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今年的物理命題仍強調對物理過程與方法的考核,側重于對考生分析和解決問題能力的考查。試題恰當的體現了“命題以能力測試為主導,著重考查考生對物理學科的基礎知識、基本技能的掌握和綜合應用所學知識分析問題、解決問題的能力,重視理論聯系實際,重注考查學生的科學素養。”,試卷符合《考試說明》的規定和要求,沒有超出《考試說明》的范圍。試題著重考查考生對基本概念、基本規律理解的準確程度和深度,同時注重考查聯系實際、運用物理理論知識對物理問題進行判斷、分析、推理和解決的能力。
1、難度適中,區分度好
試卷按分值來看,難易比例大約為:易:中:難=20: 65:25。2014年安徽理綜物理卷總體難度較為適中,尤其選擇題題難度低于去年。試題閱讀量適中,知識覆蓋面較廣,各模塊占比較為合理。試題側重于能力的考查,對主干知識考查不刻意回避常規模型,有所創新,不落俗套,有些題目初看似曾相識,但入手后又感覺不一樣,重視考察考生對物理概念和規律本質的掌握程度和對信息的提取能力。選擇題整體難度較去年有所下降,實驗題難度力學持平、電學比去年略高,而計算題前兩題難度有提高。從整體來看,無偏題怪題,容易入手,但整體難度不比去年低,對程度中上等的學生有利。
2、繼續保持穩定
2014年安徽理綜物理卷體現了很好的穩定性,這便于學生的正常發揮,有利于學生備考。試題總數目不變,共11題。試題類型不變,共分三類題型且每個題型的賦分不變:單項選擇7題42分,實驗題一力一電共18分,計算題共3題50分。
3、穩中有變。
(1)選修部分所占比例有所增加
2014年安徽理綜物理卷試題穩中有變:知識模塊賦分有微調,力學必修1、2模塊:14、15、19、21(1)、22、24共約40分,占總分數的37%;電學模塊選修3-1:17、18、20、21(2)、22、23共約40分,占總分數的37%。必修部分占總分的76%,覆蓋了大部分的Ⅱ級知識點。考查選修3-2、選修3-4、選修3-5部分試題:14、16、20、23、24分值大約有30分左右,占總分數的26%,略超過總分值的20%。
(2)計算題變化大、難度有所加強
選擇題知識點是4力3電。實驗題一力一電,總分值不變。計算題變化較大,計算一考查帶電粒子從空中落到電容器中的運動,是力電綜合題,難度比前幾年要略大。計算二是電磁感應中的力電綜合題,本題較難,比壓軸題的前兩問難,估計本題得分率不高。計算三考查板塊模型,是動量和能量的綜合題,前兩問大部分同學可以完成,但受前一題的影響,可能有些同學放棄了本題。總體來看,計算題的難度超過去年。
4、推陳出新。
物理選擇題19題把課本上的水平圓盤改成傾斜的圓盤,這一創新非常的好,讓學生既熟悉而又陌生,入手容易上手難。計算題23題,電磁感應的力電綜合問題,“ ”形狀的光滑金屬導軌位于傾角θ為30°的斜面上,本題陷阱很多,不做細致的電路、受力、運動和功能分析很難做好本題,這個題目是在常規的題目中改成傾斜放置,而又考查回路之外的那部分導體棒的電動勢,這正好擊中了我們的薄弱點。
5、閱讀量加大、科技信息量提高
選擇題14、18、20涉及到物理的思維方法、科技信息,要求學生有較強的科技閱讀能力,從中提取物理信息,建立模型,從而解決物理問題。這要求我們的學生不僅僅會做題還應會閱讀會搜索,有敏銳的物理嗅覺,較強的信息提取能力。
6、圖象題考查增多、要求加大
第16題考查波的圖象和振動圖象的綜合應用――會讀圖;第17題考查根據EP-x圖選其它圖象――會變圖;第21題(2)問考查根據函數選圖象――會選圖;23題第(2)問考查根據函數畫出圖象――會畫圖;第24題(3)運用v-t圖象求時間和位移――會用圖。這么多的圖象問題也可能是巧合非故意為之,物理上常用數學的另一種語言――圖象解決物理問題。
二、對試題的幾點商榷
1、選擇題第14題的文字敘述對后面的解答沒有任何幫助,而且只會有干擾,學生不看前面的文字能更快的做出正確的答案。這樣的擺設不要也罷。
2、電學實驗用半偏法測電壓表的內阻超出了大綱要求,考這樣的陳題對學生不公,而且這樣引導下去,學生不知如何應考復習,會加大復習量、增加復習難度。
