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1、新课程高考实验题探究能力的考查以江苏省物理高考实验试题为例耿建（江苏南通，南通市天星湖中学 226010）摘要：实验题是考查学生探究能力的主要载体。通过对新课程实施后江苏省高考实验试题的整理研究，发现高考试题中实验探究能力主要从进行实验与收集证据、分析和论证、评估等几个方面进行考查。关键词：高考、探究能力、实验“早在1959年美国著名心理学家布鲁纳所主持的一次史无前例的会议上，与会者们一致认为学生们应以做科学的方式来学习科学。”1“科学学习要以探究为核心，这是当前各国科学课程改革的基本理念。”2正如有人所说：如果非要用一个词语来描述近30年来科学教育工作者所努力追求的目的，这个词一定是“探究”
2、。3我国从20世纪70年代开始引入探究教学理念并逐步推行，到20世纪90年代进行大面积实施。新一轮国家基础教育课程改革纲要的六项目标之一，就是要改变原课程实施过程中过于强调学生被动接受知识的学习方式，提倡主动参与的探究学习。江苏省普通高中从2005年开始全面进入新课程，新课程明确提出了培养学生探究能力的要求，如何对这一能力进行考查，如何进一步提升学生的探究能力就成了一个新的话题。一、探究能力的内涵“科学探究是一种系统的调查研究活动，其目的在于发现并描述物体和事物之间的关系，其特点是采用有秩序的和可重复的过程；简化调查研究对象的规模和形式；运用逻辑框架作解释和预测。探究的操作活动包括观察、提问、
3、实验、比较、推理、概括、表达、运用及其他活动。” 4可见，探究既是一种活动又是一种能力，而且其综合性程度比较高。中学阶段就是要在探究性的活动中，培养学生的探究能力。鉴于物理学科的实证性特点，实验教学就成为提升学生探究能力的主要途径。从教材提供的平台看，所有的显性探究都依托于实验：如“探究加速度与力、质量的关系”、“探究功与速度变化的关系”等。关于学生探究能力的表述，一般有两种。一种是普通高中物理课程标准（实验）中提到的七个方面的探究能力：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。这是基于完整的实验探究过程中各个环节所对应的能力要求。二是作为高考命题
4、与教学指南的考试说明，也明确了实验与探究能力的要求：能够独立完成考试内容范围及要求中注明“实验、探究”的内容，明确实验目的，理解实验的原理和方法，控制实验条件；会使用实验仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行一定的分析和评价；能在实验中，发现问题、提出问题，对解决问题的方式和问题的答案提出假设；能制定实验方案，对实验结果进行预测；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。考试说明主要从五个方面提出了探究能力的要求：一是以教材中的实验为基础培养学生的实验能力；二是具备基本的实验过程技能；三是实验中的问题意识与能力；四是独立
5、的实验能力；五是创造性实验的能力。这两种关于探究能力的表述无本质区别，只是表述的角度略有差别而已。可见，实验是培养学生探究能力的重要途径，学生探究能力的考查自然也要通过实验试题来体现。鉴于此，笔者对新课程实施后的2008年至2012年的江苏省物理高考试题的实验题进行了整理，期望归纳出现在对学生探究能力考查的主要方面，并对实验教学提出几点建议。二、实验探究能力的考查下表是对2008至2012年江苏省高考物理试题中的实验题按涉及到的主要知识点及能力要求进行了汇总，并结合课程标准中七个方面的探究能力，对各小题所考查的主要探究能力进行了鉴别。年份题号主要问题主要知识点及能力要求探究能力特征体现2008
6、年10研究导线在质量相同时，电阻与截面积的关系1.螺旋测微器读数进行实验与收集证据2.根据表格中的数据归纳物理规律分析与论证3.电阻定律分析与论证11验证机械能守恒定律1.机械能守恒和平抛的综合分析与论证2.描点作图分析与论证3.误差判断评估4.误差原因分析评估2009年10猜测圆台状均匀质合金棒电阻的大小与该合金棒的电阻率、长度L和两底面直径d、D有关1.游标卡尺读数进行实验与收集证据2.电路故障分析评估3.电阻定律分析与论证11探究加速度与物体质量、物体受力的关系1.利用纸带求加速度分析与论证2.描点作图分析与论证3.误差原因分析评估2010年10测量电源的电动势和内阻1.电阻箱对电路的保
7、护进行实验2.测量方案的选择分析与论证3.据图像求电源电动势和内阻分析与论证11探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律1.打点计时器使用注意点进行实验2.描点作图分析与论证3.据图像分析规律并要求阐述理由分析与论证2011年10验证“力的平行四边形定则”1.弹簧测力计读数进行实验与收集证据2.弹簧测力器使用注意点进行实验3.实验中弹簧测力计超过量程，提出两个解决方案猜想与假设、评估11替代法测量电阻的阻值1.描点作图分析与论证2.据图像分析实验结果分析与论证3.误差分析；实验条件变化后如何测量定值电阻。评估2012年10多用电表的使用1.欧姆档调零进行实验与收集证据2.电表使用注意事
8、项3.欧姆表读数；3.判断黑箱电路分析与论证11测定木块与桌面之间的动摩擦因数1.实验故障排除进行实验2.描点作图分析与论证3.实验原理分析分析与论证4.误差分析评估归纳总结近5年江苏省高考物理实验试题，可以看出关于探究能力的考查，主要集中在分析与论证、进行实验与收集证据及评估三个方面。而关于其余四个方面的探究能力的考查则比较少。1分析与论证包括对实验数据进行分析处理；尝试根据实验现象和数据得出结论；对实验结果进行解释和描述；认识在实验中进行分析论证是很重要的。其中2008年第11题第(2)问，2009年第11题第(2)问，2010年第11题第(2)问，2011能第11题第(1)问，2012年
