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1、新课程高考物理实验与探究能力的考查与评价,西南大学物理学院 赵保钢,一、引言,普通高等学校招生全国统一考试（简称“高考”）是由合格的高中毕业生和具有同等学力的考生参加的选拔性考试。高等学校根据考生的成绩，按已确定的招生计划，德、智、体全面衡量，择优录取。因此，高考应有较高的信度、效度、必要的区分度和适当的难度。 - 2008年高考考试大纲（课标实验版）物理,.考试性质,（考试大纲）根据普通高等学校对新生文化素质的要求，依据中华人民共和国教育部2003年颁布的普通高中课程方案（实验）和普通高中课程标准（实验），确定课程标准实验省区2008年高考理工类物理科考试内容。,- 2008年高考考试大纲（
2、课标实验版）物理,.考试内容,二、从教学大纲到课程标准 实验与探究能力要求的变化,普通高中物理教学大纲（2002）,一、教学目的 （1）学习物理学基础知识及其实际应用，了解物理学与其他学科以及物理学与技术进步、社会发展的关系。 （2）进行科学方法的训练，培养学生的观察和实验能力，科学思维能力，分析问题和解决问题的能力。 （3）培养学习科学的兴趣和实事求是的科学态度，树立创新意识，结合物理教学进行辩证唯物主义教育和爱国主义教育。,普通高中物理教学大纲,四、教学中应该注意的问题 （3）加强演示和学生实验 观察现象、进行演示和学生实验，能够使学生对物理事实获得具体的、明确的认识，这是理解概念和规律的
3、必要的基础。观察和实验对培养学生的观察和实验能力，培养实事求是的科学态度，引起学习兴趣，具有重要作用。因此，要大力加强演示和学生实验。本大纲规定的演示实验和学生实验都应该力求做好。,（4）加强能力的培养 物理教学必须注意培养学生多方面的能力。加强能力的培养，是物理教学的重要任务。 要通过观察现象、观看演示和学生自己做实验，培养学生的观察能力和实验能力。要培养的观察能力主要是：能有目的地观察，能辨明观察对象的主要特征，认识观察对象所发生的变化过程以及变化的条件。要培养的实验能力主要是：明确实验目的，理解实验原理和方法，学会正确使用仪器进行观察和测量，会控制实验条件和排除实验故障，会分析处理实验数
4、据并得出正确结论，了解误差和有效数字的概念，会独立地写出简要的实验报告。,演示实验（例）,学生实验（例）,普通高中物理课程标准,一、课程总目标 学习终身发展必备的物理基础知识和技能，了解这些知识与技能在生活、生产中的应用，关注科学技术的现状及发展趋势； 学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题； 保持好奇心与求知欲，发展科学探索兴趣，有坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神，有振兴中华，将科学服务于人类的社会责任感； 了解科学与技术、经济和社会的互动作用，认识人与自然、社会的关系，有可持续发展意识和全球观念。,科学探究及物理实验
5、能力要求,物理学是一门以实验为基础的自然科学。在高中物理课程各个模块中都安排了一些典型的科学探究或物理实验。高中学生应该在科学探究和物理实验中达到以下要求。 （提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，评估交流与合作） 普通高中物理课程标准 （7个要素，27条）,发现问题,提出假设,设计实验,开展实验,分析论证,评估反思,探究报告,课标要求,例： 通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律。 通过实验理解力的合成与分解。,课标对实验和探究的教学要求,例： 通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。,结论与思考,1、科学探究能力的培养成为高中物理新课程的一个重
6、要目标。 2、从观察、操作、验证到探究，能力要求向科学素养的纵深发展。 3、对实验与探究的教学与评价提出了新要求。,为什么要重视培养学生的科学探究能力？,从观察、操作、验证到探究，能力要求有什么发展？,高考有何变化？如何评价学生的实验与探究能力？,三、验证实验与探究实验对学生能力要求的比较,不同实验类型与教学设计的比较,强 学生自主性 弱,教师引导式验证实验,菜单式验证实验,教师引导式探究实验,自主式探究实验,弱 教师参与性 强,弱 教材指导性 强,菜单式验证实验 实验步骤驱使，少量的智力活动，机械式操作，强调行为与规则一致。,自主式探究实验 问题驱使（驱动），持续的智力活动，较高水平的思维技
7、巧，强调独立思考与行动,重视按要求完成特定的任务。,重视解决新情境问题的能力。,老：1992全国,23一量程为0.6安的电流表，其刻度盘如上图所示。今在此电流表的两端间并联一电阻，其阻值等于该电流表内阻的1/2，使之成为一新的电流表，则图示的刻度盘上的每一小格表示_安培。,0.06,24在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示。可知该金属丝的直径d_10-3米。,2002全国,26、在用电流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中，所用的器材除了木板、白纸、复写纸、圆柱形电极、导线、电池、电键外，还必须有_、_和_。,导电纸，探针，电流表,23.（12分）2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发
8、现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。,若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线，其中RB、RO分别表示有、无磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。,新：2008年山东,（1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图2的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.61.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）。要求误差较小。 提供的器材如下：,A.磁敏电阻，无磁场时阻值 B.滑动变阻器R，全电阻约 C.电
