分析試題特點(diǎn) 減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)(下)
——以近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題為例

廣東省廣州市教育研究院(510030) 董友軍

江蘇省揚(yáng)州市江都中學(xué)(225200) 袁登山

高考物理試卷,立足“導(dǎo)向教學(xué)”,即表示高考物理試卷如同高中物理教學(xué)“指揮棒”,無(wú)論是高中、初中物理教學(xué),還是小學(xué)科學(xué)教學(xué),都應(yīng)該緊隨這個(gè)“指揮棒”。任何超越高考難度的教學(xué),既沒(méi)有教育價(jià)值,也違背教育規(guī)律,其結(jié)果就是“應(yīng)試教育”“加重負(fù)擔(dān)”。中共十八屆三中全會(huì)公報(bào)指出：“深化教育領(lǐng)域綜合改革”“標(biāo)本兼治減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)”。作為高中物理一線教師,應(yīng)該主動(dòng)貫徹十八屆三中全會(huì)精神,研究高考試卷、分析試題特點(diǎn)、把握試題導(dǎo)向,努力做到難度適宜、有的放矢、課堂高效。本文以近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題例,分析試題特點(diǎn),總結(jié)命題規(guī)律,從而提高備考效率,達(dá)到減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)的目標(biāo)。

1 高考真題

1.1 2016年全國(guó)1卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題

在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié),已知U約為18V,Ic約為10mA；流過(guò)報(bào)警器的電流超過(guò)20mA時(shí),報(bào)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(shí)阻值為650.0Ω。

(1)在答題卡上完成如圖1所示的待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線。

圖1 待連接電路

(2)在電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器____(填“R1”或“R2”)。

(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng).

電路接通前,需將電阻箱調(diào)到一定的阻值,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,這一阻值為_(kāi)___Ω；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于____(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是__________。

將開(kāi)關(guān)向____(填“c”或“d”)端閉合,緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,直至____。

(4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,將開(kāi)關(guān)向另一端閉合,報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用。

1.2 2017年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性。所使用的器材有：小燈泡 L(額定電壓3.8V,額定電流0.32 A)；電壓表 V(量程3V,內(nèi)阻3kΩ)；電流表 A(量程0.5A,內(nèi) 阻 0.5 Ω)；固定電阻R0(阻值1000Ω)；滑動(dòng)變阻器R(阻值0～9.0Ω)；電源E(電動(dòng)勢(shì)5V,內(nèi)阻不計(jì))；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線若干。

(1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0～3.8V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量,畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。

(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖2(a)所示。由實(shí)驗(yàn)曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻____(填“增大”“不變”或“減小”),燈絲的電阻率____(填“增大”“不變”或“減小”)。

(3)用另一電源E0(電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻1.00Ω)和題給器材連接成如圖2(b)所示的電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開(kāi)關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi),小燈泡的最小功率為_(kāi)___W,最大功率為_(kāi)___W(結(jié)果均保留2位小數(shù))。

1.3 2018年全國(guó)1卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題

圖2 小燈泡伏安特性曲線及實(shí)驗(yàn)電路圖

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖3(a)所示的電路探究在25～80℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性。所用器材有：置于溫控室(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT,其標(biāo)稱值(25℃時(shí)的阻值)為900.0Ω；電源E(6V,內(nèi)阻可忽略)；電壓表V(量程150mV)；定值電阻R0(阻值20.0Ω),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～999.9Ω)；單刀開(kāi)關(guān)S1,單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2。

實(shí)驗(yàn)時(shí),先按圖3(a)連接好電路,再將溫控室的溫度t升至80.0℃。將S2與1端接通,閉合S1,調(diào)節(jié)R1的滑片位置,使電壓表讀數(shù)為某一值U0；保持R1的滑片位置不變,將R2置于最大值,將S2與2端接通,調(diào)節(jié)R2,使電壓表讀數(shù)仍為U0；斷開(kāi)S1,記下此時(shí)R2的讀數(shù)。逐步降低溫控室的溫度t,得到相應(yīng)溫度下R2的阻值,直至溫度降到25.0℃。實(shí)驗(yàn)得到的R2-t數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 R2-t數(shù)據(jù)

回答下列問(wèn)題：

(1)在閉合S1前,圖3(a)中R1的滑片應(yīng)移動(dòng)到____填“a”或“b”)端。(2)在圖3(b)的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn),并做出R2-t曲線。

(3)由圖3(b)可得到RT在25～80℃范圍內(nèi)的溫度特性。當(dāng)t＝44.0 ℃時(shí),可得RT＝_____Ω。

(4)將RT握于手心,手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖3(c)所示,該讀數(shù)為_(kāi)____Ω,則手心溫度為_(kāi)____℃。

