明晰高考命題原則 把控復習備考方向
——2021年高考廣東卷物理第14題溯源與深化

文∣曹芳

“帶電粒子在復合場中的運動”是高考命題的熱點，近五年的全國卷和單獨命題省份的考卷中多以主觀題的形式考查，且大部分是壓軸題。命題人通過創(chuàng)新情境，巧妙構思，編制出新穎獨特、形式多樣的試題，既考查力學和電磁學的主干知識，又考查學生的審題、模型建構和綜合分析能力。本文以2021年高考廣東卷物理第14題為例，追尋試題本源，探尋命題意圖，結合高考命題原則，拓展和深化試題，以期為復習備考提供有價值的意見。

一、試題溯源及評析

圖1

(1)當Ek0=0時，電子加速后均沿各磁場區(qū)邊緣進入磁場，且在電場內(nèi)相鄰運動軌跡的夾角θ均為45°，最終從Q點出射，運動軌跡如圖中帶箭頭實線所示，求Ⅰ區(qū)的磁感應強度大小、電子在Ⅰ區(qū)磁場中的運動時間及在Q點出射時的動能；

(2)已知電子只要不與Ⅰ區(qū)磁場外邊界相碰，就能從出射區(qū)域出射。當Ek0=keU時，要保證電子從出射區(qū)域出射，求k的最大值。

提及加速器，學生最熟悉的自然是回旋加速器，由于回旋加速器的結構和工作原理明確，命題者不容易進行拓展和創(chuàng)新，學生通過死記硬背其關鍵特點或“機械刷題”便可拿分。因此，對回旋加速器工作原理的考查，在近五年的全國卷中均未曾涉及。而花瓣形加速器是一項實用新型專利，其主要構造如圖2所示，包括電子槍、多個回轉(zhuǎn)磁鐵、加速腔和平臺。電子束從電子槍發(fā)出，進入中間的加速腔，加速后的電子被加速腔外的回轉(zhuǎn)磁鐵引導，又重新穿過加速腔。每穿過一次，電子能量增加一份，穿過n次就增加n份能量，最后用于照射需要處理的物質(zhì)。

圖2

教育部《關于做好2021年普通高校招生工作的通知》第九條明確表示,要深化考試內(nèi)容改革，2021年高考命題堅持立德樹人，加強對學生德智體美勞全面發(fā)展的考查和引導。優(yōu)化情境設計，增強試題開放性、靈活性，充分發(fā)揮高考命題的育人功能和積極導向作用，減少死記硬背和“機械刷題”現(xiàn)象。例題以花瓣形加速器這一實用新型專利為載體，優(yōu)化情境設計，基于中學生的理解能力對加速器的工作原理進行簡化和量化，在分析和解決實際問題的過程中考查學生的科學思維，落實核心素養(yǎng)。此題情境新穎，標新而不立異，堅持“信息切入、能力考查”的原則，是一道兼具育人功能和積極導向作用的好題，但本題作為本卷的壓軸題，難度略有不足。

二、試題拓展與深化

三、復習備考啟示

依據(jù)教育部公布的2021年高考命題的六大要求和十項原則，結合近五年全國卷及各省市的命題特點，筆者對帶電粒子在復合場中運動這一核心考點的復習備考提出以下三點建議。

(一)厘清幾種基本運動

復合場可分為組合場和疊加場。組合場是指空間不同區(qū)域有不同強弱或方向的電場或磁場，帶電粒子依次通過這些區(qū)域。疊加場是指空間的同一區(qū)域中電場、磁場和重力場中兩場或三場共存。近五年的高考試題中，考查帶電粒子在復合場中的運動形式主要有以下四種：勻速直線運動、勻加速直線運動、類平拋運動和勻速圓周運動。由于學生的理解能力和高考試題難度限制，較為復雜的螺旋曲線在高考命題中鮮有涉及。從歷年的高考試題和各類復習資料的典型例題來看，復合場種類繁多、形式多變，但不管其形式有多新穎，情境有多復雜，粒子的運動形式多是這四種基本模型。粒子的運動形勢由其所受的合外力決定，教師在教學中可以帶領學生對以上四種基本運動進行針對性練習，找出每一種運動可能出現(xiàn)在哪些場中，并對其基本特點進行歸納和整理，如表1所示。

表1 帶電粒子在復合場中的幾種基本運動

(二)強化主干知識教學

帶電粒子在復合場中運動的高考試題著重考查物理觀念中的運動觀念、相互作用觀念、能量觀念，考查四種基本運動模型，考查運動的合成與分解、牛頓運動定律、動能定理等基本方法和核心規(guī)律。高考試題非常重視對主干知識的考查。2021年高考命題的六大要求和十項原則明確指出，試題考查的學科核心內(nèi)容和主干知識應具有合理的覆蓋和比例，重點必考，主干多考，體現(xiàn)理論聯(lián)系實際的原則。

教師在剖析高考試題時，要讓學生深刻感悟主干知識在高考試題中的突出地位，讓學生意識到高考試題再怎么創(chuàng)新也離不開主干知識，切實讓學生領悟到題在書外、理在書內(nèi)。許多高考試題來源于教材中的情境、例題或課后習題，在復習備考中必須加強學生對教材中主干知識的精讀和理解，注重知識點之間的聯(lián)系和應用。把握知識的全面性、系統(tǒng)性，在面對實際問題時才能應對各種干擾，將實際問題模型化，順利解決問題。

(三)注重模型構建及遷移

構建物理模型是發(fā)展學生科學思維的重要途徑。高中物理學習在一定程度上就是學生學習構建物理模型，應用物理模型解決問題的過程。學生經(jīng)歷了模型建構的過程，才能體會到理論和實踐的差異，理解建立物理模型的意義。然而，目前的高中物理教學大部分存在重結果、輕過程的問題。很多學生重概念、規(guī)律、二級結論的機械記憶，不重視知識形成的過程；只會依葫蘆畫瓢，模仿性地解決一些簡單問題，一旦面對復雜的問題情境，不能透過現(xiàn)象看本質(zhì)，無法從現(xiàn)實情境中提煉出物理模型。本文中列舉的以花瓣形加速器為載體的高考試題，其基本原理跟回旋加速器類似，考查的模型也是此類問題中最為常見的“勻加速直線運動+勻速圓周運動”模型。這道題起點雖高，落點并不高。但此題題干較長、信息量大、情境新穎，大部分學生在讀完題目后未能準確地提煉出物理模型，第(1)問就被擋在門外。因此，教師在教學中要加強學生的審題能力，多設計一些情境新穎、信息量大、科技感強的題目，培養(yǎng)學生通過閱讀題干提煉有效信息，構建物理模型的能力。另外，教師在教學中還應注重對學生模型遷移能力的培養(yǎng)。在習題設計和講評時，重視一題多解、一題多變、多題歸一，拓寬知識的寬度、加深思維的深度，提升學生的科學思維能力和模型遷移能力?！澳芊駥⒃心Ｐ晚樌剡w移至新的情境”是考查學生對原有模型理解程度、學習品質(zhì)和效果的重要依據(jù)。

四、結語

高考對教學的反撥作用是不言而喻的，教學不可能脫離高考而“自說自話”。只有積極主動地研究新高考、新課標，參悟高考評價體系，才能把控備考方向，堅持教學創(chuàng)新。教師要以學科主干知識為載體，緊密聯(lián)系實際，逐步提升學生的學習能力和創(chuàng)新能力，促進學生的終身發(fā)展。