新课标下学生必做实验的变化研究

许家浩 周丽萍

［摘 要］《义务教育物理课程标准（2022年版）》以核心素养为导向，在课程目标、课程内容等方面发生了较大变化，在课程内容上增设“实验探究”一级主题，进一步强化了实验教学的学科功能与育人价值。文章围绕“实验探究”这一主题，分析学生必做实验的新变化以及在中考试卷中的体现，并提出相关教学建议。

［关键词］新课标；学生必做实验；苏州市中考

［中图分类号］    G633.7        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2023）11-0046-03

一、新旧学生必做实验对比

《义务教育物理课程标准（2022年版）》［1］（以下简称2022年版《课标》）与《义务教育物理课程标准（2011年版）》［2］（以下简称2011年版《课标》）相比，2022年版《课标》不仅将“科学探究”纳入“核心素养”，而且对实验探究部分着重进行了强调，首次将“实验探究”作为一级主题呈现［4］，同时整编9个测量类学生必做实验和12个探究类学生必做实验，并增设对应实验样例，增加活动建议、学业要求和教学提示模块，更能彰显物理实验的育人功能。

具体而言，对比两版《课标》发现，相同的实验有13个，表述略有区别的实验有4个，内容调整的实验有3个，新增的实验是1个。实验4.1.1、实验4.2.1、实验4.2.6、实验4.2.7相较原实验虽然表述有所不同，但实验器材，实验操作流程等变动不大，只是语言表述更加规范，考查范围更加广泛，现象更加全面［4］，在此不再过多赘述。

二、内容有调整或新增的实验

（一）实验4.1.9“用电流表和电压表测量电阻”

实验4.1.9相较原实验“测量小灯泡的电功率”，同样要求学生能正确测量电流和电压，但研究目的、计算公式、思维方式等均有较大变动。原实验运用公式[P=UI]计算小灯泡在不同电压下工作时的电功率，区分实际功率和额定功率的概念。实验4.1.9又名伏安法测电阻，运用公式[R=UI]测量在一定电压下，通过小灯泡或电阻的电流，并计算电阻值。该实验的延伸性较强，电压表和定值电阻测电阻（伏阻法）、电流表和定值电阻测电阻（安阻法）、等效替代法测电阻都是其难度的进阶，高中物理學生必做实验“测量电阻丝的电阻率”“测量电源的电动势和内阻”也可以说是该实验的拓展，充分体现了物理实验教学的一贯性与连续性。

在2018—2022年苏州市中考物理试卷中，考查的知识点有：测量定值电阻[Rx]的阻值（2019年第30题）、伏阻法（2020年第25题、2022年第10题）、安阻法（2022年第29题）。此外，2018年第29题、2019年第30题、2020年第29题、2022年第18题所使用的电路图，是标准的实验4.1.9的电路图。通过比较发现，这类实验常考查电路连接、电表读数、故障排除等操作。

（二）实验4.2.2“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”

实验4.2.2相较原实验“测量水平运动物体所受的滑动摩擦力”，虽然实验器材与实验步骤保持一致，但思维方向发生较大变化，从测量类实验变为探究类实验，注重学生思维的引导。原实验要求学生在了解滑动摩擦力与接触面压力和粗糙程度有关的基础上，能使用弹簧测力计进行测量，侧重对弹簧测力计规范使用的考查。实验4.2.2则是默认学生已经学会正确使用弹簧测力计，教师只需引导并提供实验器材，在讨论滑动摩擦力影响因素的过程中，除了常见的猜想：接触面的面积、接触面的粗糙程度、对接触面的压力，还可能出现物体的质量、物体的大小等因素。学生通过实验探究，对提出的猜想进行验证，最终得到正确结论。该探究实验有助于培养学生发现问题和提出问题的能力。

在2018—2022年苏州市中考物理试卷中，2019年第7题和2020年第4题涉及该实验相关知识点，且均为选择题。2019年第7题（下列实例中，通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦的是……）；2020年第4题则是作为选项出现（D.公路上“冰雪路面，加装防滑链”——滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关）。可以发现，两道题的考查难度均不大，主要是由于原实验作为测量类实验，重在让学生体验。相信随着实验性质的变动，这类题型的考查难度会有所提升。

（三）实验4.2.11“探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点”

实验4.2.11相较原实验“连接简单的串联电路和并联电路”，实验器材变多，实验步骤更丰富，考查知识点更全面。原实验中学生只需要知道串、并联的定义，再将实验器材依次连接即可，考查难度较低，侧重考查对电路连接的纠错，如处理短路、断路问题，分析小灯泡不能发光的原因等。而实验4.2.11不仅要求学生能正确连接简单的串、并联电路，还要求学生能将电流表与电压表接入电路中，电路连接的难度提高。同时，还涉及电表指针的调零、接线柱的选择、电表读数等实验操作。新实验目的清晰，学生要通过多次实验，记录并分析实验数据，最终得到实验结论。

在2018—2022年苏州市中考物理试卷中，试题都没有直接涉及该实验操作，但该实验的结论作为电学的基础，5年内出现13次对该实验结论的运用（2018年第11、26题；2019年第11、18、26、30题；2020第25题；2021年第7、19、25题；2022年第10、25、29题）。通过分析这些题目，笔者发现电路图大多是简单的串、并联电路，但仍有少数电路图的识别具有一定难度，以2018年第11题为例，如图1所示。

学生首先要绘制等效电路图，当开关S闭合时，电流表相当于导线，电压表相当于断路。学生依次将电源、开关、电流表和电阻进行串联，再将电压表并联接入电路，得到如图2所示的等效电路。接着，根据串、并联电路的电流和电压的特点，对电路进行分析。