3、計算題23題的難度反而超過24題,這樣的設置不太合理,影響學生水平的發揮。
4、選修內容超過20%。
5、圖象的考查有點過多。
三、對物理教學的幾點反思和對2015屆復習備考的幾點建議
1、加強審題訓練,注意細節。加強通式通法的訓練,少投機取巧走捷徑。對常規題、常見模型要弄懂、吃透,一題多解,多題一解,一題多變,多總結內化。精講精練、多思多悟。發揮學生能動性。
2、選修部分內容要加強。一要保證課時的充足,二要深入的學習,不能淺嘗輒止,一帶而過,有些內容最好能在一輪復習前認真的學習一遍,留到考試說明下來后學習,學生學習起來感到緊張。
3、一輪復習重視基礎、全面梳理。二輪復習非常重要,不能全部以做試卷代替,二輪復習要結合考試說明以及針對學生的在模考、各類考試中暴露的薄弱環節有針對性的加強訓練,總結歸納。
4、認真研讀考試說明和考題示例。考試說明中“電容器的電容、電量與電壓的關系”在2013年由I級要求變為II級要求,但在當年未曾考查此知識點,今年的計算題22題考查來了。今年的考題示例中也暗示了很多內容,與今年的高考題高度吻合,例如電學中的科技信息題,在考題示例中出現多題;推導證明題,在考題示例中列舉的是2013年的北京高考題;力學實驗平拋運動,在考題示例中列舉的是2013年的上海高考題考察平拋運動實驗;板塊模型問題,在考題示例中出現三道題目,今年壓軸題考的就是這樣的模型問題。
5、后期,要回歸課本,每年的高考題都有部分試題來自課本。例如,選擇題19題就是必修2第25頁課后習題第3題水平圓盤改為傾斜圓盤;選擇題20題來源課本選修3-2第19頁。那么如何回歸?讓學生隨便翻書也不一定有多少效果,我是這樣做的:花了一周的時間把課本上比較重要的內容、圖、例題、習題改編成了一些題,讓學生帶著問題去看書,這樣效果可能會好一些。通過問題學生發現了自己的不足,然后再閱讀課本。今年的選擇題第20題,在這次回歸課本的活動中,正好做了類似的題目,學生高考時至少沒有感到陌生。
2006年普通高等學校招生全國統一考試理科綜合能力測試(重慶卷)分選擇題和非選擇題兩部分,滿分為300分。Ⅰ卷(選擇題)的滿分為126分,選擇題一包含了18道單項選擇題,每題6分。其中物理部分有5題(14-18題),共30分;選擇題二有3道物理多項選擇題(19-21題),每題6分,共18分。因此,物理部分賦分占Ⅰ卷總分的38%。Ⅱ卷(非選擇題)的滿分為174分,共10大題。其中物理部分有4題(22-25題),總賦分72分,占Ⅱ卷總分的41%。兩卷合計,物理部分共120分,占總分的40%。
2試卷的整體結構特點――穩中有變
Ⅰ卷的一個顯著變化是將選擇題分為了兩個部分,一部分為4選1,第二部分為多選題(不定項選擇題型3道,全部是物理題),這有利于調控整張試卷的難度和區分度。而Ⅱ卷仍然是4道大題,排在化學、生物前,仍采用盡可能同一學科相對集中的安排。因為2005年理綜卷中首次由單項選擇變為不定項選擇,直接加大了試題的難度,考生失分現象普遍較為嚴重。因此,今年將單項選擇和不定項選擇明確分開,對調控試卷的難度和區分度有益。對于2006年的高考理科綜合能力試卷的題型分數比為:選擇題42%,非選擇題58%。物理、化學、生物三科的內容比例與中學階段課程計劃規定的三個學科的總課時比例大致相當(即物理:化學:生物=120:108:72),試卷的賦分值也符合《考試大綱》中的規定,并且自04年以來一直保持這樣的穩定勢態。這些都體現出理綜試卷的穩定性。
試題考查的均為單一學科的知識,未出現學科間綜合題。這種“拼盤”組卷模式,充分考慮了理科中這三個學科的特點,考慮了目前中學實行分科教學的實際,有利于比較深入地考查考生對學科知識的理解和掌握,也有利于中學的基礎教育、教學。從中學基礎教育的實際現狀與需要出發,這種“拼盤式”的結構在近幾年應該是不會發生變化的。
3物理試題分析
今年的理綜試卷物理部分試題大部分以常規題、傳統題出現。試題強調基礎,考查學生對基本概念、基本規律的理解,突出學科內綜合,考查能力。下面進行具體分析。
3.1考查知識點及賦分情況
3.2物理試題的特點