圖3 實(shí)驗(yàn)示意圖

2 試題分析

在教育部制定的考試大綱中,近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題的“內(nèi)容”和“說(shuō)明”都沒(méi)有變化,見(jiàn)表2。

對(duì)近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題進(jìn)行拆開(kāi)分析,具體情況見(jiàn)表3。

通過(guò)比較表格內(nèi)容,得出近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題存在如下特點(diǎn)。

2.1 特點(diǎn)一：以綱為本,考點(diǎn)組合

近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題,以考試大綱為本,組合考試大綱多個(gè)實(shí)驗(yàn),創(chuàng)設(shè)新的實(shí)驗(yàn)情境,考查學(xué)生電學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)。如2016年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題是實(shí)驗(yàn)七與實(shí)驗(yàn)十一組合、2017年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題是實(shí)驗(yàn)八與實(shí)驗(yàn)九組合、2018年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題是實(shí)驗(yàn)八與實(shí)驗(yàn)十一組合。

表2 近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題內(nèi)容和說(shuō)明

表3 近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題分析

2.2 特點(diǎn)二：依據(jù)素養(yǎng),確定目的

近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題,都是依據(jù)物理核心素養(yǎng)來(lái)確定考查實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。物理核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面。如2016年主要依據(jù)“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”確定考查“熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)”；2017年主要依據(jù)“科學(xué)思維”確定考查“研究小燈泡的伏安特性”；2018年主要依據(jù)“科學(xué)探究”確定考查“探究在25～80℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性”。

2.3 特點(diǎn)三：原理穩(wěn)定,方法單一

近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題,其實(shí)驗(yàn)原理穩(wěn)定,即都是閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律。電學(xué)實(shí)驗(yàn)題的測(cè)量對(duì)象滿足部分電路歐姆定律、整個(gè)電路滿足閉合電路歐姆定律,因此,電學(xué)實(shí)驗(yàn)題無(wú)論形式怎么變,其原理總是不變的。近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題,實(shí)驗(yàn)方法單一,即都用到等效替代法。如2016年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題通過(guò)等效替代法,用電阻箱顯示的阻值來(lái)確定熱敏電阻報(bào)警器需要的阻值；2017年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題通過(guò)等效替代法,用小量程的電壓表串聯(lián)一個(gè)定值電阻,組成一個(gè)滿足實(shí)驗(yàn)要求的大量程的電壓表；2018年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題通過(guò)等效替代法,用電阻箱顯示的阻值來(lái)確定熱敏電阻的阻值。

2.4 特點(diǎn)四：對(duì)象變化,測(cè)量創(chuàng)新

近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題,既“研究對(duì)象”發(fā)生變化,又“測(cè)量電路”推陳出新。如2016年電學(xué)實(shí)驗(yàn)題的研究對(duì)象是報(bào)警器,用電阻箱測(cè)量熱敏電阻的阻值；2017年電學(xué)實(shí)驗(yàn)題的研究對(duì)象是小燈泡,用電壓表和固定電阻組合來(lái)測(cè)量小燈泡的電壓,用電流表和電壓表組合來(lái)測(cè)量小燈泡電流；2018年電學(xué)實(shí)驗(yàn)題的研究對(duì)象是熱敏電阻,用電壓表和定值電阻來(lái)確定電路中的電流不變,用電阻箱來(lái)確定熱敏電阻的阻值。

2.5 特點(diǎn)五：設(shè)問(wèn)基礎(chǔ),重在綜合

近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題,設(shè)置的問(wèn)題以基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能為主,考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解能力和基本技能的應(yīng)用能力。如2016年設(shè)問(wèn) “滑動(dòng)變阻器的選用”、2017年設(shè)問(wèn) “從伏安特性曲線判斷電阻”、2018年設(shè)問(wèn) “由函數(shù)圖像,已知溫度求電阻”等,都是屬于考查基礎(chǔ)知識(shí)。又如2016年設(shè)問(wèn) “電路連線”、2017年設(shè)問(wèn) “電路設(shè)計(jì)”、2018年設(shè)問(wèn) “滑動(dòng)變阻器滑片位置”等等,都是屬于考查基本技能。雖然設(shè)問(wèn)都是基礎(chǔ)知識(shí),但要在高考實(shí)驗(yàn)題中取得好成績(jī),就必須對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行整合,具有綜合應(yīng)用能力。如2016年的設(shè)問(wèn) “滑動(dòng)變阻器的選用”、2017年的設(shè)問(wèn) “電路設(shè)計(jì)”、2018年的設(shè)問(wèn) “滑動(dòng)變阻器滑片位置”,這些問(wèn)題都需要綜合考慮,才能正確解答。

3 備考建議

根據(jù)以上近3年全國(guó)Ⅰ卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)題的主要特點(diǎn),提出以下備考建議。

