美國SAT物理考試簡析

陳紅君1，曹 雷1，費(fèi)金有2

（1.長春師范學(xué)院物理學(xué)院，吉林長春 130032；2.吉林師范大學(xué)，吉林四平 136000）

1 SAT簡介

SAT全稱是Scholastic Assessment Test，即測(cè)試學(xué)術(shù)能力的一種考試，始于1901年。這種測(cè)驗(yàn)是一般學(xué)習(xí)潛能的測(cè)驗(yàn)，其最大優(yōu)點(diǎn)是可避免美國中學(xué)課程不一和質(zhì)量參差不齊的問題。

SAT是美國高中生進(jìn)入大學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)入學(xué)考試，分為SATI和SATII兩種。SATI是一般測(cè)試，就是我們提過的所謂“智商”測(cè)試，考查內(nèi)容分為閱讀、數(shù)學(xué)和寫作三個(gè)模塊，每個(gè)模塊滿分800分，滿分共2400分。SATII一般為選考部分，考查學(xué)生對(duì)各個(gè)科目的專業(yè)知識(shí)。該考試也由美國大學(xué)理事會(huì)主辦，只有一些頂尖大學(xué)會(huì)明確要求考生要提交2~3個(gè)科目的SAT II的成績，特別是常青藤名校決定是否錄取申請(qǐng)人和評(píng)定獎(jiǎng)學(xué)金發(fā)放的重要參考指標(biāo)，共分為5個(gè)單元，即英語語言文學(xué)、歷史、數(shù)學(xué)、科學(xué)和外語。科學(xué)包括生物、化學(xué)、物理三科。各科滿分也是800分。但SATI與SATII不可以在同一天應(yīng)考。建議學(xué)生在11年級(jí)下學(xué)期的3月應(yīng)考第一次的SATI的考試，如果考試成績不理想，立刻在5月時(shí)再考一次。SATII應(yīng)考最合適的時(shí)間，就是學(xué)生上完當(dāng)年所選修的學(xué)科的時(shí)候，也就是在5、6月份。

2 SATII物理考試

2.1 考試大綱及各部分內(nèi)容所占比例

表1 SATII物理真題中核心概念占考試的比重

表2 SATII物理真題中各個(gè)知識(shí)點(diǎn)所占的百分比和題目的數(shù)量

考試的平均難度也是低于中國同類考試，但所涉及的部分考點(diǎn)中國學(xué)生沒有學(xué)過，如物理中涉及的紅移現(xiàn)象、駐波公式、測(cè)不準(zhǔn)原理等，這些知識(shí)有些是大學(xué)物理的內(nèi)容，有些則屬于科普性的知識(shí)，SATII都出現(xiàn)過，但比較容易，這從側(cè)面反映了美國基礎(chǔ)教育追求知識(shí)的廣度而非難度的特點(diǎn)。

2.2 考試形式、特點(diǎn)

SATII物理的考試時(shí)間是1小時(shí)，題量是75道，均為選擇題，雖然簡單，但是題干較長、閱讀量大，平均48秒做一道題還是很緊迫的。物理題基本上以概念題為主，計(jì)算題量很少，這樣出題的方式和國內(nèi)高中是有很大不同的。

下面是某年SATII物理真題。

例1 一個(gè)純電阻和一個(gè)內(nèi)阻不計(jì)的電源連成如圖1所示的電路，電路中電流為I，電阻消耗的熱功率為P，現(xiàn)將電路中電源的電動(dòng)勢(shì)加1倍，而保持電阻R不變，變化之后，R所消耗的熱功率為（ ）。

圖1

A.P/4 B.P/2 C.P D.2P E.4P

本題參考答案為E。題目設(shè)計(jì)者對(duì)這道題的難度估計(jì)水平為5級(jí)（以數(shù)字表示難度的估計(jì)水平，用1-5量度，1表示最容易，5表示最難)，這道題的難度值是0.88(測(cè)試對(duì)象是普通高中學(xué)完高二課程的學(xué)生)，評(píng)價(jià)試題的難度水平應(yīng)當(dāng)參照考生的水平，評(píng)價(jià)其相對(duì)難度更有意義。SATII物理考試所測(cè)試的大都是基礎(chǔ)的知識(shí)與能力。作為水平測(cè)試，檢驗(yàn)的是學(xué)生究竟是否達(dá)到了基本掌握的水平。

