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    核心素養(yǎng)理念下學(xué)業(yè)水平等級性考試命題探索與實(shí)踐

    2019-01-22 11:36:54陶昌宏
    物理通報 2019年2期
    關(guān)鍵詞:測力計(jì)學(xué)業(yè)試題

    陶昌宏

    (北京教科院基教研中心物理室 北京 100080)

    按照新課程標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)學(xué)業(yè)質(zhì)量的規(guī)定,做好學(xué)業(yè)水平等級性考試的命題,是貫徹落實(shí)新課標(biāo)精神,使日常教學(xué)與考試評價統(tǒng)一、和諧起來,促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的順利形成和發(fā)展的關(guān)鍵.

    2017年版的課程標(biāo)準(zhǔn)中,明確了學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與考試的關(guān)系.在課程標(biāo)準(zhǔn)中的P48中,明確指出:“高中物理學(xué)業(yè)質(zhì)量分為五級水平,既是指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和評價,教師開展日常教學(xué)設(shè)計(jì)、命題和評價的重要依據(jù),也是高中學(xué)業(yè)水平考試命題的重要依據(jù).其中,學(xué)業(yè)質(zhì)量水平4是用于高校招生錄取的學(xué)業(yè)水平等級性考試的命題依據(jù).

    如何按照學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),做好等級性考試的試題命制呢?本人根據(jù)長期的教學(xué)、教研和考試評價的實(shí)踐,談一些看法和做法,僅為拋磚引玉,不妥之處,敬請批評指正.

    1 注重考查相對穩(wěn)定的內(nèi)容

    考查穩(wěn)定的內(nèi)容應(yīng)該成為等級性考試的一項(xiàng)原則.人們都會有這樣的經(jīng)歷和體會,靜態(tài)知識不穩(wěn)定,容易遺忘.能力相對穩(wěn)定,科學(xué)素養(yǎng)相對穩(wěn)定,核心素養(yǎng)穩(wěn)定.核心素養(yǎng)是一個人在學(xué)習(xí)、生活、工作和創(chuàng)新狀態(tài)下的心理資源.穩(wěn)定的內(nèi)容,才能更好地促進(jìn)人的全面發(fā)展和持續(xù)發(fā)展.核心素養(yǎng)水平高,具體的表現(xiàn)水平也會高,自然考試的表現(xiàn)水平也會高,將核心素養(yǎng)水平高的學(xué)生挑選出來,是高考內(nèi)容改革的方向.

    核心素養(yǎng)是一種教育理念,理念如何考?學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)恰好是對核心素養(yǎng)具體表現(xiàn)水平做了刻畫,屬于穩(wěn)定的內(nèi)容,所以等級性考試就是要按學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水平4的內(nèi)容命制試題.

    如何科學(xué)、有效地按照學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水平4的內(nèi)容命制試題呢?筆者認(rèn)為,首先是認(rèn)真學(xué)習(xí)和理解學(xué)科核心素養(yǎng)在4個維度上的本質(zhì)內(nèi)涵,認(rèn)真學(xué)習(xí)和掌握學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水平4中的內(nèi)容,用這個標(biāo)準(zhǔn)去研制試題,同時應(yīng)注重處理好如下幾方面的問題.

    2 進(jìn)一步加強(qiáng)對物理概念和物理規(guī)律的考查

    按照學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水平4的等級命制試題,很關(guān)鍵的體現(xiàn),也是很重要的體現(xiàn),就是要加強(qiáng)對物理概念和物理規(guī)律的考查.準(zhǔn)確、客觀地說,沒有對物理概念和物理規(guī)律的理解,物理學(xué)科核心素養(yǎng)將一無所獲,一無所有.物理概念和物理規(guī)律是物理觀念中的核心內(nèi)容,是科學(xué)思維的必備條件,是科學(xué)探究的重要基礎(chǔ),是培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度、增強(qiáng)責(zé)任意識、形成探索自然內(nèi)在動力的重要保障.因此,學(xué)業(yè)水平等級性考試要進(jìn)一步加強(qiáng)對物理概念和物理規(guī)律的考查.

