江苏新高考物理实验试题特点分析与备考策略

摘要

由近年江苏新高考实验试题的内容发现，其试题不仅在形式上体现情境化特点，即坚持以真实的实验场景为载体，而且常在经典模型和教材素材的基础上对试题的实验原理进行必要的创新，同时问题设置注重再现完整的实验过程，能够有效地将“做过实验的学生”与“未做过实验的学生”区分开来。基于上述分析，在高中物理复习中有必要采取“立足教材内容，夯实必备知识；立足基本实验，强化实验素养；立足时代发展，提高教师数字化素养水平”的备考策略，以切实提高教师的教学水平和学生的备考质量。

Graphical abstract

关键词

江苏新高考 / 物理实验试题 / 特点 / 分析 / 备考策略

《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》（简称“新课标”）强调，实验是物理学习的重要环节，是培养学生物理学科素养的重要途径和方式，应尽可能让学生自己动手多做实验。《教育部关于加强和改进实验教学的意见（教基〔2019〕16号）》明确要求：“夯实基础，开齐开足开好国家课程标准规定实验，切实扭转忽视实验教学的倾向；拓展创新，不断将科技前沿知识和最新技术成果融入实验教学；强化学生实践操作、情境体验、探索求知、亲身感悟和创新创造。”^［1］为提高高考复习课的质量，帮助学生更好地备考，笔者结合“新课标”和教育部文件精神，分析近年江苏新高考物理实验试题的特点，并在此基础上给出备考的策略。

1 江苏新高考（2021—2025年）物理实验试题的特点

新高考物理实验试题以教材素材和经典模型为载体，以真实的实验场景为依托，基于实验过程及实验中遇到的真问题设置实验问题情境，通过问题解决的优劣区分学生实验能力的高低。问题设置从器材选择、方案设计、仪器组装、数据采集与处理、误差产生与改进等方面入手，让学生经历完整的科学探究过程，着力考查学生的基本实验技能和基本实验思想，以及批判性思维和创新思维能力，借此引导学生走进实验室真做实验，扭转“讲实验”“记实验”倾向，实现“以考促教、以考促学”。

1.1 试题情境与试题溯源的对应关系

分析江苏新高考（2021—2025年）物理实验试题的情境溯源发现，其新高考物理实验试题的情境大多源于教材而又高于教材，这使得学生在答题时感到非常亲切，有助于在考场上正常发挥。这一实际情况决定了教师在日常教学中要坚持依标教学，用好手中的教材，充分发挥好教材中“实验”“做一做”“练习与应用”等栏目的作用，再现物理实验过程，让学生既知其然，更知其所以然，从而回归学科本质。江苏新高考（2021—2025年）物理实验试题情境与试题溯源的对应关系如表1所示。

1.2 试题考查方向与考查要求

分析江苏新高考（2021—2025年）物理实验试题的考查方向与考查要求发现，其新高考物理实验试题以“新课标”、《中国高考评价体系》和《中国高考评价体系说明》为指导，以真实的实验情境为载体，注重考查基本实验仪器读数与操作、实验原理、数据处理与误差分析等方面，具有一定的综合性与创新性。另外，试题在考查内容、考查要求等方面不高于“新课标”中的21个学生必做实验，这就便于教师据此加强学生必做实验的教学，从而让学生走进实验室去真做实验。江苏新高考（2021—2025年）物理实验试题的考查方向与考查要求如表2所示。

1.3 试题分析

（1） 关注课标与教材。

纵观近5年江苏新高考物理实验试题发现，命题专家始终坚持依标命题，希望借此引领教学回归教材，从而凸显实验教学的基础性。首先，实验试题情境在教材中大都能找到原型（图1），特别是教材中的“实验”“演示”“做一做”“拓展学习”“科学漫步”“练习与应用”“复习与提高A组、B组”等栏目，让学生在考场上对试题有亲切感，确保学有所获、学以致用；其次，命题专家在设计实验试题时，立足“新课标”学生必做实验，打破常规考法，采取“移花接木”“旧枝新颜”方式，将学生所应掌握的实验技能引入新的实验情境之中，以增强实验试题的综合性与创新性，即其实验思想、实验原理和实验手段，都能从教材实验中找到相似之处。

