“双新”背景下物理选考科目实验试题探究

摘 要：基于新课标、新教材的要求，物理实验教学需要迎合双新背景下育人方式的转变，文章对近几年高考实验真题深入探析，发现实验真题呈现明显考查特征，提出三条相应教学建议：注重动手实验，促进证据素养的落实；注重主干知识，促进解释素养的落实；注重小组协作，促进交流与合作素养的落实。期待日常实验教学能够匹配新课标提出的培养创新型人才的需求，服务于国家选才。

关键词：实验试题；科学探究；评价功能；教学功能

中图分类号：G633.7   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2025）02-0124-03

高考逐渐由单一考试评价向育人评价转变，从解题向解决问题转变。“双新”背景下，要求高考物理实验试题考查的形式多元化、深入化，必须以学生自身发展为出发点，能够从考查内容、要求、载体三个维度全面考查学生关键能力和核心素养，实现由“知识能力立意”向“素养、关键能力立意”转化。这一转变不仅提升了物理选考科目考试质量，更能够精准引导和改进教学，一定程度上促进高中物理育人方式的转变。文章首先深入探析高考实验真题，发现真题呈现三大考查特征，充分挖掘真题的评价功能和指导教学功能，对实验教学实践提出三条教学建议，旨在促进科学探究各素养要素的提升。

一、 实验真题探析

近几年，浙江省物理选考实验试题从情景选择上和考查方式上均体现新课标的要求，彰显科学探究素养。文章通过对实验试题的深入探析，发现真题呈现三大考查特征。

（一）立足主干知识，考查解释素养

立足学科必备知识，评价关键能力是高考实验试题的落脚点，通过真实情境、思维递进、梯度合理的试题设计，考查学生运用物理知识多维解决物理问题的关键能力，满足高校选拔人才需求。“双新”要求学生能够独立动手做实验，深入琢磨实验方案和实验原理，仔细观察实验现象，能够针对现象和数据分析得出正确结论，能够对结论质疑并提出个人独到的见解；以2024年1月选考试题第16题第（3）问为例：

【例1】 “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。（3）在小车质量    （选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为    （选填“偶然误差”或“系统误差”）。为减小此误差，下列可行的方案    。

A. 用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车

B. 在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器

C. 在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小

本题考查“如何测量小车受到合力”的问题，吻合“双新”要求：实验后能够有所发现、有所联想、能萌发出相应科学问题。属于科学探究中的解释要素，素养水平三层次。采用选择题模式，在每一个选项的提示下引导学生认识如何测量小车合力的问题，符合学生认知规律，考查了学生科学探究素养中解释要素以及解决问题的能力。

（二）注重推理论证，考查证据素养

近年来，高考实验试题立足必备知识，在充分体现基础性的同时强调创新性、综合性，要求学生能够摆脱实验手册的限制，大胆创新实验方案、操作。证据素养处于科学探究首要地位，试题的评价核心就是考查学生分析论证证据的意识，彰显创新能力。《普通高中物理课程标准》中多次提及“证据”，可见证据意识对提升核心素养的意义，以2024年1月选考试题第18题为例：

【例2】 在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中，测得热敏电阻R_t在不同温度时的阻值如下表：

温度/℃4.19.014.320.028.038.245.560.4

电阻/（102Ω）2201601006045302515

某同学利用上述热敏电阻R_t、电动势E=3V（内阻不计）的电源、定值电阻R（阻值有3kΩ、5kΩ、12kΩ三种可供选择）、控制开关和加热系统，设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于 20℃，现要求将室内温度控制在20℃～28℃范围，且1、2两端电压大于2V，控制开关开启加热系统加热，则应选择的电路是    ，定值电阻R的阻值应选kΩ，1、2两端的电压小于V时，自动关闭加热系统（不考虑控制开关对电路的影响）。

A.   B.

C.

以教材中“观察热敏电阻特性”为原型题，评价学生能否根据实验要求合理选择电阻和设计实验电路并正确处理数据得出结论。基于给定的三个方案图，需要学生分析论证，通过证据评判出正确的电路，从而明确选什么样的定值电阻以及电压值的求解问题。考查学生电路分析能力以及新情境问题的拓展能力，属于科学探究中的证据要素，素养水平3层次。

（三）注重问题情境，考查创新素养

物理规律的探究需要创设问题情景，根据问题情景运用主干知识制订探究计划和方案，获取客观、真实的数据。实验方案的确立过程考查学生能否应用已有物理概念、规律提出符合要求的实验方案，并在整个科学探究环节中融会贯通地处理好各个环节之间的关系，形成严谨、准确、可信的结论。以2023年1月物理选考试题第18题部分问题为例：

【例3】 在“测量金属丝的电阻率”实验中：

（1）测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，图中的导线a端应与   （选填“-”“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与    （选填“-”“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于    （选填“左”或“右”）端。