3 課程對(duì)比分析

參照SATPhysics Subject Test課程中的《Simple Harmonic Motion》與高中物理人教版3-3《簡諧運(yùn)動(dòng)》一節(jié)作對(duì)比分析。

3.1 高中物理人教版教材《簡諧運(yùn)動(dòng)》

簡諧運(yùn)動(dòng)是最簡單、最基本，也是最特殊的機(jī)械振動(dòng)。對(duì)簡諧運(yùn)動(dòng)的物理模型、物理概念、物理規(guī)律的理解很重要，在這個(gè)內(nèi)容的復(fù)習(xí)中要特別注意如下5個(gè)易模糊的基本問題。

第一，弄清兩種模型——彈簧振子和單擺。第二，弄清物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的定義。對(duì)一般的簡諧運(yùn)動(dòng)，k不能理解為勁度系數(shù)，只能認(rèn)為是一比例常數(shù)。不同的簡諧運(yùn)動(dòng)，k值不同，k是由振動(dòng)系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)決定的物理量。物體受回復(fù)力作用后的往復(fù)運(yùn)動(dòng)不一定是簡諧運(yùn)動(dòng)。第三，弄清平衡位置與平衡狀態(tài)概念的區(qū)別。所謂平衡狀態(tài)，是指物體不受力或所受合力為零，處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。單擺的擺球在最低點(diǎn)時(shí)，受繩子拉力和重力作用，這兩力的合力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，沿半徑指向圓心，不為零。所以，做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體在平衡位置不一定總處于平衡狀態(tài)。第四，弄清簡諧運(yùn)動(dòng)滿足機(jī)械能守恒定律。彈簧振子和單擺在做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，盡管位移、速度、加速度、回復(fù)力均發(fā)生變化，但機(jī)械能的總量保持不變。原因是當(dāng)振子水平振動(dòng)時(shí)只有彈力做功，單擺在擺動(dòng)過程中只有重力做功，所以，它們都滿足機(jī)械能守恒的條件。第五，弄清簡諧運(yùn)動(dòng)中位移概念。為了研究問題的的方便，在描述簡諧運(yùn)動(dòng)物體位移中是取物體的平衡位置為位移參考點(diǎn)，即認(rèn)為在平衡位置位移為零，與一般運(yùn)動(dòng)中通常取初始位置為參考點(diǎn)不同。

3.2 SATII物理大綱要求

(1)掌握胡克定律F=-kX；(2)簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置和位移最大處，其速度和回復(fù)力的特點(diǎn)；(3)簡諧運(yùn)動(dòng)的周期和頻率；(4)單擺看作簡諧運(yùn)動(dòng)的條件，其回復(fù)力是由重力提供的；(5)簡諧運(yùn)動(dòng)的周期與頻率是兩個(gè)獨(dú)立的物理量；(6)單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期和頻率與其質(zhì)量無關(guān)。

3.3 考試出題特點(diǎn)比較

人教版教材比較重視振動(dòng)圖像的知識(shí)點(diǎn)，而SATII中并沒有對(duì)此內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。

例2 位于坐標(biāo)原點(diǎn)處的波源A沿y軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，A剛好完成一次全振動(dòng)時(shí)，在介質(zhì)中形成的簡諧波的波形如圖2所示，B是沿波傳播方向上介質(zhì)的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則（ ）。

A.波源A開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向；

B.此后周期內(nèi)回復(fù)力對(duì)波源A一直做負(fù)功；

C.經(jīng)半個(gè)周期時(shí)間質(zhì)點(diǎn)B將向右遷移半個(gè)波長；

D.在一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)A所受回復(fù)力的沖量為零。

圖2

明顯看出SATII物理考試測(cè)試的是考生對(duì)于單擺在運(yùn)動(dòng)中一些簡單的特征的了解，并不要求深入計(jì)算和分析。而國內(nèi)高考關(guān)于單擺的考點(diǎn)難度絕對(duì)不止是這樣難度，而且涉及單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)考察。人教版多出的那部分知識(shí)在SATII中作為科普性知識(shí)講給學(xué)生，以達(dá)到知識(shí)結(jié)構(gòu)的完整性。

