社会责任.

2.3 装置创新，强化科学探究

科学探究是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力. 实验装置是实验器材的组合体，通过实验装置，可以测量实验数据，完成实验目的. “八省联考”实验题除了重庆卷力学实验，其他实验装置全部有创新，即在课本实验装置基础上进行拓展. 如湖南卷力学实验，通过光电门、气垫导轨等把研究对象放在斜面上测量重力加速. 装置是科学探究的物质基础，通过装置创新，引导高中物理实验教学，不墨守成规，不因循守旧，要勇敢使用新器材完成旧实验，从而强化科学探究.

2.4 设问创新，强化科学思维

科学思维包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素. “八省联考”物理实验题，在设问时突破常规套路，力求强化科学思维. 如广东卷力学实验强化模型建构和科学推理，从图像分析误差：观察图(b)中拉力峰值随时间变化规律，试分析造成这一结果的主要原因________；如辽宁卷电学实验，依据实验研究结果展示应用：该同学注意到智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度大时屏幕变亮，反之变暗. 他设想利用光敏电阻的特性，实现“有光照射光敏电阻时，小灯泡变亮；反之变暗”的功能，设计了如图(c)路，则电路中________(填“R1”或“R2”)为光敏电阻，另一个为定值电阻. 利用实验结论再进行实际应用，可以强化科学论证和质疑创新.

3 四多备考，提高效率

高三物理备考，关键是找准方向，减轻学生负担并提高教学效率. 笔者根据“八省联考”实验题命题特点，提出“四多”备考：实验原理多式，数据呈现多变，测量工具多种，设置问题多样.

3.1 实验原理多式

3.2 数据呈现多变

实验题数据可以变化不同的方式呈现. 如电学实验：广东卷已经标记了所有数据并画出了图像；湖南卷和辽宁卷标记了部分数据，需要先补齐数据再画出图像；河北卷标出了所有数据，需要画出图像. 数据呈现多变，有利于培养学生数据处理能力，从而增强高考实验应变能力.

3.3 测量工具多种

对于同一物理量，可用不同的测量工具，可用常见工具也可以用陌生工具，可用传统工具也可用先进工具. 如测量加速度：重庆卷、江苏卷用比较传统的工具打点计时器；辽宁卷、湖南卷、湖北卷用比较先进的工具光电门，广东卷用比较先进的工具力传感器，福建卷用比较陌生的工具(在光滑倾斜的轨道上装有若干可沿轨道移动的框架). 通过引导学生使用不同的工具，让学生经历不同的思路，对发展学生的物理学科核心素养有很好的促进作用.

3.4 设置问题多样

在高考备考过程中，编制实验题，应该设置问题多样，既有选择、有连线、有字母、有文字、有数值(且数值有要求保留有效数字，有要求保留几位小数)，还有作图等. 平时练习时严格要求：线路连线中，若没有连上接线柱为0分；字母填空，不要带单位，若字母大写写成小写或小写写成大写记为0分；文字填空，用词应该准确,符合逻辑顺序，若有错别字也为0分；数值不带单位记为0分，未遵守有效数字要求为0分；作图虚线和实线要分明，一般辅助线为虚线，而实际需要的线为实线，若全部虚线或实线为0分，等等. 只有平时严格要求，考试时才会减少错误.

4 结束语

实验题是高考物理试卷的必考题，通过实验题创新设计，既可以促进物理教学的发展，也可以促进学生物理核心素养的发展. 《中国高考评价体系》明确指出：高考必须坚持引导教学，有利于“理顺教考关系，实现以考促教、以考促学”目的[4]. 作为中学一线教师，应该主动研究高考试卷，分析高考方向，从而减轻学生学习负担，提高教学效率.