物理实验探究题分析论文

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近一两年来，作为教育教学“指挥棒”的中招考试的改革力度不断加大，物理试题也发生了明显的变化，尤以考实验的题型及命题的角度为亮点。北京市物理中考试题中的实验作图题改为实验与探究题，此部分题型所占分值由25分改为30分，内容在不乏对基础知识、基本技能的考查基础上，使经典内容设问不断创新；增加了探究性实验题，使之成为实验与探究题的压轴题和整个试题的亮点。那么，在新课标视角下实验与探究题有哪些特点，由这些特点引发我们的思考又是什么。

一、新课标的三维培养目标

在新一轮的课程改革中，义务教育阶段的物理教育目的是培养全体学生的科学素养。根据这一目的，将物理课程的培养目标定为知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标。它的主导思想就是全体学生的全面发展。它体现了能力本位和学生本位的教育理念，重视学生的学习过程和认识过程，强调培养学生的适应能力、解决问题的能力、创新能力。它以物理学的内容作为素材，使学生获得终身的学习兴趣、习惯及一定的学习能力，帮助学生树立科学的价值观。

二、新课标视角下实验与探究题的特点

（一）以科学探究为背景，搭载对知识与技能的考查

（1）从表中数据可以看出：冰熔化过程的起止时间是从第_____________；

（2）根据表中数据可以判断：冰属于_____________。（填“晶体”或“非晶体”）

本题要求学生从题目给出的反映冰在熔化过程中温度随时间变化的数据表，分析得出冰熔化的规律，即冰熔化过程的起止时间、冰的熔点，再根据冰在熔化过程中温度保持不变这一特点推断出冰属于晶体。

例2：利用图1所示的装置探究同一直线上二力合成的规律时，首先将弹簧的B端固定，再用两个测力计沿两个相反方向拉A端，使A端到达某一点O并记录下该点的位置，然后在表格中记录下两个拉力的大小与方向。再用一个测力计拉弹簧A端，仍将A端拉伸到O点，记录下此时拉力的大小与方向。

（1）从图1的表记录中你能得到的关于同一直线上合力与分力的大小关系是_________（用字母表示）。

（2）实验中用一个测力计拉弹簧时，为什么仍要将弹簧拉伸到O点再读数？

题目的第一问要求学生能从题目中再现探究同一直线上二力合成的规律时的操作的叙述，从实验结果的记录表格中分析总结出F＝F1－F2。第二问是考查学生对合力概念的理解。其关键是力的作用的等效性。本题要求学生能应用这一规律解释题目的问题，从而做出“保证力F的作用效果与力F1、F2共同作用的效果相同”这样的结论。

（二）以科学探究为背景，突出对能力的考查

例3：某校外物理兴趣小组的同学准备通过实验探究以下两个问题：（1）质量相同的不同物质，在温度变化相同时，吸收的热量多少与什么因素有关？（2）质量相同的不同物质，在吸收相同的热量后，它们的温度变化大小与什么因素有关？

他们在图2中的A杯装入480mL、密度为1.0g／mL、比热容为4.2×103J／（kg·℃）的水，在B杯中装入600mL、密度为0.8g／mL、比热容为2.1×103J／（kg·℃）的煤油，两液体的初温均为20℃。用两个相同的电热器分别给水和煤油加热。表1和表2是前后两次实验探究时记录的数据。

本题要求学生在明确实验要探究的问题前提下，根据给出的数据表格总结归纳出科学规律。而在总结归纳过程中，对于水和煤油吸收热量“相同”或“不相同”，如何能够通过审题作出分析判断是关键。本题的两步探究中水和煤油吸收热量怎样能保证相同，又怎样能使其不同也是本探究实验的关键。题目已通过“两个相同的电热器”隐含给出解决此问题的条件。由此学生能根据所学的电学知识，知道两个相同的电热器功率相同，根据电功电热相等和电功与电功率、时间的关系可知，在相同的时间内两电热器放热相同。在不同的时间内放热不同，再根据热传递的规律去Q吸＝Q放，在不计热损失的情况下，电热器放出的热完全被水或煤油吸收。最后能将题目给出的“两个相同的电热器分别给水和煤油加热”这一条件，转化为在相同的时间内水和煤油吸收热量相同，在不同的时间内水和煤油吸热不同。在这一指导思想下，表1数据说明的规律，只要通过比较表1中给出的水和煤油的加热时间即可得出。对于表2中给出的加热时间相同的含义也就自然理解了。

本题考查学生的观察能力、审题能力、从物理现象和实验中归纳简单的科学规律等科学能力。本题还使学生间接经历了在给定了实验器材的条件下进行实验设计。在实验设计的过程中能够使学生学会一些科学探究的基本思维方法。设计实验是科学探究的主要要素之一，而要能正确设计实验，首先要正确理解实验原理，熟悉各种器材的性能和使用方法。本题设计实验的关键是理解实验原理。

