依据“学业质量水平”逐级突破--2023年广东高考物理实验试题分析及教学建议.pdf
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1、依据“学业质量水平”逐级突破2023年广东高考物理实验试题分析及教学建议董友军(广东省广州市教育研究院东部分院,5 10 7 0 0)摘要:高中物理学业质量水平是高考命题的重要依据,自然也是分析高考试题以及指导具体教学的依据。以普通高中物理课程标准(2 0 17 年版2 0 2 0 年修订)中相关的学业质量水平为依据,分析2 0 2 3年广东高考物理实验试题,并进一步提出教学建议:以器材为基础,以方法为重点,以原理为主线,以综合为思路。关键词:高考物理;学业质量水平;实验试题;实验教学“高中物理学业质量分五级水平,既是指导学生自主学习和评价、教师开展日常教学设计、命题和评价的重要依据,也是高中
2、学业水平考试命题的重要依据。1“学业质量水平”自然也成为我们分析高考试题以及指导具体教学的依据。本文以普通高中物理课程标准(2 0 17 年版2 0 2 0 年修订)(以下简称“高中课标)中相关的学业质量水平为依据,分析2 0 2 3年广东高考物理实验试题“考形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取什么”和“如何考”,并进一步提出教学建和处理信息、基于证据得出结论并作出解释,议一一“教什么”和“如何教”。一、学业质量水平描述根据问题情境的复杂程度、知识和技能的结构化程度、思维方式或价值观念的综合程度等,高中物理学业质量划分为五级水平。每一级水平皆包含物理学科核心素养的四个方面,主要表现为学生在
3、不同复杂程度情境中运用重要概念、思维、方法和观念等解决问题的关键特征。2 高考物理实验试题,主要考查学生科学探究方面的物理学科核心素养。所谓“科学探究”是指基于观察和实验提出物理问题、*本文系广东教育学会“十四五”教育科研规划重点课题“基于学习进阶的高中物理教学设计实践研究”(编号:GDESH14002)的阶段性研究成果。热点透视31以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力3,主要包括问题、证据、解释、交流等要素4 。在高中课标描述5 的基础上,我们可以析出“科学探究”五级水平的具体描述(详见表1)。二、广东高考物理实验试题分析2023年广东高考物理实验试题共2 道,分别为光学实验试
4、题和电学实验试题。试题(为了便于指代,本文将需要完成的题空进行编号及分析如下:(一)光学实验试题及分析(2023年广东高考物理试卷第11题)某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率,实验过程如下:(1)将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上,用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界。(2)激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射,到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点、M点和激光笔出光孔Q的位置。水平具有问题意识;能在他人指导下使用所学的简单的器材收集数据;能对数据进行初步整理;具有与他人交流成果、讨论问题的意识能观察物理现象,提出物理问题;能根据已有的科学探究方案,使用所学的
5、基本的器材获得数据;2能对数据进行整理,得到初步的结论;能撰写简单的报告,陈述科学探究过程和结果能分析物理现象,提出可探究的物理问题,作出初步的猜想;能在他人帮助下制订科学探究方案,3使用基本的器材获得数据;能分析数据,发现特点,形成结论,尝试用已有的物理知识进行解释;能撰写实验报告,用学过的物理术语、图表等交流科学探究过程和结果能分析相关事实或结论,提出并准确表述可探究的物理问题,作出有依据的假设;能制订科学探4究方案,选用合适的器材获得数据;能分析数据,发现其中规律,形成合理的结论,用已有物理知识作出解释;能撰写完整的实验报告,对科学探究过程与结果进行交流和反思能面对真实情境,从不同角度提
6、出并准确表述可探究的物理问题,作出科学假设;能制订有一定新意的科学探究方案,灵活选用合适的器材获得数据;能用多种方法分析数据,发现规律,形成合5理的结论,用已有物理知识作出科学解释;能撰写完整规范的科学探究报告,交流、反思科学探究过程与结果移走玻璃砖。在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路,作QM连线的延长线与e面的边界交于P点,如图1所示。eNOPd,用刻度尺测量PM和OM的长度di和d。PM 的示数如图2 所示,di为(1.1)_cm。测得 d为 3.4 0 cm。P0cm(3)利用所测量的物理量,写出玻璃砖折表1“科学探究”学业质量水平描述质量描述玻璃砖M一激光笔Q图1M12图232教育研
7、究与评论中学教育教学/2 0 2 3年8 月射率的表达式n一(1.2)。由测得的数据可得折射率n为(1.3)_(结果保留3位有效数字)。(4)相对误差的计算式为=测量值=真实值10 0%。为了减小dl、d.测真实值量的相对误差,实验中激光在M点入射时应尽量使入射角(1.4)。题空1.1为用刻度尺测量PM的长度。根据刻度尺的测量方法,由图2 可以读出di为2.2 5 cm。要正确解答本题空,学生需要掌握刻度尺的测量方法,即“能根据已有的科学探究方案,使用基本的器材获得数据”,属于水平2。题空1.2 为用题目所给出的已测量的物理量写出折射率的表达式。先在图1中画上法线,得到入射角i和折射角r,再根
8、据角度关系和三角函数关系可得 sin i=兴、drsinr=fM,然后根据折射率的公式n=d2d2出玻璃砖折射率的表达式n一要正确解d。答本题空,学生不仅需要记住并理解折射率公式,还要掌握三角函数关系相关数学知识,以及根据图形位置推出角度关系,即“能分析数据,发现其中规律,形成合理的结论,用已有的物理知识进行解释”,属于水平4。题空1.3为用测得的数据计算出折射率。由题空1.1可得di=2.25cm,d=3.40 cm,代人题空 1.2 的结果 一中,并根据“结果保留3位有效数字”的要求,可得折射率n为1.5 1。要正确解答本题空,学生需要正确求解题空1.1和题空1.2,还要正确进行数学计算,
9、并掌握保留有效数字的方法,即“能分析数据,发现特点,形成结论,尝试用已有的物理知识进行解释”,属于水平3。题空1.4 为“要减小di、d z 测量的相对误差,如何改变入射角”。根据题目提供的相对误差计算公式一测量值一真实值、直10 0%,真实值要减小d1、d z 测量的相对误差,就要增加d1、d 2 测量的“真实值”。通过作图可知,激光在M点入射时应尽量使入射角小一些。要正确解答本题空,学生需要理解题目提供的相对误差计算式,需要弄清入射角与di、d 2 长度的关系,即“能用多种方法分析数据,发现规律,形成合理的结论,用已有的物理知识进行科学解释”,属于水平5。(二)电学实验试题及分析(2 0
10、2 3年广东高考物理试卷第12 题)某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有:电源E(电动势恒定,内阻可忽略);毫安表m(量程15 mA,内阻可忽略);电阻R(阻值5 0 0 Q)R 2(阻值5 0 0 2)、R(阻值6 0 0 Q)和R4(阻值2 0 0 Q);开关Si和S2;sini,可以写sinrdi装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池;导线若干。请完成下列实验操作和计算。(1)电路连接图3为实验原理图。在下页图4 的实物图中,已正确连接了部分电路,只有R4一端的导线还未连接,该导线应接到R3的(2.1)(填“左”或“右”)端接线柱。电极板样品池R2ES(2)盐水电导率和温度
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