基于學(xué)科關(guān)鍵能力視角的物理高考試題分析

摘 要：運(yùn)用物理學(xué)科關(guān)鍵能力框架分析浙江省物理高考物理試題的能力試題考察現(xiàn)狀，并且依據(jù)試題類型針對(duì)題目類型進(jìn)行總結(jié)。分析浙江省高考部分物理試題對(duì)高中物理學(xué)科中學(xué)生的考察目的和關(guān)鍵能力。并以分析結(jié)果為基礎(chǔ)提出基于物理學(xué)科關(guān)鍵能力的命題反思與建議。

關(guān)鍵詞：高考物理;核心素養(yǎng);方法論

課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容和考試測(cè)評(píng)是目前教育領(lǐng)域內(nèi)完成學(xué)業(yè)指標(biāo)的三大內(nèi)容。新課改中強(qiáng)調(diào)物理教學(xué)應(yīng)該圍繞學(xué)生的核心素養(yǎng)，突出培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力。而要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，物理教師應(yīng)該明確課程目標(biāo)的同時(shí)，仔細(xì)研究高考試題，保證物理教學(xué)符合課程目標(biāo)并盡力幫助學(xué)生提高學(xué)業(yè)成績(jī)。

一、物理學(xué)科關(guān)鍵能力的內(nèi)涵及其活動(dòng)表現(xiàn)

物理學(xué)科中的基本能力和素養(yǎng)主要是高中物理順利學(xué)習(xí)內(nèi)容的重要基礎(chǔ)，是學(xué)生順利完成學(xué)習(xí)活動(dòng)的關(guān)鍵所在。其基本內(nèi)涵是具有系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的高中物理學(xué)科專業(yè)素養(yǎng)和知識(shí)技能。并且在這個(gè)過程中能夠?qū)W(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行定向的調(diào)節(jié)和執(zhí)行[1]。物理學(xué)的學(xué)習(xí)活動(dòng)可以從“知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)輸入”到“知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的輸出”兩個(gè)過程。在這其中，知識(shí)水平和經(jīng)驗(yàn)是學(xué)校效果的重要因素。這其中包括運(yùn)用各種技能以及經(jīng)驗(yàn)來分析和解釋有關(guān)物理學(xué)的實(shí)際情景和問題，并且提出具體的解決方案。

二、高考物理對(duì)學(xué)科關(guān)鍵能力的考查現(xiàn)狀分析

（一）重視基本實(shí)踐能力

通過歷年浙江省高考物理試卷的分析情況可以得知，高考物理試題考查應(yīng)用實(shí)踐能力對(duì)基本應(yīng)用能力的考察，這其中主要涵蓋學(xué)生們的分析解釋能力、推理應(yīng)用能力以及對(duì)題目的綜合應(yīng)用能力等等。并且結(jié)合試題題目分析可以發(fā)現(xiàn)[2]。應(yīng)用實(shí)踐能力部分基本涵蓋了高中物理可能的所有主題，尤其是直線運(yùn)動(dòng)、相互作用的內(nèi)容，已經(jīng)成為了歷次考試的重點(diǎn)內(nèi)容以及必考內(nèi)容。從學(xué)科關(guān)鍵能力視角來看，高考物理試題通過聯(lián)系生活中的實(shí)際現(xiàn)象并且結(jié)合實(shí)際的情景和場(chǎng)景具體的情境考查應(yīng)用實(shí)踐能力，要求學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)和解題經(jīng)驗(yàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際問題進(jìn)行解答，根據(jù)題目中的已知條件為起點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)容推理，并且論證預(yù)測(cè)的結(jié)果。此外還有一部分題目需要結(jié)合假設(shè)條件進(jìn)行解答，這部分內(nèi)容需要運(yùn)用基本的物理規(guī)律進(jìn)行推理。

例如浙江省2017年11選考第11題：

如圖所示，照片中的器材在水平路面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知圖中雙向四車道的總寬度約為15m，假設(shè)汽車受到的最大靜摩擦力等于車重的0.7倍，則運(yùn)動(dòng)的器材

