中考教研论文 基于课程标准，提高中考物理科学探究复习实效的几点建议

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优秀论文 基于课程标准，提高中考物理科学探究复习实效的几点建议
江苏省南京市白下区教师进修学校（教研室）　丁玉祥
科学探究历来是新课程物理课程标准的内容重点，它既是学生的拉分点，也是增长点。近年来，基于标准的中考物理对科学探究的考查形式灵活多样、考查内容全面细致，主要表现在：依托实验，突出科学探究的过程与方法的考查；强调对各项实验技能的考查，力求引导学生正确使用常规实验器材；着重操作的关键环节、观察的现象细节、测量数据的问题诊断，并通过现象对比、图表描述等方式推理、分析出物理规律。同时，对科学探究的考查，突出过程考查，以《标准》中的“科学探究能力的基本要求”为根据，学生可以根据所学过的知识回答探究结论等问题。



一、基于标准的科学探究考查要求



科学探究，重在过程，中考科学探究到底如何考查，有哪些考查形式，考查哪些内容呢？课程标准指出，科学探究考查重在过程与方法的考查，一个完整的科学探究过程，一般包括：提出问题、猜想与假设、实验设计、分析现象与数据、得出结论、交流与评价。具体涉及八个方面：①发现问题，准确地科学表述这些问题。②根据一定的知识和经验对问题的成因提出假设，对科学探究的方向和实验结果进行预测。③明确探究的目的和已知条件，经历制定计划和设计实验的过程，尝试选择探究方法及器材，有控制变量的初步意识。④能收集数据和资料，尝试评估信息的科学性，会阅读说明书，能安排找书面说明操作，会使用简单实验仪器，能准确记录实验数据，具有安全操作的意识。⑤能描述实验数据，能对信息进行比较，能进行简单的因果推理，尝试对探究结果进行描述和解释。⑥有评估意识，能注意假设和结果间的差异，注意未解决的矛盾，发现新问题，改进探究方案，有从评估中吸取经验和教训的意识。⑦能写探究报告，有准确表达观点的意识，注意既坚持原则，又尊重他人，能思考他人的意见，改进探究方案，有团队精神。⑧认识科学探究中各要素的重要性及关联性。以下结合典型案例，分析科学探究如何实现探究过程与方法的考查。



1．突出“完整的探究过程考查”



课标要求，一个完成的探究，一般包括课程标准提出的“提出问题、猜想与假设、实验设计、分析现象与数据、得出结论、交流与评价。”等方面。科学探究应突出过程考查与评估。



案例1：小芳同学观察到许多建筑物的截面多是V形或U形，这引起了她的好奇心。



[提出问题]：物体承受的压力与哪些因素有关？

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[猜想与假设]：

猜想一：物体承受的压力与物体的形状有关。

猜想二：物体承受的压力与物体的材料有关。

于是小芳利用下图1所示的装置，选取了纸条、细绳、火柴盒和若干火柴棒，对猜想一进行实验探究。

   

图1                                 图2

[进行实验与收集数据]

（1）选取材料和长、宽、厚相同的纸条若干。

（2）将一张纸条折成V形，放在装置上，在纸条两端距中点（支点）相同距离处，各挂一相同的火柴盒。在两端火柴盒里逐渐增加数量______的火柴棒，直到纸条被压弯为止，记录一端火柴盒中火柴的根数。实验数据如图2所示。

（3）将纸条分别折成U形、圆弧形，重复步骤⑵。

（4）更换纸条，将以上实验再做两次。

[分析与论证]

分析实验数据可以得出的结论是(写出一条既可) 。

[交流与合作]

⑴生产生活或建筑中利用物体形状影响其承受压力的事例很多，如巨大的桥梁中多次使用U形钢材，请你举出一个用V形或圆弧形的实例_____________。

⑵若要验证猜想二，实验中应使所选的物体______和_______相同。

【点评】本题以建筑物的截面图形为切入点，围绕物体承受压力与哪些因素有关，通过完成的探究过程，渗透了对科学探究过程的考查。

2．突出“科学交流与评估”考查

有些试题突出了科学探究整个过程中部分要素或重点环节的考查，比如对“科学交流与评估”评估环节，要求注意假设和结果间的差异，并着力探究方案的改进。具体案例如下：

案例2：交流与评估是科学探究的一个重要环节。某班同学利用如图3所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后，进行了小组交流，下表是各小组的实验数据记录：

