王文佳

摘要：本文通過解讀高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的學(xué)生科學(xué)探究及物理實驗?zāi)芰σ?，結(jié)合具體的高考物理實驗題，分析和總結(jié)了高考物理實驗題的命題特點，著重討論了這些試題是如何通過問題的設(shè)置對學(xué)生探究能力進(jìn)行考核的。

關(guān)鍵詞：高考實驗題；新課程標(biāo)準(zhǔn)；科學(xué)探究能力；考核目標(biāo)

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實驗在物理教學(xué)中有著極其重要的地位和意義，通過物理實驗可以促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)過程和物理知識的理解；促進(jìn)學(xué)生發(fā)展科學(xué)探究和動手能力；促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用物理知識解決學(xué)習(xí)、生活中的有關(guān)問題；促進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神等。隨著物理新課程改革的深入，實驗在中學(xué)物理教學(xué)中收到了更多的重視，教師也更加重視實驗教學(xué)，注重增強(qiáng)學(xué)生的實驗操作技能。

高中物理新課程的各個模塊都安排了一定數(shù)量的科學(xué)探究和物理實驗，新課程標(biāo)準(zhǔn)對高中生的科學(xué)探究和物理實驗?zāi)芰μ岢隽艘韵缕邆€方面的要求：1提出問題；2猜想與假設(shè)；3制定計劃與設(shè)計實驗；4進(jìn)行實驗與收集證據(jù)；5分析與論證；6評估；7交流與合作。每個方面的要求下又分別細(xì)分多個小點的闡述，詳見高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)。

新課改實施以來，高考物理實驗命題對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ目己酥饾u向著課程標(biāo)準(zhǔn)的要求靠攏，試題考查要求學(xué)生從簡單背誦實驗轉(zhuǎn)向分析理解實驗，更重視對實驗操作和設(shè)計思路的考查，設(shè)計性實驗和探索性實驗成為實驗題的主流。以下舉幾個典型的實驗試題進(jìn)行說明。

【例1】（2008年山東卷23題）2007年諾貝爾物理學(xué)獎授予了兩位發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻”效應(yīng)的物理學(xué)家。材料的電阻隨磁場的增加而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)，利用這種效應(yīng)可以測量磁感應(yīng)強(qiáng)度。若圖1為某磁敏電阻在室溫下的電阻一磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線，其中RB、RO分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值。為了測量磁感應(yīng)強(qiáng)度B，需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值RB。請按要求完成下列實驗。

例1，圖1 例1，圖2

（l）設(shè)計一個可以測量磁場中該磁敏電阻阻值的電路，在圖2的虛線框內(nèi)畫出實驗電路原理圖（磁敏電阻及所處磁場已給出，待測磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小約為0.6～1.0T，不考慮磁場對電路其它部分的影響）。要求誤差較小。

提供的器材如下：

A.磁敏電阻，無磁場時阻值Ro=150Ω

B.滑動變阻器R，全電阻約20Ω

C.電流表A，量程2.5mA，內(nèi)阻約30Ω

D.電壓表V，量程3v，內(nèi)阻約3kΩ

E.直流電源E，電動勢3v，內(nèi)阻不計

F.開關(guān)S，導(dǎo)線若干

（2）正確接線后，將磁敏電阻置入待測磁場中.測量數(shù)據(jù)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

根據(jù)上表可求出磁敏電阻的測量值RB=______Ω，

結(jié)合圖l 可知待測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B =______T。

（3）試結(jié)合圖l 簡要回答，磁感應(yīng)強(qiáng)度B 在0 -0.2T 和0.4 -1.0T 范圍內(nèi)磁敏電阻阻值的變化規(guī)律有何不同？

（4）某同學(xué)查閱相關(guān)資料時看到了圖3 所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻-磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線（關(guān)于縱軸對稱），由圖線可以得到什么結(jié)論？

