聚焦高考实验热点 发展学生物理实验能力

【摘 要】物理实验是探究物理知识的重要途径，物理实验教学是培养学生物理核心素养的必要途径。梳理高考实验题型及考查热点，注重借助物理实验开展教学，有利于培养学生实验思维，发展学生实验能力。

【关键词】高中物理;实验教学;核心素养

【中图分类号】G633.7  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2021）22-0104-02

物理是一门以实验为基础的学科，物理实验题型是高考的重要部分。物理学科核心素养主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面。教师要通过物理实验教学，激活学生的科学思维，着力发展学生物理实验探究与实践能力，促进学生形成正确的物理价值观念、必备品格和关键能力。在高考中，实验题型形式多样。笔者结合近年的高考实验题，聚焦考查的热点，从发展学生科学思维、发展学生物理探究能力上，提出培养学生物理核心素养的教学建议。

1   把握高考物理方向，梳理实验热点题型

1.1  高考物理实验考查方向分析

实验题是高考物理试卷的重要组成部分。常见题型有力学常规题型，这类题型注重就物理实验、实验仪器的使用进行考查[1]。如测量弹簧劲度系数、读取游标卡尺读数等。另一种题型注重对学生物理实验迁移能力的考查，主要有电学实验题，考查学生对电学基本原理、演示实验的掌握水平以及解决电学实际问题的能力，设计电路结构等。

1.2  实验热点题型

如测量光的波长实验，利用油膜法估算分子大小实验等。在实验题型中，对学生实验能力的考查，重点在于动手探究与创新思维的激发，让学生结合实验题型，了解实验目的，自主设计实验方案，改进实验方法。从实验题型来看，对学生实验数据的提取、处理和运算能力的考查是热点，如利用打点计时器分析物体运动的方向、瞬时速度和加速度;利用替代法测量热敏电阻温度曲线，对电流表进行改装、校准，分析实验误差原因，等等。

2   立足高考物理实验题型，发展学生关键能力

2.1  注重基本实验操作能力

物理实验题型中，既有对基础实验知识点、实验方法的考查，也有对学生科学思维、动手实验关键能力的考查。教师在讲解物理基础实验题型时要重视必备知识的讲解。一些教师注重在教学中演示物理实验，但忽视了学生分组动手实验，因此教学效果不理想。教师要重视物理实验教学，鼓励学生自主设计简易实验活动，亲历体验物理知识探究，帮助学生提升物理探究、独立思考、合作学习能力。从近年来高考实验题型分析来看，实验题对物理热点的考查也发生了变化[2]。结合具体的物理实验，学生需要了解实验目的，熟练掌握实验所需的仪器设备，明晰實验原理，确保实验的科学性。

2.2  探究物理实验原理

在物理实验教学中，教师要引导学生重点学习实验原理及实验方法。实验原理的考查与实验方案的设计、实验步骤等有较大关系。高考实验题在设计上以“源于教材，而不拘泥于教材”为原则，实验题型具有较大的变化性。对于物理实验原理的探析，教师要讲明实验基本方法和演绎推理法的运用，着重探析物理量之间的内在关系和判定方法，让学生做到举一反三。

3   关注物理实验必备知识点，发展学生创造性思维

3.1  掌握实验解题要点

学生要想轻松解答物理实验题，就要掌握解题的要点。实验题意在考查学生对物理实验原理及方法的理解和掌握，学生如果单凭死记硬背知识点来解题，难以获得好的学习效果[3]。教师要引导学生掌握解题要点和基本的解题方法。如分析法，即将物理对象进行剖析，了解各部分之间的逻辑关系，探析物理的本质规律。再如综合法，从整体视角来考查学生对物理规律的运用。大部分的物理实验题都可以运用这两种方法。如2019年高考物理全国卷第23题，结合电学知识，考查学生对电路测量——微安表法测内阻的运用。题目中量程为250μA微安表改装为量程为25mA的电流表，测得内阻为1200 Ω。将阻值为R的电阻与之相连，如图（a）、图（b）所示。