3.2.1試題注重對主干知識的考查,考查知識點布局合理
一張試卷想對中學所有章節及知識點進行考查是不可能也是不必要的。再者,對于一份包含有理、化、生三門學科的綜合試卷,物理科題量必然受限。因此,考查的內容只能是學科里的主干核心知識,所考查的知識點布局應與中學教育的基礎作用和考生的后續學習的需要緊密聯系。各部分內容分布的比例在符合上述原則和考試大綱有關規定(力學38%、電磁學38%、熱學8%、光學8%、原子物理學8%)的前提下,做了適當的調整。
由上表可以看出,作為物理學科的核心主干內容的力、電學部分總賦分102分,占總分的85%,而熱、光、原子物理各部分只有1道選擇題。還可以看出,試題中包含的知識單元有:質點的運動、力、牛頓定律、動量和機械能、振動和波、熱和功、氣體、恒定電流、電場、磁場、電磁感應、光的反射和折射、原子和原子核。可以說覆蓋了《考試大綱》中列出的15個知識單元(除實驗、單位制)的87%,從考點的統計來看,主要考查的有:力學中的“力和運動”、“能量守恒”、電學中的“閉合電路的歐姆定律”、“電場”、“磁場”、“電磁感應”。
選擇題強調了考查知識的覆蓋面,其覆蓋了物理學科的五部分內容。單項選擇的難度都不大,如17題題目要求用放射性同位素測古樹死亡時間,這道題考查了半衰期的公式,只要理解了公式中各物理量的含義,就可以得出答案。
而不定項選擇考查的知識點就明顯多于單項選擇,這就需要考生透析相關的概念、規律和公式,對物理過程簡單地進行綜合分析推理。
3.2.2試題體現以能力立意的特點,突出對考生各方面能力的考查
從上表中可以看出,試卷考查的能力層次范圍廣,包含了《考試大綱》中提出的五種能力要求的考查,并且試卷以考查較高層次能力(如推理、分析綜合能力等)的試題為主,進一步加深了高考內容的改革要求。
另外,試題對考生運用數學知識解決物理問題的能力要求明顯增強。眾所周知,物理與數學的關系極為密切,對一個學習物理的人來說,其數學水平及用數學處理物理問題的能力是一種非常重要的能力。越是高層次,這種能力越重要。今年的重慶理綜卷考查學生運用數學知識解決物理問題的能力較為明顯的試題就是最后兩道解答題(24、25題),其中涉及到的數學方法主要有:方程組聯解、比值法、討論法以及數學推理法等,強調了數學能力的重要性。24題題干中提到“粒子的電量與其表面積成正比”,考生就應該想
后得知,在整個運動過程中,A球始終應在B球的左側,所以第二組答案不合題意,應舍去。這種經數學處理后得到的結果,在物理上是否合理、是否合乎實際以及所得結果的物理意義如何,都需要進行討論和判斷,這不僅是應用數學知識解決物理問題能力的一個方面,還是一種實事求是的科學態度。從這幾年高考評價報告中,通過對考生的答卷進行分析統計,可以明顯看出,考生的運算能力較差,并且他們不會在有些試題里,在某些步驟中適當的用數學方法來處理物理問題。這就要求老師在教學中應重視并加強對學生這方面素質的培養。
3.2.3試題注重對考生基本實驗能力的考查
今年重慶理綜卷的實驗題,在題型設置上,仍然沿用了2004年以來的考查方式,一個實驗大題包含了2個小題,這兩小題分別選自2個板塊的內容,主要是力學和電學部分,其中第一小題相對較易,第二小題較難,是實驗題的核心,這種方式擴大了對實驗知識的考查范圍,降低了單個實驗題的分值,提高了試題的信度和區分度。今年重慶卷的兩道實驗題主要還是考查基本儀器的使用,但推陳出新,對考生實驗能力的基本素質做了測試。
22題的第一小題:(1)用已調零且選擇旋鈕指向歐姆擋“×10”位置的多用電表測某電阻阻值,根據下圖所示的表盤,被測電阻阻值為____Ω。若將該表選擇旋鈕置于1mA擋測電流,表盤仍如圖所示,則被測電流為_______mA。
它打破了多年來對力學中游標卡尺和螺旋測微器讀數的考查,改為考查萬用電表的讀數。雖然萬用電表的讀數比游標卡尺和螺旋測微器的讀數都較容易,但是據筆者統計到的1978年到2005年全國統一命題的試卷中,還從未考查過萬用電表的讀數,唯有2005年北京自主命制的理綜卷中考查到了該知識點,由此相信此題的通過率不容樂觀。
