高考評價體系之“四翼”考查要求對物理教學的啟示

◇ 廣東 吳迎春

1 落實基本概念、原理和規(guī)律的教學

基礎(chǔ)性試題一般以日常教學中基本的問題情境為載體,考查物理學科的基本知識和方法.如2017年全國卷Ⅰ第14題考查反沖中的動量守恒問題,2018年全國卷Ⅰ第16題考查點電荷的電場及疊加問題,2019年全國卷Ⅰ第14題考查氫原子能級結(jié)構(gòu)、能級躍遷問題.試題情境源于教學實際,屬于基本概念的考查,學生很容易解答.這就引導教師在日常教學中重視物理學科的基礎(chǔ)內(nèi)容,確保學生理解和掌握基本概念、基本規(guī)律,夯實他們的知識基礎(chǔ).

落實基本概念、基本規(guī)律的教學,一是在新課環(huán)節(jié).對于一個概念,我們要解決這樣三個問題:為什么要引入它?它的含義是什么?它與其他概念有什么區(qū)別與聯(lián)系?對于基本規(guī)律,教學時也要明確規(guī)律形成的依據(jù)、方法和過程,規(guī)律的物理意義及其表述,規(guī)律的適用條件及與相關(guān)規(guī)律的區(qū)別和聯(lián)系.這樣可以幫助學生體會科學的發(fā)展規(guī)律,形成合理的知識體系,也有助于正確地使用規(guī)律解決問題.

二是要求學生及時鞏固.每節(jié)課之前,我們可以用兩三分鐘以填空的形式對前面的基本概念和規(guī)律做一個知識回顧;或是針對易混淆的概念、易用錯的規(guī)律,設(shè)計一些選擇題,主動查找學生的漏洞.雖然物理強調(diào)的不是一個個孤立的知識點,但要能靈活運用這些知識點解決問題,理解這些知識點尤為重要.

2 加強對物理知識體系的梳理,構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),為學生提供更豐富的多元化信息呈現(xiàn)方式,引導學生融會貫通

物理評價改革強調(diào)必備知識,不是強化對知識的死記硬背,而是強調(diào)融會貫通.比如2018年全國卷Ⅰ第18題考查運動的合成與分解、動能定理,2019年全國卷Ⅰ第17題考查通電導線在磁場中所受安培力、電路串聯(lián)和并聯(lián).這些試題非常注重基礎(chǔ)知識的聯(lián)系及各模塊之間的綜合應(yīng)用,做到了在必備知識和關(guān)鍵能力的基礎(chǔ)上滲透考查學生的學科素養(yǎng),體現(xiàn)了高考試題的綜合性.

構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),并不是說在復習的時候給出全章的知識體系,而是構(gòu)建知識的橫向及縱向的鏈接.對教師來說,在例題教學時可以選取典型例題,通過改變條件或倒置因果等方式設(shè)計變式訓練,一題多變可以涉及更多的物理知識和物理過程,通過變式把物理知識引出來,對于學生系統(tǒng)地掌握知識、靈活地運用知識有很大的益處.當然,教師也可以選取典例進行一題多解.比如光滑水平面上的木板—木塊問題,我們可以從牛頓運動定律角度求解,也可以從動量的角度求解.引導學生用多種思路解題,能把更多的知識和方法都聯(lián)系起來,加深其對物理概念和公式的記憶和理解,同時也能使學生靈活地運用所學知識和已掌握的解題思路,形成立體的思維網(wǎng)絡(luò),從而選取最簡捷的解決方法,培養(yǎng)思維的靈活性.

除解題時需要綜合運用多種知識,有些綜合性試題的問題情境也比較復雜,常用圖象來呈現(xiàn)物理信息,如2017年全國卷Ⅰ第20題的φ-r圖象,2018年全國卷Ⅰ第21題的等勢面,2019年全國卷Ⅰ第20題的B-t圖象、第21題的a-x圖象和第25題的v-t圖象等.解決這類綜合性試題,從圖象中獲取信息的能力是關(guān)鍵.在物理教學中,應(yīng)當為學生提供文字、公式、數(shù)據(jù)表格、圖象等多種試題情境,使學生從多元化信息中提取有效信息,從而構(gòu)建正確的物理圖景來解決問題.

教學中應(yīng)適當?shù)剡\用物理圖象來輔助教學.與枯燥的文字表述和抽象的公式相比,圖象更為生動和直觀,更有利于學生理解和掌握物理知識.比如抽象的電場用電場線表示就更為直觀,學生也更容易理解.再比如2017年全國卷Ⅰ第25題,考查牛頓第二定律及勻變速直線運動的規(guī)律,雖然考查的知識比較簡單,但物體運動的過程比較多,解題時如能配合v-t圖象,不僅可以將復雜問題簡化,還能有效避免學生對某些細節(jié)的忽視,提高解題能力.不僅如此,像彈簧的F-x圖象、電場中的E-x圖象等,它們的面積或斜率都有其物理意義,合理利用圖象來解題,有時可以讓學生在困境中找到線索.所以,多用圖象來輔助教學和解題,讓學生切身感受圖象的優(yōu)越性,他們會更愿意用圖象法來解決物理問題.

3 引導學生關(guān)注生活中的物理問題,在分析實際問題的過程中主動構(gòu)建物理模型

物理學科與科學技術(shù)進步、生產(chǎn)生活實際緊密聯(lián)系,在日常教學中,要引導學生關(guān)心身邊的物理問題,關(guān)注科學發(fā)展和社會進步,體會物理在生產(chǎn)生活中的重要作用,激發(fā)學生學習物理的興趣.在高考中,以應(yīng)用性為主的試題,多是選取生產(chǎn)生活中的實際問題設(shè)置情境,要求學生抓住情境的核心要素構(gòu)建物理模型,強調(diào)學以致用.如2017年全國卷Ⅰ第15題的乒乓球發(fā)球機,2019年全國卷Ⅰ第18題中籃球運動員原地垂直起跳扣籃等.