图3

请你对表中各小组的实验数据进行分析比较，回答下列问题：

（1）实验中影响滑轮组效率的主要因素是什么？

（2）1和2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出的滑轮机械效率却不同，可能的原因是什么？

（3）请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议。

【点评】本题以利用滑轮组测机械效率为命题点，通过影响滑轮组效率因素的分析、相同机械却滑轮组机械效率的不同、以及如何提高机械效率等三个方面渗透了“交流与评估环节”的考查。

3．突出“故障分析与改进”的考查

课标要求，学生要会“使用简单实验仪器，能准确记录实验数据，发现新问题”，并能“改进探究方案，有从评估中吸取经验和教训的意识。”故障分析与改进是学生动手实践的一种基本能力。

案例：在“测定小灯泡的额定功率”实验中，张超同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为6V的电源、额定电压为3．8V的小灯泡和一个标有“20Ω 1．5A”的滑动变阻器，设计了如图4甲所示的电路。

图4

（1）如果小灯泡的额定功率小于2W，电流表的量程选__________A为宜。

（2）请铅笔画线代替导线，按照如图甲所示的电路图，将图乙的实物电路连接完整（连线不得交叉）。

（3）在实验中，若电压表示数为2V，则灯泡的实际功率__________额定功率（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

（4）当滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数增大，则变阻器接入电路的接线柱应是D和______。当电压表的示数为________V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为0．4A，则灯泡的额定功率为___W。

（5）另一组的同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：______________________

【点评】本题的“故障分析与改进”考查点选择了学生在实验操作中，连接最后一根导线出现了异常情况，导致电路出现短路，要求学生进行故障的诊断分析，需要学生有一定的实验操作经验，如果平常不进实验室仅在黑板上“做实验”，学生会因为缺乏实践经验而导致得分偏低。

3．突出实验仪器或产品“说明书”的考查

课标学生，学生能够“会阅读说明书，能安排找书面说明操作，会使用简单实验仪器，具有安全操作的意识。”会读说明书也是一种探究能力。

案例1：市场上热销的豆浆机。它有粉碎功能和加热功能。下表是这个豆浆机的说明书。仔细阅读完成下列题目。

这个豆浆机的煮沸设备是利用电流的_____来工作的。

小明在使用豆浆机的时候，发现在粉碎的时候加热系统不工作，加热的时候粉碎系统不工作，根据这一现象，我们可以知道粉碎电机和加热电阻丝的连接关系是_______的。

根据这个豆浆机的名牌，请计算一下这个加热电阻的阻值。

【点评】本题提供了学生生活中日常常见的豆浆机为考查对象，通过提供的产品说明书渗透了对学生物理知识与探究能力的考查。

案例2：下面是某次两位同学合作完成的实验。

实验目的：测定一段金属丝电阻(约10Ω)。

实验器材：电源(3V)；定值电阻3个R01(0．1Ω)、R02(10Ω)、R03(1000Ω)；电流表1只(只有0～0．6A量程能使用)；单刀开关2个；若干导线。

图5

(1)甲同学设计了如图5的实验电路图，得到一致认同。在选用定值电阻Ro时引起争议，甲认为选R01(0．1Ω)，乙认为选R02(1000Ω)，你认为应选用    　   ，其理由是：①                  ，②                  。

(2)请你任选器材，设计一种不同于上面两位同学设计的测量电路，并画出电路图。并比较两个电路图，说一说你设计的电路的优点。

【点评】本题主要涉及对学生科学探究过程中“器材选择与方案评估”能力考查。

学生一般要熟悉教材中的重点实验的操作步骤，明确每个器材在实验探究中发挥的作用与功能，同时对关键操作环节也要了然于心。并且非常熟悉“伏安法测电阻”实验基本电路图，这样才能正确的做出器材选择的判断，同时对实验方案做出恰当的评估。

