突出学科特点 彰显科学素养 紧扣典型模型 考查综合能力——2008年四川理科综合能力测试物理试题分析与启示，本文主要内容关键词为：综合能力论文,能力测试论文,学科论文,启示论文,模型论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
2008年四川理科综合能力测试卷物理试题，在依据学科主干知识和学科特点的基础上，整卷围绕物理学科中的一些常见典型模型和问题，通过学科内的常见试题情景和巧妙的设问，从不同的角度和侧面考查学生的理解、分析物理情景的能力，反映出“以学科内各知识板块之间综合为主”的命题原则；在解答过程中，突出对实验能力、推理能力和应用数学处理物理问题的能力的考查，较好的达到彰显学生的学科科学素养的目的，突出了“能力测试为主”的命题指导思想。这些原则和指导思想符合当前中学物理教学的实际，对高中物理教学有着良好的指导作用。
一、试题特点
1.试题知识点覆盖面大，突出对学科主干知识与核心知识的考查
主干知识与核心知识揭示了学科知识涉及的基本规律与基本技巧，能比较全面地检测学生对物理基础知识和基本技能的理解和掌握。整份物理试题中：
(1)除电场、电磁场和电磁波、光的波动性未涉及以外，试题对2008年《考试大纲》物理知识内容表中的17部分，考查了14部分。
(2)主干知识考查以力学和电学知识为主，这两部分内容占物理试题中的102分，比例达到85%。其中力学在第Ⅰ卷中涉及第18、19、20题，第Ⅱ卷中第22（Ⅰ）、23和25题，两卷总计63分，占试题总分的52.5%；电学在第Ⅰ卷中涉及第16、17题，第Ⅱ卷中第22（Ⅱ）、24题，两卷总计39分，占试题总分的32.5%。
(3)试题把五种运动模型和解决物理问题的三种观点方法等核心内容进行了反复的考查，如，第18、19、22（Ⅰ）、23题反复考查匀速运动（波动的匀速传播）、匀变速直线运动的规律和解题的基本技巧和方法；第20、22（Ⅰ）、24题反复考查匀速圆周运动的规律和解题的基本技巧和方法；第18、20、24题反复考查牛顿运动定律的解题思路和基本技巧；第25题考查动量观点和能量的解题思路和基本技巧。
2.试题不回避常规题目，具有典型性和较好的区分度
纵观2008年四川理科综合能力测试卷物理试题，所有试题都是在一些常规的试题上进行改编而成，涉及的物理过程和背景也是学生所熟知的，但在设问的角度和呈现的方式上具有层次性和新颖性。如，实验题第22（Ⅰ）是以教材上光电计时器的原图和学生所熟知的螺旋测微器及游标卡尺的读数为背景命制的；第22（Ⅱ）题是以伏安法的内接和外接电路为背景。这两个小题的设问都是层层递进，思维难度逐渐加大，在回答各自最后一问时，前者用到了“化曲为直”的微元思想，后者用到了电路的等效思想，体现了对知识的理解和灵活运用知识的能力。第23、24、25这三道计算题涉及的背景分别是追及问题、带电粒子在磁场中的运动和物体的多次碰撞，而物理过程是紧扣典型的匀变速直线运动、匀速圆周运动和碰撞模型的组合。这种命题思想对学生重视基础知识的掌握和基本技能的训练都是很有价值的。同时在试题的难度上由浅入深，由易到难，对提高试题的区分度也很有价值。
3.试题注重能力测试为主，突出对应用数学处理物理问题能力的考查
高考对能力要求明确，提出把能力的考核放在首要位置，要通过考核知识及其运用来鉴别考生的五种能力的高低。本套试题中，在考查学生应用数学工具处理物理问题的能力方面特别突出。
(1)平面几何知识的应用
选择题第21题：如图1，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°。已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为
图1
要正确解答该题，首先要依据物理知识画出图2所示的光路图，然后求出图中的∠OBC，进而求出折射率。但在求∠OBC时，需要用到如下的平面几何知识。
由图2知∠OBC=∠OCB=∠OCD=∠ODC，结合折射率的定义得到在D处的折射光线的折射角为60°；因AB∥DE，由平行线的性质得∠BOD=120°，再由三角形的性质
∠BOD=∠OBC+∠OCB+∠OCD+∠ODC=120°
从而有∠OBC=30°，求出折射率为
。答案C正确。
图2
(2)一元二次方程的妙用
