摘要：實驗教學是高中物理教學的重要內容，實驗能力是高考物理試題重點考查的能力。通過對2016年全國卷及各省級行政區域高考物理實驗試題的分類對比，分析了高考物理實驗試題的特點，并在此基礎上就如何培養考生的實驗能力和在高考中強化科學探究素養的考查進行分析，提出應基于教材進行實驗能力的培養，并在考試中通過逐步探索科學探究類實驗以及創新實驗類試題加強科學探究核心素養的考查。
關鍵詞：高考改革；高考物理；實驗能力；核心素養。
1 引言。
物理學是一門以實驗為基礎的自然科學。在高中物理課程各個模塊中都安排了一些典型的科學探究課題或物理實驗。實驗教學是高中物理教學的重要組成部分，也是培養學生的創新精神和實踐能力的重要方式。
《普通高中物理課程標準（實驗）》在“教學建議”中明確提出要發揮實驗在物理教學中的作用，包括重視學生對物理實驗的理解、重視學生實驗技能的提高。課程標準還指出，實驗是了解、研究自然規律的重要方式，它的作用不只是為了獲取信息；應該讓學生認識到實驗操作是在相關原理的指引下進行的，學會把實驗獲得的信息演繹、歸納成結論，只動腦不動手和只動手不動腦都是不正確的。正在修訂的課程標準也提出，讓學生經歷實驗探究的過程，掌握實驗探究和科學思維的方法，發展科學探究能力、科學思維能力、自主學習能力、實踐能力和創新能力?？梢?，學生實驗在高中物理教學中占據十分重要的特殊地位。
學生實驗是培養和測量科學思維、探究能力以及創新意識的重要載體，因此，作為檢驗考生能力和水平的重要參照，也為實現高效的區分和選拔功能，高考歷來把對實驗能力的考查擺在十分突出的位置。
目前，各地高考均采用紙筆測試的形式。事實上，采用紙筆測試的方式來考查考生的實驗能力是十分困難的，因為十分重要的實驗觀察能力、動手操作能力等是無法通過筆試的方式進行考查和展示的。在紙筆測試的形式下實現對考生實驗能力的深入考查是高考物理一直在努力探索和實踐的課題。本文對2016年全國卷以及各自主命題省、市的物理實驗試題進行對比分析，分析各地在實驗試題命制中的做法及特點，探索實驗命題的新思路、新方法，從而提升實驗題的質量，強化實驗能力和科學探究素養的考查。
2 高考物理實驗題的特點。
2.1 全國卷。
全國卷采用理綜 3 科合卷的模式，其中物理110分，化學100分，生物90分。物理試題中，實驗題占15分，占分值比例為13.6%.一般包含2道試題，5~6個小問，電學實驗和力學實驗各1個，覆蓋力學和電磁學兩大主干模塊。
總體來看，全國卷對考生實驗能力的考查體現以下2個特點。
（1）注重考查考生基于理解實驗原理基礎上的實驗操作技能。如2016年全國Ⅰ卷中的“組裝由熱敏電阻控制的報警系統”實驗，以及2016年全國Ⅱ卷中的“研究彈簧的彈性勢能”實驗，考查了考生選擇儀器、連接電路以及安排實驗步驟等操作技能。此外，基本的數據處理能力及必要的數學運算能力也是考查的重點。表1中的6個實驗，除Ⅰ卷中的“組裝由熱敏電阻控制的報警系統”實驗外，其他5個實驗均涉及實驗數據處理能力的考查。2015年的全國卷同樣如此，除全國Ⅰ卷中的實驗題（23（3））外，幾乎都是考查考生的數據處理及運算能力的試題。
（2）通過設計新的實驗情境，重視考查考生創新實驗設計的能力。如“組裝由熱敏電阻控制的報警系統”和“研究彈簧的彈性勢能”等實驗，需要考生結合所學知識，深入理解新的實驗情境，并在此基礎上，結合所學知識完成實驗設計、實驗數據分析等。2015年全國Ⅰ卷中的“粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗”也同樣創新實驗情境。值得一提的是，雖然考查的是新的實驗情境，但也都是基于教材，源于教材，需要考生對教材中的學生實驗以及學科知識的深入理解和靈活運用。
2.2 北京卷。
北京卷采用理綜 3 科合卷的模式，其中物理120分，化學100分，生物80分。物理試題中，實驗題包含2道試題，選擇題和論述題各1道，占24分，占分值比例為20%.共涉及3個實驗的考查，包括2個電學實驗和1個力學實驗。3個實驗的考查功能各不相同，選擇題（第19題）主要考查考生對實驗方案的宏觀設計能力，要求考生對實驗原理和相應的物理規律有深入的理解。論述題中的21（1）是一個小實驗，用于考查考生最基本的實驗技能和理解能力。21（2）是實驗題的主要部分，通過一個實驗全面考查考生的實驗能力，包括實驗原理的理解、器材的選擇、步驟及操作、數據的獲取及處理、誤差的分析、對實驗過程和數據處理方法的深入思考。