A.所受的合力可能為零

B.只受重力和地面支持力作用

C.最大速度不能超過25m/s

D.所需的向心力由重力和支持力的合力提供

此題當(dāng)時(shí)引起了廣泛關(guān)注。特別是C選項(xiàng)，很多教師認(rèn)為題目中的有效信息，不足以解答題目。事實(shí)上，此題是對(duì)學(xué)生基本實(shí)踐能力的典型例子。題目中“缺失”的重要信息是過彎的半徑，學(xué)生需要通過比例尺的應(yīng)用，仔細(xì)觀察圖像后估測(cè)出汽車過彎半徑約為車道寬度的4倍，約為60米。

這道題目解決問題的方法不是僅僅通過把已經(jīng)數(shù)據(jù)代入物理公式然后簡(jiǎn)單計(jì)算就可以。需要聯(lián)系生活中的實(shí)際現(xiàn)象并且結(jié)合實(shí)際的情景和場(chǎng)景具體創(chuàng)新式的利用估測(cè)和比例尺進(jìn)行解答。所以這樣的題目對(duì)基本的實(shí)踐能力有極高的要求，也需要學(xué)生對(duì)解題方法有更深層次的理解。

（二）重視基本素養(yǎng)，突出基礎(chǔ)內(nèi)容

高考物理試題中對(duì)于創(chuàng)新能力的理解以及應(yīng)用非常全面。這其中涵蓋學(xué)生的直覺聯(lián)想，以及遷移的思維和構(gòu)件新模型的能力。對(duì)于內(nèi)容的考察充分的體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)于模型構(gòu)建過程的理解。這是數(shù)理類科目學(xué)習(xí)的關(guān)鍵性內(nèi)容，解析能力、空間想象能力是結(jié)題當(dāng)中的基本素養(yǎng)。并且在考察方式上，要求學(xué)生們對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容以及重點(diǎn)規(guī)律進(jìn)行遷移性的應(yīng)用。尤其是對(duì)遷移要素的考察，這部分內(nèi)容往往是對(duì)高水平學(xué)生的區(qū)分重點(diǎn)。

例如浙江省2018年11月選考21題：

21.（4分）【加試題】小明做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)的裝置如圖1所示，懸掛在O點(diǎn)的單擺由長(zhǎng)為l的細(xì)線和直徑為d的小球A組成，小球A與放置在光滑支撐桿上的直徑相同的小球B發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后小球A繼續(xù)擺動(dòng)，小球B做平拋運(yùn)動(dòng)。

（1）小明用游標(biāo)卡尺測(cè)小球A直徑如圖2所示，則d= mm。又測(cè)得了小球A質(zhì)量m1，細(xì)線長(zhǎng)度l，碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x、豎直下落高度h。為完成實(shí)驗(yàn)，還需要測(cè)量的物理量有： 。

（2）若A、B兩球碰后粘在一起形成新單擺，其周期 （選填“小于”、“等于”或“大于”）粘合前單擺的周期（擺角小于5°）。

此題的第二小題，對(duì)于大多數(shù)同學(xué)來說是一個(gè)較新的物理情景。所以題目除了考察學(xué)生對(duì)于單擺周期公式的理解，還對(duì)學(xué)生的空間想象能力以及規(guī)律遷移能力有較大要求。學(xué)生需要利用空間想象能力，大致的畫出兩球粘貼在一起后組成的形狀，同時(shí)依靠重心與物體質(zhì)量分布情況的規(guī)律的遷移，結(jié)合圖像判斷出新組成的單擺的擺長(zhǎng)變長(zhǎng)，才能正確解答。

（三）加強(qiáng)情境化設(shè)計(jì)，注重理論聯(lián)系實(shí)際

2014年的浙江高考物理卷的第23題改變了往常的常規(guī)做法，出人意料的聯(lián)系了生活中的軍事裝備作為了題目設(shè)置的情境。題目設(shè)置中對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了相關(guān)的探討。尤其是第三個(gè)小題的設(shè)置，要求對(duì)于“靶上只有一個(gè)孔”的形式進(jìn)行相關(guān)的探討。并以此現(xiàn)象為中間題目，思考成因。這部分內(nèi)容重點(diǎn)考察了學(xué)生對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)的掌控情況。重點(diǎn)考察了學(xué)生對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的掌控能力。