    (1)選擇題的考查可以嘗試“判斷依據(jù)”

    客觀地說,近些年來,全國及自主命題的省份,高考物理試題都比較重視對物理概念和物理規(guī)律的考查.特別是通過選擇題的方式進(jìn)行考查,較好地考查了學(xué)生對物理概念和物理規(guī)律的理解.核心素養(yǎng)理念下的試題命制要進(jìn)一步加強(qiáng)對物理概念和物理規(guī)律的考查.如何進(jìn)一步落實(shí)呢?

    在發(fā)揮客觀性試題功能的基礎(chǔ)上,適當(dāng)變革考查方式,進(jìn)一步提高教育教學(xué)質(zhì)量,落實(shí)核心素養(yǎng)課程目標(biāo).

    例如,在選擇題的考查中可以嘗試運(yùn)用“判斷依據(jù)”.具體地說,在題型說明中做如下闡述:

    在每小題給出的4個選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)符合題目要求.選出正確選項(xiàng)得4分,寫出正確的判斷依據(jù)得2分.

    為使閱卷不產(chǎn)生過重負(fù)擔(dān),在“判斷依據(jù)”中僅分為兩種情況,一是完全正確,二是其他情況.完全正確給 2分,其他情況不給分.

    這樣嘗試,不僅能看到學(xué)生做出的選項(xiàng),而且能夠看出學(xué)生的判斷依據(jù).這種命題方式能夠克服一些學(xué)生在選擇題中胡蒙、瞎猜而得滿分的情況.更為重要的是,這樣的舉措可以讓全體教師和學(xué)生都清楚,學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律,不僅要學(xué)懂,而且要理解,還要在應(yīng)用上下一些功夫,要在解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題上下一些功夫.使物理課程的學(xué)習(xí)一開始就建立正確的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)態(tài)度.同時,也促使命題教師更要把握試題的功能和價值.這樣能夠有效地提升物理教育的質(zhì)量和水平,從而落實(shí)核心素養(yǎng)課程目標(biāo).

    (2)試題舉例

    【例1】如圖1所示,4個完全相同的彈簧都處于水平位置,它們的右端受到大小皆為F的拉力作用,而左端的情況各不相同:

    ①中彈簧的左端固定在墻上;

    ②中彈簧的左端受到大小也為F的拉力作用;

    ③中彈簧的左端拴一小物塊,物塊在光滑的桌面上滑動;

    ④中彈簧的左端拴一小物塊,物塊在有摩擦的桌面上滑動.

    若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零,以L1,L2,L3,L4依次表示4個彈簧的伸長量,則有 ( )

    A.L2>L1

    B.L4>L3

    C.L1>L3

    D.L2=L4

    正確選項(xiàng)為D.

    圖1 例1題圖

    判斷依據(jù):選取彈簧為研究對象,對彈簧進(jìn)行受力分析,如圖2所示, 彈簧受到F和F1的作用,根據(jù)牛頓第二定律,F(xiàn)-F1=ma,由于是輕彈簧,所以F1=F.故4種情況下彈簧受力情況相同,伸長量相同.

    圖2 彈簧受力分析圖

    解決本題,要選好研究對象,要建構(gòu)物理模型,要進(jìn)行正確的受力分析,要根據(jù)牛頓運(yùn)動定律進(jìn)行邏輯推理.所以很好地考查了學(xué)生在物理觀念、科學(xué)思維等方面的素養(yǎng).

    【例2】應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象,可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入.例如平伸手掌托起物體,由靜止開始豎直向上運(yùn)動,直至將物體拋出.對此現(xiàn)象分析正確的是( )

    A.手托物體向上運(yùn)動的過程中,物體始終處于超重狀態(tài)

    B.手托物體向上運(yùn)動的過程中,物體始終處于失重狀態(tài)

    C.在物體離開手的瞬間,物體的加速度大于重力加速度

    D.在物體離開手的瞬間,手的加速度大于重力加速度

    正確選項(xiàng)為D.

    判斷依據(jù):選擇物體為研究對象,物體離開手的瞬時加速度是重力加速度,方向豎直向下.當(dāng)手做減速運(yùn)動的加速度大于物體的加速度時,手才能離開物體.

    這個題目考查了學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水平4物理觀念中的“能正確解釋自然現(xiàn)象,綜合運(yùn)用所學(xué)的物理知識解決實(shí)際問題”的能力.