例如：2021年某实验试题是用水平气垫导轨和光电门、计时器组合起来验证动量定理，其实验原理是：mgΔt=（M+m）（d/Δt₂）-（M+m）（d/Δt₁）；2022年某实验试题是用手机App测重力加速度，其实验原理是：h=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}g{t}^{\mathrm{2}}；2023年某实验试题是借电压表测量串联电路中不同电阻的电压来研究电压表内阻对测量结果的影响，从而考查电路的串并联等知识；2024年某实验试题采用伏安法测量霍尔元件的电阻率，借此考查闭合电路的欧姆定律等知识。

（2） 关注基本实验仪器的使用与操作。

在中学物理实验中，常用的基本测量工具有刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、打点计时器、天平、弹簧测力计、电流表、电压表、多用电表等，用这些工具测量可以直接读出所测量对象的物理量。对于基本的测量工具，学生需要了解其构造、名称与功用，知道其工作原理，掌握正确测量与读数的方法等；能依据题目的要求选择合适的实验仪器、正确安装与操作实验仪器和排除实验中出现的一般故障等^［2］。“会使用基本实验仪器、正确进行实验操作”，是学生最基本的实验素养之一。纵观近5年江苏新高考物理实验试题发现，考试对基本实验仪器选择、基本实验仪器操作规范、基本实验仪器读数等方面的考查非常细致，几乎每年都有考查性的文字描述。

（3） 关注实验数据的分析与处理。

实验数据处理贯穿于实验的全过程，它既包括实验前的实验设计、实验时的测量操作，也包括实验后的数据处理与分析，还包括寻求测量对象的内在规律、正确得出实验结果等。在对实验数据进行后期处理与分析时，要从实验原理、实验条件、实验手段等方面入手对实验现象进行客观、理性的分析，以期得出正确的实验结果。处理实验数据常用的3种方法为：列表法、图像法、逐差法^［3］。在高考中，常考的数据处理方式为：一是根据实验题所提供的数据进行描点作图，再依据实验原理并结合数学知识得出实验结论。

例如，2021年江苏新高考物理卷第11题（3）问为：根据表中数据，在方格纸上作出“Δv-Δt”图线（图2-a），并求出“Δv-Δt”图线斜率的理论值，但在实验中发现，图线斜率的实验值总是小于理论值，分析产生这一误差的原因。二是根据实验题所提供的数据直接得出结论。例如，2022年江苏新高考物理卷第11题（3）问为：作出“2h-t²”图线（图2-b），由图线得出重力加速度g的值。

（4） 关注实验结论评价的开放性问题。

开放性问题，是指那些条件不完整、结论不确定或解决方法不受限制的问题。开放性试题作为与结构良好试题相对、没有唯一结论的一种试题形式，在问题情境、试题立意、问题设置和答案呈现等方面都具有开放性。“新课标”明确要求：“能运用证据对研究的问题进行描述、解释和预测；能基于证据大胆质疑，从不同角度思考问题，追求科技创新，要从解题向解决问题转变。”

在江苏新高考物理实验试题中创设开放性问题，不但能考查学生的知识储备和理解水平，还能评价学生在运用所学知识解决真实问题过程中所表现出的知识结构和综合思维水平^［4］。因此，江苏新高考物理实验试题对开放性问题有所体现。例如，2022年江苏新高考物理卷的一道实验试题是运用手机测量当地的重力加速度，其中第（5）问为“有同学认为，小明在实验中未考虑木条厚度，用图像法计算的重力加速度g必然有偏差。请判断该观点是否正确，简要说明理由。”又如，2023年江苏新高考物理卷一道实验试题是小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响，其第（5）问为“由分析可知，当R较小时，U的实测值与理论值相差较小，是因为电压表的分流小，电压表内阻对测量结果影响较小。小明认为，当R较大时，U的实测值与理论值相差较小，也是因为相同的原因，你是否同意他的观点？请简要说明理由。”^［5］

2 备考策略

实验教学是国家课程方案和课程标准规定的重要教学内容，是发展学生科学探究能力的有效手段，是实现拔尖创新人才培养的重要途径。在平时教学与备考中，除了开齐开足开好“新课标”规定的学生必做实验外，还要做好以下3个“立足”。

