《基于物理学科核心素养导向的试题对实验教学的启示》-理学论文，物理论文-论文范文参考-科学狗论文网

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基于物理学科核心素养导向的试题对实验教学的启示

范文

摘要：本文从物理学科核心素养视角出发，例举2019广东省初中学业水平考试物理试题中的实验试题解析、赏析，发现本试题在对演示实验和学生实验的再现、对学生必做实验的拓展、对经典实验的创新中，注重对学科核心素养的全面考查;试题很好地融合了传统和创新元素，在对学生学业水平测试的同时引导未来实验教学.

关键词：物理学科核心素养;中考实验试题;实验教学

文章编号：1008-4134（2019）20-0025中图分类号：G633.7文献标识码：B

作者简介：刘小丰（1978-），男，湖南涟源人，硕士，初中物理高级教师，研究方向：实验教学.

2019年廣东省初中学业水平考试（以下简称“2019年广东中考”）物理试题中实验试题共约35分，灵活多样地考查了基础知识和基本实验技能，突出能力立意，关注到落实三维目标到发展学科核心素养的转变，试题在传统中创新，具有很好的区分与选拔功能，起到了对未来物理实验教学的引导作用.

1突出学业考试功能，试题例析

2019年广东中考物理试题对实验的考查除了实验题，还渗透在填空题、综合题等题型中，很好地体现了对学生学业水平的考查和教与学导向的统一，也充分关注到了广东全省各地的学情差异，既让学困生考得有尊严，也有利于优生脱颖而出.现从填空题、实验题和综合能力题各举一例进行解析.

例1（第11题）如图1所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明了通电导体在磁场中受到的作用.若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向运动（选填“左”或“右”）;若只将蹄形磁铁的N、S极对调，则导体棒ab将向运动（选填“左”或“右”）.

【解析】本题满分3分，考查“探究磁场对电流的作用”实验.第（1）问考查“通电导体在磁场中受力的作用”这一知识点;第（2）、（3）问进一步考查“导体受力方向跟磁场方向和电流方向的关系”这一规律，本题对学困生和中等生进行了分层.

例2（第18题）在“测量小灯泡的电功率”实验中，要求用滑动变阻器控制电路，分别测出小灯泡在额定电压、约为额定电压的45和约高出额定电压的15时的电功率，并比较这三种情况下小灯泡的亮度.

（1）先根据实验的要求设计电路图，如图2所示，其中甲是表，乙是表.

（2）实验室有如下器材：“2.5V0.75W”小灯泡一只，电压为6V的电源、电流表、电压表、导线若干条、开关、滑动变阻器R1（10Ω2A）和R2（50Ω1A）.根据实验要求应选用滑动变阻器.

（3）根据实验要求，设计并填写实验记录表内的7个空格.

【解析】本题满分6分，考查“测量小灯泡的电功率”实验.第（1）问2分，考查电路图和电表的连接，属于“送分”题.第（2）问1分，对中层生是一个挑战，需要运用“串联分压”等相关知识进行缜密的推理或者计算，才能得出正确答案，有趣的是，即使完全不会做也有50%的概率做对.第（3）问3分，除了完善表格中的四个项目，还需将额定电压值和根据题意计算得出的两次电压值填入表格.本问需要考生具备较强的实验设计能力和提取、处理信息的能力，实现了对中层生和优生的分层.

例3（第21题）小明在用蜡烛作为光源完成“探究凸透镜成像的规律”实验后，发现蜡烛火焰飘忽不定，像与物对比难判定等问题，小明和老师、同学一起对实验装置进行了一系列的创新.创新点如图3所示：光具座上凸透镜所在位置为零刻度，数值向左、向右依次增大;在标有均匀格子的面板上制作字母“A”状LED灯替代蜡烛;光屏上标有同样的均匀格子.

（1）请分析创新后实验装置的优点：

①可以直接读出物距以及;

②光屏上成像更清晰、;

③从光屏上可以准确得出像与物的关系.

（2）完成“探究凸透镜成像的规律”实验后，还可以更换（或增加）实验器材进行拓展探究，请仿照示例写出两种不同方案.

【解析】本题满分7分，考查“探究凸透镜成像的规律”及相关光学探究实验.第（1）问3分，第①空简单“送分”，但第②、③空可能无法很快找到答案，但根据题干中的信息可推出应填“稳定”“大小”.第（2）问4分，问题设计将实验情景限定在光具座上，允许“更换或增加”器材，“仿照示例写出方案”，为优生提供更大的创新与展示空间，从判断像与物左右关系的探究、近视眼镜或远视眼镜镜片对光的作用、平面镜成虚像还是实像等方面都可以找到探究的思路，但考生要拿满分还需具备较强的文字表达能力.

2紧扣学科核心素养，试题赏析

物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任[1].实验是提高学生学科核心素养的一种重要方式，对2019年广东中考物理实验试题进行赏析，发现本试题在对演示实验与学生实验的再现、对学生必做实验的拓展、对经典实验的创新中，体现了对学生学科核心素养的全面考查.

2.1在对演示实验与学生实验的再现中，考查物理观念

“物理观念”是从物理学视角形成的关于物质、运动及相互作用、能量等的基本认识[1].实验教学是帮助学生建立正确物理观念的重要方式，包括例1在内共3道实验试题以填空题形式呈现，在对演示实验与学生实验的再现中，考查物理观念.

例1考查运动与相互作用观念，本实验在人教版教材上是在介绍电动机之前作为演示实验呈现，而在粤沪版教材中则是先介绍了电动机，再通过学生实验来验证对电动机转动的猜想.命题者将人教版的插图直接放到题目中，大大降低了本题的难度，问题的设计侧重考查实验过程与现象，如果学生真正经历了观察演示实验或者自己动手实验的过程，就能形成正确的“磁场对电流作用”的观念，从而轻松作答.另外填空题中还通过对“机械能及其转化”“探究光的反射规律”相关实验的考查，都提示老师在平时教学中引导学生重视对实验现象的观察与思考，形成正确的物理概念和规律，并加以提炼与升华.

