新高考背景下物理試題素材的三大來源

金鵬+梁恒

摘 要： 有關高中物理試題編制的論文很多，不同的論文從不同的角度闡述了物理試題編制的不同觀點與方法。在浙江省新高考背景下，高中物理試題的編制有一定來源與背景。筆者基于對新高考實行以來最新的2016年浙江物理選考試卷和2016年杭州市物理教學質量檢測試卷的命題分析，著重從高中物理試題素材的三大來源談幾點認識與思考。

關鍵詞：物理試題；素材；新高考

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）6-0014-5

高中物理常規(guī)考試小到各類單元測試、月考、期中考試、期末考試，大到市級質量檢測考試、省級的學考與選考、全國高考等。考試的意義在于檢查學生對所學物理知識的識記、理解和應用能力，測試學生達到教學目標的程度，并為教師的后續(xù)教學提供反饋信息，對學生與教師的雙邊教學關系起到導向與激勵的作用。所有的考試都會涉及到試卷的命題，一份好的試卷是由好的物理試題組成，所以高質量的物理試題就顯得非常重要。如何編制高質量的物理試題應該成為物理教師必備的重要技能之一。

筆者基于對2016年浙江物理選考試卷及杭州市物理教學質量檢測試卷的命題分析，從物理試題素材的三大來源談談對高中物理命題的認識與思考。

一份好的物理試卷離不開原創(chuàng)性試題的加入。原創(chuàng)性試題的數(shù)量多少與題目好壞決定了整份試卷的質量高低。原創(chuàng)性試題能夠很好地融合新科技和加入新的物理情景，使得物理試題能推陳出新，貼近生活與現(xiàn)代科技社會，尤其在浙江省新高考（物理選考與學考）的改革背景下備受青睞。

原創(chuàng)性試題要求命題教師要善于觀察和記錄生活，要密切關注現(xiàn)代科技，要對物理課本和經(jīng)典試題了如指掌；在這樣的基礎上，還要求命題教師能夠選取合適的情景，提取出相應的素材，提煉出合理的物理模型，科學地設置問題，還要做出規(guī)范的配套解答。在這一系列的命題過程中，還需全盤考慮所給數(shù)據(jù)是否合理，所設置的情景是否科學，所提出的問題是否到位且在《考試說明》規(guī)定的范圍內(nèi)。如果試題給出的數(shù)據(jù)之間出現(xiàn)不自洽的情況，就會出現(xiàn)科學性的錯誤。這種情況有時難以避免，包括高等級的考試試題偶爾也會受到同行的爭議。因為一份試卷在公開測試之前，能夠接觸到試卷題目的教師、學生畢竟是極少數(shù)，而原創(chuàng)試題至少在數(shù)據(jù)上是全新的、沒有在大范圍內(nèi)使用過的，所以在試題測試之中或之后，就有可能出現(xiàn)預先沒有想到的問題或有待商榷的地方。這就對命題教師提出了很高的要求。命題教師需要對試題反復推算、仔細揣摩，必要時找同行尋求幫助。

原創(chuàng)性試題最重要的來源是課本、生活和現(xiàn)代科技，這也是新高考命題青睞的三大“寶庫”。物理課本是課程標準唯一的權威載體，而生活與科技更是物理的源泉與動力。

1 源于課本的題目

例如，浙江新高考2016年4月份選考卷（以下簡稱“4月卷”）第8題：

密立根油滴實驗原理如圖1所示。兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負極相接，板間電壓為U，形成豎直向下場強為E的勻強電場。用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質量和電荷量各不相同的油滴。通過顯微鏡可找到懸浮不動的油滴，若此懸浮油滴的質量為m，則下列說法正確的是（ ）

A.懸浮油滴帶正電

B.懸浮油滴的電荷量為

C.增大場強，懸浮油滴將向上運動

D.油滴的電荷量不一定是電子電量的整數(shù)倍

圖1 密立根油滴實驗原理圖

本題利用了人教版高中《物理》選修3-1第37頁“科學足跡”中的圖1.9-8進行編制，利用“科學足跡”中描述的情景和原樣的插圖進行選項的設置，考查學生對課本的研讀程度和對課本相關欄目的重視程度。