此小題看似降低了難度,但的的確確是考查出了學生是否真正的理解了基本儀器的讀數,更是折射出學生是否真正的使用過該儀器做過實驗,而不是通過老師的講實驗而得分。這正符合新課程中對考試評價改革的精神,并非要用很難、陷阱很多的考題去拉開考生的差距,這也為高考命題者“不知如何在筆試下命題考查學生是否真正做過實驗”指明了方向。
實驗部分第二小題是用學生熟悉的“驗證機械能守恒”的裝置來測量重力加速度,這就要求考生能運用所學過的實驗知識去解決新的問題,在平時的學習中注意養成多角度思考問題的習慣,將這一實驗的原理和方法運用到相同或相似的實驗中去。
從題目的設問來看,其實該題是考查了打點計時器中紙帶的處理問題,即實驗中數據的處理和誤差的分析。實驗題的一個重點而且較難的問題就是誤差分析,考綱對誤差的要求是“認識誤差問題在實驗中的重要性,知道多次測量求平均值的方法可以減小偶然誤差,能在某些實驗中分析誤差的來源,不要求計算誤差,知道有效數字的概念,會用有效數字表達直接測量結果,間接測量結果的有效數字運算不做要求。”這就要求考生選擇器材、設計方案時要注意減小誤差;實際操作過程和數據處理時注意減小誤差。這也是側重考查考生的基本實驗素質,達到了“只有動手做過實驗才能得分”的實驗命題思想,對今后的實驗教學有較好的促進作用。
4總結
綜觀2006年重慶理綜試卷可以看出,試卷較好地體現了國家《考試大綱》的要求,注重基礎知識的理解,加強多種能力的考查,堅持考查學生的獨立思考問題和解決新問題的能力。題目的立意、情境、設問角度及方式都比較科學、可信、靈活、新穎;試題科學規范,測試目標明確,考查內容有較為合理的覆蓋面和比例,也能反映知識的內部聯系和基本規律,體現運用已有知識解決新問題的能力考查要求。
關鍵詞 高考物理;全國卷;福建卷;對比研究
2015年高考是福建省自行命題的最后一年,2016年將采用國家卷。為盡快了解福建卷與國家卷的區別,把握2016屆高三復習教學的方向,現就兩卷的結構和物理試題特點作如下的對比分析,供高三物理復習參考。
一、理綜卷的結構和分值對比
全國課標I卷和福建卷在試卷的結構、各學科題量和權重分配上都有所差異,具體如下表所示。需要特別指出的是,全國課標I卷的物理選擇題分為單項選擇和不定項選擇題兩部分,而福建卷中物理選擇題只設單項選擇題。
對比上表中全國卷與福建卷各學科所占的分值可知,化學分值兩卷都是100分,但在全國卷中物理只有110分,比福建卷減少10分,物理減少的分值加在生物學科上。鑒于兩卷對比有較大的結構性差異,因此學校在制定復習計劃和各學科進行高三復習時,都要有針對性的措施,以適應高考從福建自行命題到使用國家卷的 變化。
二、物理考查內容與形式對比
下表以2014年高考全國新課標卷和2014年高考福建卷各知識塊考查權重進行對比分析。表中加粗數據為必考內容,全國卷選考部分為三選一,福建卷為二 選一。
從表中數據可知,力學和電磁學所占分數比例總和都在 80%以上,是高考的重點內容。下表為2015年全國課標I卷考查的內容與形式,從中可獲得有價值的信息,以便把握高考復習的重點和復習的 方向。
2015年全國課標I卷:
三、全國課標I卷命題特點分析
1.選擇題特點分析
全國高考物理卷的選擇題命題經歷過幾次的改革:從早期物理卷只考計算題不定項選擇題+實驗題+計算題單項選擇題+實驗題+計算題單項選擇題+不定項選擇題+實驗題+計算題。這是物理學科的考查更加注重考查學生思維過程的特點所決定的。
比較全國課標I卷和福建卷,選擇題的命題有較大的區別,主要表現在以下幾個方面。
一是必考部分的選擇題數量相差較大:全國卷設8道題,福建卷設6道題。近四年全國課標I卷8道選擇題中,力學兩個模塊跟電磁兩個模塊幾乎平分,各4 道題。
二是福建卷必考部分的6道選擇題中,有2道題是《選修3-4》的內容,這是福建卷與全國卷較大的不同,全國卷采用的是“三選一”,即三個選修模塊中選考一個模塊。
三是兩卷的必考內容中都有較為顯著的命題特點,如:兩卷都有一道萬有引力的試題;兩卷都有一道交流電、變壓器的試題。
四是全國課標I卷的選擇題命題顯著特點有:
(1)注重力學基礎考查。每年基本是4道力學題、4道電磁學題,其中一般都設有2-3道力學基礎試題。
