高考物理實(shí)驗(yàn)考查為何青睞電路實(shí)驗(yàn)

1、高考物理實(shí)驗(yàn)考察為何青睞電路實(shí)驗(yàn)物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理學(xué)的研究和開展都離不開實(shí)驗(yàn)。因此，在物理的教學(xué)過程中，必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，注重對(duì)學(xué)生進(jìn)展實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)思想的培養(yǎng)，進(jìn)而培養(yǎng)和提升學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析現(xiàn)象，以及發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的才能。此外，實(shí)驗(yàn)還有利于學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，樹立“理論是檢驗(yàn)真理的惟一標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)世界觀。鑒于此，實(shí)驗(yàn)才能對(duì)于學(xué)生的綜合素質(zhì)和將來開展具有重要意義。高考?考試說明?把“實(shí)驗(yàn)才能作為一項(xiàng)才能考察工程，所占學(xué)科比例約為13%?？v觀近幾年的高考試卷，無論是物理單科卷，還是理科綜合卷，舊課程卷還是新課程卷，也無論是全國(guó)統(tǒng)一試卷，還是各省市的地方試卷

2、，對(duì)實(shí)驗(yàn)題的考察都幾乎是選擇了“電路實(shí)驗(yàn)。為何高考物理實(shí)驗(yàn)考察如此青睞電路實(shí)驗(yàn)？筆者以為主要有以下三個(gè)原因。一、高考實(shí)驗(yàn)考察的目的要求?考試說明?明確指出：教學(xué)過程中的實(shí)驗(yàn)有助于加深學(xué)生對(duì)自然科學(xué)概念、原理和規(guī)律的理解，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神；實(shí)驗(yàn)才能也是考生將來從事科學(xué)研究的根底。并把“設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的才能作為五大才能要求之一，實(shí)驗(yàn)才能的考察包括：1獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的才能。包括理解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅斫獠牧?、用具的用處和使用方法，掌握?shí)驗(yàn)方法步驟，會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件和使用實(shí)驗(yàn)儀器，會(huì)處理實(shí)驗(yàn)平安問題，會(huì)觀察、分析和解釋實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，并得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。2能根據(jù)要求靈

3、敏運(yùn)用已學(xué)過的物理學(xué)理論、實(shí)驗(yàn)方法和儀器，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，并處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)問題。從上述要求可以看出高考對(duì)實(shí)驗(yàn)的考察，不僅包括實(shí)驗(yàn)操作技能和處理實(shí)驗(yàn)問題的才能，還包括思辨性的假設(shè)和猜測(cè)、邏輯性的分析和論證、準(zhǔn)確性的測(cè)量和記錄、嚴(yán)密性的推理和明晰科學(xué)的表達(dá)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)展全面的科學(xué)素養(yǎng)和綜合才能的考察。而具備這種全方位、多功能考察內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)題，必然是高考的首選。二、?考試說明?的“實(shí)驗(yàn)知識(shí)內(nèi)容在2019年?考試說明?物理科“知識(shí)內(nèi)容表新課程的131個(gè)知識(shí)點(diǎn)中，實(shí)驗(yàn)有19個(gè)，占14.5%，這與實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)約占15%的比例相吻合。實(shí)驗(yàn)考察的“內(nèi)容和說明如表1。表1從表中不難看出：1在高考考察的19個(gè)實(shí)驗(yàn)

4、中，涉及電路的實(shí)驗(yàn)有5個(gè)，占26.3%，它們分別是測(cè)定金屬的電阻率同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器、描繪小電珠的伏安特性曲線、把電流表改裝為電壓表、用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻、用多用電表探究黑箱內(nèi)的電學(xué)元件。這些實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)思想等方面具有內(nèi)在的統(tǒng)一性。2從“說明中可以看出，實(shí)驗(yàn)考察要求會(huì)使用的儀器主要有13個(gè)，其中刻度尺、天平、彈簧秤、溫度表等的使用，已在初中進(jìn)展系統(tǒng)、重點(diǎn)的學(xué)習(xí)和考察，而與電路實(shí)驗(yàn)相關(guān)的器材有電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱、螺旋測(cè)微器等，占38.5%；此外，電路實(shí)驗(yàn)還凸顯對(duì)誤差問題的分析和研究，主要涉及儀器的選擇、電路的組