例如，浙江新高考2016年10月份選考卷（以下簡稱“10月卷”）第8題：

如圖2為某一電場的電場線，M、N、P 為電場線上的三個點，M 、N 是同一電場線上的兩點。下列判斷正確的是（ ）

A.M、N、P 三點中N 點的場強最大

B.M、N、P 三點中N 點的電勢最高

C.負電荷在M 點的電勢能大于在N 點的電勢能

D.正電荷從M 點自由釋放，電荷將沿電場線運動到N 點

本題利用了人教版高中《物理》選修3-1第20頁“問題與練習”第3題的圖1.4-6進行編制，考查學生對課本中“問題與練習”的掌握程度。

像這樣利用課本中的原樣插圖進行編制的題目在4月卷和10月卷中還有很多。例如：4月卷的第13題（固定在x軸上的兩個電荷）來源于選修3-1第15頁的“問題與練習”；10月卷的第15題（氫原子的能級圖）來源于選修3-5第58頁的課本插圖18.4-2；第20題（過山車模型）來源于必修2第80頁“問題與練習”第2題的圖7.9-4。

又如2016年杭州市物理教學質量檢測（以下簡稱“檢測”）高一試卷中的第6題：如圖3所示，兩束光分別沿著與坐標軸平行的方向照射從O點水平拋出做平拋運動的物體A，在兩個坐標軸上留下了物體的兩個“影子”。下面四幅圖中能正確描述“影子”運動的圖像是（ ）

A.影子在x軸上的x-t圖 B. 影子在x軸上的v-t圖

C.影子在y軸上的x-t圖 D.影子在y軸上的v-t圖

本題中的平行光照射平拋物體的圖像就是高中《物理》必修2課本中的原圖。經(jīng)過一番描述之后，便可以考查學生對平拋運動兩個方向上分運動的掌握和理解情況。并且此題中還融入了x-t圖像和v-t圖像的考查，既屬于基礎的重點內(nèi)容，又有一定的綜合性。要求學生既對平拋運動的兩個分運動非常熟悉，又要求學生對x-t圖像和v-t圖像有一定的掌握。

在“檢測”中利用課本插圖作為原創(chuàng)題目取材的還有高一試卷的第10題（自行車腳踏板、鏈條、后輪聯(lián)動裝置）來源于必修2第22頁“思考與討論”的圖5.5-5。

這樣的題目一般奉行的出題原則就是源于課本，高于課本。這類題目常常來源于課本的經(jīng)典方法、圖形圖像、“思考與討論”、典型例題、“說一說”“做一做”“問題與練習”、演示實驗、“科學漫步”和課題研究。教師在教學中要理解教材中不同欄目的設置及其功能，結合具體的問題落實到位，在與學生交流、討論、檢測中都可以靈活多樣，要符合學情和考情，科學地處理好教材資源，真正讓教材成為廣大師生的“助考器”[1]。

2 源于生活的題目

2.1 源于日常生活

例如4月卷的第10題：

某卡車在公路上與路旁障礙物相撞。處理事故的警察在泥地中發(fā)現(xiàn)了一個小的金屬物體，經(jīng)判斷，它是相撞瞬間車頂上一個松脫的零件被拋出而陷在泥里的。為了判斷卡車是否超速，需要測量的量是（ ）

A.車的長度，車的重量

B.車的高度，車的重量

C.車的長度，零件脫落點與陷落點的水平距離

D.車的高度，零件脫落點與陷落點的水平距離

本題以交通事故作為背景，考查平拋運動的知識。車輛與障礙物、車輛與車輛相撞是生活中常見的事情，也是考生平時都有所見、有所聞的情景。

又如10月卷中的第5題：

在G20峰會“最憶是杭州”的文藝演出中，芭蕾舞演員保持如圖4所示姿勢原地旋轉，此時手臂上A、B兩點角速度大小分別為ωA、ωB，線速度大小分別為vA、vB，則（ ）

A.ωA<ωB

B. ωA>ωB

C. vA

D.vA>vB

本題利用了杭州近期重大的國際要事G20峰會進行編制，這樣的背景是每一個考生都知道的，從而體現(xiàn)了高考的公平性；此題考查了圓周運動中線速度和角速度的大小關系。

與此極為類似的是“檢測”高二試卷的第7題（“檢測”卷于2016年6月份進行了測試）：

電子滅蚊拍是夏天必備的滅蚊神器。如圖5所示，假設用手握緊滅蚊拍的手柄，轉動手肘關節(jié)揮動滅蚊拍，則下列說法正確的是（ ）

A.圖中的A、B兩點線速度大小相等

B.圖中的A、B兩點中B點線速度較大

C.圖中的A、B兩點中A點角速度較大

D.圖中的A、B兩點中A點向心加速度較大

本題的圖片來源于“淘寶”上的圖片，只要打開“淘寶”APP的軟件，在首頁輸入“滅蚊拍”后，類似的圖片數(shù)不勝數(shù)。而“滅蚊拍”本身也是大家生活中常備的“神器”，廣為人知。這樣的題目情景讓考生能夠體驗到物理來源于生活，物理就在身邊；讓考生感受到生活處處是物理，物理處處是生活。本題考查的是角速度相同的圓周運動中半徑不同則線速度、加速度大小不同。