2.1 立足教材内容，夯实必备知识

教材各栏目内容、知识点都有可能是高考实验试题命题的素材，特别是教材中的“实验”“演示”“做一做”“拓展学习”“科学漫步”“练习与应用”“复习与提高A组、B组”等栏目。在教学中，教师不仅要用好教材，还要深度挖掘教材内容，回归学科知识本源。例如：2024年江苏新高考物理卷中的某实验试题是测量样品的电阻率，其素材分别来自人教版高中物理必修三第十一章第2节“导体的电阻”中的“练习与应用”中的第6题和第十一章“复习与提高A组”中的第6题；2025年江苏新高考物理卷中的某实验试题是探究机械能守恒定律，其素材分别来自人教版高中物理必修二第五章第3节“实验：探究平抛运动的特点”和第八章第5节“实验：验证机械能守恒定律”中的“练习与应用”中的第1题、第2题。

2.2 立足基本实验，强化实验素养

命题专家在设计实验时，往往立足基本实验，改变常规考法，设计新颖的实验情境，通过合理设问，将学生所学的物理实验知识、方法和实验技能迁移到新的实验情境中，增强试题的探究性。针对“新课标”所要求掌握的21个基本实验，教师不仅应要求学生走进实验室真做实验，还要鼓励其认真体会每个实验的原理和设计意图，经历“开放性设计”“规范化操作”和“反思性研究”3个阶段，实现实验教学效益的最大化^［3］。例如，2021年江苏新高考物理卷中的某实验试题是利用水平气垫导轨验证动量定理，在考场上，学生对实验装置感到亲切，熟悉气垫导轨与光电门的组合（人教版高中物理必修一第一章“运动的描述”和选择性必修一第一章“动量守恒定律”都出现过）；同时，人教版高中物理必修二第八章第5节“练习与应用2”就是运用了与该实验装置相似的装置验证系统的机械能守恒定律。

2.3 立足时代发展，提高教师数字化素养水平

“新课标”在“教学建议”部分中强调：“提高物理教学水平，发展学生物理学科核心素养，离不开信息技术与物理学习的融合。”因此，在教学中，教师要有机地将智能手机、传感器技术、数据处理软件等与中学物理实验相结合，提高实验的便捷化与可视化水平，包括用数字实验或云技术平台解决一些常规方法难以解决的疑难实验问题等，以助力学生学科核心素养的发展。例如，2022年江苏新高考物理卷实验试题是利用手机测量当地的重力加速度，要求在实验中利用手机的“声学秒表”软件测量时间。

3 结语与展望

江苏新高考物理实验命题坚持依标命题，引领实验教学，源于教材而又高于教材。试题在考查学生基本实验知识、基本实验技能的基础上，注重考查学生的科学探究能力，希望通过纸笔考试，有效改变中学物理实验教学“做实验不如讲实验，讲实验不如做实验题”的现状，从而将“做过实验的考生”与“未做过实验的考生”区分开来，以期引导学生走进实验室去真做实验。未来，在把握“新课标”理念、用好新教材的同时，新高考物理实验命题将更加注重探究性与开放性的设计，基于真实情境，考查学生发现、解决问题的能力，以便培养创新型人才。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见（教基〔2019〕16号）［Z］.2019-11-20．

[2] 左祥胜.高考物理实验复习应回归何处：近5年江苏高考物理实验试题的分析与思考［J］.物理教师，2013，34（08）：81-83．

[3] 左祥胜.学生从做实验题到做真实验的角色转变：以2021年江苏省高考物理实验试题为例［J］.物理教师，2022，43（05）：73-75．

[4] 张天中.基于SOLO分类评价的高中地理开放性问题设计与应用［J］.地理教学，2019（10）：18-21．

[5] 刘淑华.关于2023年江苏物理高考实验试题的思考与复习建议［J］.物理之友，2024（06）：87-89，93．

基金资助

2023年度第15期江苏省中小学教学研究课题“指向物理观念建构的大单元教学设计的案例研究”(2023JY15-L247)