焦健生
[摘 要]2021年江苏物理新高考基于物理新课程标准,依托高考评价体系,合理设置试题的知识及难度,巧设试题情境,立足基础知识,凸显重点知识,关注关键能力,重视学以致用,考查核心素养。文章对适应性考试的部分试题进行简评,探寻物理新高考的命题思想、能力和素养要求,同时提出一些高考复习建议。
[关键词]适应性考试;评价体系;核心素养;试题简评;复习建议
[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2021)29-0040-04
2021年江蘇高考物理试题由江苏省自主命题,试卷按要求没有对外公布,但据考生反映,试卷传承了江苏2021年新高考物理适应性考试(以下简称适应性考试)的命题思想,从试卷结构到考查知识的分布及能力素养要求都沿袭了适应性考试。本文对适应性考试的试题进行简评,探寻物理新高考的命题思想、能力和素养要求,同时提出了一些高考复习建议。
2021年物理适应性考试基于物理新课程标准,特别是物理学科核心素养,依托高考评价体系,合理设置试题考查的知识及难度,巧设试题情境,立足基础知识,凸显重点知识,关注关键能力,重视学以致用,考查核心素养。可概括为如下三个特点:一是贴近教材、贴近实际,试题呈现基础性;二是创设情境、紧跟时代,试题背景情境化;三是突出重点、善于创新,试题考查素养化。
一、试卷结构有较大变化,调整了题型及考试时间
全卷满分100分,考试时间为75分钟,分为单项选择题和非选择题(实验和计算),共有25问。增加了单项选择题的个数,去掉了多项选择题,值得注意是实验题依然是一道力学实验,一道电学实验,但第2道实验题多了 一个小计算。试题阅读量较大,要求学生答题既要快速又要精准。试题分布如下表所示。
从表中可看出知识面覆盖比较广,力学和电学依然是考查的重点内容,力学约占39分,电学约占38分,热、光、原约占23分。
二、认准新高考方向,基于评价体系,着力考查核心素养
《中国高考评价体系》(以下简称“评价体系”)给新高考指明了命题方向,新课标、新课程、新教材与时俱进,给我们提供了物理教学的依据。
《普通高中物理课程标准(2017年版)》(以下简称“新课标”)指出要在教学中落实物理学科的四大核心素养,即“物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任”。评价体系对高考提出了“四层”和“四翼”的要求,即考查的内容要有 “核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”等四个特征,还要具有 “基础性、综合性、应用性、创新性”等四个特点。
适应性考试很好地体现了高考评价体系的要求和物理核心素养的落实,试题设计情境化特征明显,通过创设真实的问题情境,引导学生学以致用,物理学科核心素养在学生解决真实问题的过程中得以达成。试题情境主要呈现生活化、科技化、图像化,具有探究性和创新性。
1.试题情境“生活化”
物理来自于生活,又服务于生活。高考评价体系特别指出学习情境的重要性,要求学生能运用所学知识解释生活中的现象、解决生产实践问题。
【适应性考试第1题】如图1所示,对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为M,衣架顶角为120°,重力加速度为g,则衣架右侧对衣服的作用力大小为()。
本题以日常生活中晾衣为情境,要求分析其共点力平衡问题,学生要从给定的情境中提取有用信息,建立共点力平衡的物理模型,然后进行受力分析和力的合成或分解,最终解出结果。在这个过程中,学生既要有物质观念,又要有解决物理问题的科学思维和能力。
2.试题情境“科技化”
物理学的发展,促进了科技的进步,科技进步能促进社会发展,增强国家的综合实力。江苏适应性考试物理试题一如既往地重视将科技前沿发展的成果设置到试题情境中去,目的之一就是促进学生科学态度与责任的养成,让学生既能知道物理学的实用性,又能产生献身科技的欲望。
【适应性考试第14题】我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图2所示,A和K分别是光电管的阳极和阴极,加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为[ν]的光全部照射在K上,回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为[W0],普朗克常量为h,电子电荷量为e。