除此之外，筆者利用日常生活中諸多的情景進行原創(chuàng)的題目在“檢測”中還有很多，例如高一試卷的第2題（手握杯子）、第3題（高速公路）、第5題（樹葉落地）、第8題（日常刷牙）、第14題（滬寧高速常州段重大車禍與高速路上停車拍照）、第15題（常州恐龍園里的“通天塔”）、第21題（生活中的傳送帶系統(tǒng)）等。

可以看出，其中以公共運輸、交通事故為背景的題目較多，一是公共運輸與老百姓的生活息息相關；二是以交通事故為背景能夠提高考生的安全防范意識，達到一定的安全教育的目的，也是一種寓“德”于題的體現(xiàn)。

2.2 源于體育運動

例如4月卷中的第2題：

如圖6所示是某人在投飛鏢，飛鏢在飛行途中受到的力有（ ）

A.推力

B.重力、空氣阻力

C.重力、推力

D.重力、推力、空氣阻力

這是一道以投擲飛鏢作為背景的試題。這樣的情景也是考生非常熟悉且很可能玩耍過的，考查學生對物體受力分析的正確認識。

類似的還有4月卷的第5題（短道速滑）、10月卷的第3題（中國女排在奧運會中的比賽）、第6題（野外攀巖）。

又如“檢測”高一試卷的第4題：

跑步機已經(jīng)慢慢進入老百姓的日常生活。尤其在下雨天的時候，跑步機可以讓你的鍛煉風雨無阻。如圖7所示是某位健身愛好者在跑步機上跑了一段時間后的顯示屏照片（跑步者開始跑步時所有數(shù)據(jù)從零開始計），由圖片顯示的信息可知，該健身愛好者在這段時間內(nèi)（等同于在操場上跑步）的平均速率約為（ ）

A.2.36 m/s B.3.1 m/s

C.5.8 m/s D.11.6 m/s

本題的來源是體育運動中跑步鍛煉的情景。考查學生對體育運動中的物理相關知識的掌握與計算。

除此之外，利用體育運動中的情景進行原創(chuàng)的題目在“檢測”中還有高一試卷的第16題：背景為學生在體育測試中的引體向上，設置了與功和功率相關的物理問題。

這樣的命題思路與來源，是和當代社會提倡“全民健身”的大背景相吻合的，是一種順應現(xiàn)代社會要求的體現(xiàn)。

2.3 源于影視動畫

例如“檢測”高二試卷的第20題：

動畫片《熊出沒》（圖8）中有這樣一個情節(jié)：某天熊大和熊二中了光頭強設計的陷阱，被掛在了樹上。聰明的熊大想出了一個辦法，讓自己和熊二蕩起來使繩子斷裂而被解救，其過程可以簡化為圖9。設懸掛點為O，離地面高度為H=8 m，兩熊可視為（處于它們重心A處的）質點，總質量m=1000 kg，懸掛點O到A處的繩長L=3 m（且在運動過程中保持不變）。若兩熊的運動始終處在豎直紙面內(nèi)，它們蕩起來使繩子偏離豎直方向的最大夾角θ=30°，不計一切阻力。求：（本題計算中取=1.7）

（1）兩熊蕩至最低點時的最大速率；

（2）若兩熊能被解救，繩子能承受的最大拉力不超過多少？

（3）若兩熊能被解救，在它們運動前方離O點水平距離為s=4 m處有一個水池，通過計算說明兩熊是否能落入水池中。

這道題目的背景是較為知名的動畫片《熊出沒》。以這樣的背景命題能激發(fā)考生一定的興趣，讓物理題顯得不那么單調與乏味。像這樣的命題來源還可以是很多知名的影視片，因為影視片中的場景、情節(jié)就含有很多物理知識。筆者編著的省級精品選修課教材《物理視角中的電影》[2]一書中就有大量鮮活的例子。這樣的命題思路在以后的各類考試中也定會有所體現(xiàn)。