3.1 依照考試大綱,明確教學(xué)難易

物理考試大綱,是教育部對(duì)物理高考試卷做出的權(quán)威規(guī)定,包括考試內(nèi)容和要求層次。近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題都是依照物理考試大綱進(jìn)行命制,沒(méi)有超出教學(xué)大綱規(guī)定的考查范圍和要求層次。因此在備考過(guò)程中,應(yīng)該嚴(yán)格遵循物理考試大綱的指導(dǎo),準(zhǔn)確把握物理考試大綱的要求,明確課堂教學(xué)的難易,并力求做到課后練習(xí),難易比例恰當(dāng),適合不同學(xué)生。對(duì)物理考試大綱中沒(méi)有的考點(diǎn),不要進(jìn)行無(wú)邊地拓展,因?yàn)閮?nèi)容拓展太多,是造成學(xué)生負(fù)擔(dān)過(guò)重,壓力過(guò)大的主要因素。

3.2 熟悉核心素養(yǎng),分辨考查目標(biāo)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn) (2017年版)》中指出,高考物理試題都是 “依據(jù)物理課程標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求”進(jìn)行命制,注重考查物理核心素養(yǎng)的四個(gè)方面,且 “每個(gè)試題立意明確,清楚指向物理學(xué)科核心素養(yǎng)某個(gè)或多個(gè)方面,盡量明確到對(duì)具體要素的測(cè)試”。身為高中物理一線教師,應(yīng)該熟悉物理核心素養(yǎng)的相關(guān)內(nèi)容,分辨高考物理試題的考查目標(biāo)。有學(xué)生問(wèn)為何每年都考電學(xué)實(shí)驗(yàn)題?因?yàn)?“電”本身體現(xiàn)了一種重要的物理觀念——物質(zhì)觀念,雖然 “電”看不見(jiàn)、也摸不著,但卻是客觀存在的,具有物質(zhì)的本質(zhì)特征,所以電學(xué)實(shí)驗(yàn)題是高考的必考內(nèi)容,即通過(guò)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查,可以培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念。近3年全國(guó)Ⅰ卷的電學(xué)實(shí)驗(yàn)題,主要通過(guò)等效替代法和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì),考查學(xué)生的科學(xué)思維。在備考過(guò)程中,若能分辨每個(gè)高考題的考查目標(biāo),就可以挑選有針對(duì)性的練習(xí),做到有備無(wú)患,起到減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)的效果。

3.3 挑選不同對(duì)象,運(yùn)用不同方法

在平時(shí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師在引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)器材工作原理和使用方法的基礎(chǔ)上,應(yīng)該多選擇不同研究對(duì)象,并運(yùn)用不同的方法進(jìn)行測(cè)量,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移能力。如測(cè)量某導(dǎo)體的電阻,可以用一個(gè)多用電表歐姆檔測(cè)量、可以用一個(gè)電壓表和一個(gè)電流表測(cè)量、可以用兩個(gè)電流表和一個(gè)定值電阻測(cè)量、可以用兩個(gè)電壓表和一個(gè)定值電阻測(cè)量等。這樣,有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維,起到舉一反三的作用,從而減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)強(qiáng)度。

3.4 重視雙基訓(xùn)練,培養(yǎng)綜合能力

近3年全國(guó)Ⅰ卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題難度適中,都是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的考查。部分電路歐姆定律和閉合電路歐姆定律是電學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),也是電學(xué)實(shí)驗(yàn)分析求解的起點(diǎn),教師必須重視這些基礎(chǔ)知識(shí)的講解和指導(dǎo),力求每個(gè)學(xué)生都能夠理解和應(yīng)用。教師在備考過(guò)程中,要求學(xué)生對(duì)物理考試大綱規(guī)定的五個(gè)實(shí)驗(yàn)相關(guān)理論基礎(chǔ)非常清楚,知道每一個(gè)物理量的求解方法,弄清實(shí)驗(yàn)器材的設(shè)計(jì)原理,掌握實(shí)驗(yàn)器材的使用方法以及注意事項(xiàng),同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生綜合應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)與技能的綜合應(yīng)用能力。若發(fā)現(xiàn)應(yīng)用存在的問(wèn)題,就及時(shí)分析原因,糾正錯(cuò)誤,并通過(guò)有針對(duì)性、有計(jì)劃性的練習(xí),達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的效果。

減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),既是教育行政部門的要求,也是學(xué)生個(gè)人的需要。教師通過(guò)細(xì)分試題特點(diǎn),可以調(diào)控試題難度、掌握教學(xué)深度,從而達(dá)到降低學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)的目標(biāo)。作為一線物理教師應(yīng)該堅(jiān)信：教師重分析,學(xué)生輕負(fù)擔(dān)。