湖北 许 文
我有幸参加了《教学考试》杂志社组织的2017原创试卷第二阶段的命题工作,并得到了广泛认可。我深感原创试卷的设计与命题是一项十分严谨和细致的工作。回顾这一阶段走过的原创试卷之路,在此和同仁们探讨原创试卷命题的原则与策略,分享原创之路上的一点感悟与体会。
命制针对高考备考复习中使用的阶段性模拟检测原创试卷,要认真研究《考试说明》与《考试大纲》,研究近几年高考真题,体会高考试题的命题原则与思路,让模拟试题具有针对性与有效性。近几年新课标全国卷Ⅰ与卷Ⅱ物理试题的灵活性伴随着新课程改革进一步加强,特别注重物理基础知识与思维的灵活性,体现了物理学的基础性、普适性、实用性,具有亲切、简洁之美。整卷内容函括高中物理的主干知识,加大了对“关注过程,渗透思想,突出能力”的考查力度,出现了一系列由浅入深的“过程”题,润物细无声地渗透了物理思想方法,开拓了思维,发展了能力。题目的呈现形式和内容丰富多彩,既着眼于熟悉的题型,又着眼于情境的创新演变。因此,在编制高考复习模拟原创试题应体现出以下几个原则。
模拟试题应紧密联系学生的学习实际,重视对物理基本概念、基本规律、基本思想及研究方法的考查,引导物理教与学回归到物理本源,重视对概念和规律的理解。通过对基本物理模型及简单熟悉的物理情境的深入思考,考查基本物理知识和基本技能及运用适当的物理方法解决实际问题的能力。通过对基础知识的考查,加强知识的有效整合,提高试卷的概括性与综合性,体现出高考复习备考正确的导向性。
新课程理念下的物理高考命题以能力测试为主导。物理学科《考试说明》中明确指出考生应具有理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力与实验能力。对能力的要求还具有层次递进关系,理解能力是基础、是关键,推理能力是在理解能力基础之上的较高层次的要求,分析综合能力则是更高的要求。命制高考模拟试题,应创设真实而有价值的问题情境,考查知识的应用能力。
从物理走向生活,从生活走向物理,是新课程改革的教学理念。命制的模拟试卷中应有适当的物理与科学(Science)、技术(Technology)、社会(Society)、环境(Environment)等STSE背景的试题。这类试题将理论知识和实际生活巧妙联系起来,朴实新颖,透着时代气息,赋予时代生命。但要注意选材背景应贴近现实生活,符合学生实际,关注学生的发展,使考查的问题更具有教育价值和操作性,体现出知识的应用性。
新课程理念倡导研究性学习,在学习物理知识的过程中培养科学精神和科学素养,重视创新精神及实践能力。命制高考模拟试题应倡导研究性学习,体现出学习的探究性。如对物理实验题的命制,在基本实验的基础上将问题拓展,利用学生已学过的知识,对实验器材或实验方法加以重组,改进实验测量手段与测量技术,设计实验方案解决新的问题,突出实验原理、测量方法、数据处理方法的迁移等,这都是研究性学习的具体体现。
高考是一种选拔性考试。为达到有效的模拟,在命制高考模拟试题的过程中,要注重设置合理的区分度,让题目既基础又注重能力、方法,既常规又兼顾灵活。
编制命题双向细目表,是命制原创试卷设计的第一步,也是试卷设计中最关键的环节。它能有效地避免命题的主观性与随意性,防止同一内容在不同的题型中重复出现,确保知识内容有效地覆盖,将重点知识与试题难度有效地控制,使命题过程更具科学性和规范性。细目表的编制要针对考试的性质与对象进行设计,对每道题的题型、分值、预计难度、考查的知识点、考查的能力、涉及的学科思想、命题角度、素材的来源及呈现方式、思维层次、针对教学上的漏洞、整卷知识模块的比例、易中难题的比例及难度系数的预测等,要有一个清晰的结构,以提高试卷的整体质量。
高考备考复习中的检测形式多种,如课后检测、章节检测、单元检测、调研检测、期中考试、期末考试等。不同形式的检测往往有着不同的功能,因此在命制各类检测试题时应注重试题的检测功能。
( )
A.μ与摩擦力大小Ff成正比
B.μ与正压力FN大小成反比
C.μ与Ff及FN的大小有关
D.μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定
此题主要考查对动摩擦因数的理解,考查的知识点与物理情景都很单一,且几乎不具有原型启发作用或母题拓展功能,对后续学习并没有多大的启迪作用。高考复习模拟检测卷的命题应侧重对主干知识的考查,每道选择题的四个选项应尽可能地涉及更多的主干知识。此题作为课后检测是可以的,如果作为高考模拟检测,就显得试题结构单调,往往达不到检测的功能。
试题的语言表述要尽量清晰、简洁、规范,不要拖泥带水,避免前后矛盾,要具有可读性,防止歧义与纠结。
【题2】(2017·福建某市高三联考)如图1所示为伽利略研究自由落体运动规律时设计的斜面实验,他让铜球在阻力很小的斜面上从静止滚下,利用滴水计时记录铜球运动的时间。关于伽利略的“斜面实验”,下列说法正确的是
( )
图1
A.在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力的作用,使时间测量更容易
B.伽利略通过对自由落体运动的研究,进行合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
C.若斜面倾角一定,不同质量的小球在斜面上运动时速度变化的快慢不同
D.若斜面倾角一定,小球沿斜面运动的位移与所用时间成正比