(1)求光电子到达A时的最大动能Ekm;
(2)若每入射N个光子会产生1个光电子,所有的光电子都能到达A,求回路的电流强度I。
中微子探测器是一种观测中微子的实验设备,是高科技产品,试题将其中学生已知的光电管作为情境,考查学生光电效应方面的知识,学生阅读试题后,一定能体会到高大上的科技产品中也有自己懂的知识,从而增强学生的求知欲和不畏艰难的学习热情。
3.试题情境“图像化”
图像是物理概念和物理规律表达的重要方式之一,是高考必出的题型之一,识图、画图、用图是理解和应用物理知识解决问题的方法之一,这是物理学科核心素养中重要的科学思维方式。江苏适应性考试8、9、11三道单选题及第12题的实验题均是以图像为情境的试题。
【适应性考试第8题】渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在[t=0]时的波动图像如图3所示,图4为质点P的振动图像,则()。
A. 该波的波速为1.5 m/s
B. 该波沿x轴负方向传播
C. 0至1s时间内,质点P沿x轴运动了1.5 m
D. 0至1s时间内,质点P运动的路程为2 m
本题是以波动图像和振动图像相结合的应用型试题,识图是解决本题的关键。以声呐探测物体方位为情境,增添了物理实用性的味道。这也是评价体系中学科素养即“学习掌握、实践探索、思维方法”要求达成的3个一级指标。
4.试题具有“探究性”
高考评价体系把源于真实的研究过程或实际的探索过程,包括学习探索与科学探究过程中所涉及的问题,称之为“学习探索情境”。科学探究能力作为物理学科的核心素养之一,多以实验题的形式进行考查。
【适应性考试第12题】用如图5所示的实验装置测量木块与长木板间的动摩擦因数[μ]。把左端带有滑轮的长木板平放在实验桌上,载有砝码的木块右端连接穿过打点计时器的纸带,左端连接细线,细线绕过定滑轮挂有槽码,木块在槽码的牵引下运动,通过纸带测量木块的加速度,并测出木块与砝码的总质量M,槽码的总质量m,计算木块与木板之间的摩擦力f。改变M和m进行多次实验。
(1)下列实验操作步骤,正确顺序是_________________;
①释放木块
②接通打点计时器电源
③将木板固定在水平桌面上
④调节滑轮高度,使细线与木板平行
⑤将纸带穿过打点计时器的限位孔,并固定在木块上
(2)实验打出的一段纸带,如图6所示,打点计时器的工作频率为50 Hz,图中纸带按实际尺寸画出,则木块的加速度为m/s2;
(3)甲同学测得的数据见下表。
请根据表中的数据,在方格纸上作出[f-M]图像___________________;
(4)已知重力加速度g=9.80 m/s2,可求得该木块与木板的动摩擦因数[μ]=_________________;
(5)乙同学用(3)问表中的数据逐一计算出每次测量的[μ]值,取其平均值作为测量结果。他发现该值比甲同学在(4)问中得出的[μ]值大。你认为哪位同学的结果更准确,请简要说明理由__________________________________。
本题对学生科学探究能力的考查非常全面。学生解决本题需要经历“提出问题,作出假设,制订方案,准备装置,获取数据,得出结论,回首反思,交流讨论”八个过程。同时考查了学生实验原理的迁移能力。
5.试题具有“创新性”
是否能创新或破创新是高考选拔人才的重要手段,高考试题少不了创新。创新性试题往往有两种呈现方式,一是学生未知的全新的情境,但情境中蕴含了学生已知的物理知识和解决方法;二是由教材中知识情境改造而来,学生似曾相识,但又有所不同。创新性试题往往有个性化的、创造性的思路和见解,要求学生从不同角度分析和思考问题。
【适应性考试第16题】跑道式回旋加速器的工作原理如图8所示。两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ的邊界平行,相距为L,磁感应强度大小相等、方向垂直纸面向里。P、Q之间存在匀强加速电场,电场强度为E,方向与磁场边界垂直。质量为m、电荷量为+q的粒子从P飘入电场,多次经过电场加速和磁场偏转后,从位于边界上的出射口K引出,引出时的动能为[EK]。已知K、Q的距离为d。
(1)求粒子出射前经过加速电场的次数N;
(2)求磁场的磁感应强度大小B;
(3)如果在[Δt]时间内有一束该种粒子从P点连续飘入电场,粒子在射出K之前都未相互碰撞,求[Δt]的范围。