在此題中，第（1）問很明顯在考查學(xué)生設(shè)計實驗的能力，是課標(biāo)中“嘗試選擇實驗方法及所需要的裝置與器材”這一要求的具體體現(xiàn)，這類題在新課改以后出現(xiàn)的幾率有所上升，以往的實驗試題一般會給出設(shè)計方案而考查學(xué)生對實驗原理的把握和理解，相對于后者，考查實驗設(shè)計能力對學(xué)生而言難度必然增大了，但有利于學(xué)生打開思維，更能考查學(xué)生自主解決實際問題的能力。

第（2）問考查的則是學(xué)生在實驗過程中分析與論證的能力，是課標(biāo)中“對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理”這一要求的具體體現(xiàn)，應(yīng)該說這方面能力是實驗試題一貫考察的重點，重在體現(xiàn)高考選拔過程中對學(xué)生邏輯思維和理論推導(dǎo)能力的要求，動手實踐能力故然重要，但對邏輯推理的能力考查永遠(yuǎn)是評價一個學(xué)生智力和學(xué)識必不可少的。

第（3）問要學(xué)生對磁敏電阻在一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍內(nèi)的阻值變化曲線總結(jié)出磁敏電阻阻值變化的規(guī)律，第（4）問同樣是要學(xué)生從電阻-磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線中得出結(jié)論，這都是對學(xué)生“通過對實驗結(jié)果進(jìn)行解釋和描述”的能力的考查，這種以論述題的形式出現(xiàn)的考題在近年高考物理實驗題中出現(xiàn)的頻率有所上升，主要是試題整體趨向開放性的一種體現(xiàn)。

【例2】（2010年上海卷28）用DIS研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實驗裝置如圖1所示，實驗步驟如下：

①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)逐一鏈接；

②移動活塞，記錄注射器的刻度值V，同時記錄對應(yīng)的由計算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值P；

③用 圖像處理實驗數(shù)據(jù)，得出如圖2所示圖線，

（1）為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實驗中采取的主要措施是_______；

（2）為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是_______和_____；

（3）如果實驗操作規(guī)范正確，但如圖所示的 圖線不過原點，則 代表_____。

這道題共三問，前兩問都是讓學(xué)生對于一個具體問題提出解決措施，是對學(xué)生設(shè)計實驗的能力的考查，但其實遠(yuǎn)遠(yuǎn)還不止如此，因為要知道如何采取措施還要對實驗中涉及的物理原理有所領(lǐng)悟。怎樣才能保持氣體質(zhì)量不變呢？那就應(yīng)該保證氣筒密閉性足夠好。而如何保持氣體的溫度不變？根據(jù)熱學(xué)知識，推動活塞的過程中會產(chǎn)熱，氣筒不是絕熱裝置，而外界的溫度可看作恒定的，那么只要?dú)馔矁?nèi)外能進(jìn)行充分的熱交換便可以了，所以解決這一問題的辦法就是要緩慢推動活塞。由此可見，一個問題的設(shè)計考查的不只是學(xué)生某一方面的能力。而第（3）問中要求學(xué)生思考圖像中y軸截距 的物理意義，這是對推理和分析能力的考查，只要能將數(shù)學(xué)上解析幾何的基本知識運(yùn)用其中便能解決這個問題。

總體看來，近些年的高考題越來越重視對學(xué)生“制定計劃與設(shè)計實驗”和“分析與論證”兩個方面能力的考查，但對于涉及到“提出問題”、“猜想與假設(shè)”、“交流與合作”這樣的實驗?zāi)芰Φ目疾檫€是很不足，主要原因可能在于不方便針對這幾種能力要求設(shè)計考題，又或許是出題者繼承一貫的考查重點傾向，忽略了對這幾個方面實驗素養(yǎng)的考查。但隨著高考評價方式的不斷調(diào)整和改革，實驗作為物理學(xué)科的重要核心，對學(xué)生科學(xué)探究及實驗?zāi)芰Φ目己艘欢〞呁晟?，考核的?nèi)容也會更加全面。

參考文獻(xiàn)：

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