本题选材源于教材而高于教材,在还原物理学史的过程中,训练了学生的科学思维能力,但试题的表述前后不一致。为尊重物理学史,题干中表述的是“铜球”,而选项中表述的是“小球”,这会导致部分考生在此问题上纠结。应将选项中的“小球”改成与题干中相同的“铜球”,做到试题的语言表述前后一致。
物理问题分析的关键是建立物理情景,而物理情景往往通过适当的图形来描述。插图是试题信息呈现的一种有效的补充手段,是具体与抽象相结合的体现,它对帮助考生理解题意,启发考生思考问题有着不可替代的作用。如果试题的插图呈现角度不合理、不清晰、画图各部分比例失调等,都可能会误导考生的思维。
【题3】(2017·福建某市高三联考)如图2所示,在竖直平面内有一矩形区域ABCD,矩形区域的长边与水平方向成θ=37°的角。区域内存在与短边平行且场强为E的匀强电场。已知O为短边AD边的中点,P点在长边AB上且PO水平。一个带电微粒从O点以某一水平初速度沿OP方向射入电场,恰好能到达P点。若该带电微粒从P点以另一初速度竖直向上抛出,恰好经过D点。已知重力加速度大小为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求微粒带电量q与质量m的比值;
(2)若两次微粒射入电场时的初速度分别为v1与v2,求v1与v2大小的比值;
(3)若将该带电微粒从P点以一定的初速度竖直向上抛出,则当其动能变为原来3倍时,求微粒的竖直位移y的大小与水平位移x大小的比值。
图2
此题题干表述中“在竖直平面内有一矩形区域ABCD”,而以图2的这种角度呈现的插图很容易让考生联想到“矩形区域ABCD是在一个倾角为θ的斜面上”,这种理解当然与题意不相符合,容易产生误解。后来经审题组审题老师的提醒,将本题的插图改为图3所示,以上的误解就会消失,真正地让插图有利于帮助考生理解题意,启迪考生的思维。
图3
物理学科《考试说明》中对应用数学处理物理问题能力的要求是“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,并能根据结果得出物理结论;能运用几何图形、函数图象进行表达、分析。”虽然物理问题的求解离不开数学知识的应用,但主要考查的还是物理方面的知识,应尽量避免繁杂的数学运算,特别是不要纠结于纯数学运算。
(1)从水面上射出且与水面成30°角光线的入射角θ;
(2)求水面上有光线射出区域的面积。
图4
此题的命题意图是考查光的折射定律与全反射的综合应用,但第(2)问中繁杂的数学计算显然成了此题考查的主要内容了。后经审题组审题老师的建议,将第(2)问题改成“通过计算分析,定性画出水面上有光线射出区域的形状。”这样改后并没有违背命题意图,也没有减弱对物理知识的考查力度,但避免了繁杂的纯数学运算,也为考生在考试中节省了宝贵的时间。
物理试题始于物理问题的抽象与建模。建立正确的物理情景,应用物理规律对物理现象与事件进行定性与定量的分析,是物理试题分析求解的关键。编制物理试题应创设符合实际的物理情景,给出的数据应科学,不能凭空想象。
【题5】(某些资料中的高考模拟题)如图5甲所示,足够长的金属导轨固定在水平面上,金属导轨宽度L=1.0 m,导轨上放有垂直导轨的金属杆P,金属杆质量为m=0.1 kg,空间存在磁感应强度B=0.5 T、竖直向下的匀强磁场。连接在导轨左端的电阻R=3.0 Ω,金属杆的电阻r=1.0 Ω,其余部分电阻不计。某时刻给金属杆一个水平向右的恒力F,金属杆P由静止开始运动,图乙是金属杆P运动过程的v-t图象,导轨与金属杆间的动摩擦因数μ=0.5。在金属杆P运动的过程中,第一个2 s内通过金属杆P的电荷量与第二个2 s内通过P的电荷量之比为3∶5。g取10 m/s2。求:
(1)水平恒力F的大小;
(2)前4 s内电阻R上产生的热量。
图5
该题将物体的受力分析、平衡条件、牛顿运动定律、动能定律、动量定理、能量守恒定律等力学知识与安培力、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、焦耳定律等电学知识有机地结合在一起,能很好地考查学生对电磁感应动力学过程的动态分析,以及从图象中寻找题中隐含条件的能力。题目经典,但问题情景与数据、结论值得商榷。
出现以上情况的原因是题给条件及问题情景设置有误。其实,棒的速度v及位移x与棒运动时间t有着一一对应关系,题给条件与棒运动情景应符合实际。
v/(m·s-1)t/s0.00.00000.50.21361.00.46031.50.75202.01.10902.51.56933.02.21803.53.32713.63.68413.74.14443.84.79313.95.9022
图6
可见原题对棒的运动情景设置与图中数据不合实际。由于该题能很好地体现出电磁感应中动力学与能量的综合,对培养学生的识图能力与综合分析能力是一个很好的尝试。从中学物理实际出发,可以将原题进行以下修改:
第一,原题设置的条件“第一个2 s内通过金属杆P的电荷量与第二个2 s内通过P的电荷量之比为3∶5”不符合实际情况,且这一条件多余,应将这一条件删除。应用动量定理可求棒在某段时间内的位移大小。
第二,原题给的v-t图象也存在问题,可将v-t图象修改为如图7所示。
图7
第三,将原题第(2)问修改为:当棒速度达到v1=3 m/s时电阻R上产生的热量。
以上修改既符合命题意图,也不违背问题的科学性。