物理實驗探究題分析論文

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近一兩年來，作為教育教學“指揮棒”的中招考試的改革力度不斷加大，物理試題也發生了明顯的變化，尤以考實驗的題型及命題的角度為亮點。北京市物理中考試題中的實驗作圖題改為實驗與探究題，此部分題型所占分值由25分改為30分，內容在不乏對基礎知識、基本技能的考查基礎上，使經典內容設問不斷創新；增加了探究性實驗題，使之成為實驗與探究題的壓軸題和整個試題的亮點。那么，在新課標視角下實驗與探究題有哪些特點，由這些特點引發我們的思考又是什么。

一、新課標的三維培養目標

在新一輪的課程改革中，義務教育階段的物理教育目的是培養全體學生的科學素養。根據這一目的，將物理課程的培養目標定為知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的三維目標。它的主導思想就是全體學生的全面發展。它體現了能力本位和學生本位的教育理念，重視學生的學習過程和認識過程，強調培養學生的適應能力、解決問題的能力、創新能力。它以物理學的內容作為素材，使學生獲得終身的學習興趣、習慣及一定的學習能力，幫助學生樹立科學的價值觀。

二、新課標視角下實驗與探究題的特點

（一）以科學探究為背景，搭載對知識與技能的考查

（1）從表中數據可以看出：冰熔化過程的起止時間是從第_____________；

（2）根據表中數據可以判斷：冰屬于_____________。（填“晶體”或“非晶體”）

本題要求學生從題目給出的反映冰在熔化過程中溫度隨時間變化的數據表，分析得出冰熔化的規律，即冰熔化過程的起止時間、冰的熔點，再根據冰在熔化過程中溫度保持不變這一特點推斷出冰屬于晶體。

例2：利用圖1所示的裝置探究同一直線上二力合成的規律時，首先將彈簧的B端固定，再用兩個測力計沿兩個相反方向拉A端，使A端到達某一點O并記錄下該點的位置，然后在表格中記錄下兩個拉力的大小與方向。再用一個測力計拉彈簧A端，仍將A端拉伸到O點，記錄下此時拉力的大小與方向。

（1）從圖1的表記錄中你能得到的關于同一直線上合力與分力的大小關系是_________（用字母表示）。

（2）實驗中用一個測力計拉彈簧時，為什么仍要將彈簧拉伸到O點再讀數？

題目的第一問要求學生能從題目中再現探究同一直線上二力合成的規律時的操作的敘述，從實驗結果的記錄表格中分析總結出F＝F1－F2。第二問是考查學生對合力概念的理解。其關鍵是力的作用的等效性。本題要求學生能應用這一規律解釋題目的問題，從而做出“保證力F的作用效果與力F1、F2共同作用的效果相同”這樣的結論。

（二）以科學探究為背景，突出對能力的考查

例3：某校外物理興趣小組的同學準備通過實驗探究以下兩個問題：（1）質量相同的不同物質，在溫度變化相同時，吸收的熱量多少與什么因素有關？（2）質量相同的不同物質，在吸收相同的熱量后，它們的溫度變化大小與什么因素有關？

他們在圖2中的A杯裝入480mL、密度為1.0g／mL、比熱容為4.2×103J／（kg·℃）的水，在B杯中裝入600mL、密度為0.8g／mL、比熱容為2.1×103J／（kg·℃）的煤油，兩液體的初溫均為20℃。用兩個相同的電熱器分別給水和煤油加熱。表1和表2是前后兩次實驗探究時記錄的數據。

本題要求學生在明確實驗要探究的問題前提下，根據給出的數據表格總結歸納出科學規律。而在總結歸納過程中，對于水和煤油吸收熱量“相同”或“不相同”，如何能夠通過審題作出分析判斷是關鍵。本題的兩步探究中水和煤油吸收熱量怎樣能保證相同，又怎樣能使其不同也是本探究實驗的關鍵。題目已通過“兩個相同的電熱器”隱含給出解決此問題的條件。由此學生能根據所學的電學知識，知道兩個相同的電熱器功率相同，根據電功電熱相等和電功與電功率、時間的關系可知，在相同的時間內兩電熱器放熱相同。在不同的時間內放熱不同，再根據熱傳遞的規律去Q吸＝Q放，在不計熱損失的情況下，電熱器放出的熱完全被水或煤油吸收。最后能將題目給出的“兩個相同的電熱器分別給水和煤油加熱”這一條件，轉化為在相同的時間內水和煤油吸收熱量相同，在不同的時間內水和煤油吸熱不同。在這一指導思想下，表1數據說明的規律，只要通過比較表1中給出的水和煤油的加熱時間即可得出。對于表2中給出的加熱時間相同的含義也就自然理解了。

