夜雨聆风
2025 年1月,中共中央、国务院印发的《教育强国建设规划纲要(2024-2035 年)》,明确提出"深化高考综合改革""重点强化学生关键能力考查",为高考命题改革与物理教学转型提供了根本遵循.物理实验作为高考物理试卷的重要组成部分,既是检验学生科学探究能力的重要载体,也是考查学生关键能力的核心场域.从"关键能力"视角分析高考物理实验试题,具有双重价值:理论上为试题研究注人理论深度,揭示高考改革对学科核心素养培育的引领作用;实践上为教学实践提供路径指引,推动实验教学从"机械操作"向"能力建构"的深度转型.本文以"关键能力"为视角,分析2026 年湖南省高考物理实验试题,先总结试题特点,再提出教学建议,引导教师改进实验教学,从而提升学生解决问题的能力.
1 关键能力的内涵
关键能力,是指学生高质量地认识问题、分析问题、解决问题所必须具备的能力,主要包括知识获取、实践操作、思维认知能力[.三种关键能力与物理学科核心素养高度契合:知识获取能力是形成物理观念的基础,实践操作能力是开展科学探究的保障,思维认知能力是发展科学思维的核心,而整个实验过程则是培育科学态度与责任的重要载体[2].在物理实验领域,三种能力彼此独立、相互关联、协同作用,共同构成学生应对实验试题能力体系,厘清其内涵,是开展试题分析的理论前提
1.1知识获取能力:实验认知的前提基础
知识获取能力,是学生在实验情境中,识别、理解、整合信息的基本能力,主要包括文本解读、图表识别、符号理解等要素.在物理实验中,学生需要准确理解实验目的、原理、步骤,从文字描述、数据表格、函数图像中获取有效信息,为后续操作与推理提供知识支撑.该能力是实践操作的认知起点,也是思维加工的信息前提
1.2实践操作能力:实验实施的行为保障
实践操作能力,是学生在实验过程中动手执行与规范操作的能力,涵盖设备使用、步骤执行、数据采集等要素.该能力是物理实验区别于理论学习的关键维度,起到将认知转化为行动、方案落实为操作的桥梁，它既是知识获取的延伸应用,也是思维认知的数据来源.
1.3思维认知能力:实验探究的内核驱动
思维认知能力,是学生在实验过程中进行深度加工与理性思考的高阶能力,涉及科学推理、数据处理、误差分析等要素[3],它贯穿实验始终,在方案设计中表现为逻辑规划,在数据处理中表现为理性分析,在结论得出中表现为科学论证.思维认知是物理实验关键能力的核心,直接决定探究活动的深度与品质.
三种能力并非简单并列,而是呈现"前提一执行-深化"的功能互补关系:知识获取能力为实践操作提供认知前提,实践操作能力为思维认知提供经验基础,思维认知能力统摄并优化知识获取与实践操作的全过程.高考物理实验试题正是通过综合性任务情境,引发三种能力的联动协同,从而实现对学生关键能力的整体性考查,如图1.
2关键能力与认知过程的内在联系
依据教育目标分类学,认知过程从低到高依次为记忆、理解、应用、分析、评价、创造六个层级4,与关键能力涵盖的知识获取、实践操作、思维认知三大能力存在对应关系.建立关键能力与认知过程的内在联系,可以精准定位物理实验试题能力考查层次,为试题分析与教学改进提供清晰的理论坐标,从而让关键能力视角下高考物理实验试题分析从经验判断走向学理锚定.
2.1记忆与理解:知识获取能力的认知根基
知识获取能力在认知层级上主要对应记忆与理解两个层次.记忆表现为对物理概念、实验原理、仪器名称、操作规范等事实性知识的识别与再现;理解表现为对实验目的、步骤逻辑、数据处理等内容的解释与推断.二者共同构成实验探究的认知起点,为后续实践操作规范开展与高阶思维深人推进提供必要的知识储备。
2.2 应用与分析:实践操作能力的认知表征
实践操作能力在认知层级上主要对应应用与分析两个层次.应用表现为在具体实验情境中执行操作流程、使用仪器设备和实施数据采集;分析表现为将实验过程分解为操作环节,识别误差来源,辨析数据间的因果与关联.这一层级将知识转化为行动,将现象拆解为要素,是连接操作经验与理性思考的关键桥梁.