本题是适应性考试的最后一道压轴题,具有较大的难度。回旋加速器是高中物理磁场一章中涉及电场加速和磁场偏转的重要应用仪器,学生对教材中的加速器的原理很熟悉,但本题中跑道式回旋加速器显然与教材中的加速器有很大的不同,破解本题需要相当高的能力和素养。
三、讲究复习方法,重视深度学习和核心素养的达成
毋庸置疑,高考是教学的指挥棒,高考在发生变化,我们的教学也要顺应新高考变化。新高考是在高考评价体系指导下进行命题的,聚焦在学生的核心素养上,从江苏适应性考试和其他省份的高考物理试卷来看,新高考非常注重从情境中获取和解读信息的能力,注重分析问题和解决问题的能力,注重物理思维和物理表达能力,注重探究和论证物理本质的能力。针对新高考的变化,笔者提三条复习建议。
1.转变复习观念,改变一讲到底的传统教法
新课标、新教材、新高考要求我们转变教学观念,日常教学中,应以发展学生的核心素养为前提,高一、高二如此,高三复习也应如此。过去,我们的教学更多的是先教给学生知识,后培养或同时培养学生的学科素养,素养似乎成了“附属品”。现在,我们要从学生发展的角度去审视知识、组织教学,做到学生发展逻辑与学科知识逻辑有机统一。
倡导“深度学习”,让学生成为学习的主人。学生是学习的主体,教师是学生的导师,所以,高三复习要设定素养导向下的学习目标,围绕引领性的学习主题,创设问题学习情境,让学生自己思考问题、建构知识、解决问题,这样才能掌握好知识和方法,体会物理本质,获得学习的快乐。
2.注重情境教学,在情境中构建物理概念、规律和模型。
2019年,国务院办公厅关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见提出,积极探索基于情境的问题导向的互动式、启发式、探究式、体验式等课堂教学。物理是基于生活、实践和实验的一门学科,物理教学更应重视情境基点、问题引领,进行富含科学思维和科学探究的探究式、体验式教学。
高三复习中的情境教学主要是结合具体的实际情境,建立物理模型并应用物理知识和方法解决实际问题。复习时一是将知识和方法以问题情境的方式呈现出来,二是要联系生产、生活中的物理情境,从实际情境中构建物理模型,实现情境与模型间的转换。
【适应性考试第5题】某生态公园的人造瀑布景观如图9所示,水流从高处水平流出槽道,恰好落入步道边的水池中。现制作一个为实际尺寸[116]的模型展示效果,模型中槽道里的水流速度应为实际的()。
本题提供了一个人造瀑布的生活情境,学生审题后,要将瀑布水平流出的情境转化为物理运动模型,显然可以确定为平抛运动,然后还要将展示的模型与实际尺寸进行换算。题目不难,属中档题,但如果欠缺将情境转化为物理模型的能力,学生也会束手无策。
3.不失时机地进行大单元复习教学
我们倡导教学内容组织结构化、问题内容呈现情境化。大单元教学要脉络分明,环环相扣,层层递进,把握联系。先要“高瞻远瞩”,抓住一条知识主线,清楚本单元的知识点;接下来“各个击破”,夯实基础概念和规律,掌握基本方法和技巧,并以情境为载体进行问题和习题训练;最后“织成网络”,知识和方法在学生头脑中已经“根深蒂固”,思维和能力在学生学习中得以锤炼,核心素养在学生发展中得以養成。
以动力学为例,其大单元教学的知识结构框图如图10所示。
(1)第1次碰撞后[B]的速度[vB1];
(2)第1次碰撞后至第2次碰撞前,A、B间的最大距离;
(3)在B运动到斜面底端时,A、B的速度各为多大。
本题是一道综合性习题,涉及牛顿第二定律或动能定理、匀变速直线运动、动量守恒定律等知识,通过大单元复习教学,学生心中有数,手中有法。本题渗透的学科核心素养有物理观念,如,加速度、位移、速度、功、动能、动量守恒等,学生必须对这些概念和规律深刻理解;有科学思维,运动模型、碰撞模型等的建构;有科学探究,其中包括了综合分析、判断、推理、书面表达等解决物理问题的方法和能力。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)[S].北京:人民教育出版社,2020:1.
[2] 教育部考试中心.中国高考评价体系说明[M]. 北京:人民教育出版社,2019:35-36.
[3] 刘月霞.指向“深度学习”的教学改进:让学习真实发生[J].中小学管理,2021(5):13-17.
[4] 田成良.高考评价体系在高考试题中的体现及启示[J].物理教师,2020(8):70-73+77.
(责任编辑 易志毅)