9、流表 ，量程2.5mA,内阻约 D.电压表 ，量程3V，内阻约3k E.直流电源E，电动势3V，内阻不计 F.开关S，导线若干,（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表： 根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB= ，结合图1可知待测磁场的磁感 应强度B T。,（3）试结合图1简要回答，磁感应强度B在00.2T和0.41.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？ （4）某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？,3）利用数据进行推理，并得出结论,菜单式验证实验 学生活动的中心是学习使用工具，通过实验
10、理解学习的概念，验证教学中讲述的规律或关系。,自主式探究实验 学生活动中心是建立新的概念，发现新的规律、或关系。,老：1991全国,25.在测定玻璃的折射率的实验中,对一块两面平行的玻璃砖,用插针法找出与入射光线对应的出射光线.现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图的四组插针结果. (1)从图上看,肯定把针插错了的同学是 . (2)从图上看,测量结果准确度最高的同学是 .,老：1994,22.将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5牛、最小刻度为0.1牛的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直,如图19-12所
11、示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出。(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_牛和_牛。(只须读到0.1牛)(2)在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。,22.(1) 4.0 2.5,太阳能是一种清洁“绿色”能源。在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电，太阳能电在光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件，某实验小组根据测绘小灯炮伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电能在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电能，电测Ek电流表A。电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干 （1）为了达到上述目的，请将
12、图1连成一个完整的实验电路图。 （2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I-U图象，由图可知，当电压小于200 V时，太阳能电池的电阻 （填“很大”或“很小”）;当电压为280 V时，太阳能电池的电阻约为 ,新：2010安徽,菜单式验证实验 学生按照给定的实验设计进行实验；变量确定。,自主式探究实验 学生自己设计实验；识别、区别、控制变量。,(24)用伏安法测电阻的实验中,按实验要求选用的电压表的最小分度为0.1伏,电流表的最小分度为0.02安.某学生记录的各组数据如下表所示:,在这五组数据中,有效数字位数不符合要求的是第 组,数据有差错的是第 组.,1、32分 41分,老：19
13、90全国,16为研究影响家用保温瓶保温效果的因素，某同学在保温瓶中灌入热水，现测量初始水温，经过一段时间后再测量末态水温。改变实验条件，先后共做了6次实验，实验数据记录如下表：,体现新：2007北京,下列眼镜方案中符合控制变量方法的是 A若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第135次实验数据 B若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第246次实验数据 C若研究初始水温与保温效果的关系，可用第123次实验数据 D若研究保温时间与保温效果的关系，可用第456次实验数据,菜单式验证实验 强调实验数据的重要性，重视实验结果与已知结果的一致性。,自主式探究实验 强调实验数据的重要性，重视基于实验数据进行推
14、理。,19、某学生做“验证牛顿第二定律”的实验在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的a-F关系可用下列哪根图线表示？图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力。答：_,老：1998全国,11（10分）为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）。实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。 （1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车 （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。,新：2010 江苏,（2）从纸带上选取若干
15、计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表： 请根据实验数据作出小车的v-t图像。 （3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v-t图象简要阐述理由。,（3）同意.在v-t图象中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大.,四、如何考查评价考查实验与探究能力,1、 良好测验的特征,可靠性 有效性 鉴别性 实用性,信度,效度,难度,区分度,2、在大规模纸笔考试中如何提高评价的效度,2、1考试内容与考试目标的一致性,比较难,比较难,适合,比较难,适合,适合,比较难,课标要求,1、实验与探究能
16、力要求比较,能独立的完成表2、表3中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。,能独立完成“知识内容表”中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论；能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。,原考试大纲 与 新考试大纲,关注变化一,对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。,1、对结论进行分析和评价,2、设计实验方案,1要求会正确使
