论文部分内容阅读
在近年高考物理试题中,实验题一直占有较大的比重,其考查的内容早已跳出单纯的学生实验范畴,从考查原理、步骤、数据处理、误差分析,逐步过渡到要求考生用学过的实验原理、方法解决新颖灵活的实验问题。实验题的类别也在不断扩展,除了基本仪器的使用和验证性实验等传统考查内容外,还扩充了探究性实验和设计性实验的内容,强化了对考生创新能力及探究能力的考查。分析试题特点,对高考备考有重要意义。
一、实验题特点分析
1.试题结构相对成熟, 呈现“一小一大” 模式
近三年的实验题基本由“一个电学”变为“一大电拖一小力”,或“一大力拖一小电”模式(如2012年安徽卷、海南卷、广东卷),基本体现“力电均衡”,各省市都在朝着这个方向变化。小实验考查学生独立完成实验的能力,注重对实验原理、实验步骤等的考查;大实验考查探究的过程,关注对能力的考查,常常是大纲规定实验的适度迁移与创新。从近几年实验题的命题趋势来看,实验题第2小题往往有较大的难度和较高的区分度。
2.信息量大,且题型多变,注重对步骤及仪器使用的考查
近三年各个省市的实验题字数都在400字以上,且都配有表格或图像,呈现方式灵活,以选择、填空、作图或计算等形式出现,题型多变。在2012年的高考试题中,基本仪器使用的考查3次,力学部分实验考查7次,电学部分实验考查了10次。全国14套试题几乎覆盖了考试说明中的所有学生实验及重要规律的演示实验。注重对实验操作步骤、基本仪器的使用考查。命题者试图创设一种真实的实验情境,通过纸笔型的考试,考查学生的动手实验能力,深入考查学生对实验原理、仪器与基本操作的掌握情况,如2012年江苏卷对“多用电表”操作的考查独具特色。2012年的14套试题中对一些基本仪器的使用和读数均有涉及,如弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、游标卡尺、螺旋测微器等。
3.重视对实验数据处理的考查,关注学生实验素养
如误差理论、有效数字、精确度等,《考试说明》指出能运用已学过的物理理论、实验方法和所给的实验仪器去解决问题,包括简单的设计性实验。近三年试题均有对实验知识应用类的考查,要求会运用学过的实验思想方法解决创新型实验问题,以便探索实验步骤和实验数据处理的方法。如2012年上海卷第29题,课本实验中用是一种线性处理的思想,而命题者则跳出课本,用图线,要求学生在原有周期公式的基础上,得出新的公式,找到图线与纵轴截距。
4.设计探究性实验题成为热点,问题有适当的开放性
所谓探究性试题是指通过设置特定的情境,引导考生围绕某个具体问题综合运用所学知识和方法,对有关理论或实际物理问题展开探索、进行研究,通过选取实验手段控制实验条件,观察物理现象,收集实验数据,然后对信息进行处理(包括代数运算和图像分析),创造性地得出科学结论的试题。此类试题是在应对全球新一輪基础教育课程改革的时代背景下,为了体现新课程标准关于“注重科学探究,提倡学习方式多样化”等课改理念,促进“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”这一三维目标的实现而命制的。如2012年安徽卷“测绘小灯泡伏安特性曲线”的电路设计与实验过程的补充;2012年北京卷与山东卷对电阻及电阻率测量电路的设计等。
5.试题综合性明显加强,呈现出两“大融合”的趋势
纵观近年试题,综合性明显加强,出现以纸带为载体的力学实验的融合和以多用电表与伏安曲线为载体的电学实验的融合。新课程考试大纲中规定11个必考实验,其中力学实验6个,电学部分5个,力学实验包括研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理与验证机械能守恒定律。力学实验中有4个实验与纸带有关,利用纸带可以直接测量研究对象的时间和位移,可以间接计算出研究对象的速度和加速度,若结合其他物理量的测量,还可以测量与速度、加速度有联系的相关量,如质量、力、功率、功、动能、冲量、动量、重力势能、动摩擦因数、转速等。所以,在近三年高考试题中出现了以“纸带”为媒介的力学实验大融合,如2012年的江苏卷第11题以验证牛顿运动定律的实验装置来测定动摩擦因数;2011年海南卷第14题以验证牛顿运动定律的实验装置来验证机械能守恒定律。
总之,在大纲规定的11个必考实验基础上进行重组、改进与创新,旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材,是否真正动手做过这些实验,是否能灵活运用学过的理论、实验方法、仪器去处理、分析、研究或探究未做过的实验,包括设计比较简单的实验等。侧重考查考生的实验设计能力、实验探究能力、对图像的分析解读能力、实验数据的处理能力及创新与迁移能力。对能力要求全面,且层次较高是历年高考中的难点。