(2)注重電場知識考查。基本都有設一道考查靜電場中的電場、電勢分析試題。
(3)注重磁場和電磁感應考查。一般設2-3道安培力、洛侖茲力、電磁感應的試題。
(4)必考的八道選擇題中,后面三道題干雖然明確說有多個選項正確,但這些年來多為“雙項”選擇題。
從試題考查的內容上看,選擇題的命題側重點有所表現,主要有:
(1)關注物理學史中的原始實驗。如2014年第14題和2015年第19題。
案例:2015年第19題,1824年,法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。如圖所示,實驗發現當銅圓盤繞中心軸旋轉時,正上方懸掛的磁針也隨之轉動起來,但略有滯后。要求判定穿過圓盤的磁通量是否變化,圓盤是否產生了感應電動勢,分析磁針旋轉的原因等。
(2)重視帶電粒子在磁場中運動的分析。如2014年第16題和2015年第14題。
(3)均在必考選擇題中設一道萬有引力題。如2014年第19題和2015年第21題。
案例:2014年第19題,把太陽系各行星近似為在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動。當地球恰好處在外行星和太陽之間,三者排成一直線的現象,稱為“行星沖日”。題給2014年各行星沖日時間和各地外行星繞太陽運動的軌道半徑與地球公轉半徑的比值,判定地外行星發生沖日現象的有關問題。這道題要在運用萬有引力定律計算相關地外行星公轉周期的基礎上,算出相鄰兩次某行星沖日的時間間隔再開展分析,其運算量較大。
(4)均在電磁感應內容中考查變壓器問題。如2014年第18題和2015年第16題。
(5)重視對靜電場概念和規律的考查。如2014年第21題和2015年第15題。
(6)重視對力學核心概念和規律考查。如2014年17、20題和2015年17、18、20題。
案例:2014年第17題,如圖,用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上,處于平衡狀態。現使小車向左加速,加速度逐漸增大到某一值后保持此值,小球穩定偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內)。判定小球前后高度的變化情況。這是考生所熟悉的情境,看似容易,實則不簡單。考生應能抓住前后橡皮筋彈力大小:F0= kx0= mg和F=kx=mg/cosθ,得到x0=xcosθ,由此推斷小球原來離懸點的豎直高度 h0= L0+x0一定比后來豎直高度 h=(L0+x)cosθ,也就是說,小球的高度升高了。
案例:2015年第18題,乒乓球發射機安裝在臺面左側邊緣的中點,如圖所示。水平臺面的長和寬分別為L1和L2,中間球網高度為h。發射機能以不同速率向右側不同方向水平發射乒乓球,發射點距臺面高度為3h。不計空氣的作用,重力加速度大小為g。求能使乒乓球落到球網右側臺面上,發射速度v的最大取值范圍。這道題單從物理學來說只是考查平拋運動的知識,而從考查考生應用數學處理物理問題的能力上看,本題考查了考生的空間想象能力和運用幾何知識的能力。應能分析得出,最小發射速度對應的是沿中央發射,且恰能過球網,即vmin= ;最大發射速度對應的是球恰能落在桌角,即 vmax= 。
2.實驗題特點分析
近四年的全國課標I卷中實驗題幾乎都是創新試題,打破了教材已有的實驗模式,體現了命題源于教材又不拘泥于教材的思想,具有很強的挑戰性。除2012年第22題考查螺旋測微器的零誤差和讀數可以歸屬常規試題外,其它7道實驗題都很有特點,值得我們認真去研究這些實驗題的命題特點和方向,對搞好實驗復有裨益。
下表羅列了近四年的8道實驗題涉及的大致內容和考查形式。
案例:2013年第23題,除涉及到歐姆表的工作原理和電壓表讀數外,重點考查了歐姆表內部電池的電動勢和歐姆表內阻,試題很有新意。2014年第23題,則是利用右圖所示的電路通過特殊的方法測量電池的電動勢和內電阻。
案例:2015年第22題,通過托盤秤測小車過凹形橋最低點的壓力而測量速度的大小;第23題,則是考查雙量程毫安表的改裝和校準。這兩道實驗題都注重實驗原理的考查,注重實驗數據讀取和分析處理,運算量較大。