由此可以看出，生活情景是物理試題的重要來源之一。所以，這就要求出題老師平時多觀察、多記錄生活（通過拍照、拍攝視頻等形式），以避免“素材用時方恨少”的尷尬局面。另一方面，從考生的角度思考，這就要求考生平時要多在生活中細心觀察，善于思考，不懂就問，把生活與物理聯(lián)系起來，要逐步養(yǎng)成多用物理思維思考生活的習慣。以生活情景來命題也能讓考生體會到物理是有用的，物理是有趣的，物理是不難的。

3 源于科技的題目

例如10月卷的第12題：

如圖10所示，“天宮二號”在距離地面393 km 的近圓軌道運行。已知萬有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，地球質量M=6.0×1024 kg，地球半徑R=6.4×103 km。由以上數(shù)據(jù)可估算（ ）

A.“天宮二號”的質量

B.“天宮二號”的運行速度

C.“天宮二號”受到的向心力

D.地球對“天宮二號”的引力

又如10月卷的第4題：

如圖11所示，無人機在空中勻速上升時，不斷增加的能量是（ ）

A.動能 B.動能、重力勢能

C.重力勢能、機械能

D.動能、重力勢能、機械能

此題以現(xiàn)在較為熱門的“無人機”作為背景進行編制，融入了生活中的科技情景，考查對能量的認識與判斷。

其實，早在6月份的高二“檢測”中筆者就以相同的科技背景進行試題的編制，例如第8題：

在2016年，神舟十一號飛船將在天宮二號發(fā)射后擇機發(fā)射，并與天宮二號對接，如圖12，目的是為了更好地掌握空間交會對接技術，開展地球觀測和空間地球系統(tǒng)科學、空間應用新技術、空間技術和航天醫(yī)學等領域的應用和試驗。神舟十一號由長征二號F運載火箭發(fā)射。假設天宮二號在距離地球表面400 km的軌道上做勻速圓周運動，則下列說法正確的是（ ）

A. 天宮二號的向心加速度小于9.8 m/s2

B. 天宮二號的運行周期約為1 h

C. 天宮二號的運行速度可以達到7.9 km/s

D. 神州十一號與天宮二號對接后，運行速率一定比對接前天宮二號的速率大

除此以外，在2016年新高考中，利用新能源、新科技等作為題目背景的還有4月卷的第11題（探測衛(wèi)星“悟空”）、第12題（太陽能路燈）、第23題（火箭發(fā)射裝置），10月卷的第11題（機器人）、第23題（質譜儀模型）。

物理學的建立與發(fā)展往往都是與科技相關聯(lián)的。科技上的需求推動了物理學的發(fā)展，而物理學的發(fā)展又推動了科技的進步。尤其是現(xiàn)在熱門的無人機技術、航天技術、環(huán)保節(jié)能技術等更是試題青睞的題目背景。所以，不管是作為命題老師還是考生，在平時都應該多多對這些科技背景加以關注，這對于教師命題或考生備考都是很有益的。再如，課本中提到的科技——回旋加速器、速度選擇器、磁流體發(fā)電機、霍爾元件、電磁流量計等也經(jīng)常成為命題老師出題的首選，甚至是試卷的壓軸題。

另外，試題編制完成以后需要編制參考答案，確定評分標準。試題、答案都檢查無誤后，還需要仿照格式，規(guī)范字體字號排版，重點檢測圖片是否有缺漏、錯位等。等到最后正式印刷之前，命題人還要做最后的確認，盡量讓印刷出來的試題趨于或達到零差錯。

在試題用于檢測后，命題教師要及時采集和分析該試題的相關數(shù)據(jù)，并作好詳細的記錄（例如最高分、最低分、優(yōu)秀率、合格率、整卷平均分、各題平均分以及各題的典型錯誤）[3]，這樣一方面可以及時對本次命題進行反思和反饋，調整和修正有疑義、有爭議的題目，收集學生中優(yōu)秀的多種解法，完善參考答案；另一方面也為以后的命題積累原始數(shù)據(jù)與材料，組成自己的圖庫和題庫，為下次編制更完善、合理、科學的物理試題做好充足的準備。

參考文獻：

[1]吳俊.如何在新高考背景下充分挖掘與利用教材資源[J].中學物理教學參考，2016，45（Z1）：67-68.

[2]金鵬，等.物理視角中的電影（力學篇）[M].杭州：杭州出版社，2014.

[3]吳炳光.編制高質量物理試卷的操作流程和注意事項[J].中學物理，2014，32（11）：25.

（欄目編輯 趙保鋼）