基于“批判性思維”的2023年全國(guó)新課標(biāo)卷物理試題研究

王 健

(河北保定市第二中學(xué))

2020年,教育部考試中心正式發(fā)布《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》,系統(tǒng)闡述了“一核”“四層”“四翼”的具體內(nèi)容,集中回答了高考“為什么考、考什么、怎么考”的關(guān)鍵問題,明確提出了發(fā)散思維、逆向思維、批判性思維等思維品質(zhì)是創(chuàng)新思維的重要特征.《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系說明》規(guī)定了高考命題的基本方向和具體要求.具體來講,“四層”中的“關(guān)鍵能力”和“學(xué)科素養(yǎng)”以及“四翼”中的“綜合性”“應(yīng)用性”“創(chuàng)新性”都在某種程度上集中體現(xiàn)了“以批判性思維為代表的關(guān)鍵能力”的核心價(jià)值和主張.2023年高考物理試題明顯加強(qiáng)了對(duì)批判性思維能力的考查.本文基于“批判性思維”對(duì)2023年全國(guó)高考物理試題進(jìn)行分析和研究,并用于指導(dǎo)一線教學(xué)和學(xué)習(xí).

1 批判性思維的特點(diǎn)

批判性思維要求學(xué)生具有獨(dú)立思考的能力,能夠自覺運(yùn)用分析推理、邏輯論證、甄別加工等方法,使用可靠的證據(jù),得出自己的觀點(diǎn),解決實(shí)際問題.批判性思維強(qiáng)調(diào)獨(dú)立開放、敢于質(zhì)疑、多角度的思考方式,就是要引導(dǎo)高中教學(xué)改變追求唯一標(biāo)準(zhǔn)答案與答題套路等重復(fù)、機(jī)械、固化的訓(xùn)練模式.

2 試題特點(diǎn)分析

2.1 發(fā)現(xiàn)試題情境中的隱含條件

例如,在力和運(yùn)動(dòng)的試題中,能量守恒就是一個(gè)隱含前提.相關(guān)試題通常旨在充分考查學(xué)生的思維能力,以及對(duì)機(jī)械能守能定律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律的理解和應(yīng)用,提高學(xué)生通過試題情境挖掘試題本身的知識(shí)內(nèi)容的能力.

例1(2023年新課標(biāo)卷第20題)一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下,由靜止開始在水平地面上沿x軸運(yùn)動(dòng),出發(fā)點(diǎn)為x軸零點(diǎn),拉力做的功W與物體坐標(biāo)x的關(guān)系如圖1所示.物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,重力加速度大小取10m·s—2.下列說法正確的是( ).

圖1

A.在x＝1 m 時(shí),拉力的功率為6 W

B.在x＝4 m 時(shí),物體的動(dòng)能為2J

C.從x＝0 運(yùn)動(dòng)到x＝2m,物體克服摩擦力做的功為8J

D.從x＝0運(yùn)動(dòng)到x＝4 m 的過程中,物體的動(dòng)量最大為2kg·m·s—1

從x＝0運(yùn)動(dòng)到x＝2m,物體克服摩擦力做的功為Wf＝μmgx＝8J.選項(xiàng)C正確.根據(jù)W-x圖像可知在0～2m 的過程中F1＝6N,2～4m 的過程中F2＝3N,由于物體受到的摩擦力恒為Ff＝4N,則物體在x＝2m 處速度最大,且根據(jù)選項(xiàng)A、B 分析可知,此時(shí)的速度,則從x＝0運(yùn)動(dòng)到x＝4m的過程中,物體的動(dòng)量最大為s—1,選項(xiàng)D 錯(cuò)誤.

故選B、C.

2.2 尋找物理過程中的臨界條件

臨界條件是高考命題的一個(gè)重要方向和關(guān)鍵考點(diǎn),教師可在求解極值問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)臨界條件的判斷和理解能力.

例2(2023年新課標(biāo)卷第24題)將扁平的石子向水面快速拋出,石子可能會(huì)在水面上一跳一跳地飛向遠(yuǎn)方,俗稱“打水漂”.要使石子從水面跳起產(chǎn)生“水漂”效果,石子接觸水面時(shí)的速度方向與水面的夾角不能大于θ.為了觀察到“水漂”,一同學(xué)將一石子從距水面高度為h處水平拋出,拋出速度的最小值為多少? (不計(jì)石子在空中飛行時(shí)的空氣阻力,重力加速度大小為g)

2.3 多解問題

周期性運(yùn)動(dòng)中的多解問題,以及題設(shè)條件的開放性或者初始條件的不確定造成結(jié)果的多種可能性問題,都有助于培養(yǎng)學(xué)生考慮問題的全面性.