第24题：如图3，一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下，固定在水平面上。整个空间存在匀强磁场，磁感应强度方向竖直向下。一电荷为q(q＞0)、质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动，圆心为O'。球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为
。为了使小球能够在该圆周上运动，求磁感应强度的最小值及小球P相应的速率。重力加速度为g。
图3
据题意，多数的学生都能分析出小球P在球面上做水平的匀速圆周运动时，P受到向下的重力mg、球面对它沿OP方向的支持力N和指向圆心O'的洛伦兹力f(f=qvB)，也能根据牛顿第二定律得到如下的两个方程
除了上述的应用，大轴题第25题虽然有条件不是很充分的问题（因题中没有“小物块与挡板碰撞的时间极短”的条件，在应用动量定理就不能忽略重力、摩擦力的冲量）外，仍不失为一道充分考查学生应用数学解决物理问题的好题。因在解答的过程中，不但要求学生能正确构建出物理过程的模型，还要求通过比较碰撞第一次和第二次的规律后找出一般规律的表达式，然后求等比数列的和，完成题目的解答；即使学生一次次地求解，对数学的计算能力要求也相当高，稍不注意，也会算错。
4.试题突出物理学科特点，彰显学生科学素养
物理学不但是一门以实验为基础的自然科学，同时也是充分体现学生科学素养的一门学科。本套试题中，这两方面尤其突出。
(1)物理实验题的第22（Ⅰ）题不但要求学生读出螺旋测微器和游标卡尺的读数，而且还要求学生把挡光片的圆运动转化为匀速直线运动处理后才能分析出匀速圆周运动的线速度和角速度，体现出对学科特点和科学素养中的科学技能、科学思维方式的考查；第22（Ⅱ）题是通过对伏安法的内接和外接的原理误差分析求实验的百分误差，反映了对科学术语和概念的考查。
(2)图像信息反映物理过程或结果及其图像在物理试题和解题中的运用是物理学科“数”的特点的显现。本次物理试题的12个题中有8个题要直接通过图像给出的信息和运用图像来解题，还有2题是间接的。所占有的分数比例高达90%。
(3)第20题以哈勃望远镜的发射成功为背景，同时与同步卫星作对比来计算哈勃望远镜的周期，让学生知道科学技术对人类探索宇宙空间的历程和意义；同样实验题第22(1)题的光电计时器的应用，关注了科技对社会的影响。
二、对今后教学的启示
近年来，高考指挥棒的正面导向功能已经为越来越多的教学第一线的教师所认识，追求“题海”，脱离教材，黑板上做实验等倾向已受到一定扼制。但要使高中物理真正转移到素质教育轨道上来，还有相当长的路要走，还需要不断地在高考命题和教学互动中逐渐解决。那么，今年四川省的高考物理命题能给我们什么启示呢？
1.依据教材、考试大纲和考试说明，在重视双基的同时，强化学科基本技能的培养
与历年相比，2008年的物理试题更侧重于对学科的基础知识和基本技能的考查。但考查的角度已不是单纯考查这些概念和规律本身，而是考查学生对这些概念和规律的理解程度。因此，我们在教学中必须周密计划，科学安排，从高一开始，注重基本知识和基本规律的内涵和外延的讲解，通过典型物理模型的建立和适量练习的实践来帮助学生达到理解和掌握物理概念和规律。在高三复习过程中，要依据考试大纲和考试说明，在对教材中每一个知识点进行全面复习的基础上，研究学科内知识的综合点，突出学科的主干知识和核心知识，同时探讨各类典型问题（特别是高考常考题）的特点与分析方法和解题技巧。如，隔离法、整体法、图像法、等效法、极端思维法、类比法、估算法、微元法、逆向法、数学法等，让学生在学科主干知识体系的联系、物理思想方法的提取、归纳和应用的过程中，形成和提高学科基本素养。
2.注重物理过程的分析，强化规律的纵横联系，培养学生分析推理能力和综合解决物理问题能力
每一个物理规律的出现都有其成立的条件。因此在分析物理过程时，要帮助学生对关键点、转折点、制约条件以及规律间的纵横联系，问题的来龙去脉进行完整地把握。如，在指导学生解答实验题第20（Ⅱ）题时（题目略，详见中国物理教育网），可采用如下的分析过程。
对第(1)问：
第一步，从百分误差的表达式出发，使学生明白找到待测电阻的实际值是关键，并同时指出待测电阻的实际值为待测电阻两端的电压与同时通过的实际电流的比值。