5．突出“实验方案设计”的考查

课标要求，学生能够“明确探究的目的和已知条件，经历制定计划和设计实验的过程，学生能够尝试选择探究方法及器材”，“改进探究方案。”

案例1：某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：

猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）。

猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）。

猜想3：磁极呈上中下分布（例如图丙，上下面为N极，中部为S极）。

（1）根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想3是错误的。你认为他们判断的依据是        。

（2）为了验证其他猜想，他们用细线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止。这说明猜想           是错误的。

（3）请设计一个简单实验，验证剩下的一个猜想是否正确，简述你的实验方案。

主要器材：          ；简要做法：           ；如何判断：            。

【点评】：本题“环形磁体磁极极性探究”要求学生自己选择器材，设计实验方案来检验自己的猜想，学生根据所学的物理知识可以从不同的角度解答此题，答案具有一定的开放性，本题有较高的区分度。

案例2：（2011江西省）

【点评】本题考查突出了利用特殊法测量定值电阻。考查的知识基础依然是“伏安法测量定值电阻”，但是主要通过特殊条件下（缺少特定的器材电压表或电流表），如何利用已知器材和测量工具进行特殊测量，涉及欧姆定律、串联电路电流、电压特点以及变阻器等知识的考查，渗透了等效和转化的物理思想。

6．关注“信息收集与评价”的考查

信息收集是实验探究分析与论证中的重要内容之一。做好信息的收集，才能保证分析与论证、交流与评估环节落到实处。因此，加强信息收集与评价技能显得非常的必要和重要。

案例1：小明在暑期去云南腾冲地区旅游（海拔2600m），看到景区附近设摊的小贩用竹枝和藤蔓把鸡蛋捆扎成串，放在温泉中烫熟后买给游人。小明想，能煮熟鸡蛋的温泉水的温度一定很高，又想，这里的海拔高度较高，水的沸点应低于100℃，他询问了导游小姐，得到回答是89℃，这一数据可信吗？小明想即使带着温度计也无法到那冒着大量热气、翻滚着的水中直接测量，那么小明该怎么做才能解决他的疑惑呢？（以信息查询评价为主的迁移水平）

请你帮助小明设法估算出腾冲地区水的沸点。

【点评】本题主要考查学生是否根据提供信息进筛选、分析和推理，评做出恰当的评价。本题的评价要点，主要包括：对导游小姐提出的数据是否正确做出猜测；提出查阅资料的计划以寻找证据；对估算的结果的可靠性进行评价；提出更多的问题。

有些情境通过图形、新材料为载体的形式出现。提供新的信息背景，要求学生在新情境下能根据题中信息，联系平时所学的物理知识，从多角度进行答题。

案例2：（2011盐城市）

【点评】本题选材新颖，以电子秤的传感器为命题素材，紧密联系新材料和最近科技发展，不仅通过材料为考生提供丰富的材料信息，而且渗透了图表和物理图像的分析和理解看，综合考查了学生信息处理、分析、推理等多种能力。

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二、正确认识“标准”中科学探究基本技能的内涵



从技能的角度看，中考科学探究的基本技能内涵具体包括以下方面：具有初步的实验操作技能；?会使用简单的实验仪器和测量工具；



能够测量一些基本的物理量；会记录实验数据；指导简单的数据处理方法；会写简单的实验报告；会用科学术语和简单图表等描述实验结果。



以“测量密度”为例，从知识角度看，学生在考查测量密度之前，需要明确或掌握“密度是物质的本身属性，同种物质密度相同是在一定温度和状态下的密度。”前提性知识。在进行密度的实验探究过程中，则涉及一些关键基本实验操作技能的运用，比如，天平操作：游码归零，平衡螺母，左右位置。体积测量：量筒使用，替代法、埋沙法、针压法等。最后，要能够正确的进行结果表达，并能分清表达式中各物理量的意义。



