例談?wù)憬呖祭砭C物理試題的命題依據(jù)及特點(diǎn)

王亦敏

（浙江嵊州市教研室，浙江 嵊州 312400）

如何提高高考復(fù)習(xí)效率以達(dá)到事半功倍的效果，是廣大高三教師苦苦思索的問題.高考試題是高考命題專家經(jīng)過長時間的思考編制出來的，是命題專家的創(chuàng)造，但任何創(chuàng)造都是有一定的思維起點(diǎn)的.組織高考復(fù)習(xí)的有效方法應(yīng)該研究高考命題的源頭和依據(jù)，以命題思維起點(diǎn)為基礎(chǔ).本文以浙江省理綜物理高考試題為例，分析命題依據(jù)和試題特點(diǎn).

1 高考理綜物理部分命題的主要依據(jù)及應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和研究的材料

《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確了高中物理課程的性質(zhì)、基本理念，提出了課程總目標(biāo)和課程具體目標(biāo)，課程標(biāo)準(zhǔn)對高考命題起著宏觀上指導(dǎo)作用.《考試大綱》將《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求具體地轉(zhuǎn)化為高考的考試性質(zhì)、內(nèi)容和形式、命題原則、題型、試卷結(jié)構(gòu)等.上述《物理教學(xué)指導(dǎo)意見》是針對浙江教學(xué)和考生實(shí)際而編寫的，它是全國《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》結(jié)合浙江實(shí)際的具體化、明確化，既界定了基本要求，又界定了教學(xué)的較高要求，是浙江高考自主命題的依據(jù).上述《物理教學(xué)指導(dǎo)意見》對教學(xué)的深廣度進(jìn)行了界定，說明中有很多內(nèi)容是需要教師認(rèn)真研究和把握的，以使高考復(fù)習(xí)具有更強(qiáng)的針對性.如在萬有引力一章中雖然沒有對“雙星問題”明確不要求的說明，但在曲線運(yùn)動一章的有“不要求分析與計(jì)算兩個物體聯(lián)結(jié)在一起（包括不接觸）做圓周運(yùn)動時的問題”的說明；在帶電粒子在電場中的運(yùn)動中有“不涉及兩偏轉(zhuǎn)電極同時加電壓的情形”，因此示波器之類的涉及兩個方向同時偏轉(zhuǎn)的題型顯然是不作要求的，如“帶電粒子偏轉(zhuǎn)運(yùn)動問題只限垂直入射且偏轉(zhuǎn)電極電壓恒定情況”，因此偏轉(zhuǎn)電壓是方波，鋸齒波等不恒定的問題也是不作要求的.另外，每年的高考考試說明中的樣卷也是考前應(yīng)重點(diǎn)研究的資料，高考樣卷在試題題型、結(jié)構(gòu)、難度等各方面提供了重要的參考信息.當(dāng)然，研究高考理綜物理試題的高考命題的思維起點(diǎn)，特別是近幾年的高考試題特點(diǎn)，對提高物理高考復(fù)習(xí)的針對性是非常有效的.

2 研究近年高考物理試題及總體特點(diǎn)

浙江省的物理新課程高考從2009年開始自主命題，到現(xiàn)在已有6年了，命題經(jīng)歷了“將穩(wěn)定放在第一位”到“在兼顧穩(wěn)定的前提下逐步體現(xiàn)新課改理念”，再到“控制試卷難度，助推課程改革”和“重視物理理解，追求知行合一”的轉(zhuǎn)變.浙江省的物理教學(xué)希望學(xué)生從“社會人”向“物理人”過渡，重視基于物理知識的分析、判斷、和推理能力的培養(yǎng)，重視“見物思理”和基于基本知識的建模.通過6年的實(shí)踐，浙江省的高考物理試題已形成了獨(dú)特的風(fēng)格，研究高考物理試題特點(diǎn)是提高備考復(fù)習(xí)實(shí)效的前提保證.筆者認(rèn)為浙江省自主命題來理綜物理試題主要有如下幾個比較明顯的特點(diǎn).

