引言：《新课程标准》已在全国范围内陆续实施，第一批进入新课标的四个省份今年迎来了实施新课标后的第一次高考，新高考试题将以怎样的面貌出现以及如何体现新课程理念，这是一个值得关注的问题。尤其是实验内容如何考，更使我们感到困惑，过去，在全国统一的教学大纲中，不仅规定了学生要做的实验，有的还明确规定了实验方法，没有规定方法的实验，也有全国统一的教材为依据，高考不会突破大纲和教材的限制。现在，《新课程标准》中没有指明实验方法，教科书有各种版本，各种版本教科书的实验设计也不同，高考究竟怎么考呢？带着这个问题，笔者对2007年高考中的实验试题进行了探讨，本文将笔者的探讨过程呈现给大家。

　　摘要：在2007年全国各地高考中，大量出现设计性实验试题。本文对此类试题的分布情况进行了统计分析，对此类试题的考查重点进行了研究，对此类试题带给我们的启示进行了思考，也对此类试题的不足作了粗浅的评价。

　　关键词：高考　设计性实验试题　分布情况　统计分析　能力考查　启示和对策　不足和建议

　　通读2007年全国各地的高考实验试题后，强烈地感受到：试题内容新颖，注重联系生产、生活实际和现代科技，多为新情景问题；试题形式多样，有选择、填空、计算、简答、实物连图等，切合中学教学实际；试题精心设计、巧妙设问，具有基础性、典型性和灵活性；试题注重考查能力和方法，体现新课标要求；试题源于教材又高于教材，具有开放性、拓展性、探究性和设计性。从题型来看，设计性实验试题占了非常大的比例。

　　1 设计性实验试题的分布情况

　　在今年全国31个省市的高考中，有18个省市属自主命题，13个省市属统一命题，在自主命题的省份中，就物理试题而言，有的省份单独命制了物理试题，也有许多省份用的是全国统一的理综试卷，经统计今年共有12种不同样式的物理试卷，具体是：

在上面列出的试卷中，单科型试卷4种，理综型试卷8种，在所有12种试卷中，除天津和全国Ⅱ卷外，其余10份试卷中均考到了设计性实验试题。如此多的省份在高考中设置了设计性实验试题，这种现象应当引起我们的重视。

　　2 设计性实验试题的统计分析

可见，在上面所列的10份高考试卷中，均不同程度地出现了设计性实验试题，且在上海卷中出现的比例最高，在今年的上海试卷中，共考5道实验题，其中4道题是设计性实验试题，另外，在首批进入新课标的四个省份（广东、山东、海南、宁夏）中，均有设计性试题，所以设计性实验试题已成为当今高考的热点题型。

　　设计性实验试题的大量出现，体现了新课标的要求。设计性实验是指学生利用已有实验器材、仪器设备、身边的物品和器具进行创造性的设想，提出切实可行的实验方案，来达到一定实验目的的过程，是学生自主创造和创新的过程，它能综合考查学生分析、创新、迁移等多方面的能力。

　　3 设计性实验试题突出了能力考查

　　3．1 分析能力

　　要求学生“能够独立地对所遇到的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有关条件，提出解决问题的办法；能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系，运用物理知识综合解决所遇到的问题。”^[1]

　　3．1．1 原理分析能力

　　要求考生用所学的物理知识去分析新情境物理实验，搞清其中的原理，在此基础上完善实验过程。

　　实例1  海南卷第14题（限于篇幅，原题略，以下同）

　　点评：此题以小车放在斜面上为背景，来验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。要求考生完善相关实验步骤，考生只有通过分析思考，搞清实验原理后，才能正确答题。

　　3．1．2 数据分析能力

　　要求考生对给出的图表数据进行分析，找出其中的物理规律或求出相关的物理量，从而作出判断与选择，或得出实验结论。

　　实例2  江苏卷第12（2）题

　　点评：此题以“描绘某电学元件的伏安特性曲线”为目的，提供一个未完全设计好的电路，通过表格提供“测得数据”，要求考生通过分析表格中的数据后判断电压表如何连接。考生分析数据后得知：该电学元件是大电阻元件，安培表应采用内接法，从而确定“电压表是并联在Ｍ与P之间的”。

　　3．1．3 图象分析能力

　　要求考生对所给图象进行分析，搞清斜率、截距、面积的物理意义，通过图像求出相关物理量的值或探究物理量之间的关系。

　　实例3  上海卷第17（3）题

　　点评：此题是“利用单摆验证小球平抛运动的规律”，题中给出了s² -cosq 图像，考生通过分析图像后才能回答“当q ＝30°时，s为0．52m；若悬线长L＝1．0m，悬点到木板间的距离OO′为1．5m”。