题目中给出两个滑动变阻器，电阻箱、电源、单刀开关，以及两个滑动变阻器等实验材料。在题型设计上，第一问考查学生对电路图的连接方法，第二问考查学生基本实验操作的方法，这两题考查的都是基础知识。第三问要求学生结合实验电路图，分析判定接通前后电势的变化。第四问要求学生对微安表内阻进行测算，这两题具有较高的综合性。学生在求解该题时，需要结合实验原理，获取相关实验数据，得出相关实验结论。

3.2  培养物理实验迁移能力

要培养学生的科学探究与创造性思维，在物理实验教学中，教师要灵活运用物理原理，结合实际问题，促进学生学以致用。对物理知识点之间共性与差异性的探究，学生需要从实验预期、实验数据获取、实验结论的推理等方面入手，运用比较思维来完成。在上题中的第四问，对于量程为250μA的微安表，其内阻的测量，不必重新测量，只需将原阻值为R的电阻更换为阻值为kR的电阻，对于k的值，学生可以利用比较法，结合实验预期与实验现状求解答案。微安表的读数为160μA，量程被扩大100倍，改装后实际量程为25mA，实际量程扩大了80倍。结合并联电路，电压相同，即有IgRg=79IgkR，从实际并联电路中，也应遵循电压相等规律，即IgRg=99IgkR。两者应该相等，联立得到k=。物理实验，从题型特点上，考查学生对实验问题情境的深入思考。创造性思维作为核心素养的关键能力，无论是常规实验、演示实验，还是解决实际问题的创新实验，教师都应该启发学生独立思考，强调对学生综合能力的发展。对学生创新能力的考查，体现在对物理基本原理融会贯通的考查上。

4   提升学生实验探究能力，促进学生良好习惯养成

4.1  提升学生审题能力

在实验题求解时，审题是关键。看清题目，提炼关键信息，把握实验细节是解题的基本要义。第一，认真阅读实验题目，逐字推敲，从中挖掘隐藏的关键点。如“马拉货物沿水平道路匀速运动”中，解題的关键点是“匀速”二字，可以据此得出拉力与摩擦力是大小相等的[4]。第二，细读实验步骤，分析实验内容与实验目标之间的关系，寻找解题突破口。第三，结合实验内容通过画图来抽象物理模型，理解题意，找准解题思路。

4.2  发展学生实验动手能力

在实验教学中，教师要注重培养学生实验器材的组装能力。物理实验对学生动手能力要求较高。如某题中要求学生研究质量与加速度的关系，给出了定滑轮、木板、纸带、刻度尺、天平、导线、电源、细线等实验材料。要求学生根据这些材料，自主设计实验方案。学生需要结合实验目标，正确选取相应材料，确保实验任务的完成。物理实验教学中，教师要讲明实验原理，提示学生要对实验条件的变化、实验条件与实验结果的关系进行探究，增强学生实验探究能力。如关于电池电动势和内阻的测量，表内电阻忽略不计，只有电流表时，如何测量电源电动势和内阻。只有电压表时，如何测量电源电动势和内阻。学生需要灵活运用实验原理，结合题目条件选择正确的测量方法。

物理实验是高考重点，也是难点。教师在实验教学中，要梳理近年来考查的热点信息，优化实验教法，强调学生物理实验思维的培养，促进学生掌握物理概念和规律，使学生在实验探究中形成必备能力和品格，提高物理实验教学质量。

【参考文献】

[1]梁旭，彭前程.高中物理新教材实验编写的原则与方法[J].物理实验，2020（10）.

[2]史天宝.优化实验教学增加学生课堂获得——以高中物理实验教学为例[J].科技资讯，2020（18）.

[3]乜勇，王兰兰.认知学徒制在高阶思维能力培养中的应用研究——以信息技术课程教学为例[J].现代教育技术，2010（4）.

[4]张娜.注重创新能力培养的中学物理实验教学设计研究[D].岳阳：湖南理工学院，2018.

【作者简介】

孟小兵（1981～），男，汉族，江苏如皋人，本科，中学一级教师。研究方向：高中物理教学。