3.計算題特點分析
全國課標I卷在必考計算題中只設兩道題,第一道題相對簡單些,其難度與福建卷的第一道題相當;第二道題作為壓軸題難度相對較高,但考生入手比福建卷的壓軸題容易,可要完整作答卻更難,這就確保了試題適當的難度和合理的區分度。
案例:2014年第25題,第1小題是將小球自O點水平向右拋出,恰過同一豎直面內的A點,求過A點的動能與初動能的比值;第2小題是讓該小球帶正電,并加一勻強電場,方向與ΔOAB平行。已知小球從O點以同樣初速度沿某方向拋出,恰過A點的動能是初動能的3倍;若小球從O點以同樣初動能沿另一方向拋出,恰過B點的動能為初動能的6倍。求電場強度的大小和方向。
本題突出考查力學和電學的主干知識,重點考查平拋規律、動能定理,以及靜電場的知識,涉及的知識點較多。本題設置了一個臺階,第一小題容易得分,第二小題才提高難度。作為壓軸題,本題涉及的情境看似簡單,其實由于電場方向的不確定性,需要考生根據計算結果去猜測電場的分布,難度還是相對較高的。
案例:2015年第25題,如圖所示,左端有一小物塊的長木板,其右端離墻4.5m。t=0時刻開始,物塊與木板一起向右滑行,直至t=1s時木板與墻壁碰撞,碰后瞬間木板原速反彈,運動過程中物塊始終未離木板。已知碰撞后1s時間內物塊的v-t圖線如圖所示。木板的質量是物塊質量的15倍,重力加速度g取10m/s2。求木板與地面間及物塊與木板間的動摩擦因數、木板的最小長度、木板右端離墻的最終距離。
本題的情境并不難,考生很熟悉,但過程比較復雜,受力分析與運動分析需要極其謹慎,運算量大、稍不小心就容易出錯。題設3個小題,第2、3兩小題并不具備難度梯度,過程最為復雜的是第2小題。這樣純動力學問題情境的壓軸題,往年高考全國卷也常遇到,比如2004年全國高考物理卷的壓軸題就是選用從盤子下抽桌布的情境命題。這樣的壓軸題從設計的考點來看只是突出考查了動力學知識,但試題考查的重點卻是考查考生的嚴謹、執著、認真的科學態度和鍥而不舍的探究精神。考生應非常細致、很有耐心、又干凈利落地分析和解決問題,這恰恰是許多考生所做不到的。這卻是高層次人才所必需的品質,也是落實對情感態度價值觀考查的體現。
【關鍵詞】高考;物理實驗;復習策略
物理是一門以實驗為基礎的學科,物理知識來源于實踐,特別是來源于觀察和實驗,因此,高考十分注重對實驗能力的考查。筆者對近五年高考全國大綱卷物理實驗題進行了分析和研究,希望對2014年高考物理實驗的復習備考工作有所幫助。
一、《考試大綱》對實驗考查的要求
(1)能獨立完成“知識內容表”中所列的實驗,能明確實驗目的,能理解實驗原理和方法,能控制實驗條件,會使用儀器,會觀察、分析實驗現象,會記錄、處理實驗數據,并得出結論。
(2)能靈活地運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題。
二、近五年高考物理實驗題的特點
(一)實驗題所占的分值比例較穩定
近五年高考物理實驗題的分值除了2012年是17分外,其余年份均是18分,占物理總分的15%。均為一小一大(題目分值與知識容量設置大小)的格局,其中第22題除了2009年是8分外,其余年份都是6分,屬于“小實驗”,2009、2012和2013年考的都是電學實驗,2010年考的是力學實驗,2011年考的是熱學實驗。第23題2009年是10分,2012年是11分,其余年份均是12分,屬于“大實驗”,2009、2012和2013年考的都是力學實驗,2010和2011年考的都是電學實驗。從命題規律來分析,2014年高考將沿襲往年力、電實驗的搭配,且第22題考查力學實驗,第23題考查電學實驗的幾率相對較大。
(二)注重基本實驗儀器的使用
掌握基本儀器的使用,是做好物理實驗的基礎,所以高考幾乎年年考查基本儀器的使用,特別是對刻度尺、螺旋測微器、游標卡尺、多用電表的正確讀數高考經常考。如2009年考查了游標卡尺的讀數;2010年考查了電流表的讀數;2011年考查了多用電表、電流表和電阻箱的讀數;2012年考查了米尺的讀數。
(三)重視實驗操作步驟的考查