5、裝、數(shù)據(jù)的讀取和處理等，這也使試題更具探究性和時(shí)代性，強(qiáng)化了試題的選拔性功能。可見，高考選擇電路實(shí)驗(yàn)進(jìn)展考察，能最大限度地覆蓋?考試說明?中給定的實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)，最大限度地滿足“說明中所強(qiáng)調(diào)的相關(guān)要求。三、電路實(shí)驗(yàn)的特征和考察功能眾所周知，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的根底。通過觀察、測(cè)量和有方案的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)去認(rèn)識(shí)自然、發(fā)現(xiàn)自然的規(guī)律，驗(yàn)證猜測(cè)和假設(shè)，并進(jìn)展再創(chuàng)造，是科學(xué)工作者的根本素養(yǎng)。由于高考自身的局限性，高考物理力圖通過筆試的形式，鑒別考生是否具有實(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷和體驗(yàn)，是否具有進(jìn)展實(shí)驗(yàn)研究的根本素養(yǎng)。鑒于此，高考著重考察?考試說明?中給定實(shí)驗(yàn)的原理、方法和器材重新組合的新實(shí)驗(yàn)，力求編制開放性、設(shè)計(jì)性較強(qiáng)的試題，以

6、測(cè)試考生獨(dú)立解決新問題的才能和“遷移才能。而電路實(shí)驗(yàn)題所具有的一系列特征，較好地表達(dá)了高考實(shí)驗(yàn)的考察功能。1.設(shè)計(jì)性設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)，是讓考生根據(jù)掌握的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)和完成新的實(shí)驗(yàn)，它包含著新內(nèi)容、新方案、新視角等諸多側(cè)面。電路實(shí)驗(yàn)中，除伏安法、多用電表法以外，還有電橋法、雙電阻法、單電阻法、等效替代法和半偏法等，各種方法均具有相應(yīng)的科學(xué)性、簡(jiǎn)捷性、準(zhǔn)確性和便利性。例如2019年全國(guó)高考理綜試卷的實(shí)驗(yàn)題題略，第1小題屬于電路的設(shè)計(jì)，涉及伏安法電路外接法和內(nèi)接法和滑動(dòng)變阻器電路分壓器和限流器；第2小題屬于數(shù)據(jù)處理的方案設(shè)計(jì)，涉及實(shí)驗(yàn)誤差、數(shù)據(jù)的取舍、描點(diǎn)作圖和圖像的物理意義。2

7、.探究性這是更高的思維活動(dòng)層次，主要是考察學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)實(shí)驗(yàn)的才能、搜集和處理信息的才能、分析和解決問題的才能，以及實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新才能。電路實(shí)驗(yàn)涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，如電表量程的選擇、電表的調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)、伏安法電路的“外接法“內(nèi)接法和“試接法；滑動(dòng)變阻器電路的分壓器和限流器、電表的改裝、電路的組合和數(shù)據(jù)處理、誤差分析等。在實(shí)驗(yàn)方法上又涉及類比法、逆向思維法、綜合法等，這為探究性實(shí)驗(yàn)題提供了廣闊的空間和豐厚的素材。例如2019年全國(guó)高考物理試卷實(shí)驗(yàn)題題略第2小題中設(shè)定電流表每個(gè)分度表示的電流值未知，但指針偏轉(zhuǎn)的角度與通過的電流成正比，求測(cè)未知電阻Rx的值。這種新情境給人的初步感覺是“電路中的電流無法測(cè)量，

