践行高考内容改革理念 促进中学教学模式变革——2023年全国新课标Ⅱ卷理综物理试题评价.pdf

高考全关注践行高考内容改革理念促进中学教学模式变革 年全国新课标卷理综物理试题评价宗文鸣杨宁(云南省官渡区第一中学云南省昆明市第十中学)年,山西、安徽、黑龙江、吉林、云南等省使用了新教材,采用的是以往的高考模式,被称为新教材老高考,其中文科综合、理科综合均由教育部考试中心统一命题近年来,教育部考试中心对高考逐步形成“一体四层四翼”的顶层设计思想从本次考试的试题来看,考试中心命制试题的思路在保持稳定的基础上不断深入,坚定不移推进高考内容改革这要求中学教学模式顺势而变,以适应高校人才选拔的要求和社会发展对高素质创新人才的需要总体评价高考作为上接高等教育下连基础教育的重要环节,对基础教育怎么教、学生怎么学有重要的导向作用 年全国新课标卷理综物理试题(以下简称“试题”)着力优化考试内容,提高命题质量,以教材主干知识和前人对科学的探究历程为素材,创设真实而有价值的问题情境;加强试题的开放性,体现新课程理念,对应新教材编写思想,能够有效地反映学生思维品质的差异和学生学科素养水平层级试题特点试题聚焦物理学科的主干内容和要求,围绕考生终身发展和继续学习必须掌握的基础知识设计试题,适当减少复杂、烦琐的运算,引导考生从物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等整体视角思考问题,考查考生的思维水平;以各种类型的情境为素材设计试题,引导考生获取有用信息,将实际问题中的对象和过程转化成物理模型,进行推理论证,考查考生解决问题的能力;对教材中的基础实验改编创新设计试题,引导考生理解实验原理,合理处理数据,思考实验误差来源,考查考生的实验探究能力;试题内容联系生活实践和科技创新,引导考生思考理论与实践的联系,关注科技发展与社会进步为加强对考生逻辑推理、模型建构、信息提取、探究论证等学科关键能力的考查,试题的命制还凸显了以下特点创设真实问题情境,考查考生解决实际问题的能力真实问题情境试题相较于封闭物理问题多了模型转化和建构的过程,需要学生有意识地从题设素材中提取有效信息,思考选用合适的物理模型去解决问题比如,试卷第 题以船上的人和水下的潜水员听到汽笛声为情境,要求考生判断声波在空气和水中传播时波速和波长的差异;第 题考查使石子能在水面上“打水漂”的条件,要求考生求解石子水平抛出的速度与抛出时高度的关系多数同学在物理学习过程中更多地关注“解题”而非“解决实际问题”,遇到问题时想到的往往仍是解题的各种“套路”,可谓得其形而失其意试题需要考生具备一定的抽象能力,设法整合信息,提炼模型,把握问题的实质例(年全国新课标卷第 题)无风时,雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落 高 度h的 过 程 中,克 服 空 气 阻 力 做 的 功 为(重力加速度大小为g)A Bm g hCm vm g h Dm vm g h分析本题主要考查考生的理解能力和推理能力,要求考生能够理解做功的确切涵义,并应用动能定理和功能关系分析和推导试题设置雨滴以恒定的速率竖直下落的情境,可以从能量观念思考,由动能定理m g hWf即可得出克服空气阻力做功Wfm g h问题并不复杂,但理解基本概念和基本规律的涵义才是解决问题的根本,没有了这个根本,就会像题海中的游鱼一样空游而无所依例(年全国新课标卷第 题)将扁平的石子向水面快速抛出,石子可能会在水面上一跳一高考全关注跳地飞向远方,俗称“打水漂”要使石子从水面跳起产生“水漂”效果,石子接触水面时的速度方向与水面的夹角不能大于为了观察到“水漂”,一同学将一石子从距水面高度为h处水平抛出,抛出速度的最小值为多少?(不计石子在空中飞行时的空气阻力,重力加速度大小为g)分析本题主要考查考生的推理能力和模型建构能力,考查内容涉及平抛运动、运动的合成与分解等试题设计了“打水漂”的实际情境,需要考生将文字信息转化成物理情境,再把物理情境转化成平抛模型平抛运动主要用运动的合成与分解分析,分解时要考虑为什么分解、怎样分解、分解什么物理量,分解完要用数学语言表述,不能具体问题抽象分析,靠“回忆”解题解答物理问题要秉承具体问题具体分析的态度,从题设的具体情境入手,分析试题中描述的具体状态和运动过程及其相互关系,选择合适的物理规律和数学工具求解 增加试题的综合性和创新性,考查考生的思维品质试题通过创新组合,选取多个知识的交叉点命题,考查思维的广度与深度如同自近山而看远山,所见横铺平陈,谓之平远,挖掘所涉及多个物理要素之间的深层联系;又如同自山前而窥山后,进深幽远,谓之深远,着力于设置有思考空间的素材让考生进行深度阅读和思考,考查深层次的认知水平和思维品质比如试卷中第 