　　3．1．4 误差分析能力

　　要求学生利用学得的误差知识对实验过程进行分析，判断实验误差的存在并找出产生误差的原因。

　　实例4  四川卷第22（3）题

　　点评：此题为了“测电源电动势E及电阻R₁和R₂的阻值”，提供了两位同学设计的方案，要求考生通过分析这两种方案的误差大小之后，再判断哪一位同学的方案更合理些。考生经过分析后发现：乙同学的“做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围较小，所以甲同学的做法更恰当些”。

　　3．2 设计能力

　　要求考生“能在实验过程中发现问题、提出问题，并制定解决方案；能灵活运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。”^[1]

　　3．2．1 创新设计能力

　　实例5  上海卷第18题

　　点评：此题给出“一定量的理想气体与两种实际气体I、II在标准大气压下做等压变化时的V -T关系”图像及变化规律，并利用此规律“制成复合气体温度计”，要求考生回答：“为减小在T₁-T₂范围内的测量误差，两种气体体积之比V_I：V_II应为 2：1 ”，试题构思巧妙，方法新颖，考查了学生的创新能力，激发了学生的创新意识。

　　3．2．2 发散思维能力

　　发散思维能力是考生进行实验设计的重要基础。在传统的教育模式下，学生习惯于用已有物理规律去分析问题，并推出结论，学生的逻辑思维能力强，发散思维能力差，学生的创新设计能力没有得到很好的发展。在新课标下，这一状况将得到改变，在新高考中，考查发散思维能力的试题已不断出现。

　　实例6  山东卷第23（3）题

　　点评：此题为了“测量滑动变阻器电阻丝的电阻率”，要求考生设计一个实验方案测出电阻丝的直径和总长度。参考答案给出了两个方案（略）。

　　实例7  广东卷第13（5）题

　　点评：此题给出了一种实验现象：“正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流表始终无示数”，要求学生设计一种实验方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。参考答案也给出了两个方案（略）。

　　以上两个实例的答案不唯一，具有开放性，很好地考查了学生的发散思维能力。

　　3．3 迁移能力

　　要求考生把从课本中学到的物理规律、思想方法或实验原理、实验方法迁移到新情景实验中加以应用。

　　实例8  北京卷第22（2）题

　　点评：此实验为了“研究小车在斜面上的运动”，先让考生画出图线，再根据图线进行分析计算，得出：在打0计数点时，小车的速度v₀= 0．16～0．20 m/s；它在斜面上运动的加速度a= 4．50～5．10m/s²。此题要求考生将课本中学到的匀变速运动公式及分析图线的方法迁移过来，才能解决问题。

　　实例9  宁夏卷第22（2）题

　　点评：此题要求考生用给定的器材设计一个电路来“测量干电池的电动势和内阻”，但给出的电压表量程只有1V，无法直接使用，学生需将课本中所学的电表改装原理迁移过来，先改装一个电压表，才能解决问题。

　　3．4  应用数学知识的能力

　　要求学生“能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。”^[1]

　　实例10  上海卷第16题

　　点评：此题提供了某同学为“研究电源输出功率变化情况”而设计的一个电路。要求考生对电路进行分析后作出判断和选择，考生在分析过程中要用到数学中的求解极值知识，才能解答。

　　3．5  一个问题考查多种能力

　　设计性实验试题可考查学生的分析、设计、迁移等多种实验能力。能力的考查通常不是孤立进行的，而是有机地融合在一起的。

　　实例11  重庆卷第22（2）题

　　点评：此题以“建造重庆长江大桥复线桥时，要将重千余吨的钢梁从江水中吊起”为背景，提出“施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案，为了探究该方案的合理性，某研究性学习小组做了两个模拟实验……”。要求考生选择实验器材，并根据提供的实验曲线，求出“实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了13．3％，钢板受到的最大浮力为0．37N”。并对实验中出现误差的原因作出分析。

　　此题考查了原理分析能力，图像分析能力，误差分析能力，另外，还让学生体验了科学探究的过程，考查了科学探究能力。

　　4 设计性实验试题的启示和对策

　　4．1 设计性实验试题已成为当今高考的热点题型

　　设计性实验试题在近年高考中有逐年增加的趋势，这是因为此类试题很好地体现了新课程理念，反映了新课标要求。在新课标中，已把“制定计划与设计实验”作为“科学探究要素”，对学生提出了明确的能力要求，在新课标的教学“活动建议”中，也提出了大量的设计性问题，要求教师在教学过程中指导学生去体验和实践。例如，在必修模块“物理1”的“活动建议”中，提出了“根据牛顿第二定律，设计一种能显示加速度大小的装置”；又如，在选修模块“物理3-4”的“活动建议”中，提出了“设计一种利用多普勒效应的实用装置”；几乎每个模块中均提出了许多这样的问题。所以，设计性实验试题的大量出现是新课标的要求。