對于這類試題,就要求教師在教學中多為學生創(chuàng)設(shè)真實的情境,為學生科學思維的培養(yǎng)創(chuàng)造條件,讓學生在真實情境中提取核心要素,建構(gòu)物理模型,在推理論證中解決問題.

4 在科學探究的過程中落實學生的實驗技能培養(yǎng)

高考評價體系“四翼”的考查要求中明確提出創(chuàng)新性,增強試題的探究性,因此,加強對學生創(chuàng)新能力的考查將是必然趨勢.物理考試的創(chuàng)新性可通過創(chuàng)新試題的呈現(xiàn)方式和設(shè)問方式來實現(xiàn).

前者主要表現(xiàn)為問題情境與前沿技術(shù)和工程項目緊密結(jié)合,如2017年全國卷Ⅰ的第17、18題就分別以“人造太陽”發(fā)電和掃描隧道顯微鏡(ST M)中隔離振動噪聲的有效措施為素材,2018年全國卷Ⅰ第20題以人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波為背景,2019年全國卷Ⅰ第16題則以我國正在研制的“長征九號”大推力火箭發(fā)動機為背景.由于需要兼顧我國整體的教育均衡情況,這類試題并沒有深入挖掘考查學生的創(chuàng)新思維和意識,除去創(chuàng)新的背景,題干還是比較清晰明了的.

創(chuàng)新設(shè)問方式多數(shù)體現(xiàn)在實驗題上.如2018年全國卷Ⅰ的電學實驗,研究熱敏電阻的溫度特性,考查了描點、作圖、讀表及替代法測電阻.2019年全國卷Ⅰ電學實驗,考查電流表改裝電路中電阻的連接、電表的校準等問題.這些實驗源于教材,卻不拘泥于教材.在實驗教學中,要以中學物理教材中的基本實驗為本,培養(yǎng)學生知識遷移的能力,樹立創(chuàng)新意識.

遷移能力的培養(yǎng)離不開基本知識和基本技能的訓練,因此,應(yīng)加強高中物理實驗中常用的八種儀器(打點計時器、彈簧測力計、滑動變阻器、游標卡尺、螺旋測微器、電流表、電壓表、多用電表)工作原理的訓練,加強對儀器操作步驟的訓練.以打點計時器為例,高中物理必修第一冊學習了用打點計時器(結(jié)合刻度尺)記錄物體的運動信息(時間、位移和平均速度),若運動是勻變速運動還可以測量瞬時速度和加速度.因此,以后凡是涉及位移、時間、加速度和速度的實驗,都可以用到打點計時器.熟知打點計時器原理后,對于不方便連接紙帶的物體,拍攝頻閃照片(手機連拍)也能實現(xiàn)相同的效果.如果跳出基本實驗器材的思維局限,利用平拋運動的下落高度和水平位移可以計算瞬時速度,因此也可以將平拋運動運用到力學實驗中.對于力學中的一些創(chuàng)新性實驗,總結(jié)起來大多是在時間、位移、速度、加速度、力和質(zhì)量等物理量上做文章.針對實驗中新穎的設(shè)問方式,充分經(jīng)過雙基訓練的學生,自然能將知識遷移到新問題中,知道哪些量可以測得以及缺少哪些儀器,做到胸有成竹.

除去實驗原理、儀器的選擇,實驗數(shù)據(jù)的處理也可以有多種方式,比如教材中的“測量電源電動勢和內(nèi)阻”實驗,數(shù)據(jù)處理有解析法和圖象法.圖象法處理數(shù)據(jù)的依據(jù)是函數(shù),當兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系是正比例或一次函數(shù)時,圖象為直線,處理起來比較簡單,如果圖象是特殊曲線呢,是否可以通過公式變形轉(zhuǎn)化成直線來求解?比如“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,當合外力一定時,加速度和質(zhì)量的倒數(shù)關(guān)系就可以畫成一條直線.可以引導學生去思考,物理中還有哪些實驗可以這樣處理?如果已經(jīng)提供了創(chuàng)新的圖象,學生也可以反向思考,以圖象縱坐標為變量、橫坐標為自變量寫出函數(shù)關(guān)系式,從而找到圖象中隱藏的斜率、截距等信息.

物理實驗是培養(yǎng)物理創(chuàng)新能力的極佳載體,課堂教學中應(yīng)立足雙基,腳踏實地,針對訓練.但簡單機械地過量考查,容易引發(fā)學生機械記憶,因此,教學進度上要“快步走?；仡^”,條件允許的情況下應(yīng)開放實驗室,反復做教材上的基本實驗,每次帶著挑剔的眼光重新觀察做過的實驗,用新視角審視傳統(tǒng)實驗,進一步樹立動手操作意識和質(zhì)疑意識.

隨著高考改革工作的推進,截止目前,全國已有14省市進入高考改革試點,物理考試作為高中學業(yè)水平選擇性考試,以等級分或原始分計入總成績.雖然高考方案的變化或許會使試卷題型與之前有所不同,但新試題體現(xiàn)高考評價體系的內(nèi)涵是不變的.教師要理解和領(lǐng)會高考評價體系內(nèi)容,并在教學實踐中有的放矢,為應(yīng)對新高考方案的實施做好充分的準備.