2.1 試題重視物理知識的應(yīng)用，體現(xiàn)物理與生活，社會與科技聯(lián)系

圖1

圖2

分析：試題緊密聯(lián)系科技或生活實(shí)際情景，且設(shè)計(jì)的問題貼近學(xué)生生活實(shí)際.讓學(xué)生感受到基礎(chǔ)知識和基本技能的重要性同時強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用的能力.

題2.（浙江省2014年第17題）一位游客在千島湖邊欲乘游船，當(dāng)日風(fēng)浪很大，游船上下浮動.可把游艇浮動簡化成豎直方向的簡諧運(yùn)動，振幅為20cm，周期為3.0s.當(dāng)船上升到最高點(diǎn)時，甲板剛好與碼頭地面平齊.地面與甲板的高度差不超過10cm時，游客能舒服地登船.在一個周期內(nèi)，游客能舒服地登船的時間是

（A）0.5s. （B）0.75s.

（C）1.0s. （D）1.5s.

分析：試題把生活中船的浮動與簡諧運(yùn)動聯(lián)系起來，通過理論聯(lián)系實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生在生活中學(xué)習(xí)物理知識.

2.2 試題注重建模和知識的綜合運(yùn)用

圖3

題3.（浙江省2011年第14題）如圖3所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”.兩人中間位置處有一分界線，約定先使對方過分界線者為贏.若繩子質(zhì)量不計(jì)，冰面可看成光滑，則下列說法正確的是

（A）甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力.

（B）甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力.

（C）若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利.

（D）若乙收繩的速度比甲快，則已能贏得“拔河”比賽的勝利.

題4.（浙江省2011年第16題）如圖4所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1＝800和n2＝200的兩個線圈，上線圈兩端u＝51sin314tV的交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)可能是

圖4

（A）2.0V.

（B）9.0V.

（C）12.7V.

（D）144.0V.

分析：上述第14題考查學(xué)生面對新的情景不能死記硬背，應(yīng)該從原理和本質(zhì)上理解物理問題，考查用基本物理方法建立模型處理實(shí)際問題的能力；而第16題要求考生不是只會簡單地套用公式結(jié)論，而是應(yīng)理解公式使用的條件，同時考查考生是否經(jīng)歷了理想變壓器模型建立的過程體驗(yàn).

2.3 試題重視對實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐能力的考核（真實(shí)、體驗(yàn)、過程）

筆者認(rèn)為浙江省的高考物理實(shí)驗(yàn)試題特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：試題關(guān)注學(xué)生的基本素養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，注重學(xué)生的思維，注重實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)用；基本儀器的選擇和使用，照片實(shí)物成為常見形式；重視實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)體驗(yàn)，注重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖表的分析；描點(diǎn)作圖成為經(jīng)典，運(yùn)用圖像分析和處理問題多；注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)，對結(jié)論進(jìn)行分析和評價.

題5.（浙江省2009年第22題）某學(xué)生從標(biāo)稱為“220V25W”、“220V300W”、“220V500W”的3只燈泡中任選1只，正確使用多用電表測量燈泡阻值如圖5（b）所示.該燈泡的阻值是________Ω，標(biāo)稱的額定功率為________W.

圖5

分析：本題學(xué)生如果只通過讀數(shù)和計(jì)算就會得出錯誤的選擇，應(yīng)考慮燈泡在實(shí)際使用情況下電阻隨溫度變化了.讓學(xué)生學(xué)習(xí)“真實(shí)”的物理，見物思理（重視模型的建立過程，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得到體驗(yàn)）.

題6.（浙江省2013年第22題）采用如圖6（a）所示的電路“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”.

（1）除了選用圖6（b）照片中的部分器材外，填選項(xiàng)

（A）還需要電壓表.

