近年高考探究性考题的类型及特点

谢伯仁

(永昌县第一高级中学 甘肃 金昌 737200)

1 引言

在高中物理新课程中，物理探究性活动已成为物理学的重要内容之一，这是一种教学理念的极大转变．高中《物理课程标准》指出：“加大研究性学习的力度，为较深入的科学探究奠定基础” ，其目的就是要达到课程总目标之一——“学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题．”而物理研究性学习由于在提高学生探究活动的能力方面，具有显著的作用优势和独特的教育内涵，新课程所要实现的总目标有很大的比例是希望通过物理研究性学习来实现，因此，物理研究性学习的地位在物理教学中显著提高．

不仅如此，研究近年高考物理试题，研究性考题在其中也占有较大的比例，而有相当多的教师却对研究性学习重要性缺乏足够的重视.为此，笔者选取了近四年的高考物理试题作为样本，希望通过分析研究这些试题帮助一些教师提高对研究性学习重要性的再认识，消除他们认为高考物理试题中很少涉及研究性学习，只重视物理习题，不重视研究性学习的片面认识．要全面提高物理高考质量，教师就必须重视和加强物理研究性学习，以研究性学习的教学理念指导高中物理教学和高考复习．

2 近年物理高考研究性考题的类型和特点

高考由于受时空、命题及评价技术等方面的多种限制，无法在真实情境中考查学生的科学探究能力，只能通过情境模拟进行定向考查．学生科学探究能力的考查主要以情境模拟探究型试题、体现学生自主学习和创新能力的新情景试题、强调物理知识与生活、生产、科研联系的应用性试题等类型实施．笔者以近四年的全国和北京等高考物理试题做为样本，对物理研究性考题的类型和特点作出如下分析.

2.1 研究性考题的特点分析

从对近年物理高考研究性考题的分值、所占百分比、以及考查特点等几方面综合分析看，2006年全国理综Ⅰ卷的16，22(1)，23小题，计30分，占25%，注重物理知识与科技、生产、生活的紧密联系，强调了实践性和应用性，考查了学生独立设计完成实验的能力；2007年全国理综Ⅰ卷的22，23小题，计32分，占26．7%，考查学生从生活实际中挖掘素材、理论联系实际和探究创新的能力；2007年全国理综Ⅱ卷的20，22，24小题，计42分，占35%，考查了学生对实验仪器、数据信息的分析探究，以及设计创新能力；2008年全国理综Ⅰ卷的17，19，22小题，计30分，占25%，考查了学生的信息提取、分析、判断、综合运用、猜想、假设和创新能力；2009年全国理综Ⅰ卷的22，24，26小题，计44分，占36．7%，以多用电表的使用为背景，让学生对实验问题提出解决办法，属于开放性问题，考查了学生的分析综合能力；2010年全国理综Ⅰ卷的17，21，22，23小题，计46分，约占38．3%，从实际试题情景中获取和迁移信息，构建物理模型，考查学生分析解决实际问题的能力，体现了思维探究和实验探究；2010年的物理北京卷的18，19，20，21，23小题，计54分，约占45%，强调研究性的科学方法，考查学生的学习探究能力．

2.2 研究性考题的主要类型

由以上分析可以看出，研究性考题在全国物理高考试题中所占的比重约在20～30%左右，并呈逐年增加的趋势，在一些新课改进行较早的省市表现的尤为突出．主要概括为以下几种类型：

(1)设置具体的问题情境，考查学生的学习应变、信息采集、构建物理模型、解决实际问题的能力，以及学生快速接受同化和应用新知识等自主学习能力，体现思维探究变化的过程．

(2)注重实验情景(包括图形、装置、仪器参数、问题、条件等)，通过对教材实验的变通、改进和创新，或变验证性实验为探究性实验，考查学生对实验的分析论证能力．

(3)注重物理知识与科技、生产、生活的紧密联系，强调了实践性和应用性，考查学生对问题背景的信息提取、分析、判断、综合运用和创新能力．

(4)呈现出丰富的物理情境和物理学史素材，注重物理学的科技性和科学方法，使学生了解漫长研究过程中体现出的科学精神与人文素养，拓展学生的知识视野，培养学生良好的意志品质和创新精神．

3 具体案例

【例1】(2006年高考北京卷第17题)：如图1所示，某同学看到一只鸟落在树枝上的P处，树枝在10 s内上下振动了6次；鸟飞走后，他把50 g的砝码挂在P处，发现树枝在10 s内上下振动了12次；将50 g的砝码换成500 g砝码后，他发现树枝15 s内上下振动了6次．你估计鸟的质量最接近

老虎很贪婪、很凶猛，但将其“关”进笼子，就会变得俯首帖耳，十分的温顺和老实。据此，桀骜不驯、野性十足之权力，要想使其循规蹈矩，不至于专横跋扈、胡作非为，看来也只有将其“关”进制度的笼子而别无他法。

