許家浩 周麗萍

［摘 要］《義務教育物理課程標準（2022年版）》以核心素養(yǎng)為導向，在課程目標、課程內(nèi)容等方面發(fā)生了較大變化，在課程內(nèi)容上增設“實驗探究”一級主題，進一步強化了實驗教學的學科功能與育人價值。文章圍繞“實驗探究”這一主題，分析學生必做實驗的新變化以及在中考試卷中的體現(xiàn)，并提出相關(guān)教學建議。

［關(guān)鍵詞］新課標；學生必做實驗；蘇州市中考

［中圖分類號］ ? ?G633.7 ? ? ? ?［文獻標識碼］ ? ?A ? ? ? ?［文章編號］ ? ?1674-6058（2023）11-0046-03

一、新舊學生必做實驗對比

《義務教育物理課程標準（2022年版）》［1］（以下簡稱2022年版《課標》）與《義務教育物理課程標準（2011年版）》［2］（以下簡稱2011年版《課標》）相比，2022年版《課標》不僅將“科學探究”納入“核心素養(yǎng)”，而且對實驗探究部分著重進行了強調(diào)，首次將“實驗探究”作為一級主題呈現(xiàn)［4］，同時整編9個測量類學生必做實驗和12個探究類學生必做實驗，并增設對應實驗樣例，增加活動建議、學業(yè)要求和教學提示模塊，更能彰顯物理實驗的育人功能。

具體而言，對比兩版《課標》發(fā)現(xiàn)，相同的實驗有13個，表述略有區(qū)別的實驗有4個，內(nèi)容調(diào)整的實驗有3個，新增的實驗是1個。實驗4.1.1、實驗4.2.1、實驗4.2.6、實驗4.2.7相較原實驗雖然表述有所不同，但實驗器材，實驗操作流程等變動不大，只是語言表述更加規(guī)范，考查范圍更加廣泛，現(xiàn)象更加全面［4］，在此不再過多贅述。

二、內(nèi)容有調(diào)整或新增的實驗

（一）實驗4.1.9“用電流表和電壓表測量電阻”

實驗4.1.9相較原實驗“測量小燈泡的電功率”，同樣要求學生能正確測量電流和電壓，但研究目的、計算公式、思維方式等均有較大變動。原實驗運用公式[P=UI]計算小燈泡在不同電壓下工作時的電功率，區(qū)分實際功率和額定功率的概念。實驗4.1.9又名伏安法測電阻，運用公式[R=UI]測量在一定電壓下，通過小燈泡或電阻的電流，并計算電阻值。該實驗的延伸性較強，電壓表和定值電阻測電阻（伏阻法）、電流表和定值電阻測電阻（安阻法）、等效替代法測電阻都是其難度的進階，高中物理學生必做實驗“測量電阻絲的電阻率”“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”也可以說是該實驗的拓展，充分體現(xiàn)了物理實驗教學的一貫性與連續(xù)性。

在2018—2022年蘇州市中考物理試卷中，考查的知識點有：測量定值電阻[Rx]的阻值（2019年第30題）、伏阻法（2020年第25題、2022年第10題）、安阻法（2022年第29題）。此外，2018年第29題、2019年第30題、2020年第29題、2022年第18題所使用的電路圖，是標準的實驗4.1.9的電路圖。通過比較發(fā)現(xiàn)，這類實驗常考查電路連接、電表讀數(shù)、故障排除等操作。

（二）實驗4.2.2“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”

實驗4.2.2相較原實驗“測量水平運動物體所受的滑動摩擦力”，雖然實驗器材與實驗步驟保持一致，但思維方向發(fā)生較大變化，從測量類實驗變?yōu)樘骄款悓嶒?，注重學生思維的引導。原實驗要求學生在了解滑動摩擦力與接觸面壓力和粗糙程度有關(guān)的基礎上，能使用彈簧測力計進行測量，側(cè)重對彈簧測力計規(guī)范使用的考查。實驗4.2.2則是默認學生已經(jīng)學會正確使用彈簧測力計，教師只需引導并提供實驗器材，在討論滑動摩擦力影響因素的過程中，除了常見的猜想：接觸面的面積、接觸面的粗糙程度、對接觸面的壓力，還可能出現(xiàn)物體的質(zhì)量、物體的大小等因素。學生通過實驗探究，對提出的猜想進行驗證，最終得到正確結(jié)論。該探究實驗有助于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力。

