高中物理电学实验试题分析

冯露

摘 要：电学实验是高考的必考内容，也是高中生需要掌握的知识内容。笔者分析2015-2019年新课标全国Ⅱ卷物理试卷中的电学实验部分，分析电学实验内容，基本题型，占物理实验部分的比例等，以及选择2017年新课标全国Ⅱ卷物理试卷中的电学实验部分为典型例题，进行试题分析。通过对以上内容的分析，进而对高中物理实验教学提出建议，有助于提高高中物理电学实验的教学效率及教学质量，培养具有创新型的物理人才。

关键词：电学实验; 试题分析; 高考

中图分类号：G633.7            文献标识码：A       文章编号： 1006-3315（2021）2-024-003

物理学是一门以实验为主的基础学科，而物理实验是高考考查的基本内容。而在高考考查时，物理实验分为力学实验和电学实验两大部分。而通过对物理电学实验试题的考查，能够体现出学生对于电学知识的掌握程度，以及学生的思维能力。在日常的教学活动中，通过实验教学，学生在教师的指导下发现问题、提出问题、解决问题、进行反思等，逐步养成独立思考、解决问题的能力。

本文针对2015-2019年新课标全国Ⅱ卷高考电学实验试题进行分析，总结其特点，发现规律，给物理教师带来一些教学方面的启示，以便改善教学方法，促进其物理教学水平的提高。

1.研究内容及方法

本文以高考试题研究为基础，利用内容分析法和统计分析法，分析统计2015-2019年新课标高考全国Ⅱ卷理综物理部分电学实验的内容、基本题型、电学实验占物理实验的比例、典型例题的分析等，以此来提出对高中物理实验教学的启示[1]。

2.2015-2019年新课标高考全国Ⅱ卷物理电学实验试题的分析与思考

2.1物理电学实验的考查目标

电学实验考查的是学生的实验能力，而在2015-2019年高考考试大纲（物理）[2]中对于实验能力的要求为：能独立完成所要求的内容、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[3]。能对结论进行分析与评估，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，和实验仪器会处理问题，包括简单的设计性实验。但是目前，在高考这种考试模式之下，物理电学实验的考查就落实在学生的“笔”上，即学生通过答卷，得到一个相应的分数，进而体现出学生的实验能力。这就要求学生需要牢牢掌握物理电学知识，并具有设计实验的能力，最后利用合理计算得出答案。

2.2高考电学实验试题占物理试卷中的比例

2015-2019年新课标全国卷Ⅱ卷理综物理部分电学实验试卷的分数依次为9分，9分，9分，6分，10分;占当年物理高考试题的比例为8.1%，8.1%，8.1%，5.4%，9.0%。其中2019年的比例最高为9%，五年间平均电学实验试题分数占物理试题总分数的比例为7.7%[4]。高考作为一种选拔性的考试，一分往往就能决定学生未来求学的道路，可见物理电学实验对于学生的高考成绩至关重要。

2.3高考电学实验的基本题型和来源

通过分析2015-2019年新课标高考全国Ⅱ卷理综物理部分试题中的电学实验的试题，发现试题的基本题型为选择题、计算题，作图题、简答题。各类试题在当年所占物理电学实验试题的比例见表一。

由表一可以看出，2015-2019年五年间选择题这个题型的总计的分数最高，而简答题的总计分数是最低的。由2015-2019年五年间新课标高考全国卷Ⅱ卷物理试题中能看出，选择题是围绕实验器材的选择，判断动态电路的变化情况等而展开的。计算题主要是围绕电阻值、电压值，以及定义一个特殊的物理公式等出题点展开进行求值，又加以数值的科学计数法，数字保留的有效数字的位数等限定条件，进而增大考生的物理成绩的分差。简答题这个题型的出题内容是以自主设计实验步骤、测量物理量的过程、并围绕实验过程提出建设性的建议、以提高实验的准确性而展开的。作图题有两种考查模式，分别为连接实物图和连接电路图。由2015-2019年五年间新课标高考全国Ⅱ卷物理试题电学实验部分试题，可以知道作图题的难度不一，其中连接实物图较为简单容易得分，而連接电路图的难度较大，不易得分[5]。

2.4 2015-2019年物理电学实验中电学知识和实验能力的考查情况

2.4.1 2015-2019年物理电学实验中电学知识的考查情况。在高中阶段，考试大纲（物理）对物理电学实验部分知识的考查，内容包括：测量金属的电阻率、描绘小电珠的伏安特性曲线、测量电源的电动社和内阻、练习使用多用电表、传感器的简单使用[6]。但在试卷中，试题的内容往往交叉组合而出现。在2015年新课标高考全国Ⅱ卷物理试题电学实验试题，试题围绕着利用半偏法测量电压表内阻而展开，考查滑动变阻器的连接方式，以及独立设计实验的，并对实验误差的分析能力。2016年新课标高考全国Ⅱ卷物理试题电学实验试题，物理电学实验题以测量电压表内阻实验目的，考查了滑动变阻器的分压式接法，调节范围的选择及串并联电路的规律等。2017年新课标高考全国Ⅱ卷物理试题电学实验试题，以测量微安表的电阻为实验目的，考查了连接实物图、实验器材的选择、利用电桥法计算电压表的内阻等。2018年新课标高考全国Ⅱ卷物理试题电学实验部分试题，考查了电表的改装的知识，以及连接电路图的能力。2019年新课标高考全国Ⅱ卷物理试题电学实验部分试题，以探究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压与温度t的关系为实验目的，主要考查了动态电路的知识点，以及对物理量的计算能力[7]。