總體上看，北京卷對實驗能力的考查呈現如下特點。
（1）在考查方式上重視實驗能力考查的全覆蓋。這也是北京卷堅持能力立意的結果。全國卷及其他自主命題省、市的物理試題都以論述題的形式考查，且著重考查實驗操作及實驗數據分析及處理能力，并不強調實驗能力的全覆蓋。需要指出的是，高中物理課程標準中提出，科學探究及物理實驗包含7個要素：提出問題、猜想和假設、制訂計劃和設計實驗、進行實驗與搜集證據、分析與論證、評估、交流與合作。這7個要素中，有些是教學中應該培養卻難以通過紙筆測試進行考查的（如提出問題以及交流與合作）。這里提出的實驗能力的全覆蓋指的是在紙筆測試的情形下，盡可能多地覆蓋實驗能力的各個方面。
（2）實驗試題占分比高，突出實驗能力的考查。對比各省、市的試卷可看出，北京卷對實驗能力的考查尤其重視，分值占物理卷總分的20%.這也是北京從自主命題開始就一直堅持的命題思路，始終把實驗能力的考查擺在十分突出的位置，希望發揮高考“指揮棒”的正向引導作用，引導中學重視物理實驗教學，注重學生實驗能力的培養，以此作為提升中學物理教學質量的重要途徑（3）實驗試題難度穩定，區分高效。第21題整題難度在0.7~0.75.各小問難度覆蓋范圍廣，既有難度在0.8~0.9的容易題，也有0.4~0.6的中等題，還包括難度在0.3以下的難題。區分范圍很廣，能實現對全體考生的區分。值得一提的是最后一問（21（2）⑤），雖然難度較高（0.28），但考查的不是考生的數據處理、誤差分析等單一能力，而是要求考生親自動手做實驗，并在此基礎上反思實驗過程，對實驗過程的各步驟進行深入的思考。
（4）創新實驗題的設計，增強開放性和探究性。近年來，北京卷的實驗試題在保持穩定的同時，逐步深化對實驗能力的考查，考查考生對實驗的深入思考，包括實驗前對實驗方案的思考（2016年第19題）、實驗過程中對實驗過程的整體思考、完成實驗后對實驗的反思（2016年21（2））以及對實驗的改進及創新設計（如2015年21（2）⑤）等。在深化能力考查的同時，試題的形式也逐步開放，設問也不局限于定量計算，定性或半定量分析也有所涉及，考查考生思維的邏輯性和運用專業術語進行表達交流的能力，引導課堂教學重視實驗探究能力的培養。
關鍵詞：高考改革；高考物理；實驗能力；核心素養。
1 引言。
物理學是一門以實驗為基礎的自然科學。在高中物理課程各個模塊中都安排了一些典型的科學探究課題或物理實驗。實驗教學是高中物理教學的重要組成部分，也是培養學生的創新精神和實踐能力的重要方式。
《普通高中物理課程標準（實驗）》在“教學建議”中明確提出要發揮實驗在物理教學中的作用，包括重視學生對物理實驗的理解、重視學生實驗技能的提高。課程標準還指出，實驗是了解、研究自然規律的重要方式，它的作用不只是為了獲取信息；應該讓學生認識到實驗操作是在相關原理的指引下進行的，學會把實驗獲得的信息演繹、歸納成結論，只動腦不動手和只動手不動腦都是不正確的。正在修訂的課程標準也提出，讓學生經歷實驗探究的過程，掌握實驗探究和科學思維的方法，發展科學探究能力、科學思維能力、自主學習能力、實踐能力和創新能力?？梢?，學生實驗在高中物理教學中占據十分重要的特殊地位。
學生實驗是培養和測量科學思維、探究能力以及創新意識的重要載體，因此，作為檢驗考生能力和水平的重要參照，也為實現高效的區分和選拔功能，高考歷來把對實驗能力的考查擺在十分突出的位置。
目前，各地高考均采用紙筆測試的形式。事實上，采用紙筆測試的方式來考查考生的實驗能力是十分困難的，因為十分重要的實驗觀察能力、動手操作能力等是無法通過筆試的方式進行考查和展示的。在紙筆測試的形式下實現對考生實驗能力的深入考查是高考物理一直在努力探索和實踐的課題。本文對2016年全國卷以及各自主命題省、市的物理實驗試題進行對比分析，分析各地在實驗試題命制中的做法及特點，探索實驗命題的新思路、新方法，從而提升實驗題的質量，強化實驗能力和科學探究素養的考查。
2 高考物理實驗題的特點。
2.1 全國卷。
全國卷采用理綜 3 科合卷的模式，其中物理110分，化學100分，生物90分。物理試題中，實驗題占15分，占分值比例為13.6%.一般包含2道試題，5~6個小問，電學實驗和力學實驗各1個，覆蓋力學和電磁學兩大主干模塊。