A．50 g B．200 g C．500 g D．550 g

图1

点评：物理研究性考题旨在学生体验科学探究过程，掌握逻辑推理和论证方法，这在2006年的高考试题中已得到初步体现．

【例2】(2007年高考全国卷Ⅰ第23题)甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的．为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记．在某次练习中，甲在接力区前s0=13.5 m处作了标记，并以v=9 m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令．乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒．已知接力区的长度为L=20 m．求：

(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a；

(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离．

解析：以接力赛中的交接棒为题材，设置了一道学生十分熟悉的比赛场景．试题描述了两种运动形式，一是运动员甲的一段匀速直线运动，设其运动位移为s1；二是运动员乙在接力区内的匀加速直线运动，在甲发出口令后，甲乙达到共同速度v所用时间为t，乙完成交接棒时，其发生的位移为s2，画出相应的图示如图2所示.设乙做匀加速直线运动的加速度为a，就不难找出如下规律和数据.

s1=vt

s1=s0+s2

a= 3 m/s2

L-s2= 6．5 m

图2

点评：此题注重从生活实际中挖掘素材，从体育运动项目中构建物理情境，考查学生运用物理知识解决实际问题的能力，这种题材虽然学生很熟悉，但是要把生活情境转化为物理模型，需要一定的知识迁移和应用等自主学习能力．

4 对高中物理新课程的启示

近年高考物理试题形式更加灵活多样，背景设计丰富巧妙，立意新颖、内涵丰富，更加注重物理知识与生活、生产和科技的联系，注重对物理实验的探究和设计能力、以及学生理解、推理、分析综合、图像信息的判断等多种能力的考查．既凸现出高考试题的选拔功能，又体现新课改理念，有效地发挥了对中学物理教学的导向功能．

4.1 重视研究性学习的过程体验分层合理地培养探究能力

高考试题对学生探究能力的考查，不是仅凭高三阶段就能做好的．首先，师生应及早着手，从高一阶段的研究性学习抓起．教师应对高中各年级研究性学习的目的要求要有正确的界定认识，确立“由低到高，分步到位”的原则．高一、高二阶段，侧重于对研究性学习的方法、步骤、操作过程的掌握，不能有过高的要求，只要能经历研究过程，写出完整的研究报告，教师就要给予充分肯定和鼓励．其次，要重视研究性过程对人思维能力的有效培养，而不要过分的看重研究结果，教师要懂得守护学生的探究兴趣．高三阶段，再逐步提高探究要求．

4.2 重视实验探究过程培养独立思考能力和创新意识

(1)注重实验设计，有效地提高学生的设计创新能力

在实验设计中，为了提高实验的精度，减小实验误差，控制实验条件至关重要．在实验教学中，教师应有意识地让学生在实验中发现问题，进行探究，学生每完成一次实验，让他们弄清实验的设计原理和设计方案，完成该实验还有哪些新方案，该实验还有哪些其他用途，以提高学生的创新设计能力．

(2)重视实验方法的灵活迁移，切实提高解决新问题的能力

高考实验题已从考课本实验向设计性实验转移，但实验的原理、方法仍是课本实验中学过的，关键是要求学生扎实地掌握教材中实验的原理、方法，能转变为自己的设计能力.学生应深刻理解大纲中基本用到的实验方法，并能将这些方法灵活迁移到新的实验中去解决问题，不但平时要重视学生探究性实验，而且在高考复习中也要带着问题进实验室．

(3)重视课程实验的改编和创新，以提高学生的实验探究能力

教师要注意将学生实验中的验证性实验、测量性实验改编为具有特定情境、特定要求的探究性试题，或者从物理专业刊物上引入一些探究性试题，让学生在训练中理解科学探究过程，并能将探究方法进行迁移，以提高其实验探究能力．

4.3 注重情境创设联系实际的学科特点培养学生良好的自主学习能力

高中物理教学强调注重基础的目的是使学生学习比较全面的物理学基础知识及实际应用，了解物理与技术进步、社会发展的关系，关注科学技术环境(STSE)，使学生受到科学思想、科学方法的训练，培养学生的观察和实验能力、科学思维能力、分析和解决问题的能力．

(1)加强对实际生活与物理模型相结合的情境问题的引导探究，培养学生对物理知识的实际应用能力．

(2)培养学生从原始问题中构建物理模型的能力，提高学生解决新问题的能力．

(3)注重物理图表的研究分析，加强识图表、析图表、用图表、绘图表等能力培养．

综上所述，物理研究性考题在高考试题中占有极其重要的地位，在物理教学中必须给予足够的重视．应采用灵活多样的教学原则，积极转变学生的学习方式，把提高学生的探究创新能力贯穿于整个高中阶段的始终．