例3(2023年新課標(biāo)卷第18題)一電子和一α粒子從鉛盒上的小孔O豎直向上射出后,打到鉛盒上方水平放置的屏幕P上的a和b兩點(diǎn),a點(diǎn)在小孔O的正上方,b點(diǎn)在a點(diǎn)的右側(cè),如圖2所示.已知α粒子的速度約為電子速度的,鉛盒與屏幕之間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),則電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向可能為( ).

圖2

A.電場(chǎng)方向水平向左、磁場(chǎng)方向垂直紙面向里

B.電場(chǎng)方向水平向左、磁場(chǎng)方向垂直紙面向外

C.電場(chǎng)方向水平向右、磁場(chǎng)方向垂直紙面向里

D.電場(chǎng)方向水平向右、磁場(chǎng)方向垂直紙面向外

電場(chǎng)方向向右,磁場(chǎng)垂直紙面向里,如果α粒子打在a點(diǎn),即向右的電場(chǎng)力和向左的洛倫茲力平衡,有qE＝qvB,故,因?yàn)殡娮铀俣却?受到向右的洛倫茲力大于向左的電場(chǎng)力,電子向右偏轉(zhuǎn).同理,如果電子打在a點(diǎn),則α粒子受到的向右的電場(chǎng)力大于向左的洛倫茲力,α粒子向右偏轉(zhuǎn),也會(huì)打在b點(diǎn).電場(chǎng)向右,磁場(chǎng)垂直紙面向外時(shí),α粒子受到向右的電場(chǎng)力和洛倫茲力,電子受到向左的電場(chǎng)力和洛倫茲力,均不能受力平衡打到a點(diǎn),故選項(xiàng)C 正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

故選C.

2.4 發(fā)散思維

培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力,考查學(xué)生針對(duì)同一個(gè)問題情境,從不同方面進(jìn)行解決的能力.

例4(2023年新課標(biāo)卷第18題)一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的正方形金屬細(xì)框,每邊電阻為R0,置于光滑的絕緣水平桌面(紙面)上.寬度為2L的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,兩虛線為磁場(chǎng)邊界,如圖3-甲所示.

圖3

(1)使金屬框以一定的初速度向右運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng).運(yùn)動(dòng)過程中金屬框的左、右邊框始終與磁場(chǎng)邊界平行,金屬框完全穿過磁場(chǎng)區(qū)域后,速度大小降為它初速度的一半,求金屬框的初速度大小.

(2)在桌面上固定兩條光滑長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌與磁場(chǎng)邊界垂直,左端連接電阻R1＝2R0,導(dǎo)軌電阻可忽略,金屬框置于導(dǎo)軌上,如圖3-乙所示.讓金屬框以與(1)中相同的初速度向右運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng).運(yùn)動(dòng)過程中金屬框的上、下邊框處處與導(dǎo)軌始終接觸良好.求在金屬框整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,電阻R1產(chǎn)生的熱量.

(2)設(shè)金屬框的初速度為v0,金屬框完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的末速度為v1,向右為正方向.由于導(dǎo)軌電阻可忽略,此時(shí)金屬框上下部分被短路,故電路中總電阻

圖4

設(shè)線框剛離開磁場(chǎng)時(shí)的速度為v2,根據(jù)動(dòng)量定理有,解得v2＝0,則說明線框剛離開磁場(chǎng)時(shí)就停止運(yùn)動(dòng)了,根據(jù)能量守恒定律有,其中

則在金屬框整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,電阻R1產(chǎn)生的熱量

3 啟示

教學(xué)過程中,要注意避免學(xué)生死記硬背,而是讓他們體會(huì)和理解知識(shí)的生成過程.考試過程中,通過情境的創(chuàng)設(shè),可考查學(xué)生的思維能力和探究能力,激發(fā)學(xué)生思考、探索和實(shí)踐的潛能,不斷提升學(xué)生思考和探究的能力.

總之,教師在教學(xué)過程中要注重研究教材,改善教學(xué)方法,以便為學(xué)生提供更多深度學(xué)習(xí)和思考的機(jī)會(huì);重視情境化設(shè)計(jì),擴(kuò)展素材選取范圍,在問題情境中發(fā)展和優(yōu)化學(xué)生物理素養(yǎng);重視對(duì)學(xué)生閱讀能力、信息加工能力和思辨能力的培養(yǎng),優(yōu)化能力結(jié)構(gòu),促進(jìn)學(xué)生均衡發(fā)展.

(完)