9、第11题第(2)问主要考查的是对实验数据进行分析处理的能力；2008年第10题的第(2)问，2009年第11题第(1)问，2010年第10题第(3)问，2011年第11题第(2)问，2012年第10题第(3)问，考查的是尝试根据实验现象和数据得出结论的能力；2008年第10题的第(3)问、第11题的第(1)问，2009年第10题第(3)问，2010年第10题第(2)问、第11题第(3)问，2012年第11题第(3)问考查的是对实验结果进行解释和描述的能力。2进行实验与收集证据是指用多种方式收集数据；按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器；如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义；具有安
10、全操作的意识；认识科学收集实验数据的重要性。其中2008年第10题第(1)问，2009年第10题第(1)问，2011年第10题第(1)问，2012年第10题第(1)问考查的是使用基本实验仪器的能力；2010年第10题第(1)问，2011年第10题第(2)问，2012年第10题第(2)问、第11题的第(1)问考查的是安全操作的能力。3评估的内涵包括：尝试分析假设与实验结果间的差异；注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题；吸取经验教训，改进探究方案；认识评估的意义。其中2008年第11题第(3)问、第(4)问，2009年第10题第(2)问、第11题第(3)问，2011年第11题第(3)问，201
11、2年第11题第(4)问考查的是分析假设与实验结果间差异的能力，2011年第10题第(3)问考查的是吸取经验教训，改进探究方案的能力。4近5年的高考实验试题中关于其他四种探究能力的考查相对薄弱，但并不意味着这四种探究能力的不重要。提出问题是指能发现与物理学有关的问题；从物理学的角度较明确地表述这些问题；认识发现问题和提出问题的意义；猜想与假设是指对解决问题的方式和问题的答案提出假设；对物理实验结果进行预测；认识猜想与假设的重要性；制定计划与设计实验是要求知道实验目的和已有条件，制定实验方案；尝试选择实验方法及所需要的装置与器材；考虑实验的变量及其控制方法；认识制定计划的作用；交流与合作是要求能写
12、出实验探究报告；在合作中注意既坚持原则又尊重他人；有合作精神；认识交流与合作的重要性。其中交流与合作的能力在纸币测试中无法体现，但另外三种探究能力则完全可以在试题中加以测试与考查。当然，以上对实验题各个小题所具备的探究能力进行了鉴别，也许这种“对号入座”具有片面性，因为就同一问题，可以从不同的角度加以理解，现在仅将之归结为某一种探究能力，难免有牵强附会之感。笔者在此做这样的归类，只是试图说明在新课程背景下高考试题所侧重考查的某一方面的探究能力。下面结合具体的高考考题情况，提几点实验教学的建议。三、实验探究教学的建议1重视基本实验仪器的使用实验探究过程离不开基本实验仪器的使用，就需要了解仪器的构
13、造，熟悉仪器的主要部件、明确其工作原理、掌握正确的操作方法及对测量结果进行正确的读数等。比如：2008年考查了螺旋测微器读数，2009年考查了游标卡尺读数，2011年考查了弹簧测力器的读数，2012年考查了多用电表的读数。因此，就考试说明中罗列的基本实验仪器：如游标卡尺、螺旋测微器、多用电表、天平、秒表、打点计时器、弹簧测力器、滑动变阻器、电阻箱等，在高考复习中要引起足够的重视。2重视基本实验原理的理解及迁移高考中的实验题不一定是教材中的实验原题，但高考实验题的基本原理和实验方法一定来自于教材。比如：2008年高考第10题“研究导线在质量相同时，电阻与截面积的关系”，2009年高考第10题“猜
14、测圆台状均匀质合金棒电阻的大小与该合金棒的电阻率、长度L和两底面直径d、D有关”。这两道考题源自于考试说明中“决定导线电阻的因素”这一实验；2009年高考第11题“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”，2010年高考第11题“探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律”，2012年高考第11题“测定木块与桌面之间的动摩擦因数”，这三道考题都用到了同一个实验装置，考查到了该装置中连接体问题的处理与分析方法。因此，高考复习中要依据基本实验原理和实验装置，拓展性地教学，提升学生实验原理的理解和迁移能力。3重视实验数据的处理与分析高考实验题往往以定量实验为主，这就需要一些数据分析与处理。常规的
15、数据处理有两种方式：一是根据考题中提供的数据归纳出一般性的结论。比如；2008年高考第10题第(2)问，2009年高考第10题第(3)问；二是根据考题中提供的数据进行描点作图，再根据图线归纳出结论。比如2008年高考第11题第(2)、(3)问，2009年高考第11题第(2)、(3)问，2010年高考第11题第(2)、(3)问，2011年高考第11题第(1)、(2)问，2012年高考第11题第(2)、(3)问。可见，每年高考题都考查到了实验数据的分析处理，特别是要加强学生能结合具体的实验条件，而非理想化的实验状况进行数据处理和分析的能力。4重视实验操作的体验实验的重要特征就是操作性，即要求学生能动手操作，并能分析实验操作中遇到的问题、分析问题的形成原因及提出解决的办法。比如：2009年高考第10题第(2)问，要求学生排除不恰当的实验连线；第11题第(3)问，要求学生在实事求是地得出a-F图线后，分析出图线不经过坐标原点的原因。2010年高考第10题第(1)问，要求学生在实验中有电路保护的意识。2011年高考第10题第(2)问，要求学生了解弹簧测力器规范使用的要点。若有了实验操作的经历和体验，养成了规范实验的习惯，这些问题就变得易于