题设计了在粗糙的桌面上两磁铁相互吸引靠近的情境,考查系统与个体动量大小的关系,知识的组合自然而有新意,既基于经典的物理模型又做到了创新变化;第 题以学生熟悉的线框进入磁场中运动的模型命题,考查受力、运动、电路、能量和动量等各知识之间的联系,其中各要素间勾连关系井然有序,互为因果密不可分,需要考生在解答时有较强的综合能力和一定的思维深度例(年全国新课标卷第 题)如图所示,使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离,静止于水平桌面上,甲的N极正对着乙的S极,甲的质量大于乙的质量,二者与桌面之间的动摩擦因数相等现同时释放甲和乙,在它们相互接近过程中的任一时刻()图A甲的速度大小比乙的大B甲的动量大小比乙的小C甲的动量大小与乙的相等D甲和乙的动量之和不为零分析本题主要考查考生的理解能力和推理能力,考查内容涉及牛顿运动定律、动量定理、动量守恒定律等本题若对系统运用动量定理,则避开了系统内部繁杂的相互作用及运动过程,甲受到的摩擦力较大,产生向左的冲量较大,整个系统的总动量向左增加,即可得到选项B、D正确灵活选取研究对象是解决问题的基本方法,选取合适的研究对象往往能更简洁、本质地展现出物理关系这需要学生在学习时不但从逻辑上理解概念和规律,更要对其有自己内心的体会和自我的感悟学生听懂了方法不等于会用方法,运用某种方法的前提是具有使用该方法的意识,而这种意识来自于学生经历的相关思维过程例(年全国新课标卷第 题)一边长为L、质量为m的正方形金属细框,每边电阻为R,置于光滑的绝缘水平桌面(纸面)上,宽度为L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,两虚线为磁场边界,如图甲所示()使金属框以一定的初速度向右运动,进入磁场运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平行,金属框完全穿过磁场区域后,速度大小降为它初速度的一半,求金属框的初速度大小()在桌面上固定两条光滑长直金属导轨,导轨与磁场边界垂直,左端连接电阻RR,导轨电阻可忽略,金属框置于导轨上,如图乙所示让金属框以与()中相同的初速度向右运动,进入磁场运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好求在金属框整个运动过程中,电阻R产生的热量图分析本题主要考查考生的分析综合能力和运用数学处理物理问题的能力,考查内容非常综合全面,涉及变加速运动、安培力、牛顿运动定律、电路、电荷量、做功与能量变化、动量定理等高考全关注这类“综合应用”题的难点主要体现在以下几个方面:)问题隐蔽性如本题中需要分析线框切割磁感线运动的速度变化、感应电动势、感应电流、安培力、不断变化的加速度、安培力在时间上累积的冲量、通过电路的电荷量、磁通量变化、线框所处的位置变化、电路结构的变化、电阻R上分配的热量变化等多个物理量关系,它们彼此关联,牵一发而动全身,必须以知识为经思维为纬交织联系,统筹考虑;)条件烦琐性物理情境较长,条件叙述比较琐碎,对物理情境的提炼能力要求较高;)问题发散性以极限思维寻找时空的边界,需要讨论线框到了不同位置时电路结构的变化,要注意到长导轨不计电阻会使金属框上下边电阻短路;)数学复杂性解题时需要多个代数方程联立且求解过程烦琐,需要具备高超的数学技巧及运算能力通常来说,解决这类综合问题的思路是在掌握知识和方法的前提下,通过读题、审题、画图将问题涉及的过程显化学生分析能力的高低就体现在能否画出图形体现过程,用各物理过程示意图体现思路,找出物理量之间的关系本题解题的关键在于考生能否清晰地把握金属框运动过程的各个阶段,以及各阶段中物理量的关联,灵活选取物理规律将物理过程的特征表达出来,对考生的综合能力要求较高 增加实验的过程性和细节性问题,考查考生的真实实验能力试题中实验所占比重相比 年有所提升,从原来的 分提升到 分,解答题中第 题也是基于实验背景改编而来的原因可能有三:)实验是物理学科的基础,与理论知识密不可分,完全可以和理论知识结合命题;)实验题能很好地考查学生的推理分析能力,与解答题的设置目的一致,且更能体现知识在真实问题中的应用;)现在中学教学中往往重推理运算轻实践操作,学生的动手能力薄弱,亟须纠偏实验题的问题设置聚焦在实验操作过程和操作细节上,是对学生动手与实践能力的考查比如试卷中第 题考查红黑表笔的连接、放电过程灯泡亮度的变化、负载电阻对电容器充放电的影响等,都是追求“只有动手做过才能得高分”的考查目标;第 题则将理论计算渗透在实验中,重点考查摆长与摆线长的差异、测单摆周期的操作、角度盘固定位置变化时的读数误差等实验操作细节;第 题基于密立根油滴实验命题,考查根据油滴受力变化时运动过程的变化情况计算油滴的质量及电荷量的比值,复刻了这一经典实验的探究过程例(年全国新课标卷第 