探讨物理高考试题中的实验探究问题

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  高中物理实验教学的主要目的是培养学生掌握科学的实验方法与探究学习策略.近几年高考物理试题中实验探究的比例依旧很大,从相关的试题考查内容来看,高考物理实验探究的重点考查内容依然集中在对学生相关实验知识运用的系统考查,对学生物理实验过程的掌握程度的考查及学生理论联系实际、学以致用等能力的考查,还有对学生分析处理相关实验数据能力的考查等.
  一、高考物理试题中实验探究的简略分析
  从2014年到2018年高考物理试题中实验探究的情况来看,主要有以下特点:首先,物理实验试题数量一直十分稳定,即保持在2道题,五年内并没有明显变化.拿最具有代表性的全国一卷和全国二卷来说,从2014年到2018年四年均是2道题,题型较为丰富,有填空、选择、简答、作图等类型.其次,在考查内容上,主要集中在电学和力学这两大板块,还有少量对“仪器使用”部分内容的考查.最后,高考实验试题对学生能力的考查有了新的要求,从这几年来看,实验试题主要考查学生的基础实验能力及实验探究能力.而实验探究能力更为重要,它要求学生要将物理知识、基本实验方法等巧妙运用于真实实验中去,具备初步设计、探究、解决实验问题的能力.以2017年全国高考真题23题实验题进行分析(以部分题目为例),该题目如下:
  某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A);电压表V(量程3V,内阻3kΩ);电流表A(量程0.5A,内阻0.5Ω);固定电阻R0(阻值1000Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω);电源E(电动势5V,内阻不计);开关S;导线若干.
  (1)实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图.
  (2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示.
  由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率(填“增大”“不变”或“减小”).
  该高考物理实验试题考查的内容,明显是“电学”相关知识(电压表、电流表与滑动变阻器等).第(1)题考查的是学生的动手操作能力,学以致用能力,即画出电路图.要实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,所以滑动变阻器用分压式接法,小灯泡为小电阻,电流表用外接法,答案如图(b).第(2)题由I-U图像可知,切线的斜率不断减小,灯泡的电阻随电流的增大而增大,R=ρlS,电阻率增大.这些考查相对来说比较基础,但要求学生具有思维变通和举一反三的能力,达到探究性思考的目的.
  三、基于高考物理实验探究优化实验教学的有
  效策略
  (一)关注实验过程,重视物理实验的体验.
  从2014年到2018年物理实验相关分析可推断出,高考中无论是测量性实验、探究性實验,还是验证性实验均对学生实验过程有较高的要求,在这一过程中考查学生各个细节能力.最后,着重培养学生的观察与探究能力.
  (二)善于在课堂上渗透高考物理实验信息.
  高考实验信息与物理课堂是紧密联系,不可分割的.作为物理实验课堂的组织和引导者,教师有必要有意识渗透高考物理实验信息,提高学生学习的目的性与针对性,帮助学生确立重点与难点.
  综上可知,2014年到2018年高考物理试题中实验探究分析给予了物理实验教学难能可贵的信息,这对教师的“教”和学生的“学”具有双重的指导作用.教师一方面要依据高考物理实验考查的内容与对学生能力类型的考查为方向改进实验教学.另一方面,教师还要基于不同阶段学生物理实验的掌握程度及学习概括进行智能化实验教学,为提高学生物理实验探究能力奠定坚实基础.
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