印度理工學(xué)院聯(lián)合入學(xué)考試物理試題評(píng)析

章雅琹 袁海泉

(1. 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215000;2. 江蘇省南京市江寧高級(jí)中學(xué)，江蘇 南京 211100)

近年來(lái)印度理工學(xué)院(IIT)培養(yǎng)的工程師在全世界名聲顯赫，美國(guó)頂級(jí)大學(xué)理工科的博士也有很多來(lái)自印度理工學(xué)院。雖然都是為高等院校選拔人才，但是印度的高等教育入學(xué)選拔與中國(guó)的高考和高校自主招生有很多的不同之處，物理學(xué)科作為印度理工學(xué)院聯(lián)合入學(xué)考試三門(mén)學(xué)科(物理、化學(xué)、數(shù)學(xué))中的一門(mén)，非常具有研究?jī)r(jià)值。

1 印度高考制度簡(jiǎn)介

印度的現(xiàn)代教育制度主要采用英國(guó)的教育體制，初中10年級(jí)和高中12年級(jí)學(xué)生分別參加全國(guó)統(tǒng)考。[1]高中12年級(jí)畢業(yè)統(tǒng)考成績(jī)是印度學(xué)生報(bào)考大學(xué)的重要依據(jù)，如果要報(bào)考國(guó)立大學(xué)等著名高校，還需要參加這些學(xué)校舉辦的招生考試或面試。

印度有很多專業(yè)教育聯(lián)合機(jī)構(gòu)，如醫(yī)學(xué)、工程、法律等院校聯(lián)合機(jī)構(gòu)，如果報(bào)考此類大學(xué)還需要參加這些機(jī)構(gòu)每年組織的聯(lián)合專業(yè)考試。[2]其中印度理工學(xué)院聯(lián)合入學(xué)考試(IIT-JEE)是最熱門(mén)的選擇之一，考試分兩部分，初試JEE(Main) 和復(fù)試JEE(Advanced)，兩次考試時(shí)間都是3小時(shí)，物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)三科合卷，全部為選擇題或有客觀答案的填空題，利用復(fù)試成績(jī)進(jìn)行排名。近5年該考試錄取率都低于2%，國(guó)內(nèi)有研究認(rèn)為這一考試的數(shù)學(xué)學(xué)科難度比中國(guó)高考難度略大，但是對(duì)于該考試物理學(xué)科試題特點(diǎn)還鮮有研究。

2 印度理工學(xué)院聯(lián)合入學(xué)物理考試的特點(diǎn)分析

《JEE初級(jí)與高級(jí)2019年物理教學(xué)大綱》由印度中央中等教育委員會(huì)(CBSE)制定，初試和復(fù)試的側(cè)重點(diǎn)各不相同，考試大綱一般兩年保持不變，考生基本都使用該IIT-JEE教學(xué)大綱作為復(fù)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)。印度理工學(xué)院聯(lián)合入學(xué)考試考查數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)三門(mén)學(xué)科，各學(xué)科的題型與占分比例情況如表1所示，通過(guò)對(duì)印度理工學(xué)院聯(lián)合入學(xué)考試物理復(fù)試試題的分析，發(fā)現(xiàn)它具有以下特點(diǎn)。

表1

2.1 重視實(shí)驗(yàn)技能考查

印度理工學(xué)院聯(lián)合入學(xué)考試中物理初試大綱包括兩部分：筆試和實(shí)驗(yàn)操作考試，初試大綱內(nèi)容如表2。

表2

初試的物理筆試涉及19個(gè)子項(xiàng)目，占80%的比重。B部分為實(shí)驗(yàn)操作考試,涉及22個(gè)實(shí)驗(yàn),具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如表3。

表3

由表3可看出，他們考查的大部分實(shí)驗(yàn)是測(cè)量性實(shí)驗(yàn)，其中至少有5個(gè)實(shí)驗(yàn)需要繪制特性曲線。實(shí)驗(yàn)考查在初試的物理考試中占20%，說(shuō)明該考試非常關(guān)注實(shí)驗(yàn)技能的考查，而在我國(guó)高考和自主招生考試中,大部分省份對(duì)實(shí)驗(yàn)操作技能的考查體現(xiàn)在書(shū)面考查中。

2.2 數(shù)學(xué)工具的使用有高度

在高中物理學(xué)習(xí)中，數(shù)學(xué)是處理物理問(wèn)題的重要工具，它提供了對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行定量分析和計(jì)算的途徑，提供了物理概念與物理規(guī)律簡(jiǎn)潔精確的表達(dá)式。因此，高中生掌握好數(shù)學(xué)知識(shí)和方法，在物理問(wèn)題解決中善用數(shù)學(xué)工具,對(duì)學(xué)好物理是非常有益的。運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決物理問(wèn)題也是很多高中生學(xué)習(xí)物理的難點(diǎn)，難度較大的數(shù)學(xué)工具在印度理工學(xué)院聯(lián)合入學(xué)考試物理試題中使用較為多見(jiàn)，例如微積分、不等式和泰勒級(jí)數(shù)等。

2.3 物理知識(shí)的要求有深度

印度理工學(xué)院聯(lián)合入學(xué)考試物理試題考查的知識(shí)點(diǎn)范圍廣、難度大。例如基爾霍夫定律、幾何光學(xué)中的厚透鏡、與表面張力相關(guān)的毛細(xì)現(xiàn)象、靜電場(chǎng)的高斯定律、多普勒效應(yīng)、液體的潛熱等在試卷中都有所體現(xiàn)，考查的物理知識(shí)也非常有深度，這在我國(guó)的物理教學(xué)中屬于大學(xué)教學(xué)內(nèi)容。