8、但據(jù)題設(shè)令I(lǐng)=k，帶入第1小題的結(jié)果表達(dá)式，即可得到未知電阻Rx的值；再如2019年全國(guó)高考物理試卷的實(shí)驗(yàn)題題略，要求測(cè)量電流表的內(nèi)電阻，要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的準(zhǔn)確度，并能測(cè)出多組數(shù)據(jù)。此題涉及實(shí)驗(yàn)器材的選擇量程選擇和電路的組裝電路圖，還要求寫出待測(cè)電阻的表達(dá)式分析和計(jì)算。而實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)，如圖1a，充分表達(dá)了電路實(shí)驗(yàn)的探究性。3.靈敏性在以上的表達(dá)中我們知道，電路實(shí)驗(yàn)具備的考點(diǎn)非常多，包含的物理學(xué)思想和實(shí)驗(yàn)方法也非常豐富，無論是考察實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理，還是考電路設(shè)計(jì)、誤差分析，甚至是考綜合、探究和創(chuàng)新的才能，都可以在電路實(shí)驗(yàn)中找到最正確的落腳點(diǎn)，設(shè)計(jì)出富有新意的、符合新課程理念和時(shí)代特征

9、的開放性試題。近幾年的全國(guó)統(tǒng)一高考和各地市單獨(dú)考試的物理實(shí)驗(yàn)試題，幾乎都是以電路實(shí)驗(yàn)為主要考察點(diǎn)，考察的內(nèi)容、形式和要求各具特色、精彩紛呈。如2019年全國(guó)統(tǒng)一高考理綜試卷的實(shí)驗(yàn)題題略，是要求測(cè)量出“黑箱中的電阻的阻值，如圖1b。此題的解法很多，但不同的操作方法，導(dǎo)致解題的難易程度不同，其中比較簡(jiǎn)捷的方法是“靈敏地應(yīng)用導(dǎo)線短接電路進(jìn)展測(cè)量解法略。圖14.思想性這是高考試題的靈魂所在。物理學(xué)的思想方法是辯證的思維方法，具有直觀的、邏輯的、想象的和美的特質(zhì)。電路實(shí)驗(yàn)彰顯了物理學(xué)的思想方法和實(shí)驗(yàn)特征，可以最優(yōu)化地實(shí)現(xiàn)高考實(shí)驗(yàn)的考察功能。例如2019年全國(guó)統(tǒng)一高考理綜試卷的實(shí)驗(yàn)題題略，就綜合地考察了如

10、下豐厚的物理學(xué)思想。1“遷移和“回歸思想。題中給定的量程為150mV的電壓表，其實(shí)就等效于靈敏電流計(jì)G，可以充當(dāng)“表頭，這樣就自然回歸為“電流表的改裝，即由表頭并聯(lián)分流電阻而成。雖然?考試說明?中只要求掌握“把電流表改裝為電壓表實(shí)驗(yàn)，但這兩種電表的改裝在實(shí)驗(yàn)原理、器材和方法上如出一轍。2發(fā)散思維。試題中給定了電壓表內(nèi)阻測(cè)量的電路圖，要求作出對(duì)改裝后的電流表進(jìn)展校準(zhǔn)的電路圖。比較兩個(gè)電路圖可知：二者有變和不變之分變化的是題圖中滑動(dòng)變阻器的“分壓器電路變化為答案的“限流器電路；不變的是改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表的串聯(lián)方式電流相等。3求異思維。此題在考察中盡量回避已學(xué)過的現(xiàn)成實(shí)驗(yàn)，要求考生在遷移、回歸和發(fā)散的思維過程中“見異求同，見同求異，找尋改裝電流表和改裝電壓表在理論上和實(shí)驗(yàn)操作上的異同點(diǎn)，從而完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和問題的解決。總之，電路實(shí)驗(yàn)由于具備開放性、設(shè)計(jì)性、探究性、靈敏性和思想性等多個(gè)維度的考察功能