如圖中所示的情況，裝甲車在水平地面上以速度v0=20m/s的速度沿著直線的進(jìn)行形式。同時(shí)車上的槍管距離地面的高度為1.8米。同時(shí)在車的正前方豎立了一塊高度為兩米的長(zhǎng)方形靶子。其底面直接與地面進(jìn)行接觸。在運(yùn)行過程中，槍口距離靶子的距離為L(zhǎng)米時(shí)，機(jī)槍手正對(duì)著靶射出第一發(fā)子彈。這時(shí)候子彈相對(duì)于槍口的初速度為v=800m/s。并且與此同時(shí)，在子彈射出的過程中，裝甲車開始做勻減速的運(yùn)動(dòng)，并且在運(yùn)行到距離為90米后車停下。此時(shí)，射擊手開始發(fā)射第二發(fā)子彈。（本題目中不計(jì)算空氣阻力，子彈看成質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g=10m/s2）

（1）求裝甲車勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大?。?/p>

由v2=2ax，可得。

（2）第一發(fā)子彈：根據(jù)，可得離地高度為。

第二發(fā)子彈：根據(jù)，可得離地高度為，兩彈孔高度差為。

（3）若靶上只有一個(gè)彈孔，求L的范圍。

第一發(fā)子彈打到下沿：，第二發(fā)子彈打到下沿。

則此時(shí)L的范圍為。

該題第前兩問的問題來說題目較為簡(jiǎn)單，但是第三問的問題時(shí)選拔考生知識(shí)層次的重要內(nèi)容，就理解能力來說，本題設(shè)置的情景非常接近現(xiàn)實(shí)情況。需要考生結(jié)合題目圖樣開展空間想象能力對(duì)題目進(jìn)行展開求解。需要進(jìn)行深度的探討，才能給出較為全面的解析答案。

三、基于學(xué)科關(guān)鍵能力的教學(xué)反思與建議

（一）加強(qiáng)落實(shí)基本概念

《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中非常清晰的表明了高中物理課程中對(duì)于基本概念和基本內(nèi)容的實(shí)質(zhì)性考察和總計(jì)。并且提出了課程總體目標(biāo)和課程的具體規(guī)劃綱要。課程大綱和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容對(duì)于高考的命題具有明確的指導(dǎo)作用。同時(shí)在基本概念也是所有試題題目的基礎(chǔ)，無論是在試題結(jié)構(gòu)、難度等方面的內(nèi)容都是依靠這基本理論進(jìn)行展開。特別是近年來高考試題的特點(diǎn)，這對(duì)提高高考物理復(fù)習(xí)內(nèi)容中有針對(duì)性的復(fù)習(xí)時(shí)非常行之有效的。

（二）加強(qiáng)情景復(fù)式

情境化試題是考察學(xué)生們對(duì)物理學(xué)科知識(shí)理解的重點(diǎn)形式，也是科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的重要載體。一直以來，高考物理的命題工作一直都在注重理論和實(shí)際生活之間的連接。結(jié)合人們生活的生產(chǎn)情景能夠有效的反映當(dāng)代社會(huì)生產(chǎn)以及科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平。并以此為基礎(chǔ)重點(diǎn)考察學(xué)生的學(xué)以致用的能力。凸顯出物理學(xué)在解決實(shí)際問題，尤其是重大科學(xué)技術(shù)問題的地位。

（三）注重解題指導(dǎo)，提升學(xué)生邏輯思維

在教學(xué)的過程中，無論采用多么先進(jìn)的教學(xué)手段和教學(xué)模式，如果沒有學(xué)生的積極廣泛參與，將不會(huì)產(chǎn)生任何效果。為了使問題的能夠解決的可能性變大，提升學(xué)生潛在水平。這對(duì)學(xué)生的邏輯思維由極高的要求，為此教師在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中，有必要的為學(xué)生們的解題方法和解題格式進(jìn)行深度剖析，在不斷的進(jìn)行的方法論中不斷的提升學(xué)生們的邏輯思維。并且由邏輯思維進(jìn)一步拓展成為慣性思維。在應(yīng)對(duì)一題多變、一題多解的類型題目時(shí)，起到良好的解題效果。

參考文獻(xiàn)

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[2周分工.尋找最低點(diǎn)——對(duì)2018年浙江高考物理第13題的探討[J].物理教師，2018，39（09）：77-78.

作者簡(jiǎn)介：趙躍文（1985年4月-）男，漢族，四川古藺人，一級(jí)物理教師，教育碩士，研究方向?yàn)槲锢斫虒W(xué)