例4：在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，小明做了如图3所示的一系列实验。请你对某一个因素进行研究，并通过分析弹簧测力计的示数，说明你的探究结果。

本题为一道探究性实验题。它模拟创设了科学探究的全过程。使学生在解题过程中经历了：（1）确定所要探究的内容；（2）制定科学探究计划和实验方案；（3）进行实验与收集实验数据；（4）对收集的信息进行简单的比较，并能归纳总结出结论。

本题考查的过程也是课改意识的一种渗透，能体现物理课程标准的要求。引导教师转变教育观念，改变教学模式；重视过程与方法，利用对物理问题的探究，让学生亲身体验探究的过程，学会研究问题的方法，形成科学的情感和价值观；在探究中培养学生的观察、判断、分析、归纳等能力和良好的科学素养。对学生来说，科学探究既是学习目的又是一种“学”的方法；对教师来说，科学探究既是教学的目的又是一种“教”的方法。科学探究是新课标的主旋律，作为物理学科的基础实验更是科学探究的主战场。探究性实验在命题上，以探究性实验的几个步骤为主要内容。有的取其局部，有的整体构建。这类试题充分体现了让学生自我发现、自我设计、自我分析、自我评价的探究思想。就试题背景来讲，目前来看主要来源于课本上的重要概念和规律，也有一些来源于学生的生活经验和各类实验现象。

探究性实验题将成为中考试题的亮点，近几年被各地的中考试题、模拟试题广泛采纳。但在试题命题方法、技巧上，有的甚至在科学严谨方面还需要慎重，不断提高、完善。

例5：在一定的条件下，做“研究决定导体电阻大小因素”的探究实验，采用了控制变量法。下表给出了实验中所用到的导体情况，选择了C、F两根导体进行对比，是为了研究导体电阻大小与_____是否有关；选择C和_____两根导体进行对比，是为了研究导体电阻与长度的关系，为了研究导体电阻与横截面积的关系，应选择的两根导体是_____（填写导体代号）。

本题是以“研究决定电阻大小因素”的探究实验为背景，考查了学生对控制变量法这一科学方法的运用能力。控制变量法是一种由分析到综合的研究方法，就是研究多个物理量之间的关系时，使其中一些变量保持不变，只研究剩下的两个变量之间的关系，得到这两个相关变量之间关系的结论，然后再综合各次结论得到一个总结论的方法。控制变量法是物理学研究问题常用的方法，也是初中物理中常用的且有效的探索问题和解决问题的科学方法。初中物理教材中物理概念、规律的建立、发展和应用过程中大多蕴含着控制变量法这一科学方法，且一般只用来定性地研究问题。教师通过教学活动有意识地让学生从见到、熟悉再到试着做，从而掌握这种研究方法，让他们认识到物理规律是观察实验、物理思维和数学推理的产物。使他们学会用控制变量的方法揭示有关物理量之间的关系，必将有利于学生理解和掌握物理概念和规律，更有利于研究性学习和创新能力的发展，并为将来进行定量研究在方法上给学生打下基础。

（三）以科普为背景，注重联系生活和实践，体现知识的价值取向，考查学生对科学技术的情感和态度

例7：小明家住市中心，奶奶嫌城市夏天太热而不住在他家，这激发了他探究城乡温差的兴趣。某星期天，他请全班同学分别到选定的地点，于中午同一时刻测出各测试点气温，以此绘制出图4所示的区域温度变化图。

新课程物理教学的一个重要理念：“从生活走向物理，从物理走向社会。”脱离生活的物理必定是枯燥乏味的。物理教学的内容、教学空间走进学生的生活，走进学生熟悉的环境，能使学生初步领略自然现象中的美妙与和谐，保持对大自然亲近、热爱、和谐相处的情感和对科学的求知欲望。这不仅能提高学生的学习兴趣、充分体现知识的价值，而且能培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和联系实际、应用所学知识解决实际问题的能力。

三、引发我们思考的问题

探究性实验是在课改中应运而生的，中考命题中实验探究题的以上几个特点符合新课标的要求，并且将成为今后中考命题的方向和趋势。作为物理教师应该如何应对，在新课程改革进入全面实施的今天，这个问题实质是我们应该如何面对课改。

