彰顯“求同存異” 滲透“核心素養(yǎng)”
——評析2016年高考全國Ⅰ卷物理實驗題

董友軍，夏良英

(1.汕頭市實驗學校,廣東 汕頭 515041; 2.東莞中學 松山湖學校，廣東 東莞 523808)

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彰顯“求同存異” 滲透“核心素養(yǎng)”
——評析2016年高考全國Ⅰ卷物理實驗題

董友軍1，夏良英2

(1.汕頭市實驗學校,廣東 汕頭 515041; 2.東莞中學 松山湖學校，廣東 東莞 523808)

介紹了2016年高考I卷的時代背景，分析了2016年全國I卷實驗題的試題特點:通過“求同”降低難度，通過“存異”考查能力，并把物理學“核心素養(yǎng)”滲透在實驗題中，得出了物理實驗教學的4點啟發(fā).

高考；實驗題；物理觀念

2016年全國Ⅰ卷具有2個特殊的時代背景：其一，新增廣東省、福建省、安徽省、山東省使用全國Ⅰ卷，從而使用全國Ⅰ卷的省份由原來的6個變?yōu)?0個省. 新增加的4個省，以前高考物理試題都是自主命題，試題題干簡潔，若全國Ⅰ卷還保持以前風格，肯定對新加入省份的考生會造成影響，命題者不得不面對這個事實. 為了減少命題風險，全國Ⅰ卷必須做出相應調(diào)整，讓選擇全國Ⅰ卷的省份，高考能夠平穩(wěn)過渡，同時又利于選拔高校需要的人才. 其二，物理課程標準正在修訂，新課程標準把課程目標從物理“三維目標”變?yōu)槲锢怼昂诵乃仞B(yǎng)”. 高考試題命題專家聯(lián)系物理“核心素養(yǎng)”設計試題，這樣有利于引導高中物理一線教師關注物理“核心素養(yǎng)”.

筆者分析了2016年全國Ⅰ卷物理實驗題，發(fā)現(xiàn)試題具有鮮明的時代特色：彰顯“求同存異”，滲透“核心素養(yǎng)”. “求同存異”是指2016年全國Ⅰ卷物理實驗題，以教材和考綱為命題依據(jù)，但試題設計、考查方向與常見練習存在相異，著重考查學生的遷移能力和發(fā)散思維. 物理“核心素養(yǎng)”包括物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任. 物理觀念是指物質(zhì)觀、運動觀、能量觀等；科學思維是指能正確使用物理思維方法，從定性和定量2個方面進行科學推理、找出規(guī)律、形成結論，具有批判思維，能基于證據(jù)大膽質(zhì)疑，從不同角度思考問題，追求科技創(chuàng)新；實驗探究是指具有科學探究意識，能發(fā)現(xiàn)問題、提出合理猜測，能設計實驗探究方案，使用各種科技手段和方法收集信息，具有合作與交流的意愿與能力，能準確表達、評估和反思實驗探究過程與結果；科學態(tài)度與責任是指正確認識科學的本質(zhì)，具有學習和研究物理的好奇心和求知欲，理解科學、技術、環(huán)境的關系，具有保護環(huán)境、節(jié)約資源、促進可持續(xù)發(fā)展的責任感.

1 試題評析

原題1： 22．(5分)某同學用圖1(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交流電源，可使用的頻率有20 Hz，30 Hz和40 Hz，打出紙帶的一部分如圖1(b)所示.

該同學在實驗中沒有記錄交流電的頻率f，需要用實驗數(shù)據(jù)和其他條件進行推算.