正确的理解“科学探究”，还主要注意以下几点：一是能明确探究目的、器材、装置方法及操作步骤；二是知道为什么选择这些器材，为什么这样装置，操作步骤为什么这样安排；三是能掌握探究设计的思想方法；四是学会读取和处理探究数据，获得探究结果的方法；五是知道用该装置还可研究那些问题，改变条件后如何设计探究活动，用哪些器材根据不同原理还可以完成该探究活动等等。



从考查层次要求看，科学探究以便涉及“操作、经历、理解”三个层次。三个层次考查所涉及的内容分别如下：



一是涉及探究活动“操作”考查要求的，初中阶段有如下一些：会测量温度、会测量固体和液体的质量、会使用适当的工具测量时间、会使用适当的工具测量长度、会测量力的大小，另外还要会读、会画简单电路图，能连接简单的串联电路和并联电路、会使用电流表和电压表等。



二是涉及探究活动“经历”考查要求的，初中阶段有如下一些：通过实验探究物态变化过程、通过实验理解密度的概念、能用实验证实电磁相互作用、通过常见的事例或实验，了解重力、弹力、摩擦力；通过实验探究，理解物体的惯性、通过实验，学会使用简单机械改变力的大小和方向、通过实验，学习压强的概念、通过实验，认识浮力、经历探究浮力大小的过程，知道阿基米德原理、通过实验探究，初步了解流体压强与流速的关系、通过实验探究，初步认识声音产生和传播的条件、通过实验，探究光在同种均匀介质中传播的特点、探究并了解光的反射和折射的规律、通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系、探究并知道凸透镜成像的规律、通过观察和实验，知道白光是由色光组成的、通过实验，探究通电螺线管外部磁场的方向、通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流及磁场的方向都有关系、通过实验，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件、通过观察和实验，初步了解分子动理论的基本观点，并能用其解释某些热现象、通过实验，了解比热容的概念、通过实验探究电流、电压和电阻的关系，理解欧姆定律、通过实验，知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比



三是涉及探究活动 “理解”考查要求的，初中阶段有如下一些：尝试用密度知识解决简单的问题、能用实例说明动能和势能以及它们的转化、理解机械效率、理解电功率和电流、电压之间的关系。比如，电学中，实验操作技能具体包括指：按电路图把器材连接成实验电路；根据电路图选择所要求的器材；连接电路时，开关应置于断开位置，滑动变阻器应处在接入电阻为最大的位置；电流表串联在待测电路中，“+”、“-”接线柱应连接正确，量程选用正确；电压表并联在待测电路两端，“+”、“-”接线柱应连接正确，量程选用正确；拆除电路，整理好器材。另外，电学中实验操作技能反映在许多微小的行动中，比如：①使用接线柱时你是怎样旋转的？②使用开关时，你的导线接在哪里？你怎样合开关和断开开关？③使用测电笔时，你的手怎样握笔？④要控制电流的大小，应当使用滑动变阻器上的哪两个接线柱？开始实验时，应当把滑动头放在哪一边？向什么方向电流增大？⑤电路接通后，一只小灯泡不亮怎么办？可能的原因是什么？



三、提高中考科学探究复习实效的几点建议



中考复习阶段，从提高“科学探究”专题复习效率角度看，应注意创设问题情景，接近生活，联系实际；坚持与实验探究结合，强调实践性；强调理解性；重视必要的实验技能，测量、设计表格、控制变量、现象归纳、简单故障分析等。同时注意从回顾已做过的重要实验开始，不只是重复做过的实验，需要从过程与方法的高度提升，然后逐渐迁移到新的类似的情景中。从具体实施的方法看，可以从以下方面入手。



1．重视科学探究，强化重点内容训练



科学探究是中考的重点内容。在复习阶段，科学探究的复习需要注意以下几点：重视小实验、小制作蕴含的物理原理；强化实验方案的基本设计；关注实验操作的基本细节；留意实验现象的细节特征；提高实验探究结论推理能力；注意实验图像数据分析与处理；强化实验故障的分析与排除；重视基本仪器的使用与操作，等等。