    3 進(jìn)一步加強(qiáng)對實(shí)際問題的考查

    (1)聯(lián)系實(shí)際是物理課程一直傳承的教育理念

    聯(lián)系實(shí)際,這是物理課程一直傳承的教育理念.聯(lián)系實(shí)際一方面讓學(xué)生覺得物理有用、物理有趣、物理有意義.另一方面能夠很好地考查學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維,包括科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等方面的素養(yǎng).因?yàn)樵诮鉀Q實(shí)際問題的過程中,要確定研究對象,要建構(gòu)物理模型,要運(yùn)用邏輯推理,要有實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,要具有提出新問題的意識和能力.

    (2)試題舉例

    【例3】俯臥撐是一項(xiàng)很好的鍛煉身體的運(yùn)動.一名高中生,他的身高為1.76 m,質(zhì)量是60 kg .經(jīng)過測量,他在26 s時間內(nèi),連續(xù)做了20個比較規(guī)范的俯臥撐.有關(guān)材料顯示,人體的重心大約在身高的55%的位置處.這名高中生在做這組俯臥撐的過程中,克服重力做功的平均功率大約為( )

    A.10 W B.100 W

    C.1 000 W D.10 000 W

    正確選項(xiàng)為B.

    圖3 例3題圖

    判斷依據(jù):將人體抽象為一個鋼性桿,如圖3所示, 每次肩部下降的距離約40 cm,由幾何關(guān)系,每次人體重心上升的距離約為20 cm,每次克服重力做功約為120 J,克服重力做功的平均功率約為90 W.

    在解決問題的過程中,需要建構(gòu)物理模型.對每次俯臥撐重心上升的高度做出正確的估算.因此,很好地考查了學(xué)生在物理觀念和科學(xué)思維等方面的素養(yǎng).

    【例4】一人看到閃電12.3 s后又聽到雷聲.已知空氣中的聲速約為330~340 m/s,光速為3×108m/s,于是他用12.3除以3很快估算出閃電發(fā)生位置到他的距離為4.1 km.根據(jù)你所學(xué)的物理知識可以判斷( )

    A.這種估算方法是錯誤的,不可采用

    B.這種估算方法可以比較快速地估算出閃電發(fā)生位置與觀察者間的距離

    C.這種估算方法沒有考慮光的傳播時間,所以結(jié)果誤差很大

    D.即使聲速增大2倍以上,本題的估算結(jié)果依然正確

    正確選項(xiàng)為B.

    判斷依據(jù):聲速約為330~340 m/s,每3 s聲音傳播的距離大約為1 000 m,用12.3 s除以3即可得出.

    這是一種快速估算方法.解決問題時首先要想到采用簡潔的方法,簡潔的方法是智慧的方法.

    這種方法需要具備物理學(xué)常識.常識1:閃電傳播到人眼需要的時間非常之短,這段時間可以忽略不計(jì).常識2:閃電位置距離觀察者很遠(yuǎn),因?yàn)槁曇魝鞯接^察者的時間是十幾秒,在這種情況下可以進(jìn)行如上快速估算.這種常識的形成是在學(xué)習(xí)和理解物理知識后才能獲得的.

    解決這個問題仍需要建構(gòu)物理模型,比如,建立聲波在空氣中是按直線傳播的抽象模型.因此,很好地考查了核心素養(yǎng)中的物理觀念和科學(xué)思維等方面的素養(yǎng).

    4 進(jìn)一步加強(qiáng)對物理學(xué)方法的考查

    (1)物理學(xué)方法是科學(xué)方法

    物理學(xué)方法,不是技巧,更不是雕蟲小技,是在研究問題、解決問題中經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的科學(xué)方法.阿基米德有一句震驚世界的話:“給我一個支點(diǎn),可以把地球撬動”.這句話激勵著多少代科學(xué)家和科技工作者,去不斷地尋找正確的方法,方法顯示力量.

    物理學(xué)方法是人類思想史上最寶貴的財富之一.感悟、體會和掌握物理學(xué)方法,對提高學(xué)習(xí)能力,提高探究能力,形成和發(fā)展核心素養(yǎng)有重要作用.

    (2)試題舉例

    【例5】 早在16世紀(jì)末,伽利略就猜想落體運(yùn)動的速度應(yīng)該是均勻變化的.當(dāng)時只能靠滴水計(jì)時,為此他設(shè)計(jì)了如圖4所示的“斜面實(shí)驗(yàn)”,反復(fù)做了上百次,驗(yàn)證了他的猜想.請你結(jié)合勻變速直線運(yùn)動的知識,分析說明如何利用伽利略“斜面實(shí)驗(yàn)”檢驗(yàn)小球的速度是隨時間均勻變化的.