例2(2019年):如圖1所示，初始電路中沒(méi)有電流，開(kāi)關(guān)S1和S2斷開(kāi)，各個(gè)電容器的電容量分別為C1=10μF,C2=30μF,C3=C4=80μF，下列表述中正確的是( )。

圖1

A.t=0時(shí)刻，閉合開(kāi)關(guān)S1，回路中的電流為25mA

B. 如果閉合S1直至電容器充電完成，C1兩端的電壓為4V

C.如果閉合S1直至電容器充電完成，然后再閉合S2，閉合瞬間通過(guò)(P和Q之間)30Ω的電阻的電流為0.2A

D. 如果閉合S1直至電容器充電完成，P、Q間的電勢(shì)差將會(huì)達(dá)到10V

解析：本題考查了電容器暫態(tài)問(wèn)題，閉合S1時(shí)，C4、C1和C3將進(jìn)行充電。再閉合S2，將形成多個(gè)電源、多個(gè)回路的復(fù)雜電路，根據(jù)基爾霍夫定律，列出方程組，進(jìn)行計(jì)算，正確答案為A、B。本題既考查了基本串聯(lián)電路，又考查了復(fù)雜電路，這需要對(duì)各個(gè)元器件原理的理解非常透徹。

例3(2019年):如圖2所示，一薄凸透鏡由兩種折射率分別為n1和n2的材料組成。左右兩側(cè)球面的曲率半徑相等，當(dāng)n1=n2=n時(shí)，凸透鏡的焦距為f。當(dāng)n1=n，n2=n+Δn時(shí)，凸透鏡的焦距為f+Δf。假設(shè)Δn?(n-1)且1

圖2

B. 如果n=1.5，Δn=10-3，f=20cm，那么|Δf|=0.02cm

解析：利用雙凸透鏡的知識(shí)，結(jié)合數(shù)學(xué)不等式等知識(shí)，得到正確答案為B、C、D。整體計(jì)算量較大，對(duì)數(shù)學(xué)計(jì)算能力要求較高，對(duì)幾何光學(xué)知識(shí)要求也較高，雙凸透鏡焦距的計(jì)算在我國(guó)中學(xué)物理中很少涉及。

由上述例題可以看出，印度理工學(xué)院聯(lián)合招生入學(xué)考試的物理試題難度較大，涉及的知識(shí)面較廣，具有較高的區(qū)分度，體現(xiàn)了選拔性。當(dāng)然，這樣難度的題目并不適用于所有學(xué)生，所以參加該考試的學(xué)生都需要補(bǔ)習(xí)額外的物理知識(shí)，并進(jìn)行大量的模擬練習(xí)。

2.4 題目情境設(shè)置較為單一

印度理工學(xué)院聯(lián)合入學(xué)考試物理試題的表述簡(jiǎn)潔、規(guī)范，符合物理學(xué)科特點(diǎn)，但是幾乎沒(méi)有設(shè)置真實(shí)情境。題目表達(dá)簡(jiǎn)明、易懂，多為簡(jiǎn)單陳述句，閱讀量較小。由上述的幾道例題也可以看出，試卷與學(xué)生的實(shí)際生活距離較大，幾乎沒(méi)有鋪墊的閱讀材料。究其原因，可能有下列幾個(gè)方面。

(1) 該考試面向的考生都是未來(lái)的理工科人才，選拔性考試中更關(guān)注學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)與科學(xué)思維。

(2) 該考試中物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)三科合卷考試，一共需要三小時(shí)，計(jì)算量大，時(shí)間較為緊張。不設(shè)置情境，幫助學(xué)生減少干擾項(xiàng)，讓學(xué)生迅速進(jìn)入分析題意、建立模型的過(guò)程，提高解題效率和準(zhǔn)確率。

(3) 目前印度公立學(xué)校的基礎(chǔ)教育較為薄弱，不少學(xué)生英文閱讀能力較差,復(fù)雜的情境設(shè)置容易降低試卷的效度。

物理情境的設(shè)置有助于學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際，也有助于引導(dǎo)學(xué)生更加關(guān)注生活，關(guān)注身邊的現(xiàn)象及其蘊(yùn)含的物理原理，[3]同時(shí)設(shè)置物理情境也是對(duì)學(xué)生閱讀和分析能力的一種考查。

3 結(jié)語(yǔ)

從整體上來(lái)看，印度理工學(xué)院入學(xué)考試物理學(xué)科比中國(guó)高校的自主招生考試的難度要大，也沒(méi)有遵循先易后難、由淺入深的編排順序。這樣的考試既是對(duì)學(xué)生能力的一種考查，又是對(duì)學(xué)生心理狀態(tài)的考驗(yàn)，體現(xiàn)了精英教育的理念。

考試方式在一定程度上引導(dǎo)著日常教學(xué)，因?yàn)橛《壤砉W(xué)院務(wù)實(shí)的實(shí)驗(yàn)考查方式，使印度不少中學(xué)和補(bǔ)習(xí)班非常重視實(shí)驗(yàn)操作。對(duì)比來(lái)看，我國(guó)大部分學(xué)校的物理教學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作并不重視，使學(xué)生的能力培養(yǎng)存在一定的局限性。

印度高校在選拔性考試中有很大的自主權(quán)，有選擇性的考試對(duì)整個(gè)社會(huì)的學(xué)習(xí)氣氛起了很好的帶動(dòng)作用。不同的聯(lián)合機(jī)構(gòu)考查的學(xué)科各不相同，這讓學(xué)生有機(jī)會(huì)對(duì)自己感興趣的學(xué)科深入研究，避開(kāi)薄弱學(xué)科，更容易樹(shù)立學(xué)習(xí)目標(biāo)，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。