在2018—2022年蘇州市中考物理試卷中，2019年第7題和2020年第4題涉及該實驗相關(guān)知識點，且均為選擇題。2019年第7題（下列實例中，通過增大接觸面粗糙程度來增大摩擦的是……）；2020年第4題則是作為選項出現(xiàn)（D.公路上“冰雪路面，加裝防滑鏈”——滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度有關(guān)）?？梢园l(fā)現(xiàn)，兩道題的考查難度均不大，主要是由于原實驗作為測量類實驗，重在讓學生體驗。相信隨著實驗性質(zhì)的變動，這類題型的考查難度會有所提升。

（三）實驗4.2.11“探究串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電流、電壓的特點”

實驗4.2.11相較原實驗“連接簡單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”，實驗器材變多，實驗步驟更豐富，考查知識點更全面。原實驗中學生只需要知道串、并聯(lián)的定義，再將實驗器材依次連接即可，考查難度較低，側(cè)重考查對電路連接的糾錯，如處理短路、斷路問題，分析小燈泡不能發(fā)光的原因等。而實驗4.2.11不僅要求學生能正確連接簡單的串、并聯(lián)電路，還要求學生能將電流表與電壓表接入電路中，電路連接的難度提高。同時，還涉及電表指針的調(diào)零、接線柱的選擇、電表讀數(shù)等實驗操作。新實驗目的清晰，學生要通過多次實驗，記錄并分析實驗數(shù)據(jù)，最終得到實驗結(jié)論。

在2018—2022年蘇州市中考物理試卷中，試題都沒有直接涉及該實驗操作，但該實驗的結(jié)論作為電學的基礎，5年內(nèi)出現(xiàn)13次對該實驗結(jié)論的運用（2018年第11、26題；2019年第11、18、26、30題；2020第25題；2021年第7、19、25題；2022年第10、25、29題）。通過分析這些題目，筆者發(fā)現(xiàn)電路圖大多是簡單的串、并聯(lián)電路，但仍有少數(shù)電路圖的識別具有一定難度，以2018年第11題為例，如圖1所示。

學生首先要繪制等效電路圖，當開關(guān)S閉合時，電流表相當于導線，電壓表相當于斷路。學生依次將電源、開關(guān)、電流表和電阻進行串聯(lián)，再將電壓表并聯(lián)接入電路，得到如圖2所示的等效電路。接著，根據(jù)串、并聯(lián)電路的電流和電壓的特點，對電路進行分析。

（四）實驗4.2.3“探究液體壓強與哪些因素有關(guān)”

實驗4.2.3是唯一新增的學生必做實驗，該實驗運用了控制變量法和轉(zhuǎn)化思維，邏輯性強且現(xiàn)象明顯。在實際教學中常常作為重點實驗進行講解，學生在體會液體壓強存在的事實后，自然會猜想液體各處的壓強是否一樣，液體壓強的影響因素有哪些。此時，教師可以講解液體壓強計的原理及使用方法，引導學生開展實驗并得出實驗結(jié)論。該實驗的順利開展，有利于鞏固學生對液體內(nèi)各個方向存在壓強的認知，強化液體壓強與深度有關(guān)的結(jié)論。同時，該實驗的推導公式[p=ρgh]，有利于教師浮力教學的開展，有助于學生排除深度的干擾。

在2018—2022年蘇州市中考物理試卷中，2018年第16題和2019年第19題涉及相關(guān)知識點，都是填空題，僅考查學生對實驗結(jié)論的理解程度。實驗4.2.3與實驗4.2.4“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”，在實驗的猜想、操作與結(jié)論的推導等方面具有相似性。為了后續(xù)實驗的順利開展，要重視實驗4.2.3的實驗方法、實驗結(jié)論、比較液體壓強大小的方法等內(nèi)容。

三、教學建議

（一）教學觀念現(xiàn)代化，重視學生必做實驗

2022版《課標》中的內(nèi)容有調(diào)整或新增實驗，3個是探究類學生必做實驗，結(jié)合“注重科學探究，倡導教學方式多樣化”的課程理念，教師應開展更豐富的實踐活動、開發(fā)更多樣的教學方式。