1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖1(b)中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為

(a)實驗裝置

(b)紙帶圖1 2016年高考全國Ⅰ卷物理實驗題題圖

________，打出C點時重物下落的速度大小為________，重物下落的加速度的大小為________．

2)已測得s1=8.89 cm，s2=9.50 cm，s3=10.10 cm；當重力加速度大小為9.80 m/s2，實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%. 由此推算出f為________Hz．

評析：

1)“求同存異”

本題有“三同一異”，通過相同，減少題目陌生感，降低題目難度；通過相異，體現(xiàn)試題的創(chuàng)新意識，考查學生的遷移能力和逆向思維. 一同：全國Ⅰ卷實驗題與教材和考綱規(guī)定的實驗相同. 人教版物理必修2第7章第9節(jié)為“實驗：驗證機械能守恒定律”[1]，表明是學生實驗，必須進行操作實踐. 2016年考試大綱說明中，明確顯示“實驗6：驗證機械能守恒定律”. 因為是教材的學生實驗，也是考試大綱規(guī)定考查的實驗，教師重點講解，學生實踐操作，習題經(jīng)常出現(xiàn)，因此，學生看到題目有親切感，減少了學生畏難情緒. 二同：高考實驗題裝置與教材相同. 人教版物理必修2第7章第9節(jié)實驗裝置如圖2所示[1]，此題與高考實驗題裝置圖非常相似，由于學生已經(jīng)做過學生實驗，看到實驗裝置圖，很容易回憶起做實驗時的情形，有利于學生順利完成高考實驗題. 這樣的高考實驗題，能有效調(diào)動一線的物理教師盡力去完成學生實驗. 三同：高考實驗題求速度的方法與人教版物理必修2第7章第9節(jié)求瞬時速度實驗(如圖3所示)相同. 只要學生按照教材要求，計算某點的瞬時速度，那么就一定可以正確解答此題. 一異：求電源頻率. 實驗操作、平時練習時，頻率是作為已知量，經(jīng)常求的是速度、加速度，而高考題，采用逆向思路，已知加速度，求解頻率. 通過這一問的設置，能夠起到有效分層、選拔人才的作用，同時也啟發(fā)教師，在設計練習時，可以全方位變化，不要總是用相同的形式考查.

圖2 驗證機械能守恒定律的實驗裝置

圖3 紙帶

2)“核心素養(yǎng)”

考查機械能守恒定律，體現(xiàn)以“物理觀念”選擇高考實驗題，通過考查，讓學生具有能量觀，用能量觀分析問題、解決問題. 利用紙帶求速度，定量驗證機械能守恒定律，并從不同角度考查物理實驗，通過求解電源頻率，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，從而形成嚴謹?shù)摹翱茖W思維”.

原題2： 23．(10分)現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，當要求熱敏電阻的溫度達到或超過60 ℃時，系統(tǒng)報警. 提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為999.9 Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值為2 000 Ω)，單刀雙擲開關一個，導線若干.

在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，已知U約為18 V，Ic約為10 mA；流過報警器的電流超過20 mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，在60 ℃時阻值為650.0 Ω．

1)在答題卡上(如圖4所示)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線.

2)在電路中應選用滑動變阻器________(填“R1”或“R2”).

3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)：

a.電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為______Ω；滑動變阻器的滑片應置于______(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是______________.

b.將開關向________(填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至________.

4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用.

圖4 報警系統(tǒng)原理電路待連線圖

評析：

1)“求同存異”

本題有二同二異，通過相同，實現(xiàn)知識遷移，通過相異，應用新產(chǎn)品. 一同：高考實驗題滑動變阻器處理方式與平時處理方式相同. 限流式連接，在開關接通前，滑動變阻器滑片應放在阻值最大處. 二同：高考實驗題選取的實驗方法與平時講解實驗方法相同. 本實驗應用的等效替代法是高中物理電學實驗常用的研究方法，學生對此種方法理解深刻，應用較多. 一異：本實驗不是教材規(guī)定的學生實驗，也不是考試說明規(guī)定的實驗，而是根據(jù)已學知識，獨立設計的創(chuàng)新實驗. 二異：實驗器材與平時實驗不同，試題選取了熱敏電阻和報警器，是平時不常見的實驗器材.

2)“核心素養(yǎng)”

本實驗為創(chuàng)新性實驗，需要解讀原理，設計方案，選擇器材，并要完成實驗步驟，進行數(shù)據(jù)處理，從而培養(yǎng)學生“實驗探究”能力. 通過應用等效替代法，按照步驟調(diào)節(jié)報警系統(tǒng)，實現(xiàn)“科學思維”方法的遷移. 選取熱敏電阻、報警器為實驗器材，引導物理一線教師關注現(xiàn)代生活，應用現(xiàn)代科技，調(diào)動學生把現(xiàn)代科技成果用于日常生活，為生活安全服務，有利于培養(yǎng)學生的“科學態(tài)度與責任”，并激發(fā)學生研究物理的好奇心和求知欲.