    圖4 例5題圖

    分析說明:小球的初速度為零,如果小球的速度隨時間均勻增加,其速度v∝t,它通過的位移x∝t2.所以,只要測量小球通過不同位移所用的時間,就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時間均勻變化.

    這種簡述看起來不太難,殊不知,學(xué)生對這種闡述問題的方式是陌生的,因此,是有很大難度的.

    本題利用物理學(xué)史,展示伽利略對勻變速直線運(yùn)動研究的過程和方法,用滴水計(jì)時的方法研究運(yùn)動規(guī)律.在考查勻變速直線運(yùn)動的過程中,考查物理學(xué)研究問題的方法.

    伽利略斜面如圖5所示.這幅圖美輪美奐,圖中的斜面是有震撼的,在這個斜面上曾經(jīng)創(chuàng)建物理概念,確定運(yùn)動規(guī)律,斜面給人們帶來很多啟發(fā)和記憶.

    圖5 伽利略斜面實(shí)驗(yàn)

    本題很好地考查了物理學(xué)方法,即如何通過斜面實(shí)驗(yàn)研究物體運(yùn)動規(guī)律.

    【例6】2018年平昌冬奧會,如圖6所示,我國男子花樣滑冰選手金博洋拿到了寶貴的第四名.這是中國男子單人滑在冬季奧運(yùn)會歷史上的最佳成績.他在比賽當(dāng)中完成了3個漂亮的四周跳.四周跳,即運(yùn)動員騰空后,身體在空中連續(xù)完成4個360°的旋轉(zhuǎn).如果運(yùn)動員在完成四周跳的過程中,身體的騰空高度約為0.7 m(可視為重心上升的高度),水平方向移動的距離約為2 m ,請你估算:

    圖6 金博洋在滑冰

    (1)運(yùn)動員開始騰空時水平方向分速度的大小?

    (2)運(yùn)動員完成一周旋轉(zhuǎn)所用的時間?(忽略空氣阻力的影響)

    解決此題,要建構(gòu)物理模型.運(yùn)動員騰空的過程,將他視為一個質(zhì)點(diǎn);運(yùn)動員旋轉(zhuǎn)時將他視為一個整體.

    將運(yùn)動員的騰空過程視為拋體運(yùn)動,軌跡如圖7所示.

    騰空高度

    h=0.7 m

    水平方向運(yùn)動的距離

    x=2 m

    空中運(yùn)動時間

    水平方向運(yùn)動的距離

    x=vxt

    完成四周旋轉(zhuǎn)需要時間為

    完成一周所需時間

    圖7 運(yùn)動員騰空過程示意圖

    物理學(xué)發(fā)展的過程中,建立了卓越的方法體系.注重對物理學(xué)方法的考查應(yīng)成為物理試卷的鮮明特點(diǎn).通過一定載體,考查對物理學(xué)方法的理解和掌握情況.

    5 進(jìn)一步加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?/h2>

    (1) 物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)

    實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科的特點(diǎn)和特色,實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究是物理學(xué)科的學(xué)科優(yōu)勢.

    實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生獲得直接經(jīng)驗(yàn),直接經(jīng)驗(yàn)對學(xué)生建構(gòu)概念,認(rèn)識規(guī)律,有重要作用,直接經(jīng)驗(yàn),對于學(xué)生的成長有重要作用.

    實(shí)驗(yàn)事實(shí)+邏輯推理的方法,開創(chuàng)了物理學(xué)的新篇章.物理教學(xué)中不僅用斜面、滑塊、光電門、磁鐵、線圈等材料做實(shí)驗(yàn),還要教會學(xué)生,思想上也可以做實(shí)驗(yàn),即做理想實(shí)驗(yàn).

    思想上的實(shí)驗(yàn)與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)相輔相成;

    思想上的實(shí)驗(yàn)以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ);

    思想上的實(shí)驗(yàn)可以成就真實(shí)的實(shí)驗(yàn);

    真實(shí)的實(shí)驗(yàn),思想上的實(shí)驗(yàn),共同成為考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ妮d體.通過考查實(shí)驗(yàn),能夠比較全面地考查學(xué)生的綜合能力.