本題考查學生的觀察能力、審題能力、從物理現象和實驗中歸納簡單的科學規律等科學能力。本題還使學生間接經歷了在給定了實驗器材的條件下進行實驗設計。在實驗設計的過程中能夠使學生學會一些科學探究的基本思維方法。設計實驗是科學探究的主要要素之一，而要能正確設計實驗，首先要正確理解實驗原理，熟悉各種器材的性能和使用方法。本題設計實驗的關鍵是理解實驗原理。

例4：在探究“影響浮力大小的因素”這一問題時，小明做了如圖3所示的一系列實驗。請你對某一個因素進行研究，并通過分析彈簧測力計的示數，說明你的探究結果。

本題為一道探究性實驗題。它模擬創設了科學探究的全過程。使學生在解題過程中經歷了：（1）確定所要探究的內容；（2）制定科學探究計劃和實驗方案；（3）進行實驗與收集實驗數據；（4）對收集的信息進行簡單的比較，并能歸納總結出結論。

本題考查的過程也是課改意識的一種滲透，能體現物理課程標準的要求。引導教師轉變教育觀念，改變教學模式；重視過程與方法，利用對物理問題的探究，讓學生親身體驗探究的過程，學會研究問題的方法，形成科學的情感和價值觀；在探究中培養學生的觀察、判斷、分析、歸納等能力和良好的科學素養。對學生來說，科學探究既是學習目的又是一種“學”的方法；對教師來說，科學探究既是教學的目的又是一種“教”的方法。科學探究是新課標的主旋律，作為物理學科的基礎實驗更是科學探究的主戰場。探究性實驗在命題上，以探究性實驗的幾個步驟為主要內容。有的取其局部，有的整體構建。這類試題充分體現了讓學生自我發現、自我設計、自我分析、自我評價的探究思想。就試題背景來講，目前來看主要來源于課本上的重要概念和規律，也有一些來源于學生的生活經驗和各類實驗現象。

探究性實驗題將成為中考試題的亮點，近幾年被各地的中考試題、模擬試題廣泛采納。但在試題命題方法、技巧上，有的甚至在科學嚴謹方面還需要慎重，不斷提高、完善。

例5：在一定的條件下，做“研究決定導體電阻大小因素”的探究實驗，采用了控制變量法。下表給出了實驗中所用到的導體情況，選擇了C、F兩根導體進行對比，是為了研究導體電阻大小與_____是否有關；選擇C和_____兩根導體進行對比，是為了研究導體電阻與長度的關系，為了研究導體電阻與橫截面積的關系，應選擇的兩根導體是_____（填寫導體代號）。

本題是以“研究決定電阻大小因素”的探究實驗為背景，考查了學生對控制變量法這一科學方法的運用能力。控制變量法是一種由分析到綜合的研究方法，就是研究多個物理量之間的關系時，使其中一些變量保持不變，只研究剩下的兩個變量之間的關系，得到這兩個相關變量之間關系的結論，然后再綜合各次結論得到一個總結論的方法。控制變量法是物理學研究問題常用的方法，也是初中物理中常用的且有效的探索問題和解決問題的科學方法。初中物理教材中物理概念、規律的建立、發展和應用過程中大多蘊含著控制變量法這一科學方法，且一般只用來定性地研究問題。教師通過教學活動有意識地讓學生從見到、熟悉再到試著做，從而掌握這種研究方法，讓他們認識到物理規律是觀察實驗、物理思維和數學推理的產物。使他們學會用控制變量的方法揭示有關物理量之間的關系，必將有利于學生理解和掌握物理概念和規律，更有利于研究性學習和創新能力的發展，并為將來進行定量研究在方法上給學生打下基礎。

（三）以科普為背景，注重聯系生活和實踐，體現知識的價值取向，考查學生對科學技術的情感和態度

例7：小明家住市中心，奶奶嫌城市夏天太熱而不住在他家，這激發了他探究城鄉溫差的興趣。某星期天，他請全班同學分別到選定的地點，于中午同一時刻測出各測試點氣溫，以此繪制出圖4所示的區域溫度變化圖。

新課程物理教學的一個重要理念：“從生活走向物理，從物理走向社會。”脫離生活的物理必定是枯燥乏味的。物理教學的內容、教學空間走進學生的生活，走進學生熟悉的環境，能使學生初步領略自然現象中的美妙與和諧，保持對大自然親近、熱愛、和諧相處的情感和對科學的求知欲望。這不僅能提高學生的學習興趣、充分體現知識的價值，而且能培養學生終身的探索樂趣、良好的思維習慣和聯系實際、應用所學知識解決實際問題的能力。

三、引發我們思考的問題

探究性實驗是在課改中應運而生的，中考命題中實驗探究題的以上幾個特點符合新課標的要求，并且將成為今后中考命題的方向和趨勢。作為物理教師應該如何應對，在新課程改革進入全面實施的今天，這個問題實質是我們應該如何面對課改。