（B）還需要電流表.

（C）還需要學(xué)生電源.

（D）不再需要任何器材.

圖6

（2）測量所得數(shù)據(jù)如表1所示，用作圖法求得電池的內(nèi)阻r＝________；

表1 6次測量的數(shù)據(jù)

（3）根據(jù)表1第5組所測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻RA＝________.

分析：本題突出考查了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的體驗(yàn)，體現(xiàn)了探究性，通過作圖處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過分析得出結(jié)論，注重對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與解釋能力的考查.

值得注意的是浙江省已明確提出“四基教學(xué)目標(biāo)”，將人才培養(yǎng)所需要的“活動經(jīng)歷與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)”稱為基本經(jīng)歷，與“基本知識、基本技能、基本思想”一起稱為“四基教學(xué)目標(biāo)”.“四基教學(xué)目標(biāo)”的提出拓展了高考命題的思路，近幾年的浙江試題對基本經(jīng)歷的考查不斷出現(xiàn)，如2013年第25題的第（2）小題對在不改變潛艇結(jié)構(gòu)的前提下，簡述潛艇如何轉(zhuǎn)彎？如何“倒車”？如果考生在生活中有推小推車和在水中劃船的經(jīng)歷，就很容易解答.

2.4 試題注重作圖和圖表等數(shù)據(jù)表達(dá)方式

浙江省近幾年物理試題加大了圖像、圖形的信息表達(dá)考查力度，可能是示意圖，也可能是表達(dá)數(shù)據(jù)信息和變化趨勢的圖表.這增加了物理試題的相對難度，提高了試題的區(qū)分度和效度，對學(xué)生能力的甄別更加有效.每年除了個別選擇題沒用到圖像外，其他各題都用了圖像，2013年試卷中只有14題沒有涉及到圖像.

題7.（浙江省2011年第23題）如圖7（a）所示，在水平面上固定有長為L＝2m、寬為d＝1m的金屬“U”型軌導(dǎo)，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l＝0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化規(guī)律如圖7（b）所示.在t＝0時刻，質(zhì)量為m＝0.1kg的導(dǎo)體棒以v0＝1m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為λ＝0.1Ω/m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響（取g＝10 m/s2）.

圖7

（1）通過計(jì)算分析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動情況；

（2）計(jì)算4s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；

（3）計(jì)算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱.

分析：該題的設(shè)置非常巧妙，似乎要變磁場切割磁感應(yīng)線，但設(shè)置數(shù)值讓滑桿停在外面，用一張圖將兩個互不關(guān)聯(lián)的問題聯(lián)系起來.這就要求考生會看圖，不為圖像的表面形狀所迷惑，由坐標(biāo)系縱軸和橫軸所代表的物理量，結(jié)合圖像，認(rèn)識圖像所表達(dá)的物理意義；會用圖，能夠運(yùn)用已知的物理圖像抓住物理量的變化關(guān)系，對照題目的有關(guān)的定律、定理，闡述有關(guān)的物理問題；會換圖，將同一物理過程的變化規(guī)律用不同的物理圖像表達(dá)出來.會畫圖，根據(jù)題目的條件正確畫出物理函數(shù)圖像，能夠?qū)⑽锢磉^程的變化規(guī)律用不同的圖像反映出來.

2.5 開放性試題成為試題改革的重要方向

開放性試題是指能為學(xué)生提供廣闊思維空間，可從多角度、多層次、多渠道展開思信的一類問題.近幾年在浙江省高考試題中頻繁出現(xiàn)，成為了試題改革的重要方向，相對于傳統(tǒng)試題開放性試題更加靈活，所涉及的材料、創(chuàng)高級的情景，提出的問題等對考生來說十分新穎，能夠給學(xué)生創(chuàng)設(shè)更大的思維空間.開放性試題的答案往往具有多樣性、多元性，有利于學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力培養(yǎng).開放性試題更傾向于對學(xué)生能力，尤其是學(xué)習(xí)潛能的考查，有利于素質(zhì)高、能力強(qiáng)的優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出.這類試題的特點(diǎn)是允許學(xué)生從不同角度、不同層面回答問題，鼓勵學(xué)生各抒己見，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，同時開放性試題的解答過程中也強(qiáng)調(diào)基本的科學(xué)表述能力.