    (2)試題舉例

    【例7】物理課上,老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”.如圖8所示,她把一個帶鐵芯的線圈L,開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后,將一金屬套環(huán)置于線圈L上,且使鐵芯穿過套環(huán).閉合開關(guān)S的瞬間,套環(huán)立刻跳起.某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn).他連接好電路,經(jīng)重復(fù)試驗(yàn),線圈上的套環(huán)均未動.對比教師演示的實(shí)驗(yàn),下列4個選項(xiàng)中,導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是( )

    A.線圈接在了直流電源上

    B.電源電壓過高

    C.所選線圈的匝數(shù)過多

    D.所用套環(huán)的材料與老師的不同

    圖8 例7題圖

    通過題目所述的實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,很好地考查了學(xué)生對電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律、力和運(yùn)動的關(guān)系等內(nèi)容理解和掌握的情況.

    解釋現(xiàn)象,特別是解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是加深對物理概念和物理規(guī)律理解的最有效方法之一.愛因斯坦曾說過,如果你不能簡單的解釋它,說明你還沒有很好的理解它.

    【例8】在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),探究力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中,如圖9(a)所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細(xì)線的結(jié)點(diǎn),OB和OC為細(xì)繩.圖9(b)是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的力的圖示.

    研究物理問題首先要確定研究對象,本實(shí)驗(yàn)中你認(rèn)為研究對象是什么? 并闡述理由.

    圖9 例8題圖

    (1)研究對象選橡皮筋

    選取橡皮筋為研究對象,兩個測力計(jì)拉橡皮筋時,橡皮筋共受3個力的作用,處于平衡狀態(tài).兩個測力計(jì)拉力的合力與圖釘對橡皮筋作用力相平衡.改用一個測力計(jì)拉橡皮筋,測力計(jì)拉力與圖釘對橡皮筋作用力相平衡,所以一個測力計(jì)拉力的作用效果與兩個測力計(jì)共同作用的效果相同.

    (2)研究對象選結(jié)點(diǎn)O

    選取橡皮筋與輕繩的結(jié)點(diǎn)O為研究對象,兩個測力計(jì)拉結(jié)點(diǎn)時,結(jié)點(diǎn)共受到3個力的作用,處于平衡狀態(tài).兩個測力計(jì)拉力的合力與橡皮筋對結(jié)點(diǎn)的作用力相平衡.改用一個測力計(jì)拉結(jié)點(diǎn),測力計(jì)拉力與橡皮筋對結(jié)點(diǎn)的作用力相平衡,所以一個測力計(jì)拉力的作用效果與兩個測力計(jì)共同作用的效果相同.

    兩個研究對象,都可以解決探究力的平行四邊形定則的問題.重要的是學(xué)生要能夠做出合理的解釋.

    通過考題,讓學(xué)生明白,研究和解決物理問題,第一步就是要確定研究對象.接下來,對研究對象做正確的受力分析,觀察研究對象所處的狀態(tài).形成相應(yīng)的結(jié)果.

    6 進(jìn)一步加強(qiáng)對探究能力的考查

    (1)讓探究成為一種理念,一種情趣

    學(xué)生學(xué)習(xí)能力最高層次的體現(xiàn),應(yīng)體現(xiàn)在探究能力上.探究是一種認(rèn)知方式,一種態(tài)度,一種能力,一種習(xí)慣,一種情趣,一種素養(yǎng).具有探究意識的人,才能具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力.具有探究意識的人,在探究的過程中,會感受到發(fā)現(xiàn)的興趣與快樂.探究能力是創(chuàng)造力的基礎(chǔ).

    科學(xué)工作者,為了給一個科學(xué)假設(shè)提供證據(jù),會堅(jiān)持不懈地探索,在探索的過程中往往會得到意外的驚喜,這就是科學(xué)探究的魅力.讓探究成為一種理念,成為一種態(tài)度,成為一種情趣.

    學(xué)業(yè)水平等級性考試,為高校選拔新生,要進(jìn)一步加強(qiáng)對學(xué)生探究能力的考查.

    教學(xué)中教師有責(zé)任幫助學(xué)生增強(qiáng)探究意識,提升探究能力.