2.3评价与创造:思维认知能力的认知跃升
思维认知能力在认知层级上主要对应评价与创造两个层次.评价表现为基于实验数据与物理原理,对实验方案的科学性、操作过程的规范性、所得结论的合理性做出科学判断;创造表现为针对陌生情境设计代实验方案、重组核心实验要素、提出创新研究思路.这两个层级体现了实验探究的高阶品质,是核心素养培育的集中指向
上述对应关系具有明确的层级映射关系:认知目上述对应关系具有明确的层级映射关系:认知目标逐级上升,关键能力逐步深化,二者形成"认知层级-能力维度"的二维分析体系.这一体系为高考物理实验试题分析提供了双重学理支撑:既能从认知层级判断试题的能力考查层次,又能从能力维度明确试题的考查重点,进而实现对试题能力立意的精细分析.
3 关键能力视角下高考物理实验试题分析
《高考评价体系》的考查要求涵盖基础性、综合性、应用性、创新性,而关键能力正是贯其中的核心纽带.因此,笔者以"关键能力"为切入点,对2026 年湖南省高考物理卷试题分析如下表：
4.1通过信息提取考查知识获取能力
两道实验试题均要求学生从文字描述、实验数据、 函数图像中准确提取关键信息,考查学生知识获取能力.如例1中,学生需从摆球的υ-t图像中识别周期信 息,理解图像峰值的物理意义;例2中,学生需从霍尔元件实验原理描述中理解电压测量端的选取依据.
4.2 通过仪器操作考查实践操作能力
两道试题均涉及常用实验仪器的规范使用,考查学生实践操作能力.例1要求学生正确使用刻度尺测量摆长,理解悬点、摆球球心与读数位置的对应关系;例2涉及电压表的读数、螺旋测微器的读数规则,以及实验电路的连接
4.3通过图像处理考查思维认知能力
图像处理是物理实验中数据呈现与分析的重要方式,考查学生思维认知能力.例1中,学生需从v-t 图像中提取周期,并将周期与摆长代入单摆公式推导 重力加速度:例2中,学生需根据实验数据描点绘制z-U图像,理解电压与位移之间的函数关系.
4.4通过误差分析考查思维认知能力
误差分析是实验探究中不可或缺的一环,考查学生的思维认知能力.例1要求学生根据测量结果偏小反推刻度尺零刻度线的位置偏差,例2虽未直接设问误差,但整个装置的设计与标定过程隐含了对系统误差的考量--学生需理解霍尔电压为零时位移为零的标定逻辑板。
4.5通过迁移应用考查思维认知能力
迁移应用是将实验原理与方法用于解决新问题的能力,例2第(6)问中,学生需利用已作出的z-U 图像,根据两次电压示数计算待测物体的实际位移.这一设问将实验装置从"标定工具"转换为"测量工具”,要求学生完成从图像到具体数值的迁移推理,有效考查学生的思维认知能力.
5 高中物理实验教学建议
教学建议是指在教学过程中,为了达成教学目标,根据教学具体条件,结合学生实际情况,对教学顺序、活动流程、组织形式、教学方法、教学媒体等的总体思考.研究高考物理试题,使高中物理教学更具直观性和可操作性.根据"高考物理实验试题特点",对高中物理实验教学提出以下五点建议.
5.1强化信息提取,培养知识获取能力
信息提取是指从文字描述、数据表格、函数图像和实验原理中准确识别、理解、整合关键信息的能力,这是知识获取能力的核心要素,也是实验探究的认知起点.在实验教学中,教师应有意识地训练学生快速捉实验目的、步骤要点、图像特征和数据规律.例如,在单摆实验教学中,引导学生从摆球的υ-t图像 中识别周期信息,理解相邻同向峰值之间的时间间隔即为周期;在霍尔元件实验中,训练学生从实验装置示意图中提取电压表应连接的接线端,从电压表指针位置准确读数.通过日常教学中对文本解读、图表识别、符号理解等环节的系统训练,学生能够逐步提升信息筛选与整合的效率,培养学生的知识获取能力.