2018—2022年蘇州市中考物理試卷，共考查20道實驗題，僅5題未考查2011版《課標》學生必做實驗（2019年第30題，2020年第29題，2021年第26題、第29題，2022年第29題）。提高對學生必做實驗的重視程度，不僅符合當下中考的考情需求，而且能在科學探究的過程中培養(yǎng)學生質(zhì)疑創(chuàng)新的意識。實驗的科學設計與成功實施，能提升學生的參與度和成就感。強化“做中學”觀念，讓學生從經(jīng)驗中學習，讓學生通過解決問題來提升認知水平。例如，實驗4.1.2“測量固體和液體的密度”，倡導學生在實驗操作過程中處理疑難問題，思考如何準確測量物體的質(zhì)量與體積。通過試錯的方式，進行實際檢驗，加深對正確實驗操作的認知，發(fā)揮實驗在培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)方面的作用。

（二）教學策略精細化，區(qū)分測量類實驗與探究類實驗

測量類實驗是從理論到實踐的過程，實驗器材不多且實驗步驟簡單。學生利用已經(jīng)學過的物理知識，對某一物理量進行測量，趣味性不強，容易變成機械式的測量。對此，教師要強化“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念，利用生活環(huán)境資源開展實驗教學。例如，實驗4.1.4“用刻度尺測量長度，用表測量時間”，教學時可以聯(lián)系日常生活，將測量對象的選擇留給學生，如測量腳印、指甲、頭發(fā)、葉片的長度，激發(fā)他們的學習興趣。

探究類實驗是從實踐到理論的過程，實驗器材較多且實驗步驟復雜。學生需要在實驗結(jié)果未知的情況下，經(jīng)歷科學探究的四個環(huán)節(jié)，并得出結(jié)論。探究類實驗的失誤率較高，很容易打擊學生的自信心。實驗中，教師要關(guān)注儀器的選擇對實驗的影響，選擇最符合教學目的的實驗儀器。例如，實驗4.2.2“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”，常見的猜想是質(zhì)量，這與學生的生活經(jīng)歷有關(guān)，首先想到的是水平方向的摩擦力，此時[F壓=F支=G=mg]，壓力與質(zhì)量成正比關(guān)系。傳統(tǒng)教學，很難在此處區(qū)分壓力與質(zhì)量，致使學生形成認知障礙。對此可參考劉永樹［5］的探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗及改進（如圖3），運用控制變量法，通過注入沙子改變金屬盒的質(zhì)量，借助氫氣球調(diào)整金屬盒對臺式測力計的壓力，最終得出滑動摩擦力與質(zhì)量無關(guān)的結(jié)論。

（三）教學資源深化，實現(xiàn)學生必做實驗的進階

中考對學生必做實驗的考查，在實驗操作考試和筆試考查中都有所體現(xiàn)，且試卷中實驗題的考查難度往往大于學生實操的難度，這就意味著教師既要開展學生必做實驗實操，強化學生的動手能力，又要提出拓展性問題，提升學生的科學探究能力。

教師應基于學生的認知結(jié)構(gòu)和中考物理試卷的考查現(xiàn)狀，設計自主實驗或拓展性問題。如實驗4.1.2“測量固體和液體的密度”，可拓展到物質(zhì)鑒定、空心問題、溢出問題等。又如實驗4.1.9“用電流表和電壓表測量電阻”，可以鼓勵學生嘗試“伏阻法”和“安阻法”，在連接電路、實驗操作、獲取實驗數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、總結(jié)實驗結(jié)論的過程中鍛煉能力。同時，在教學中教師要考慮學情，鞏固基礎，提優(yōu)補差，做出合理拓展。

四、小結(jié)

本文首先對比兩版《課標》中學生必做實驗的變化，研究內(nèi)容有調(diào)整的實驗與原實驗在探究思路和探究過程中的變化，分析新增實驗的特點與注意事項。然后，結(jié)合近5年蘇州市中考物理試卷的考情，研究這些學生必做實驗的考查現(xiàn)狀。最后，建議教師要轉(zhuǎn)變教學觀念、優(yōu)化教學策略并挖掘教學資源，從而強化實驗教學的學科功能與育人價值。

［ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻 ? ］

［1］ ?中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準：2022年版［S］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］ ?中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準：2011年版［S］.北京：北京師范大學出版社，2012.

［3］ ?李春密，張霄.《義務教育物理課程標準（2022年版）》的變化分析［J］.物理教師，2022（6）：35-44.

［4］ ?陳泓宇，田博揚，李春密.基于義務教育物理課程標準（2022年版）的實驗教學變革探討［J］.物理教師，2022（8）：27-32，36.

［5］ ?劉永樹.探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗及改進［J］.物理教學，2015（7）：49-51.

（責任編輯 ?易志毅）