高考有些實驗題直接出自課本實驗,考查實驗的操作步驟,如2011年的“油膜法估測油酸分子的大小”給出了五個實驗步驟,要求寫出正確的順序;2012年的“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”和2012年的“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質量間的關系”,則要求完成實驗步驟中的填空。有些實驗題則是源于教材,如2009年的“用多用電表檢查電路故障”要完成實驗步驟中的填空,還要寫出用多用表檢測小燈泡是否有故障的具體步驟。
(四)注重實驗電路的連接和設計
近五年,每年都有一道電學實驗題,多數考查到了實物連線。如2010年的“測量電流表的實際量程”,給出了電路圖,要求在實物圖上畫出連線;2013年的“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”,則沒有給出電路圖,要求用實線將實驗器材正確連接。而2012年高考的電學實驗題難度較大,要求學生根據題意設計電路圖,畫出黑箱中的電阻連接方式,得分率很低。
(五)注重實驗數據的分析和處理
對實驗數據的處理用得較多的是圖像法,因為其比較直觀、形象、誤差小,由圖線能夠快捷地得出實驗結果。一般情況下,這類實驗題會得出一次函數關系式y=kx+b,圖線畫出后,可以用圖線與坐標軸上的截距、圖線的斜率或者用圖線圍成的面積求出相應物理量。如2012年“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質量間的關系”的實驗,如果以加速度a為縱坐標,質量m為橫坐標,連接各數據點后得到一條曲線,就不好下結論了;但如果以1/m為橫坐標,則可以化曲為直,畫出一條過原點的直線,從而根據圖線上的斜率k、截距b求出小車的質量和受到的拉力。
(六)注重實驗的創新
目前高考中的物理實驗題,與我們課本上實驗一模一樣的其實很少,但大都是源于教材,只是稍有變化,或者根本就不是課本中的特定實驗,取而代之的是學生尚未接觸過的要通過解讀物理原理的新穎實驗。因為只有創新,試題才有魅力;也只有變化,才能永葆實驗考核的活力。對于這些實驗題,好多同學解題時感覺無從下手,其最主要的原因往往與沒有真正理解實驗的原理有關。如2013年的“測量小物塊與平板之間的動摩擦因數”,這個實驗顯然經過了命題專家精心設計,是一道很優秀的力學實驗題。該題用到的知識和方法是學生非常熟悉的機械能守恒定律、平拋運動的分解、滑動摩擦定律和動能定理等,原理清晰,過程也不復雜,難度其實不大。
三、2014年高考物理實驗復習策略
(一)第一輪復習時就要落實好實驗復習
從每年學生高考的實際來看,實驗題的得分率一般都不高,不少老師干脆把實驗安排在二輪復習時再講解。實際上,物理實驗與其相關的知識是密切聯系、不可分割的,在第一輪復習時,就應該穿插實驗,做到實驗復習與相關知識同步進行,這樣才利于形成完整的知識結構。
這一階段要加強對基本儀器的復習。要求掌握的儀器主要有:刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計時器或電磁打點計時器、彈簧秤、溫度計、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等。學生必須了解基本儀器的構造,熟悉基本儀器主要部分的名稱、明確其工作原理、掌握其操作方法,以達到熟練地、正確地對測量結果進行讀數。
對考綱要求的每一個實驗,復習時應確保每個環節都能得到逐一落實,對實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗步驟、數據處理、實驗結論、實驗中應該注意的問題以及誤差分析等詳細復習。對典型的演示實驗和課后小實驗也應了解其實驗目的、原理、裝置、現象和結論,因為高考實驗題會向演示實驗和小實驗拓展延伸。
(二)第二輪復習時要做好實驗專題復習