5.2强化仪器操作,培养实践操作能力
仪器操作是指规范使用实验器材进行测量、调节、采集的行为能力,这是实践操作能力的核心体现也是连接认知与行动的实践桥梁.在实验教学中,教师应注重仪器使用原理的讲解与操作规范的训练,使学生不仅"会操作",更能"懂原理".例如,在单摆实验中,引导学生理解摆长定义为悬点到摆球球心的距离,进而正确选择刻度尺的读数位置(6位置);在霍尔元件位移测量实验中,训练学生规范使用螺旋测微器进行长度测量,掌握固定刻度与可动刻度的读数规则.通过反复训练与即时反馈,学生能够形成规范操作的习惯,培养学生的实践操作能力。
5.3强化图像处理,培养思维认知能力
图像处理是指将实验数据转化为函数图像,并从图像中提取物理规律、进行定量分析的高阶能力,这是思维认知能力中科学推理与数据分析的重要体现.在实验教学中,教师应指导学生掌握描点作图、拟合曲线、斜率识别、截距分析等基本技能,并能根据图像 特征推断物理量之间的关系.例如,在单摆实验中,引导学生从υ-t图像中识别周期,并运用周期公式推导 重力加速度表达式;在霍尔元件实验中,指导学生根据测量数据准确描点并绘制z-U图像,识别位移与 电压之间的线性关系.通过系统的图像处理训练,学生能够将抽象的物理规律转化为直观的图像特征,从而提升模型建构与科学推理等思维认知能力.
5.4强化误差分析,培养思维认知能力
误差分析是指对实验测量值与真实值之间的差异进行溯源、判断、评估的能力,这对应思维认知能力的评价层级,是批判性思维在实验教学中的具体落实.在实验教学中,教师应引导学生从仪器精度、操作规范、原理近似、环境因素等多角度分析误差来源,并能够根据测量结果的偏差反向推断可能的原因.例如,在单摆实验中,当测量得到的重力加速度偏小时,引导学生分析刻度尺零刻度线位置是否低于悬点(导致摆长测量值偏小),或者周期测量是否存在系统偏差.通过常态化误差分析训练,学生能够养成严谨求实的科学态度,形成反思评估的思维习惯,从而培养学生的思维认知能力。
5.5强化迁移应用,培养思维认知能力
迁移应用是指将实验原理、方法、技能运用于新情境、解决新问题的能力,这是思维认知能力中创造层级的集中体现,也是核心素养培育的最终指向[]在实验教学中,教师应设计开放性与综合性的任务,鼓励学生打破固有思维定势,将已学知识重组、迁移至陌生情境.例如,在霍尔元件实验中,学生在完成 至陌生情境.例如,在霍尔元件实验中,学生在完成z- U图像的标定后,进一步要求其利用该图像测量待 测物体的实际位移--这一过程将实验装置从"标定工具"转化为"测量工具",学生需要完成从图像到具体数值的迁移推理.教师还可以引导学生思考:若改变霍尔元件的工作电流,图像将如何变化?能否用此装置测量其他物理量(如磁场强度)?通过此类迁移创新训练,学生能够实现知识的活化与能力的跃升,培养学生的思维认知能力.
6 结语
本文从关键能力视角出发,剖析了2026 年湖南省高考物理实验试题,阐述了关键能力的内涵及其与教育目标分类的对应关系.通过对试题的详细分析,总结出高考物理实验试题在考查学生知识获取、实践操作、思维认知能力方面的特点,并提出了相应的教学建议.这些发现为高中物理实验教学提供了新的理论视角与实践路径,有助于教师在日常教学中更加精准地培育学生的关键能力,推动实验教学从"机械操作"向"能力建构"深度转型,切实提升学生的物理学科核心素养。
参考文献:
[1]教育部考试中心.中国高考评价体系(2020年版)[m].北京:人民教育出版社,2019.
[2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017 年版2025年修订)[s].北京:人民教育出版社,2025.
[3]张焕焕,张玉峰,唐挈.指向科学思维培养的物理模型构建与创新--以2025 年北京高考物理压轴题为例[J].中学 物理,2026,44(05) :58 -61.
[4]安德森等编著.学习、教学和评估的分类学:布鲁姆教育目标分类学修订版(简缩本)[M].皮连生,译.上海:华东师 范大学出版社,2008.
[5]董友军.思维品质视角下试题分析与教学建议--以2025 年吉林高考物理实验试题为例[J].中学物理,2025,43 （15):45 -49. [6]朱行建,陆建隆.大中衔接视域下2025年高考物理命题创新的形式与教学启示[J].中学物理,2026,44(03): 60-65.