（一）更新观念，树立新的教育教学理念

1．认真学习，认识到位。新课程改革是以提高全体学生的科学素质，促进学生全面发展为主要目标。改革课程过于注重知识传授的倾向，强调情感态度、价值观、教方法、教技能，使学生获得终身学习兴趣、习惯及学习的能力。即树立以学生发展为本的理念。如果我们昨天关注掌握的知识，那么今天我们关注掌握知识的人。教师要树立为学生服务的思想，面向全体学生，因材施教；尊重学生，信任学生；教学生做人，教会他们正确对待自然、社会、他人和自己。

2．态度积极，但不盲目。课改不能用“破”和“立”的观点来对待，而应该用“继承和发展”的观点来对待。我们应该按照课程改革的理念寻求一种新旧融合的交汇点。我们原来做得好的不但不能抛弃，还要发扬光大。另外，知识、方法、工具、手段等本属于中性，不存在“对”和“错”的问题，更不应该轻易否定，关键是用什么样的思想来注入。课程改革到底该改什么？我认为与教师关系密切的是课程的功能、实施与评价。就目前而言课程的实施是课改的主要内容。课改的实施过程中，科学探究是这次改革的核心，在课改中十分看重探究性学习方式。但我们不能把探究性学习看做一个“筐”，什么东西都往里装。应选好探究内容（或者说整个内容有几个探究点），适合用探究性学习的内容就用，不合适的就不用。

（二）积极实施科学探究教学，变偶尔为经常

物理课程标准有科学探究和科学内容两部分。教科书将科学探究和科学内容列为同等重要的地位，旨在强调科学方法和科学态度的学习。科学探究不仅是教学方式，也是教学内容，是这次课改的核心内容。从初中物理新教科书内容来看，除了原有体现科学探究教学内容的实验外，还将部分验证性实验或测量性实验转化为新教材的探究性实验，同时又增加了许多新的探究内容，其形式不仅包括学生分组实验、演示实验，还有家庭小实验、小制作、调查与研究等。因此，应充分挖掘并且利用这些科学探究的素材，广泛组织学生开展科学探究活动，以激发学生对于科学的兴趣，懂得认识未知事物的方法，发展学生的实践能力和创新意识。然而对于学生来说，其科学探究能力的发展不可能一蹴而就，这就需要在教学中长期规划和统筹安排，对学生进行培养、熏陶和训练。教师要把科学探究落实在日常的教学中，而不是为上一节公开课或研究课偶尔为之，要变偶尔为经常，将理念化成日常行动。

（三）坚持以观察实验为基础，坚持启发性教学原则

“观察实验”一直是物理教学的基础，教学内容，是物理教学中所用到的一种方法，一种手段，“基础、内容、方法、手段”简单、清楚地概括了“观察实验”在物理教学中的地位。因此，在课改中为了有效地提高物理教学质量，一定要以观察实验为基础。在探究学习的课堂上，教师应依据物理学科的特点尽量以实验为主构建真实的问题情境，使学生通过观察发现问题。另外，培养学生的创新精神和实践能力，也都离不开实验。

按照课改的要求，要提高物理课堂教学质量，教师在教学中要做到对学生进行有效的启发。在探究学习的课堂上，教师对问题的引导要留有余地，启发要得当，能够达到激发学生思维、最后使学生深思的目的。

（四）提高教师自身的素质

物理新课程在内容上进行了调整，删除了繁、难、偏、旧的内容，适当地降低了部分内容的教学要求，定量要求少了，对解释现象、科技、人文的意义等要求多了，同时又增加了一些了解性知识。对学生的知识难度要求降低了，对学生的能力要求和科学素养要求高了。因而对物理教师的素养要求更高，使物理教学的难度更大。

──每一位教师都应强烈意识到，探究学习对物理教师的素质要求，是当前经济时代和教育形势的要求，是物理教师岗位的必需。

──每一位教师都应刻苦学习，不断更新自己的物理专业知识和其他相关基础知识。探究学习，要求物理教师不仅应具备深厚的物理专业知识，还应有广博的相关学科的基本知识，而且应不断更新自己的教育学知识，提高教育技术水平，不断追求新知，并有意识地运用于教育教学活动中，提高教学的艺术水平。

──关注教育改革的发展，关注教学研究的热点。不断调整自身的发展目标，规划个人的教育行为。研究新课标、新教材。

──注意课堂教学模式的改革，大胆尝试，不断摸索。

──积极对自己的教育行为加以批判改进，注重“自我反思”。成为一个对自己实践不断反思的“反思实践者”。

──确立“我是研究者”的思想，从“教书匠”的角色中挣脱出来，成为“科研型”的教师。

中考物理题中的实验探究题，以新课标为命题指导思想，它的特点折射出了新课程标准的思想及课程改革对物理教师的要求，使我们看到了教改的步伐，引发我们转变观念，树立新的教育教学理念，并将教师的教学行为、学生的学习行为导向素质教育的轨道。