2.2在对学生必做实验的拓展中，考查科学探究能力

科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式，为了便于教学与评估，《义务教育物理课程标准（2011年版）》中列出了20个学生必做实验[2]，这20个实验成为历年实验题命题的重点，2019年广东中考选择了其中的两个，在常规中拓展，实现了对科学探究能力的考查.

例2通过对“测量小灯泡的电功率”常规实验的拓展，考查了学生的推理分析、计算和表格设计能力，虽然表格设计类试题在去年的广东中考中出现过，但本题又有创新，创新点在于三次实验电压值的确定与记录.如果考生对表格设计只是死记硬背，而不充分获取和处理题干信息，要拿到满分很困难，所以本题不失为一道考查探究能力的好题.而另一个“测量固体密度”实验题的亮点在于：实验过程从常规出发，进行拓展创新后又回归到常规，考查学生综合运用力学知识解决实验问题的能力.

2.3在对经典实验的创新中，考查创新思维与综合能力

经典实验是实验教学中的重点和难点，改进实验装置、优化实验教学一直以来都是教学研究的焦点，也成为各地中考、实验操作考查的命题热点.2019年广东中考命题者又选择了“探究凸透镜成像的规律”（例3）这一经典实验，对科学思维中的质疑创新要素和文字表达能力进行了考查.

本题问题设计的切入点让人眼前一亮，题干信息让学生直接进入对实验的“评估”环节，聚焦对实验装置的改进，如果说第（1）问是考查批判思维的话，那么第（2）问就通过更加开放多元的方式，考查学生的创新思维.并且与以往给定器材，学生组合器材设计实验有所不同，引导学生“交流与合作”——此实验与其它光学实验有何相同之处？如何通过“更换或增加”器材完成新的探究？所以本题实现了对实践能力和实验创新意识的考查，同时引导我们的实验教学要由“解题”向“解决问题”转变[3]，利用创新思维解决问题的能力培养需要在日常的教学中落实，而创新实验则是培养学生创新思维的一种重要途径.

3反思实验教学实际，教学启示

实验试题的考查，是对日常物理实验教学最直接的检验.反思当前的实验教学，虽然在将近20年的新课程改革中，教师的实验教学水平和学生的实验能力、学科素养都在不断提升，但实验教学仍然存在许多不足之处.例如：重教辅轻教材，演示实验以“讲”代“做”，学生“必做”实验变“选做”，实验教学重结果轻过程，学生在实验中“被动”探究……如何改进实验教学，提高教学品质？通过对2019广东中考物理实验试题赏析，得到以下启示：

3.1要重视教材中实验素材的深度开发

2019年广东中考物理第8、10、11题的插图和情景均源自于教材，命题者想告诉我们中考许多题的内容取材于教材，重视教材不能成为一句空话.中考命题以课程标准为准绳，教材编写依据于课程标准，教材是最重要、最常用、最丰富的课程资源，应受到足够重视，我们教师应理解编者的意图，充分挖掘教材价值[4].例如：指导学生利用教材实验素材或习题进行命题训练.对优生的培养可以在解决教材实验原始问题后继续思考：这个实验题还可能怎么变？我将如何应对？如果我是中考命题专家，如何改编这个题？让学生自主命题必定会在夯实学科基础的同时，提升学生的创新思维.

3.2要重视演示实验和学生实验教学

演示实验以“讲”代“做”，学生“必做”实验变“选做”，学生没有在课堂上经历观察或者动手体验的过程，所形成的的物理观念就不会牢固，实验能力的培养就是“空中楼阁”.所以我们要回到真正在课堂上做好实验的正道上来，在演示实验过程中要给学生思考的问题与思考的时间，在学生实验中，让学生经历从提出问题、猜想与假设，到设计、进行实验、分析论证的过程，真正理解实验的原理，掌握实验的方法，尝试对遇到的问题进行评估，通过交流与合作解决新问题.加强实验设计能力的培养，需要给学生设计实验的时间，指导学生明确探究目的和已有条件，尝试选择科学探究方法及所需器材，逐步掌握设计表格的方法与技巧.

3.3要重视常规实验教学的创新设计

一是在设计实验时参考多版本教材.例如，对电动机与发电机原理的理解是教学中的难点，做好“探究磁场对电流的作用”“探究电磁感应现象”实验是突破难点的关键.各版本设计实验的思路不同，粤沪版教材将两个实验均设计为“学生活動”.这给我们的启示是：备课时，教师不仅要关注当地使用的教材，还要从更多版本教材中借鉴实验设计思路，还可以将部分演示实验改为学生实验，让学生更好地经历探究过程.二是在常规实验上进行拓展，2019年广东中考物理第17、18、21题的实验情景和基本原理来源于教材常规实验，但又不简单照搬，而是对其进行改造、迁移、拓展与创新.这给我们的启示是：在指导学生完成常规实验的过程中，可以在实验的条件、选材、广度、方法、应用和评估等方面对实验加以改变、延伸或拓展[4]，让学生综合运用相关知识来解决问题，提升科学思维和科学探究能力.

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[3]刘朝明.从“解题”走向“解决问题”——2019年高考理综新课标卷Ⅲ第22题赏析[J].中学物理教学参考，2019（8）：57.

[4]吴志明.重视教材实验的迁移拓展与创新——2016年中考物理实验题赏析[J].物理之友，2016，32（10）：1-3+8.

（收稿日期：2019-08-03）

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