總體來看，全國卷對考生實驗能力的考查體現以下2個特點。
（1）注重考查考生基于理解實驗原理基礎上的實驗操作技能。如2016年全國Ⅰ卷中的“組裝由熱敏電阻控制的報警系統”實驗，以及2016年全國Ⅱ卷中的“研究彈簧的彈性勢能”實驗，考查了考生選擇儀器、連接電路以及安排實驗步驟等操作技能。此外，基本的數據處理能力及必要的數學運算能力也是考查的重點。表1中的6個實驗，除Ⅰ卷中的“組裝由熱敏電阻控制的報警系統”實驗外，其他5個實驗均涉及實驗數據處理能力的考查。2015年的全國卷同樣如此，除全國Ⅰ卷中的實驗題（23（3））外，幾乎都是考查考生的數據處理及運算能力的試題。
（2）通過設計新的實驗情境，重視考查考生創新實驗設計的能力。如“組裝由熱敏電阻控制的報警系統”和“研究彈簧的彈性勢能”等實驗，需要考生結合所學知識，深入理解新的實驗情境，并在此基礎上，結合所學知識完成實驗設計、實驗數據分析等。2015年全國Ⅰ卷中的“粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗”也同樣創新實驗情境。值得一提的是，雖然考查的是新的實驗情境，但也都是基于教材，源于教材，需要考生對教材中的學生實驗以及學科知識的深入理解和靈活運用。
2.2 北京卷。
北京卷采用理綜 3 科合卷的模式，其中物理120分，化學100分，生物80分。物理試題中，實驗題包含2道試題，選擇題和論述題各1道，占24分，占分值比例為20%.共涉及3個實驗的考查，包括2個電學實驗和1個力學實驗。3個實驗的考查功能各不相同，選擇題（第19題）主要考查考生對實驗方案的宏觀設計能力，要求考生對實驗原理和相應的物理規律有深入的理解。論述題中的21（1）是一個小實驗，用于考查考生最基本的實驗技能和理解能力。21（2）是實驗題的主要部分，通過一個實驗全面考查考生的實驗能力，包括實驗原理的理解、器材的選擇、步驟及操作、數據的獲取及處理、誤差的分析、對實驗過程和數據處理方法的深入思考。
總體上看，北京卷對實驗能力的考查呈現如下特點。
（1）在考查方式上重視實驗能力考查的全覆蓋。這也是北京卷堅持能力立意的結果。全國卷及其他自主命題省、市的物理試題都以論述題的形式考查，且著重考查實驗操作及實驗數據分析及處理能力，并不強調實驗能力的全覆蓋。需要指出的是，高中物理課程標準中提出，科學探究及物理實驗包含7個要素：提出問題、猜想和假設、制訂計劃和設計實驗、進行實驗與搜集證據、分析與論證、評估、交流與合作。這7個要素中，有些是教學中應該培養卻難以通過紙筆測試進行考查的（如提出問題以及交流與合作）。這里提出的實驗能力的全覆蓋指的是在紙筆測試的情形下，盡可能多地覆蓋實驗能力的各個方面。
（2）實驗試題占分比高，突出實驗能力的考查。對比各省、市的試卷可看出，北京卷對實驗能力的考查尤其重視，分值占物理卷總分的20%.這也是北京從自主命題開始就一直堅持的命題思路，始終把實驗能力的考查擺在十分突出的位置，希望發揮高考“指揮棒”的正向引導作用，引導中學重視物理實驗教學，注重學生實驗能力的培養，以此作為提升中學物理教學質量的重要途徑（3）實驗試題難度穩定，區分高效。第21題整題難度在0.7~0.75.各小問難度覆蓋范圍廣，既有難度在0.8~0.9的容易題，也有0.4~0.6的中等題，還包括難度在0.3以下的難題。區分范圍很廣，能實現對全體考生的區分。值得一提的是最后一問（21（2）⑤），雖然難度較高（0.28），但考查的不是考生的數據處理、誤差分析等單一能力，而是要求考生親自動手做實驗，并在此基礎上反思實驗過程，對實驗過程的各步驟進行深入的思考。
（4）創新實驗題的設計，增強開放性和探究性。近年來，北京卷的實驗試題在保持穩定的同時，逐步深化對實驗能力的考查，考查考生對實驗的深入思考，包括實驗前對實驗方案的思考（2016年第19題）、實驗過程中對實驗過程的整體思考、完成實驗后對實驗的反思（2016年21（2））以及對實驗的改進及創新設計（如2015年21（2）⑤）等。在深化能力考查的同時，試題的形式也逐步開放，設問也不局限于定量計算，定性或半定量分析也有所涉及，考查考生思維的邏輯性和運用專業術語進行表達交流的能力，引導課堂教學重視實驗探究能力的培養。