（四）实验4.2.3“探究液体压强与哪些因素有关”

实验4.2.3是唯一新增的学生必做实验，该实验运用了控制变量法和转化思维，逻辑性强且现象明显。在实际教学中常常作为重点实验进行讲解，学生在体会液体压强存在的事实后，自然会猜想液体各处的压强是否一样，液体压强的影响因素有哪些。此时，教师可以讲解液体压强计的原理及使用方法，引导学生开展实验并得出实验结论。该实验的顺利开展，有利于巩固学生对液体内各个方向存在压强的认知，强化液体压强与深度有关的结论。同时，该实验的推导公式[p=ρgh]，有利于教师浮力教学的开展，有助于学生排除深度的干扰。

在2018—2022年苏州市中考物理试卷中，2018年第16题和2019年第19题涉及相关知识点，都是填空题，仅考查学生对实验结论的理解程度。实验4.2.3与实验4.2.4“探究浮力大小与哪些因素有关”，在实验的猜想、操作与结论的推导等方面具有相似性。为了后续实验的顺利开展，要重视实验4.2.3的实验方法、实验结论、比较液体压强大小的方法等内容。

三、教学建议

（一）教学观念现代化，重视学生必做实验

2022版《课标》中的内容有调整或新增实验，3个是探究类学生必做实验，结合“注重科学探究，倡导教学方式多样化”的课程理念，教师应开展更丰富的实践活动、开发更多样的教学方式。

2018—2022年苏州市中考物理试卷，共考查20道实验题，仅5题未考查2011版《课标》学生必做实验（2019年第30题，2020年第29题，2021年第26题、第29题，2022年第29题）。提高对学生必做实验的重视程度，不仅符合当下中考的考情需求，而且能在科学探究的过程中培养学生质疑创新的意识。实验的科学设计与成功实施，能提升学生的参与度和成就感。强化“做中学”观念，让学生从经验中学习，让学生通过解决问题来提升认知水平。例如，实验4.1.2“测量固体和液体的密度”，倡导学生在实验操作过程中处理疑难问题，思考如何准确测量物体的质量与体积。通过试错的方式，进行实际检验，加深对正确实验操作的认知，发挥实验在培养物理核心素养方面的作用。

（二）教学策略精细化，区分测量类实验与探究类实验

测量类实验是从理论到实践的过程，实验器材不多且实验步骤简单。学生利用已经学过的物理知识，对某一物理量进行测量，趣味性不強，容易变成机械式的测量。对此，教师要强化“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念，利用生活环境资源开展实验教学。例如，实验4.1.4“用刻度尺测量长度，用表测量时间”，教学时可以联系日常生活，将测量对象的选择留给学生，如测量脚印、指甲、头发、叶片的长度，激发他们的学习兴趣。

探究类实验是从实践到理论的过程，实验器材较多且实验步骤复杂。学生需要在实验结果未知的情况下，经历科学探究的四个环节，并得出结论。探究类实验的失误率较高，很容易打击学生的自信心。实验中，教师要关注仪器的选择对实验的影响，选择最符合教学目的的实验仪器。例如，实验4.2.2“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”，常见的猜想是质量，这与学生的生活经历有关，首先想到的是水平方向的摩擦力，此时[F压=F支=G=mg]，压力与质量成正比关系。传统教学，很难在此处区分压力与质量，致使学生形成认知障碍。对此可参考刘永树［5］的探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验及改进（如图3），运用控制变量法，通过注入沙子改变金属盒的质量，借助氢气球调整金属盒对台式测力计的压力，最终得出滑动摩擦力与质量无关的结论。

（三）教学资源深化，实现学生必做实验的进阶

中考对学生必做实验的考查，在实验操作考试和笔试考查中都有所体现，且试卷中实验题的考查难度往往大于学生实操的难度，这就意味着教师既要开展学生必做实验实操，强化学生的动手能力，又要提出拓展性问题，提升学生的科学探究能力。

教师应基于学生的认知结构和中考物理试卷的考查现状，设计自主实验或拓展性问题。如实验4.1.2“测量固体和液体的密度”，可拓展到物质鉴定、空心问题、溢出问题等。又如实验4.1.9“用电流表和电压表测量电阻”，可以鼓励学生尝试“伏阻法”和“安阻法”，在连接电路、实验操作、获取实验数据、分析数据、总结实验结论的过程中锻炼能力。同时，在教学中教师要考虑学情，巩固基础，提优补差，做出合理拓展。

四、小结

本文首先对比两版《课标》中学生必做实验的变化，研究内容有调整的实验与原实验在探究思路和探究过程中的变化，分析新增实验的特点与注意事项。然后，结合近5年苏州市中考物理试卷的考情，研究这些学生必做实验的考查现状。最后，建议教师要转变教学观念、优化教学策略并挖掘教学资源，从而强化实验教学的学科功能与育人价值。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准：2022年版［S］.北京：北京师范大学出版社，2022.

［2］  中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准：2011年版［S］.北京：北京师范大学出版社，2012.

［3］  李春密，张霄.《义务教育物理课程标准（2022年版）》的变化分析［J］.物理教师，2022（6）：35-44.

［4］  陈泓宇，田博扬，李春密.基于义务教育物理课程标准（2022年版）的实验教学变革探讨［J］.物理教师，2022（8）：27-32，36.

［5］  刘永树.探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验及改进［J］.物理教学，2015（7）：49-51.

（责任编辑  易志毅）