　　我们在平时的教学中，要与时俱进，紧跟课程改革步伐，认真研读新课标要求，领悟新课标理念，落实新课标精神，加强设计性问题的教学。首先，要加强课本中已有实验的教学，让学生理解实验原理，领悟实验思想，掌握实验方法。其次，要结合教学内容，不断提出有价值的设计性问题，让学生利用已有的实验器材、仪器设备，或身边的物品和器具，设计方案，努力提高学生的设计能力。

　　4．2 设计性实验试题的背景多为新情景问题

　　由于《新课程标准》实行的是一纲多本，即一个课程标准，多个版本教材，不同省份、不同地区选用的教材各有不同，而各种版本的教材又各有自身的特色，各种版本教材中实验设计也不完全相同。所以，在新课标下，高考的设计性实验试题不会以某种教材为版本，而只能以新课标为依据，考题的背景通常是新情景问题。这样的试题不仅能较好地考查学生应用所学知识分析问题的能力，而且能开阔学生的眼界，拓宽学生的知识面，激发学生的创新意识。

　　我们在平时的教学过程中，要注重理论联系实际，注重科学技术和社会、经济发展的联系，注意物理知识在生产、生活等方面的广泛应用，关注物理学发展过程中的重大物理事件，概括地说，就是要把课本知识与新情景问题相联系，让学生在新情景问题中设计方案、解决问题。在学生设计方案过程中，教师应鼓励学生进行创新设计，对有创新思想的方案要作出积极评价，努力提高学生的创新能力。

　　4．3 设计性实验试题源于教材，又高于教材

　　2007年高考中的设计性实验试题，要求学生利用所学原理、方法在题设的条件和情境下，按题设的要求制定或完善实验方案，包括弄清实验原理、选择实验器材、完善实验步骤、处理实验数据、分析实验误差，进行方案设计等，试题呈现的情境一般是新的，但原理、方法则来源于教材，可能来源于教材中的实验，也可能来源于教材中的理论，试题强调原理、方法在新情境下的应用、延伸和拓展，所以，这类试题既源于教材，又高于教材。

　　我们在平时的教学中既要立足于课本，又要不拘泥于课本；既要关注课本中的实验，又要关注课本中的理论；既要做好课内实验，又要指导学生开展课外活动，进行方案设计；要把实验设计与开展研究性学习活动和科学探究活动整合起来；要在做好课本中基本实验的同时，适时地对所做实验进行变化、拓展、引伸；要让学生通过实践课本中的实验去获取重要的原理、方法，并把获取的原理和方法迁移到新情景中加以应用，努力提高学生的迁移能力。

　　5 设计性实验试题的不足和建议

　　在新课标下，设计性实验方案强调学生自我设计，教师起指导作用。但在2007年高考中，大多数设计性实验试题是命题老师设计好的方案，只是让学生去分析其中的原理，完善其中的过程，这样的试题仍然是命题老师对方案进行主导设计，学生所做的工作只是一些完善的工作，学生进行的思考仍是平时的思考方法，这样的试题，从表面上看，是设计性试题，从本质上看，不是或不完全是设计性试题，因为它在考查学生独立设计和创新能力方面，效度还显得不够，这与新课程理念之间还有一定差距。

　　建议在高考中命制自由度更大、开放性更强、更能体现学生创造品质和创新能力的设计性试题。下面不妨列举一例说明：

　　实例12  试列举出三种生活中常见的传感器，并选用其中一种来设计一个实用电路，画出原理示意图，并说明其工作原理。

　　这一试题的自由度较大、开放性较强，可以充分考查学生在平时学习和日常生活中的观察能力、把所学知识应用于实践的创新能力，以及学生的绘图能力和原理表述能力，从而考查出学生的综合实验素质。

　　以上是笔者的一孔之见，不足之处请斧正。

　　参考文献：

　　教育部考试中心．2007年《新课程标准物理科考试大纲》． 北京：高等教育出版社，2006．

　　中华人民共和国教育部．普通高中《物理课程标准（实验）》． 北京：人民教育出版社，2003．