題8.（浙江省2010年第21－2題）在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測得電流－電壓的數(shù)據(jù)如表2所示.

表2 I-U 數(shù)據(jù)

圖8

（1）用表2數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線；

（2）為了探究燈絲電阻與溫度的關(guān)系，已作出電阻隨電流的變化曲線如圖8所示；請指出圖線的特征，并解釋形成的原因.

分析：本題的第（1）小題考查學(xué)生的作圖能力，第（2）小題屬于開放性的問題，注重對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與解釋能力的考查.大多數(shù)的考生只是回答電阻隨電流增大而增大或隨著溫度升高電阻增加，沒有對圖線反映的物理現(xiàn)象作全面的把握，實(shí)際上電阻隨電流增大；存在3個區(qū)間，電阻隨電流的變化快慢不同；第1區(qū)間電流很小時，電阻變化不大；第2區(qū)間燈絲溫度升高快，電阻增大快；第3區(qū)間部分電能轉(zhuǎn)化為光能，燈絲溫度升高變慢，電阻增大也變慢.

值得注意的是，這種開放性問答題在最近幾年的壓軸題中經(jīng)常出現(xiàn).

題9.（浙江省2012年第25題）為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一種“閃爍”裝置，如圖9所示，自行車后輪由半徑r1＝5.0×10－2m的金屬外圈、半徑r2＝0.40m的金屬外圈和絕緣輻條構(gòu)成.后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小燈泡.在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.10T、方向垂直紙面向外的“扇形”勻強(qiáng)磁場，其內(nèi)半徑為r1、外半徑為r2、張角θ＝π/6.后輪以角速度ω＝2πrad/s相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動.若不計(jì)其它電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng).

圖9

（1）當(dāng)金屬條ab進(jìn)入“扇形”磁場時，求感應(yīng)電動勢E，并指出ab上的電流方向；

（2）當(dāng)金屬條ab進(jìn)入“扇形”磁場時，畫出“閃爍”裝置的電路圖；

（3）從金屬條ab進(jìn)入“扇形”磁場開始，經(jīng)計(jì)算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢差Uab-t圖 像；

（4）若選擇的是“1.5V、0.3A”的小燈泡，該“閃爍”裝置能否正常工作？有學(xué)生提出，通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B、后輪外圈半徑r2、角速度ω和張角θ等物理量的大小，優(yōu)化前同學(xué)的設(shè)計(jì)方案，請給出你的評價.

分析：本題第（4）小題，該“閃爍”裝置能否正常工作？優(yōu)化前同學(xué)的設(shè)計(jì)方案，請給出你的評價，是浙江省高考題開放性試題的典型試題.與此類似的還有2013年第24題第（4）小題比較｜ΔEk左｜與｜ΔEk右｜的大小，并說明理由.2013年第25題壓軸題的第（3）小題：當(dāng)潛艇以恒定速度v0＝30m/s前進(jìn)時，海水在出口處相對于推進(jìn)器的速度v＝34m/s，思考專用直流電源所提供的電功率如何分配，求出相應(yīng)功率的大小等.

以上是新課改后浙江省高考物理試題的主要特點(diǎn)，認(rèn)識這些特點(diǎn)對提高物理高考復(fù)習(xí)的效率是非常必要的.

1 2014年浙江省普通高考考試說明［J］.浙江考試（增刊），2014（1）.

2 梁旭.基于對學(xué)生錯誤進(jìn)行認(rèn)知診斷的教學(xué)［J］.物理教學(xué)，2013（11）：57－61.