在探究内容的训练上，则应注意教材中三类实验提醒的重点训练。教材实验大致分为三类:简单观察说理型实验、测量型实验和探究型实验。



简单观察说理型实验训练着力点：关注实验目的、实验对象、其中某一操作的目的、现象和结论。关注不同实验说明同一物理道理。关注同一实验能说明多个物理道理（开放性）。另外也要注意相似实验的区别。比如在真空罩中用手机进行真空不能传播声音的探究，以及利用真空瓶进行无线电传播的探究。器材基本相同，但是实验原理好考查点不相同。



测量型实验，训练着力点：熟练掌握基本仪器的使用，测量仪表使用和读数。具体包括：一是从选择仪器（含量程）入手，如电流表、电压表的选用。二是从仪器的使用规则入手，如温度计的使用，用天平测质量等。三是从仪器、仪表的读数入手，如刻度尺、天平、弹簧测力计、温度计、电流表、电压表、电能表等。但是不少学生对一些重要器材作用的理解并不到位。



比如，仪器使用，电学中的滑动变阻器，是“探究欧姆定律”、“测定小灯泡的电阻”、“测定小灯泡的电功率”、“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”等实验中不可缺少的重要仪器。滑动变阻器接法有很多种，如何快速简单的选择合适的两个接线柱的？连接滑动变阻器时有口诀：“一上一下，关键在下”。教师要让同学们可以总结滑动变阻器在每个实验中的用途，深化对电学实验的理解。其中滑动变阻器的共同作用是：保护电路、通过改变自身电阻而改变电路中的电流。由于每个实验的不同，使滑动变阻器分别具有不同作用：①探究欧姆定律中电流与电压的关系──改变定值电阻两端电压，从而达到多次实验探究规律的作用。②探究欧姆定律中电流与电阻的关系──为了保证电阻两端的电压不变。③测定小灯泡的电阻──改变小灯泡两端电压，达到多次测试取平均值以减小误差的目的。④测定小灯泡的电功率──改变小灯泡两端的电压，从而比较小灯泡亮度与电功率的关系。⑤探究影响电磁铁磁性强弱的因素──改变电路中的电流，研究电磁铁磁性强弱与电流的关系，还可以控制电流相等，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。



再比如：探究影响导体电阻大小的因素时，实验器材能用小灯泡不用电流表吗？不要使用。因为人眼不能准确判断小灯泡亮度的变化，无法反映导体电阻的大小。同时灯泡发光时间长会使温度升高电阻变大，影响实验的结论。对于测量工具的使用一般注意以下几点：选、调、放、测、读、记。对于温度计、刻度尺、秒表、托盘天平、量筒、弹簧测力计、电流表、电压表、电阻箱、电能表，注意所测物理量和单位，量程和分度值；刻度尺要估读到分度值的下一位，托盘天平游码示值以其左边线为准，温度计先定零上还是零下，秒表的小表盘“分”大表盘“秒”，注意秒针的读数是否过了30s。



2．重视学生实验，提高实验技能



只有充分研究实验，理解实验才能有助于提高实验的技能。重视每一个课本实验梳理。让学生弄懂实验目的、原理，熟悉实验器材，掌握实验方法和步骤，分析、解释实验现象和结论，处理实验中出现的非预期现象，同时还要熟悉实验设计的基本方法和技巧。



重视一些典型实验的关键解题步骤。“测物质的密度”中是为了学会用天平和量筒来测物质的密度，原理是公式ρ=m/V，属于间接测量，器材除天平和量筒外还有烧杯、水、细线等辅助器材。测固体密度要先测质量后测体积，主要考虑的是什么？在没有天平和量筒的情况下怎样通过一些生活用品或辅助器材来完成实验？



把握重点实验，动手操作突破难点。对于一些重点、难点、考试热点的实验，比如：□凸透镜成像、测密度、测滑轮组的机械效率、用电流表、电压表探究串并联电路的电流、电压关系；探究欧姆定律、测量小灯泡的电功率，等等。