SATII只是一個(gè)考試，不是課程，沒有教科書，所以不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化課程，隨意性非常大，換言之，教師的經(jīng)驗(yàn)是否豐富非常重要，同時(shí)英文授課還是中文授課對(duì)于學(xué)生的實(shí)際幫助是不等同的。

4 SATII物理考試的有效備考方法

4.1 SATII不是必須考

不是所有的美國大學(xué)都要SATII的成績。一般來講，TOP30的美國綜合性大學(xué)和文理學(xué)院中不少學(xué)校需要提供2門的SATII成績；TOP31～50之間只有零星幾所；TOP51～100除了極個(gè)別學(xué)校需要，基本都不需要。TOP100美國綜合性大學(xué)有13所需要SATII成績；TOP100美國文理學(xué)院有10所需要SATII成績。

4.2 多做模擬試題

由于SATII考試的形式與題型不變，學(xué)生們可以通過多做模擬試題熟悉考題類型。這樣當(dāng)參加考試時(shí)，學(xué)生可以快速審題節(jié)省時(shí)間。考試的時(shí)候先做會(huì)的，不會(huì)的考題可以暫時(shí)跳過，如果學(xué)生有時(shí)間，再回頭考慮余下的題。SATII考題是按由易到難的順序安排的，不管問題的難易程度如何得分是相同的。

4.3 小心陷阱

當(dāng)做前面簡單的考題時(shí)，選擇明顯的正確的答案常常是對(duì)的，而做到后面較難的考題時(shí)，學(xué)生一定要仔細(xì)審題認(rèn)真思考，因?yàn)轱@而易見的答案可能是錯(cuò)的?？碱}的設(shè)計(jì)者可能故意設(shè)置陷阱來測(cè)試學(xué)生掌握內(nèi)容的程度和細(xì)心。

4.4 明智地猜題

在SATII考試?yán)铮绱疱e(cuò)題要倒扣分的。如果學(xué)生可以排除一個(gè)或一個(gè)以上的答案（肯定錯(cuò)）的話，可以猜題。通過更多的練習(xí)，學(xué)生可以掌握明智地猜題的技巧。

4.5 必須非常小心地寫答案

學(xué)生答題答對(duì)了，可是在答案紙上寫錯(cuò)的情況常有發(fā)生。所以仔細(xì)小心地把答案寫到答卷上極為重要，以幫助學(xué)生避免此類錯(cuò)誤。在問卷和答卷上，一定要在跳過的題上打記號(hào)，如畫圈。在問卷上把正確答案畫個(gè)圈，再騰寫到答卷上。并且建議學(xué)生在平時(shí)考試準(zhǔn)備練習(xí)時(shí)使用這些策略和技巧。

4.6 什么時(shí)候參加SATII考試

學(xué)生可以在高中時(shí)期的任何測(cè)試時(shí)間參加大學(xué)科目考試SATII。許多學(xué)生在高三（美國的12年級(jí)）的秋季參加數(shù)學(xué)科目考試。至于其他的科目考試，建議在學(xué)生完成那門課程后盡快參加，能夠趁熱打鐵。另外，推薦用Princeton（普林斯頓）版的課程大綱參考書。

[1]Princeton Review.Crackingthe SATPhysics Subject Test 2011-2012 Edition[M].Rrinceton Review,2013:246-264.

[2]廖伯琴,杜明榮.美國SAT考試制度述評(píng)[J].物理通報(bào),2007(8):14.

[3]人民教育出版社課程教材研究所,物理課程教材研究開發(fā)中心.高中物理人教版教材選修3-4[M].北京:人民教育出版社,2010.

[4]王盈,楊法先.美國大學(xué)招生制度述評(píng)[J].招生考試就業(yè),2009(6):4.

[5]SATSubject Test-Physics-Oscillation[Z].2010.