（一）更新觀念，樹立新的教育教學理念

1．認真學習，認識到位。新課程改革是以提高全體學生的科學素質，促進學生全面發展為主要目標。改革課程過于注重知識傳授的傾向，強調情感態度、價值觀、教方法、教技能，使學生獲得終身學習興趣、習慣及學習的能力。即樹立以學生發展為本的理念。如果我們昨天關注掌握的知識，那么今天我們關注掌握知識的人。教師要樹立為學生服務的思想，面向全體學生，因材施教；尊重學生，信任學生；教學生做人，教會他們正確對待自然、社會、他人和自己。

2．態度積極，但不盲目。課改不能用“破”和“立”的觀點來對待，而應該用“繼承和發展”的觀點來對待。我們應該按照課程改革的理念尋求一種新舊融合的交匯點。我們原來做得好的不但不能拋棄，還要發揚光大。另外，知識、方法、工具、手段等本屬于中性，不存在“對”和“錯”的問題，更不應該輕易否定，關鍵是用什么樣的思想來注入。課程改革到底該改什么？我認為與教師關系密切的是課程的功能、實施與評價。就目前而言課程的實施是課改的主要內容。課改的實施過程中，科學探究是這次改革的核心，在課改中十分看重探究性學習方式。但我們不能把探究性學習看做一個“筐”，什么東西都往里裝。應選好探究內容（或者說整個內容有幾個探究點），適合用探究性學習的內容就用，不合適的就不用。

（二）積極實施科學探究教學，變偶爾為經常

物理課程標準有科學探究和科學內容兩部分。教科書將科學探究和科學內容列為同等重要的地位，旨在強調科學方法和科學態度的學習。科學探究不僅是教學方式，也是教學內容，是這次課改的核心內容。從初中物理新教科書內容來看，除了原有體現科學探究教學內容的實驗外，還將部分驗證性實驗或測量性實驗轉化為新教材的探究性實驗，同時又增加了許多新的探究內容，其形式不僅包括學生分組實驗、演示實驗，還有家庭小實驗、小制作、調查與研究等。因此，應充分挖掘并且利用這些科學探究的素材，廣泛組織學生開展科學探究活動，以激發學生對于科學的興趣，懂得認識未知事物的方法，發展學生的實踐能力和創新意識。然而對于學生來說，其科學探究能力的發展不可能一蹴而就，這就需要在教學中長期規劃和統籌安排，對學生進行培養、熏陶和訓練。教師要把科學探究落實在日常的教學中，而不是為上一節公開課或研究課偶爾為之，要變偶爾為經常，將理念化成日常行動。

（三）堅持以觀察實驗為基礎，堅持啟發性教學原則

“觀察實驗”一直是物理教學的基礎，教學內容，是物理教學中所用到的一種方法，一種手段，“基礎、內容、方法、手段”簡單、清楚地概括了“觀察實驗”在物理教學中的地位。因此，在課改中為了有效地提高物理教學質量，一定要以觀察實驗為基礎。在探究學習的課堂上，教師應依據物理學科的特點盡量以實驗為主構建真實的問題情境，使學生通過觀察發現問題。另外，培養學生的創新精神和實踐能力，也都離不開實驗。

按照課改的要求，要提高物理課堂教學質量，教師在教學中要做到對學生進行有效的啟發。在探究學習的課堂上，教師對問題的引導要留有余地，啟發要得當，能夠達到激發學生思維、最后使學生深思的目的。

（四）提高教師自身的素質

物理新課程在內容上進行了調整，刪除了繁、難、偏、舊的內容，適當地降低了部分內容的教學要求，定量要求少了，對解釋現象、科技、人文的意義等要求多了，同時又增加了一些了解性知識。對學生的知識難度要求降低了，對學生的能力要求和科學素養要求高了。因而對物理教師的素養要求更高，使物理教學的難度更大。

──每一位教師都應強烈意識到，探究學習對物理教師的素質要求，是當前經濟時代和教育形勢的要求，是物理教師崗位的必需。

──每一位教師都應刻苦學習，不斷更新自己的物理專業知識和其他相關基礎知識。探究學習，要求物理教師不僅應具備深厚的物理專業知識，還應有廣博的相關學科的基本知識，而且應不斷更新自己的教育學知識，提高教育技術水平，不斷追求新知，并有意識地運用于教育教學活動中，提高教學的藝術水平。

──關注教育改革的發展，關注教學研究的熱點。不斷調整自身的發展目標，規劃個人的教育行為。研究新課標、新教材。

──注意課堂教學模式的改革，大膽嘗試，不斷摸索。

──積極對自己的教育行為加以批判改進，注重“自我反思”。成為一個對自己實踐不斷反思的“反思實踐者”。

──確立“我是研究者”的思想，從“教書匠”的角色中掙脫出來，成為“科研型”的教師。

中考物理題中的實驗探究題，以新課標為命題指導思想，它的特點折射出了新課程標準的思想及課程改革對物理教師的要求，使我們看到了教改的步伐，引發我們轉變觀念，樹立新的教育教學理念，并將教師的教學行為、學生的學習行為導向素質教育的軌道。