    (2)試題舉例

    【例9】觀測宇宙中輻射電磁波的天體,距離越遠(yuǎn)單位面積接收的電磁波功率越小,觀測越困難.為了收集足夠強(qiáng)的來自天體的電磁波,增大望遠(yuǎn)鏡口徑是提高天文觀測能力的一條重要途徑.2016年9月25日,世界上最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST在我國貴州落成啟用,被譽(yù)為“中國天眼”.FAST直徑為500 m,有效提高了人類觀測宇宙的精度和范圍.

    (1)設(shè)直徑為100 m的望遠(yuǎn)鏡能夠接收到的來自某天體的電磁波功率為P1,計(jì)算FAST能夠接收到的來自該天體的電磁波功率P2;

    (2)在宇宙大尺度上,天體的空間分布是均勻的.僅以輻射功率為P的同類天體為觀測對象,設(shè)直徑為100 m的望遠(yuǎn)鏡能夠觀測到的此類天體數(shù)目是N0,計(jì)算FAST能夠觀測到的此類天體數(shù)目N.

    解析:(1)地球上不同望遠(yuǎn)鏡觀測同一天體,單位面積上接收的功率應(yīng)該相同,因此

    (2)在宇宙大尺度上,天體的空間分布是均勻的.因此,一個望遠(yuǎn)鏡能觀測到的此類天體數(shù)目正比于以望遠(yuǎn)鏡為球心、以最遠(yuǎn)觀測距離為半徑的球體體積.模型如圖10所示.

    圖10 望遠(yuǎn)鏡觀測天體模型1

    其中M表示地球,虛線圈1表示以最遠(yuǎn)觀測距離為半徑的球體體積.

    繼續(xù)建構(gòu)模型如圖11所示.

    圖11 望遠(yuǎn)鏡觀測天體模型2

    M表示地球,虛線圈1表示以最遠(yuǎn)觀測距離為半徑的球體體積.

    N表示離地球最遠(yuǎn)的還能觀測到的天體,虛線圈2表示天體輻射電磁波的球面波模型.

    地面上望遠(yuǎn)鏡能觀測到此類天體需收集到的電磁波的功率的最小值相等.

    設(shè)直徑為100 m的望遠(yuǎn)鏡和FAST能觀測到的最遠(yuǎn)距離分別為L0和L,則

    所以

    L=5L0

    試題設(shè)計(jì)了一個新情景、新問題,涉及新知識.解決這個問題,要求考生具有很強(qiáng)的獲取新知識的能力,豐富的空間想象能力,很強(qiáng)的建構(gòu)物理模型的能力,較扎實(shí)的邏輯推理能力以及自覺的探究意識和探究能力.通過閱讀和觀察,獲取新知識、新方法,這對學(xué)生來說應(yīng)該就是一種探究能力.此題不僅是情景創(chuàng)新,同時也是問題創(chuàng)新,很值得回味思考.

    一般來說,對于高考試卷的最后一道題,大家都會翹首期盼.因?yàn)檫@道題,很難研制,它不同于以往的一個復(fù)雜綜合題.它有很多功能,如不言而喻的選拔功能,讓優(yōu)秀學(xué)生展示才華的功能等等.還要體現(xiàn)高考的公平、公正.因此,要以一個全新的姿態(tài)與全體考生見面.高考之后,這個題目很可能成為一個重要的教學(xué)資源.它是一個體現(xiàn)集體智慧、反映創(chuàng)新成果、落實(shí)核心素養(yǎng)課程目標(biāo)的一個作品.當(dāng)你用欣賞和期盼的心態(tài)去審視這個題目時,有時會給你靈感.

    以上幾個題目展示,僅僅是拋磚引玉.落實(shí)核心素養(yǎng)課程目標(biāo),按照學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研制一份能夠考查學(xué)生學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)的試卷是有相當(dāng)難度的.特別是等級性考試的試卷,不僅為高校選拔合格新生,而且要為日常的教學(xué)發(fā)揮正確的導(dǎo)向作用,有其重要的作用和價值.命制這樣的試卷,需要多方面人才的共同努力,需要有正確的教育理念,扎實(shí)的知識架構(gòu),豐富的教學(xué)實(shí)踐,敏銳的時代意識,包容的心態(tài),實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和探索精神.相信,實(shí)踐探索一段時間之后,物理核心素養(yǎng)會深入人心,學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)會發(fā)揮其作用,體現(xiàn)和落實(shí)核心素養(yǎng)課程目標(biāo)的試題會不斷地涌現(xiàn).讓我們共同努力!

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