题)一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验()用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径首先,调节螺旋测微器,拧动微调旋钮,使测微螺杆和测砧相触时,发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐,如图甲所示,该示数为mm;螺旋测微器在夹有摆球时示数如图乙所示,该示数为mm;则摆球的直径为mm图()单摆实验的装置示意图如图丙所示,其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处,摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小若将角度盘固定在O点上方,则摆线在角度盘上所指的示数为 时,实际摆角 (填“大于”或“小于”)()某次实验所用单摆的摆线长度为 c m,则摆长为c m实验中观测到从摆球第次经过最低点到第 次经过最低点的时间间隔为 s 则此单摆周期为s,该小组测得的重力加速度大小为ms(结果均保留三位有效数字,取 )分析本题主要考查考生以下能力:对基本实验技能(如读数)的掌握,对实验操作细节的把握,对实验数据的处理能力试题在经典实验基础上求“新”,设计了角度盘位置变化时对角度读数的误差分析;在常规实验过程上求“变”,设计了螺旋测微器未能归零的情境;在实验操作上求“细”,设计“摆球第次经过到高考全关注第 次经过”计算单摆周期的实验细节需要考生真正理解实验原理,接触并熟练操作实验器材,在实验过程中发现问题、思考问题、讨论研究,目标还是考查学生真实的实验探究能力 渗透丰富的物理思想,考查考生的学科素养水平学生学习物理的长远目的是为终身学习和发展奠定基础,对于大部分人来说最有用的不是知识本身,而是在知识生成的过程中形成的科学思维方式和学科素养试题严格遵循课程标准,通过高中物理主干知识及常见模型渗透丰富的物理思想,考查考生通过多年的学习能否形成一定水平的学科素养比如试卷中的第 题在将石子抛出“打水漂”的运动中需要用到运动的合成与分解的思想;第 题研究两个油滴质量和电荷量之比时需要用到力和运动变化的因果关系;第 题分析金属线框在磁场中的运动过程时需要用到过程与状态变化的关系对这些物理思想和运用如“九尺之台,始于微末”,只有长期渗透式地积累才能有质的提升例(年全国新课标卷第 题)密立根油滴实验的示意图如图所示,两水平金属平板上下放置,间距固定,可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴两板间不加电压时,油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动速率分别为v、v;两板间加上电压后(上板为正极),这两个油滴很快达到相同的速率v,均竖直向下匀速运动油滴可视为球形,所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成正比,比例系数视为常数不计空气浮力和油滴间的相互作用图()求油滴a和油滴b的质量之比;()判断油滴a和油滴b所带电荷的正负,并求a、b所带电荷量的绝对值之比分析本题主要考查考生的理解能力和推理能力,考查的内容涉及静电场、空气阻力的表达、牛顿运动定律、力的平衡等试题分析入口较浅,便于学生理解题意,但在解答的过程中需要对物理本质有较为深刻的认识,同时对思维水平的要求有以下三个递进的层次第一层次,表现在学生能够将题设中的实验情境从形象思维过渡到抽象思维,将带电油滴的运动与受力联系起来,选择从牛顿运动定律的角度去分析其运动的本质原因,并写出其数学关系式;第二层次,表现在应用物理规律解决问题时所体现的细节,能够表述清楚两个不同油滴在加上电场之后运动变化有差异的原因,这是试题对考生思维水平层次的主要区分点;第三层次,表现在能够在学习过程中形成科学思维方式和处理问题的视角,将个人的学习体验投射在解题之中,应用雨滴下落的收尾速度的特点,以半径为变量构建油滴重力和阻力的函数关系,推导加入电场力后的力学关系,达到知识的融会贯通结束语总体来看,年全国新课标卷理综物理试题科学设置了考试的功能定位、考查内容、考查要求、考查载体等,践行了考试从“知识能力立意”评价向“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”评价转变的思想试题符合考试内容改革的理念,突出考查理解能力、推理论证能力、模型建构能力、实验探究能力和创新能力等五种关键能力,引导加强对考生学科素养的培养,很好地体现了“一体四层四翼”的评价要求(完)