該階段應進行實驗的系統總結和歸類。總結時,可以將物理實驗按實驗儀器相似的、實驗方法相似的、數據處理方法相似的等等來整理分類。例如,通過打點計時器,利用紙帶可以驗證機械能守恒定律、探究動能定理、測定動摩擦因數、測量速度和加速度等。又比如,在教材中實驗數據的處理方法有平均值法(如研究勻變速直線運動)、圖像法(如測定電源電動勢和內阻)、比較法(如驗證機械能守恒定律)、列表法(如用單擺測定重力加速度)、描跡法(如研究平拋物體的運動)等。同一個實驗又可以用不同的方法完成,如“電源電動勢和內阻的測量”,可以利用電流表和電壓表測量、利用電流表和電阻箱測量、利用電壓表和電阻箱測量等方法。只有通過實驗總結,才能在頭腦中形成完整的知識體系,才有助于形成全面的實驗技能。
(三)重視實驗操作,高考前開放實驗室讓學生做一做
許多老師認為“做實驗不如看實驗(視頻),看實驗(視頻)不如講實驗”,很少做實驗,以至于大多數學生重結果而輕過程。學生必須親自去做,才能夠體會到該“如何做”。目前的高考,實驗題雖然想考查學生的實驗技能,但局限于筆試,也只能出一些與實際操作相近的題目。因此,在高考前一個月,最好開放實驗室,把各個實驗的儀器擺放出來,讓學生再做一做課本中的基礎實驗,進一步規范學生的實驗操作行為,往往能收到更好的效果。
最后要強調的是,對待實驗僅靠死記硬背、題海戰術是不行的。必須理解實驗原理,活化實驗練習,才能提高學生物理實驗能力。
參考文獻:
從試題的思想來看,第(Ⅰ)題證明9個點都在同一條拋物線上,考生可從特殊入手,通過合情推理得出結論并加以驗證;也可通過演繹推理直接證明,考查考生推理論證的能力; 從題目的背景來看,此題來源于人教版選修2-1教材習題2.2中B組第4題:
實際上,高考題和教材中的題目均來源于研究圓錐曲線的一種產生辦法(在這里提供兩種證明方法):
定理2.1 設(0 1)k∈,,在矩形ABCD中,2ABa=,2BCb=(其中0ab>>),E F G H,,,分別是AB BC CD DA,,,的中點,O為EG與HF的交點,R′為CF邊上一點且CRkb′=,R為OF邊上一點且ORka=,直線ER與直線GR′交于點P,則點P在以2a為長軸長,2b為短軸長,O為中心的橢圓上.
證明1 以HF為x軸,HF的垂直平分線為y軸建立平面直角坐標系,如圖所示.
設點()P x y,,過點P作PMEG于點M,過點P作PNCD于點N,
定理2.3 設(0 1)k∈,,矩形ABCD中ABa=,BCb=,R為BC邊上一點,且BRkb=,直線AR與直線xka=交于點P,則點P在以A為頂點,開口向上,且過點C的拋物線上.
定理2.1~2.3給出了利用矩形等分產生圓錐曲線的方法,對定理2.2、定理2.3的證明與定理2.1類似,不再贅述.推論2.1在雙曲線和拋物線中也有類似的結論,限于篇幅,不再贅述.
3 感悟反思
3.1 透過特殊現象,抓住問題實質
數學語言的表達時常較為形式化,但形式化的數學表達往往隱含著深刻的內涵.在數學教學中,處理好形式與本質、抽象與直觀的關系,對學生掌握數學知識,提高學生在新數學情境中處理問題的能力有很重要的作用.
2013年高考福建理科卷第18題和人教A版教材(福建省主用教材)選修2-1習題2.2中B組第4題,都是檢驗題設中的點是否在給定的圓錐曲線上.筆者在本文中2的論述表明,這兩個問題的本質是一樣的,都是研究圓錐曲線的生成或其相關性質,這一性質在測繪方面有較為廣泛的應用,高考題正是以課本習題為背景并體現教材中的數學知識的生活實用價值.在教學過程中,除了給學生介紹必要的解題方法之外,還要適當挖掘問題的內涵與外延,讓學生掌握數學問題的本質,同時挖掘數學與生活的聯系.
3.2 以考綱為基礎,用好教材進行教學
在平時教學中,我們可以結合教材提供的材料為學生設置一個探究性的課題,讓學生進一步感受三種圓錐曲線的聯系,享受數學知識的和諧美.在問題的研究過程中,豐富學生關于圓錐曲線生成的認識,還可以啟發學生探索研究圓錐曲線的性質,有助于加深學生對圓錐曲線的認識.
數學教材對教師在教學內容方面進行了規定,而新課程背景下的數學教學,應該對教材內容進行深入挖掘,合理利用好教材提供的各種素材,利用教師自身專業素養對教材進行開發,結合學生的特點進行教學.
3.3 鉆研不同版本教材,開發校本教材