第二步，从电路图出发，寻找待测电阻两端的电压与同时通过的实际电流。由于电压表与待测电阻并联，则有实际电压为电压表的示数，但电压表的内阻不是很大，由串并联电路的性质可得实际通过待测电阻的电流等于通过电流表的电流（示数）减去通过电压表的电流，从而算出待测电阻的实际值。
第三步，把计算的测量值和实际值代入百分误差的表达式计算得结果。
对第(2)问：
第一步，画出电流表的内接电路，帮助学生分析得出：电压表和电流表示数的比值就是电流表和待测电阻实际值的总电阻。由于电流表与待测电阻串联，由串并联电路的性质可得电压表的示数就为二者的总电压，当除以流过的实际电流时，就是串联部分的总电阻。
第二步，指出关键点，即由于电阻不变，则待测电阻的实际值为第(1)问的值。
第三步，把上述分析或计算的测量值和实际值代入百分误差的表达式计算得结果。
总之，为了求出百分误差，学生不仅要对电阻的物理含义和串并联电路等基础知识有清晰认识，同时还要在不同电路中加以识别和分析推理，以提高学生分析综合的能力。如果在教学过程中，长期不断的注重物理过程的分析，对学生的分析推理能力、综合解决物理问题的能力的提高就大有好处。
3.重视理论联系实际，培养学生构建物理模型和处理实际问题的能力
虽然2008年四川理科综合能力测试卷物理试题体现时代性和联系实际的题目相对不多，但其他省市的物理试题有明显增多的趋势。物理情境取材范围大，可以超出教材的范围，解答这些问题要求考生能正确地从实际问题中抽象出物理模型，要求学生有较强的理论联系实际的能力。因此，必须从平时物理教学着手，一方面注意设计、挑选、搜集典型的理论联系实际的问题，增加学生对这类问题的训练，对此类问题的正确解答予以指导和示范；另一方面引导学生注意观察生活中、生产实际中涉及可转化为物理知识的素材，培养学生正确地从实际问题中抽象出物理模型的能力。
4.重视物理实验，加强物理实验能力的培养
今年的物理实验题仍是一个大题下面分力、电两个小题，试题以实验数据的采集和电路结构的分析为突破口，用填空的设问方式，再现学生对物理知识的理解程度和学生处理数据和误差分析的能力。另外从近几年的考题和今年其他省市的考题也可看出：物理实验题的背景全部取材于课本中的学生实验或演示实验，但比课本中的原实验有所加深、提升和变化，使实验的考查更加全面、灵活，试题内容从实验原理的描述到实验原理（或电路图）应用（或选择），从直接处理实验数据到实验数据的读取以及数据的处理，甚至误差的分析，从实验步骤的完善到实验方案的设计等都已涉及。这就启示我们在平时教学时，一定要在实验原理的指导下，强调学生动手动脑，必须彻底远离“做实验不如讲实验，讲实验不如学生背实验”的应试观念，即使在高三复习时，也要让学生进实验室，要依据理科综合对实验能力提出的要求，深挖课本上实验的设计思想，增加一些设计性的实验方案的训练，让学生在新的起点、新的高度上重新审视课本上的实验，并动手使用器材，以培养和提高学生的实验能力。
5.注意培养学生的自主学习能力和科学素养
从学生能力考查方面看，今年的物理试题不仅对考纲中提到的五种能力，特别是应用数学工具解决物理问题的能力进行了考查，同时又涉及学生的科学素养的考查。如，计算题的第1题，当学生求解出两个都为正值的时间结果时，需要学生鉴别判断哪一个是合理的；再如最后的一个试题，出题者把要求学生先通过一个过程的规律，递推出整个过程的规律，然后用数学知识求解的方法放在第一，而一个一个的过程逐一求解放在第二，就不难看出出题者要求学生具有全面而客观的鉴赏力和递推推理、归纳推理、综合分析法等科学思维方式，这些都是科学素养的要素。而学生科学素养的养成，虽然离不开教师指导，但归根结底靠学生的自主学习才能形成。
总之，2008年的物理试题虽有一些不足，但却有很多启示：在注重学生知识形成的过程中，紧扣典型模型，突出物理现象的过程分析、方法的总结和应用的示范；在关注科学技术和社会热点问题中，重视对学生科学素养的培养，并使学生形成正确的情感与价值取向；在处理理论联系实际的问题和实验的教学中，学生的自主学习能力的培养和知识的综合应用等方面必须给予重视。应当充分发挥物理学科特点，坚持“以人为本，彰显素养，知能并重，突出能力”的教学指导思想，促进中学物理教学与素质教育、新课程标准基本理念的有机衔接。