2 教學啟發(fā)

2.1 關注課程改革，更新教學理念

雖然物理新課標還沒有正式頒布，但提倡的“核心素養(yǎng)”已經(jīng)在網(wǎng)絡和期刊上經(jīng)常出現(xiàn)，作為一線物理教師，應緊跟時代步伐，主動了解新課標，用新理念指導教學. 高考物理試題，肩負著物理教學的導向作用，肯定會聯(lián)系課程改革，體現(xiàn)新的教學理念，關注課程改革，就相當于緊跟高考題的出題方向，把握了高考題的出題規(guī)律，可以增加物理教學的針對性，從而提高物理教學的效率.

2．2 落實教材實驗，重視實驗方法

2016年力學實驗與教材實驗基本一致，只要學生做過此實驗，在考試時就會比沒有做過實驗的學生答對率高. 在做教材實驗時，除了要學生親自動手操作外，教師在教學過程中還要重視實驗中用到的方法，講清方法的本質(zhì)，引導學生用相同的實驗方法完成不同的實驗. 如等效替代法可測量電壓表、電流表、多用電表的內(nèi)阻，也可驗證力的平行四邊行定則；用紙帶法可驗證機械能守恒定律，也可驗證牛頓第二定律，探究動能定理.

2.3 變換實驗器材，應用現(xiàn)代科技

物理實驗要與時俱進，時刻關注科技變化，應用新產(chǎn)品. 高考物理試題，為了引導學生關注現(xiàn)代科技，培養(yǎng)學生具有科學、技術、環(huán)境關聯(lián)意識，在試題中必然會植入新產(chǎn)品. 若教師在教學過程，有意識地設計有新器材的實驗，學生在高考時就會得心應手，穩(wěn)定發(fā)揮. 如實驗中引進光電門、傳感器、電子秤等.

2.4 加強同量異構，培養(yǎng)發(fā)散思維

教學中，注重引導學生同量異構，即相同物理量用不同構想測量，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力及創(chuàng)新意識. 如測量速度，可用速度公式測量，也可用圓周運動公式測量，還可用位移圖像測量.

“凡事豫則立，不豫則廢”，高考實驗題擔負選拔人才、指引實驗教學方向的重任，總結高考實驗題的規(guī)律，加強物理教學的針對性，從而提升一線教師的教學效率，減輕在校學生的學習壓力.

[1] 人民教育出版社物理室． 物理(必修2)[M]. 3版.北京：人民教育出版社，2010：79-80．

[2] 董友軍. 賞析測速方法，提高教學效率[J]. 物理教學，2015(12)：67-69.

[3] 劉大明，江秀梅. 電表讀數(shù)總偏大(小)的原因分析與改進[J]. 物理實驗，2015(10)26-28.

[4] 曾祥新，于海波. 應用雙幀數(shù)視頻分析法探究“自由落體運動”的加速度[J]. 物理實驗，2015(9):26-28,41.

[責任編輯：尹冬梅]

Analyzing experimental questions in 2016 college entrance examination I

DONG You-jun1, XIA Liang-ying2

(1.Shantou Experimental School, Shantou 515041, China;2.Dongguan Middle School, Dongguan 523808, China)

The historical background of the 2016 college entrance examination I was introduced, and the characteristics of the experimental questions were analyzed. By seeking common ground to reduce difficulty while reserving the differences to distinguish the ability of students, the entrance examination permeated with the core literacy of physics. Based on the analysis, four enlightenments were obtained for physics experiment teaching.

college entrance examination; experimental questions; physical concept

2016-06-22

東莞市普通教育科研精品課題(No.jpkt15003)

董友軍(1976-)，男，湖南衡陽人，汕頭市實驗學校一級教師，學士，從事中學物理教學工作.

基礎教育

G633.7

A

1005-4642(2016)11-0041-04