2.4.2典型例题分析。（2017 全国卷Ⅱ）23.（9分）

某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100μA，内阻大约为2500Ω）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2（其中一个阻值为20Ω，另一个阻值为2000Ω）;电阻箱Rz（最大阻值为99999.9Ω）;电源E（电动势约为1.5V）;单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。

（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。

（2）完成下列填空：①R1的阻值为Ω（填“20”或“2000”）。②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的端（填“左”或“右”）对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势（填“相等”或“不相等”）。④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为Ω（结果保留到个位）。

（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议。本题的出题意图体现了电学实验的基础性，学生的创新性。并在考查内容基础性的前提下，又增加了试题的深度，进而增加了学生之间的分差，满足了高考作为选拔性考试的基本内涵。同时，要求学生在理解实验原理的基础上，合理地进行实验器材的选择，在保证实验器材与人员的安全下，进行物理实验[8]。本题对得出的实验数据进行分析，并提出对于提高实验精确度的方法及建议。

2.4.3 2015-2019年物理电学实验中实验能力的考查情况。上述例题较为全面的考查了学生实验能力。包括合理选择实器能力、根据电路图连接实物图的能力、理解实验原理的能力、实验操作步骤的考查数据处理并进行误差分析的能力。2015-2019年新课标高考全国卷Ⅱ电学实验部分中实验能力的考查情况见下表二。

4.对物理教学的启示与建议

通过对2015-2019年新课标高部分考全国卷Ⅱ卷理综物理电學试题的分析统计，发现以测量电阻值而展开的物理电学实验的试题较多，并且五年间考查的知识点各异，但是题型往往以填空题、选择题较多，次之是简答题和作图题。这四种题型中，难度最大的是简答题。因简答题多以设计实验步骤的形式出现，这就要求学生对于实验目的、实验原理有一个良好的把握，并且加以扎实的电学知识，方可得出合理的答案。而填空题、选择题、作图题三者之间的难度相近。但填空题相对于选择题和作图题，更容易因为科学计数法，小数点保留的数位的不合理选择而导致失去分数。所以要在电学实验上拿到一个比较高的分数，首先需要学生仔细认真的读懂题意，并要有扎实的基础知识，懂得合理运用已学过的知识来回答问题。而对于物理实验能力的考查，偏重于实验原理的考查，并且不因时间年份而出现规律性的变化。

教师要在物理电学实验的教学中，首先要严格遵循课程标准，培养学生的实验能力。其次在物理电学实验教学中，应增加物理电学实验的课时，应加大学生分组实验的比例，进而高效率的培养学生的实验能力。因在高考电学实验的试题分析中发现，高考试题中渐渐出现了一些创新性题目。而解决创新性题目就是要通过多做物理实验而开发学生的思维能力，培养创新精神。所以，物理教学中要注意学生创新意识的培养[9]。

教师在教学中要发现问题，及时反思，做好对于学生实验能力的评价工作，让学生独立设计并完成实验，达到学生的理论知识与动手实验能力相结合的目的。教师要及时接收学生的反馈，改进自身的教学方法，注重学生实验探究能力的培养，做到有的放矢的科学教学，培养学生的科学素养。

学校可以考虑与高校物理实验中心或者当地科技馆合作，提高学生对物理实验的兴趣[10]，进而激发学生主动探索物理实验的欲望，能够做到独立设计并完成物理实验。

基金项目：齐齐哈尔大学2020年研究生创新科研项目，项目编号YISCX2020079

参考文献：

[1]黄正德.2009—2018年高考物理电学实验试题研究[J]考试周刊，2019（80）：129-131

[2]王云，宋万松.立足时代发展 凸显科学素养——2019年高考物理《考试大纲》解读[J]教学考试，2019（13）：7-9

[3]崔乃忠，叶双，赵宏微.对近年高考物理实验试题的分析[J]教学与管理，2008（13）：51-53

[4]王刚，李一松，李思腾.高考物理电学实验方法探究[J]教育界：基础教育，2019（9）：65-66

[5]郑小军.2018年高考全国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷物理电学实验题赏析[J]中小学实验与装备，2018，028（005）：59-60

[6]陈厢.2016年高考电学实验试题：基础与能力共举[J]中学生数理化：高二高三版，2016（13）：79-82

[7]陈大年.浅谈高考物理电学设计性实验解题的突破[J]福建基础教育研究，2011（5）：122-123

[8]童捍平.高考物理部分电学实验试题解析[J]凯里学院学报，2008（6）：132-136

[9]崔瑶.2007—2016年高考全国卷物理电学实验试题研究[D]重庆师范大学，2017

[10]黄黎树，方正华.高考物理实验试题结构特点分析[J]物理实验，2007（05）：35-38+41