高考物理中能力的考查要求及备考对策

(贵州省毕节第三实验高级中学，贵州 威宁 553100)

1 引言

基础教育改革已步入核心素养时代，2019年高考物理题形成了对核心素养进行考查的新局面。大量采用情境化试题，考查信息提取与加工、物理模型的建立与物理规律的应用能力，淡化了复杂的数学运算，命题素材的选取顾及体、美、劳教育的需求。现通过具体试题的剖析，探寻物理学科核心素养导向下的命题理念，揭示高考对观察实验能力、物理想象能力、物理思维能力、物理运算能力、运用物理知识和物理方法的能力等的考查要求，提出相应的教学对策。

2 实验题经创新改造，突显对观察、实验能力的考查

《考试大纲》在“实验能力”要求中有“能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器处理问题，包括简单的设计性实验”的表述，所以设计简单的创新实验是高考命题的新常态。“获取和处理信息，基于证据得出结论并做出解释”在今年高考试题中体现得淋漓尽致，意在增强实验的开放性和探究性。

例1(全国Ⅲ卷22题)：甲、乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1s拍1幅照片。

(1) 若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是。(填正确答案标号)

A. 米尺 B. 秒表

C. 光电门 D. 天平

(2) 简述你选择的器材在本实验中的使用方法。

(3) 实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，则该地的重力加速度大小为g=m/s2。(保留2位有效数字)

命题立意：本题是由人教版必修1第45页“问题与练习”中“通过照片中石子的径迹估算曝光时间”，结合“落体法测重力加速度”改编的，原理是“自由落体运动规律”，实验方法是“留迹法”，用数码相机替代打点计时器，数据处理方法还是“逐差法”，既具有引导教学“回归教材”的功能，又体现了“能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器处理问题，包括简单的设计性实验”的“观察、实验能力”考查要求。

备考对策：实验题是围绕对学生的观察、实验能力要求来命题的，往往不直接考查课本上的基本实验，而是依据基本实验及其器材，从实验目的、原理、方法、器材、规程、数据处理、注意事项、误差分析等方面进行改造、嫁接、迁移、整合，将学生熟悉的实验情境与新的探究情境有机揉合在一起。或者是对教材实验进行纵向和横向拓展、延伸、挖掘，与教材习题或演示实验中的基本规律相结合，全面考查学生的实验能力。教学中要重视在课本实验基础上运用开放性问题训练学生，提升物理实验能力是解决实验创新题的重要策略。要充分引导学生提高“聚合思维”“发散思维”和“类比思维”能力，每个实验都尽可能向学生提出探寻新的实验途径的要求。比如还可用其他方法测定这个物理量吗？依据什么物理原理，需要哪些器材，如何操作？结果的表达式是怎样的？这个装置还能测其他物理量吗？如果没有某个器材，能寻找到替代方案吗？引起实验误差的原因有哪些？如何减小误差？要在“控制变量法”“等效法”“比例系数法”“实验验证法”和“实验归纳法”等物理方法的运用能力方面下功夫。

3 引入了结构不良试题，考查学生的物理想象能力、思维能力

“结构不良”试题是指没有确定的已知量或已知条件不足，解决问题的途径具有开放性的特点，解答时可能需要学生自己画图、建模、赋值，需根据生活经验，通常还涉及“假设法”“讨论法”“估算法”等物理方法的应用，对学生的物理想象能力和思维能力要求较高。

例2(全国Ⅱ卷第21题)：如图1所示，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是( )。

图1

命题立意：本题考查电磁感应定律的应用，导体棒MN进入磁场时，PQ到底已出磁场还是仍在磁场中不明朗，初始状态不确定，呈现出结构不良的特征。

备考对策：在教学中要引导学生从物理学的视角认识自然，理解自然，建构关于自然界的物理图景。让学生经历科学探究过程，体会科学研究方法，养成科学思维习惯，增强创新意识和实践能力。要通过概念的形成、规律的得出、模型的建构、知识的应用等过程来培养学生分析、概括、抽象、推理等思维能力，利用一些情境化、结构不良的原始物理问题来进行科学方法教育，可运用“赋值法”“假设法”“讨论法”“估算法”，使科学方法教育显性化，提高学生的核心素养。

4 突显对数学运算能力的考查

数学运算能力是决战高考的重要能力，它是在物理方法(图形图像法、微元法、极限分析法、模型法等)与具体方法(正交分解法、逐差法、矢量三角形法、矢量合成法、估算法、整体法与隔离法、对称法、逆向分析法)融会贯通的基础上，进行数学运算、表达的能力，是以学生对严密定量的物理认知结构为前提的心智技能。

例3(全国Ⅰ卷第17题)：如图2所示，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为( )。

图2

A. 2FB. 1.5F

C. 0.5FD. 0

命题立意：本题考查通电直导线在匀强磁场中所受的安培力及其合成，涉及“等效法”及矢量运算法则的应用，体现了对数学运算能力的考查要求。

备考对策：要充分重视知识应用过程中的运算能力的培养，将科学方法与科学知识有机结合起来，让学生形成良好的认知结构，培养学生学会思考，要不断督促学生在亲历、思考后，抓住物理公式和图像的意义，进行逻辑推理、得出结论，将定性分析与定量计算有机结合起来，提升数学运算能力。

5 采用情境化试题，考查学生运用物理知识和科学方法的能力

情境化试题注重理论联系实际，需要学生经历一个系统的思考过程，从反映生产、生活、体育、科技应用等情境的图片、图像、图形中获取信息，并通过比较、分析、综合、归纳、演绎等思维过程，形成清晰的物理图景，构建物理模型，把所学物理概念、规律与数学工具有机结合起来进行解答。

图3

命题立意：本题考查了竖直上抛运动的规律和物理建模能力，同时也体现了“全面贯彻党的教育方针，落实德智体美劳全面培养”的要求，引导基础教育把强身健体意识融入学生发展成长之中，促进综合素养的全面提升。

备考策略：模型建构是将隐藏在具体物理情境中的研究对象或过程进行简化、抽象，从而形成中学物理教材中的基本物理模型的思维过程。解决物理问题的关键在于建构物理模型，教学过程中要注重培养学生的模型建构意识和能力，以便在具体问题情境中能够独立对物理现象进行抽象和概括，通过类比识别出能够反映事物本质特征和共同属性的物理模型，再根据模型所对应的解题方法进行解答。