二、备考策略
1.整合两大实验,掌握基本技能
一是整合力学6个实验, 可将其分为三类: 一类与
纸带相关(含4个实验),应掌握速度、加速度的求法;二类是验证力的平行四边形定则;三类是探究弹力与弹簧伸长量的关系。二是整合电学5个实验,可将其分为四类:一类是测电学物理量,如测量电阻率、电压、电流、电阻、电动势、内阻、功率或电功;二类是仪器使用类,如螺旋测微器、多用电表、传感器;三类是器材选择与实验方法选择;四类是实验数据的处理方法选择。同时,要牢固掌握每一个实验的原理、实验方法、仪器使用、操作步骤、数据处理方法、误差分析与改进方法等。
2.灵活处理改进型实验,提升答题能力
如可以用探究牛顿运动定律的实验仪器探究动能定理;可以用安阻法、伏阻法、安安法、伏伏法、等效法等测定电源的电动势和内阻,只是实验原理的方法、实验器材有所改进。如2010年全国卷Ⅱ考查“替代法”测电阻,2011年海南卷第14题利用倾斜气垫导轨来验证机械能守恒,2012年新课标卷的测磁感应强度。
3.转移分析“发展型实验”
以教材实验为背景,测量与原实验相关的物理量(如摩擦力、空气阻力、功率、角速度)或探究一些与原实验相关的新关系(如探究滑动摩擦力与斜面倾角的关系),这样就形成了发展型实验。处理这类问题时,应在原来实验的原理上,向新的物理量、物理关系或物理规律进行转移、迁移或联想,如2010年四川卷考查“探究导体的电阻与导体的长度的关系”,2011年山东卷考查“测电源的输出功率”,2012年山东卷由纸带分析运动,进而考查测定动摩擦因数。
4.重视能力的训练,加强反思
首先重视练习。能力形成与问题解决密切相关。精选典例,剖析解题思维历程,关注思维的结点与突破点,讨论交流、规范解题表述。一个完整的解题过程就是一个创造性的再学习过程,是将知识结构转化为技能结构的过程。在练习中,评价和反思是关键。其次重视变式训练。训练自己一题多解、多题一解、一题发散等发散思维。例如在连接线路的训练中,利用同样的电学元件,改变供电电路、改变元件位置、改变设计要求、增减新元件,如换单刀双掷开关等做多元训练。第三,重视错误。一个错误答案只是错误信息系统的一部分,此系统还包含几类可能的错误。随知识能力结构的不断发展,昔日累积的“小错误”也会随之变化。“错误”也是一种学习方式,是知识结构完善、能力结构发生层级跃迁的最有效台阶。
(责任编辑易志毅)
一、实验题特点分析
1.试题结构相对成熟, 呈现“一小一大” 模式
近三年的实验题基本由“一个电学”变为“一大电拖一小力”,或“一大力拖一小电”模式(如2012年安徽卷、海南卷、广东卷),基本体现“力电均衡”,各省市都在朝着这个方向变化。小实验考查学生独立完成实验的能力,注重对实验原理、实验步骤等的考查;大实验考查探究的过程,关注对能力的考查,常常是大纲规定实验的适度迁移与创新。从近几年实验题的命题趋势来看,实验题第2小题往往有较大的难度和较高的区分度。
2.信息量大,且题型多变,注重对步骤及仪器使用的考查
近三年各个省市的实验题字数都在400字以上,且都配有表格或图像,呈现方式灵活,以选择、填空、作图或计算等形式出现,题型多变。在2012年的高考试题中,基本仪器使用的考查3次,力学部分实验考查7次,电学部分实验考查了10次。全国14套试题几乎覆盖了考试说明中的所有学生实验及重要规律的演示实验。注重对实验操作步骤、基本仪器的使用考查。命题者试图创设一种真实的实验情境,通过纸笔型的考试,考查学生的动手实验能力,深入考查学生对实验原理、仪器与基本操作的掌握情况,如2012年江苏卷对“多用电表”操作的考查独具特色。2012年的14套试题中对一些基本仪器的使用和读数均有涉及,如弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、游标卡尺、螺旋测微器等。
3.重视对实验数据处理的考查,关注学生实验素养
如误差理论、有效数字、精确度等,《考试说明》指出能运用已学过的物理理论、实验方法和所给的实验仪器去解决问题,包括简单的设计性实验。近三年试题均有对实验知识应用类的考查,要求会运用学过的实验思想方法解决创新型实验问题,以便探索实验步骤和实验数据处理的方法。如2012年上海卷第29题,课本实验中用是一种线性处理的思想,而命题者则跳出课本,用图线,要求学生在原有周期公式的基础上,得出新的公式,找到图线与纵轴截距。
4.设计探究性实验题成为热点,问题有适当的开放性