加强重点实验的实际操作过程与细节复习。具体要求做到：使学生会实验的目的、原理、方法和步骤；会控制实验条件；会使用仪器，设计实验方案；会观察和解释实验现象；会分析、推断实验结果、能得出相应的结论。举例：测机械效率时，要匀速拉动的弹簧测力计测量绳子上拉力的大小；奥斯特实验中，小磁针与导线实验开始时需保持平行的位置关系。



3．重视演示实验和课本小实验，提高观察与应用能力



在复习中要弄清演示实验研究的过程、方法、结论。比如，探究“牛顿第一定律”、“决定电阻大小的因素”等实验中采用了控制变量法，通过比较得出结论。“碘的升华”“分子间的引力”将生活中不明显的现象展现于课堂。注意课外小实验的延伸和拓展。比如，“用纸锅烧水”中纸的着火点与水的沸点的比较；“测爬楼梯的功率”中需要测量的物理功率给出了测电功率的新思路。另外，近几年中考试卷中出现的水表、煤气表、电瓶车等是一个很重要的信号，这要求我们要贴近生活，要对一些生活常识和生活日用品有更多的认识。



4．精选实验习题，提高实验书面表达能力



一个好的实验探究题型考查，需要学生能够主要以下方面：原理要科学、思路要清晰、方法要简答、操作要可行、现象要明显。学生能够动手做好实验，但不一定能正确地表达这个实验的有关问题，从大量的中考科学探究的复习教学看，很多学生在如何书面正确表达探究方面存着比较突出的问题，主要是学生不会用物理语言来描述物理过程、现象与结论。具体表现在，不会区分清直接因素和间接因素的影响、不能正确进行实验现象的归因、混淆实验结论的因果关系。比如，考查动能大小与速度的关系。一般学生容易将引起速度变化的高度因素看成是影响动能大小的直接因素，其根本原因是没有分清直接因素和间接因素的关系。因此，训练学生书面答好实验题是非常重要的。从题型上看，主要是填空、问答、作图等几个方面，复习时可以精选习题让学生练习，要求学生在答题时书面表达要用词规范准确，叙述合理。从方法指导上看，让学生互相批改或提供标准答案而让学生自批自改，这样既可以节省时间，又可达到强化训练的目的。



5．进行专题训练，提高探究解题技能



以探究活动为线索，设计教学，进行专项复习，进行模拟性、仿真性练习，查漏补缺。教师要注意做到“三个转变”。即便老师介绍、讲解解题方法为自己正确选择方法，突出解法的发现和运用；变全面覆盖复习为重点突破，突出中考“热点”探究问题；变以量为主到以质取胜，突出题组训练，通过练、评、思，突出思想方法，掌握解题策略。



6．优化复习方式，巧用资源创设复习情境



在科学探究的复习教学过程中，利用视频、课件、图片、音频等可以达到实现以下功能和目的：创设问题情境、活跃课堂气氛、缓解复习压力和突破复习难点。实验情境重现的方式有图片、视频、动画、操作、习题等。因此可以借助计算机辅助实验的独特功能创设复习情境。具体方法是：一是加强教师实验演示，突出现象观察；二是加强实验现象模拟，提高复习兴趣；三是加强探究视频示范，确保操作准确。



7．专心参与校本教研，发挥备课组的团队合力



收集科学探究复习资源，捕捉信息。做好2011年全省各地一模、二模试卷中科学探究试题的收集与筛选；做好2011年全国中考试题各类中考试卷的收集与筛选；做好2012年全省各市中考复习信息收集；做好2012年科学探究专题复习（教）学案的搜集与精选、改编。同时，加强校际合作，化解备课负担。缺少合作的竞争是恶性竞争，恶性竞争必然导致资源内耗、效益低下。全区学校之间、学科老师之间要能够做到资源共享，信息互通。加强校际教研共同体的建设，联合集体备课，做到分工、交流、研究与共享。其中合作备课，要精心上好试卷讲评课。讲评课能够实现纠正错误、扬长补短、丰富体验、巩固三基、规范解题、熟练技巧、开阔思路、提高能力的作用，因此上好试卷讲评课，非常重要。