唐昌琳
【摘 要】本文以 2018 年全國高考理綜Ⅲ卷第 25 題(一道物理主觀題)為例,分析在高考物理中命題者是如何通過考題來考查物理學(xué)科核心素養(yǎng)的,為物理教學(xué)提供參考。
【關(guān)鍵詞】高考物理? 核心素養(yǎng)? 考查
【中圖分類號】G? 【文獻標(biāo)識碼】A
【文章編號】0450-9889(2018)09B-0158-02
高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面的內(nèi)容,2018 年全國高考理綜Ⅲ卷的物理試題對這四個方面均有考查,這樣的考查起到了很好的導(dǎo)向作用。本文以 25 題為例,與大家共同分享命題者把核心素養(yǎng)融進試題的策略。
【原題】25.(20 分)如圖,在豎直平面內(nèi),一半徑為 R 的光滑圓弧軌道 ABC 和水平軌道 PA 在 A 點相切,BC 為圓弧軌道的直徑,O 為圓心,OA 和 OB 之間的夾角為 α,sinα=3/5。一質(zhì)量為 m 的小球沿水平軌道向右運動,經(jīng) A 點沿圓弧軌道通過 C 點,落至水平軌道;在整個過程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還一直受到一水平恒力的作用,已知小球在 C 點所受合力的方向指向圓心,且此時小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱?。重力加速度大小?g。求:
(1)水平恒力的大小和小球到達 C 點時速度的大小;
(2)小球到達 A 點時動量的大小;
(3)小球從 C 點落至水平軌道所用的時間。
這道題從難度上來說,應(yīng)該屬于中檔偏上一點的題。由于慣性思維,許多考生總覺得物理試題要比化學(xué)、生物難,而放棄物理主觀題不做,造成本題的得分率比較低。縱觀歷年來高考物理主觀題,其實難度都不是很大,它是著力考查考生的關(guān)鍵能力和學(xué)科素養(yǎng)。2018 年全國高考理綜Ⅲ卷的第 25 題也一樣。下面讓我們共同分享本題對考生學(xué)科素養(yǎng)的考查。
一、物理觀念
(一)運動觀念
小球從 A 右側(cè)的水平軌道做勻加速運動到 A 點,然后沿圓弧做圓周運動從 A 到 C,在 C 點離開軌道后做拋體運動落到水平軌道上。本題主要考查小球后兩種運動情況,這就要求考生對圓周運動、拋體運動的條件及其運動規(guī)律的描述掌握清楚,并能準(zhǔn)確應(yīng)用。
(二)相互作用觀念
在圓軌道上,小球除受到重力 mg,水平作用的恒力 F0? 外,還跟軌道發(fā)生相互作用,軌道對小球的支持力的方向、大小都在不斷地變化,到 C 點時軌道對小球支持力為 0,重力 mg 與水平恒力 F0 的合力指向圓心,提供小球做圓周運動所需要的向心力。
(三)能量的觀念
小球從 A 到 C 過程中小球重力 mg 做負(fù)功(重力勢能增加),水平恒力 F0 對小球做負(fù)功,軌道對小球的支持力不做功,所以小球從 A 到 C 動能減少。
二、科學(xué)思維
(一)模型構(gòu)建
重力 mg 與水平恒力 F0 均為恒力,而且在 C 點二者合力 F 指向圓心,則在全過程中 F 均由 C 指向 B,如果用 F 來等效替代重力 mg 與水平恒力 F0?,這個圓周運動就等效于重力場中豎直平面內(nèi)的圓周運動,B 為等效的最低點,C 為等效的最高點。重力場中豎直平面內(nèi)的圓周運動分為有支撐與無支撐兩種類型,本題中小球的運動等效于無支撐類型,該類型學(xué)生再熟悉不過了。小球離開 C 后所受的合力恒為 F,方向沿 CB 方向,在 CB 方向做初速度為 0 的勻加速直線運動。在垂直 CB 方向上小球不受力,做勻速直線運動,是個典型的類平拋運動。在本題中考生需要用類比的方法構(gòu)建理想化模型,將這個模型構(gòu)建好了,再用相應(yīng)的基本知識,進行科學(xué)推理就能準(zhǔn)確解決題中所提出的問題。
(二)科學(xué)推理與論證
構(gòu)建出模型后,可根據(jù)題目所給的條件,逐步推理論證得出結(jié)論。
本題不僅在物理觀念、科學(xué)思維方面對考生進行了考查,而且同時考查了考生實事求是、具體情況具體分析的科學(xué)態(tài)度。
三、對高中物理教學(xué)的啟示
今年高考理綜Ⅲ卷的物理試題側(cè)重考查了考生對物理基本知識的掌握,以及用掌握的基本知識去解決問題的能力,也就是考查考生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。這樣的試題,不管是示范性高中還是普通高中、城市高中還是農(nóng)村高中,都能適應(yīng)。完成這套試題不需要大量的題海戰(zhàn)術(shù),相反,單單海量刷題,不注重知識的背景與來源,不注重物理學(xué)科素養(yǎng)提升的考生,不管平時成績再好,這次未必能考出很好的成績??己笥械目忌г埂斑@套試題太淺了,只要細(xì)心,平時中等成績的學(xué)生比尖子生還要考得好”,正好證明了這一點。這也提醒中學(xué)物理教學(xué)工作者,在教會學(xué)生掌握基本知識及其來源外,要側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基本知識分析問題、解決問題的能力,著力提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。
掌握基本知識的背景與來源,并能用它去分析和解決具體問題是基本功,在平時教學(xué)過程中要著力訓(xùn)練學(xué)生的基本功。鐘德衛(wèi):“要明確基本功的重要性,沒有任何教學(xué)方法能繞過要求教師有良好的基本功和訓(xùn)練學(xué)生良好的基本功而可以有好效果?!边@就是說,教師要訓(xùn)練學(xué)生具有良好的基本功,教師自己要具備良好的基本功。教師良好的基本功除來源于中小學(xué)、本科、研究生階段的教育外,更多的要來源于教學(xué)實踐中的反思、研究的自我提升。當(dāng)一名教師自身具有良好的基本功后,就能很好地掌控教學(xué)課堂,也就不會讓學(xué)生在題海中毫無航向地亂游。