（3）两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流I_g=300μA的表头G改装成电流表。如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I。改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出I-1L图像如图3所示。则I-1L图像斜率k=mA·m。若要把该表头G改装成量程为9mA的电流表，需要把长为m的镍铬丝并联在表头G两端。（结果均保留两位有效数字）

本题在原有实验电路基础上赋予新的情境展开拓展性实验，考查学生分析解决新问题的能力，体现物理知识的实用性，评价学生的创新思维水平。要求学生能够根据实验目的和器材合理设计方案，能够正确处理数据并结合图像发现规律，评价学生面对新问题时能否提出新的实验设计方案，考查学生创新素养。

二、 实验教学建议

高考实验真题从多角度评价科学探究物理素养，全面考查学生是否具有扎实的学科知识。以真实情景作为测试载体，选取生产生活中与物理有关的成果或相关信息融入试题，充分体现物理在生产、生活和科技中的重要应用，这对我们的教学具有明确的反拨和引领作用，鉴于此，提出如下教学建议。

（一）注重动手实验，促进证据素养落实

物理实验教学中，应引导学生形成基于证据思考的习惯，不断增强他们的证据意识。在教学过程中，着重引导学生在充分理解实验原理的基础上能够提出自己的见解以及改进方案，尝试设计不同的实验方案，能够评价实验方案的优劣、学会反思和完善实验方案。所有这些均需要学生亲自动手做实验，而不是蜻蜓点水式地浅做，这也与“双新”对学生的要求相吻合。比如基于事实提出问题和猜想后，尽量把接下来的任务交由学生完成，既要动手更要动脑，让他们体会到实验探究的艰辛与严谨，真切感受到自己是实验的主人，激发强烈的探索欲望，培养创新能力。教师应尽可能为学生提供制订探究计划的机会，鼓励学生勇于质疑，大胆尝试不同方案，引导他们具有寻求相关证据支撑自己观点的意识。比如例2中选择合理的实验电路，如果日常教学中给予学生制订探究实验方案的机会，学生头脑中有一定量实验思路积累，稍加分析即可得到正确答案。教学中也要根据不同学生个体差异，重视常见实验仪器的使用与标准操作，增加学生头脑中实验案例的知识储备量。

（二）注重主干知识，促进解释素养的落实

实验探究教学环节，教师应培养学生将情景和知识相关联的意识和能力。教师充当引导者，引导学生能够独立思考问题、发散思考问题、逆向思考问题等，引领学生结合实验现象和数据进行分析论证，采用高阶思维深层次参与误差分析、数据分析、图形化分析，养成严谨的学习习惯。在实验探究过程中强化质疑、创新素养教学，促进解释素养的达成。比如例3第（3）问，学生需要在教师引导下利用串并联相关规律推理毫安表读数I与镍铬丝长度L的关系，能够理解图线斜率和纵轴截距分别代表的物理意义。针对上述探究问题，需要进一步引导学生回顾电表改装相关知识，分析推导镍铬丝长度与电流表读数以及量程之间的关系，整个分析论证的教学环节需要关联相应物理主干知识，促进解释要素的真正落实。

（三）注重小组协作，促进交流与合作素养的落实

课堂学习可以分为合作性学习、竞争性学习和个人学习，其中最佳的学习情境是合作性学习，包括小组间方案、数据共享的合作。科学实验探究中合作交流可以改变传统课堂单一、被动的教学局面，从而真正激发学生的积极性、创新性，教师充当组织者、合作者、引导者，这也是素质教育的根本要求，符合“双新”背景下对创新型人才的教育要求。

在实验探究教学中，教师应采取小组协作的方式充分发挥彼此优势取长补短，同时，给予小组充足的时间发现问题、提出问题并解决问题，提高学生实验探究能力。实验后，教师应引导学生从以下两个方面提升交流素养：学生对交流内容的语言组织；根据内容所选取的交流形式比如文字、表格、图像、公式等，最终促进交流与合作素养的落实。比如例1的考查，教师在牛顿第二定律实验新课教学中，如果能够引导学生深度合作参与每一步的实验操作，深度理解：平衡摩擦力的目的以及m远小于M的目的是什么。真正厘清探究原理和需要解决的问题之后，还可以进一步小组合作深入优化实验方案：不同实验小组呈现不同的探究器材，利用小组合作优势，组内和组之间的充分交流与合作，利用不同的设计方案得出相同的结论。考查学生针对相同问题提出独特见解并进行周密推理论证的能力。

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2020年修订）解读［M］.北京：高等教育出版社，2020.

［2］教育部考试中心.中国高考评价体系［M］.北京：人民教育出版社，2019.

［3］骆兴高.优化物理实验教学 培养学生证据意识［J］.物理教师，2019，40（2）：61-64.