所谓探究性试题是指通过设置特定的情境,引导考生围绕某个具体问题综合运用所学知识和方法,对有关理论或实际物理问题展开探索、进行研究,通过选取实验手段控制实验条件,观察物理现象,收集实验数据,然后对信息进行处理(包括代数运算和图像分析),创造性地得出科学结论的试题。此类试题是在应对全球新一輪基础教育课程改革的时代背景下,为了体现新课程标准关于“注重科学探究,提倡学习方式多样化”等课改理念,促进“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”这一三维目标的实现而命制的。如2012年安徽卷“测绘小灯泡伏安特性曲线”的电路设计与实验过程的补充;2012年北京卷与山东卷对电阻及电阻率测量电路的设计等。
5.试题综合性明显加强,呈现出两“大融合”的趋势
纵观近年试题,综合性明显加强,出现以纸带为载体的力学实验的融合和以多用电表与伏安曲线为载体的电学实验的融合。新课程考试大纲中规定11个必考实验,其中力学实验6个,电学部分5个,力学实验包括研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理与验证机械能守恒定律。力学实验中有4个实验与纸带有关,利用纸带可以直接测量研究对象的时间和位移,可以间接计算出研究对象的速度和加速度,若结合其他物理量的测量,还可以测量与速度、加速度有联系的相关量,如质量、力、功率、功、动能、冲量、动量、重力势能、动摩擦因数、转速等。所以,在近三年高考试题中出现了以“纸带”为媒介的力学实验大融合,如2012年的江苏卷第11题以验证牛顿运动定律的实验装置来测定动摩擦因数;2011年海南卷第14题以验证牛顿运动定律的实验装置来验证机械能守恒定律。
总之,在大纲规定的11个必考实验基础上进行重组、改进与创新,旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材,是否真正动手做过这些实验,是否能灵活运用学过的理论、实验方法、仪器去处理、分析、研究或探究未做过的实验,包括设计比较简单的实验等。侧重考查考生的实验设计能力、实验探究能力、对图像的分析解读能力、实验数据的处理能力及创新与迁移能力。对能力要求全面,且层次较高是历年高考中的难点。
二、备考策略
1.整合两大实验,掌握基本技能
一是整合力学6个实验, 可将其分为三类: 一类与
纸带相关(含4个实验),应掌握速度、加速度的求法;二类是验证力的平行四边形定则;三类是探究弹力与弹簧伸长量的关系。二是整合电学5个实验,可将其分为四类:一类是测电学物理量,如测量电阻率、电压、电流、电阻、电动势、内阻、功率或电功;二类是仪器使用类,如螺旋测微器、多用电表、传感器;三类是器材选择与实验方法选择;四类是实验数据的处理方法选择。同时,要牢固掌握每一个实验的原理、实验方法、仪器使用、操作步骤、数据处理方法、误差分析与改进方法等。
2.灵活处理改进型实验,提升答题能力
如可以用探究牛顿运动定律的实验仪器探究动能定理;可以用安阻法、伏阻法、安安法、伏伏法、等效法等测定电源的电动势和内阻,只是实验原理的方法、实验器材有所改进。如2010年全国卷Ⅱ考查“替代法”测电阻,2011年海南卷第14题利用倾斜气垫导轨来验证机械能守恒,2012年新课标卷的测磁感应强度。
3.转移分析“发展型实验”
以教材实验为背景,测量与原实验相关的物理量(如摩擦力、空气阻力、功率、角速度)或探究一些与原实验相关的新关系(如探究滑动摩擦力与斜面倾角的关系),这样就形成了发展型实验。处理这类问题时,应在原来实验的原理上,向新的物理量、物理关系或物理规律进行转移、迁移或联想,如2010年四川卷考查“探究导体的电阻与导体的长度的关系”,2011年山东卷考查“测电源的输出功率”,2012年山东卷由纸带分析运动,进而考查测定动摩擦因数。
4.重视能力的训练,加强反思
首先重视练习。能力形成与问题解决密切相关。精选典例,剖析解题思维历程,关注思维的结点与突破点,讨论交流、规范解题表述。一个完整的解题过程就是一个创造性的再学习过程,是将知识结构转化为技能结构的过程。在练习中,评价和反思是关键。其次重视变式训练。训练自己一题多解、多题一解、一题发散等发散思维。例如在连接线路的训练中,利用同样的电学元件,改变供电电路、改变元件位置、改变设计要求、增减新元件,如换单刀双掷开关等做多元训练。第三,重视错误。一个错误答案只是错误信息系统的一部分,此系统还包含几类可能的错误。随知识能力结构的不断发展,昔日累积的“小错误”也会随之变化。“错误”也是一种学习方式,是知识结构完善、能力结构发生层级跃迁的最有效台阶。
(责任编辑易志毅)