《中國高考評價體系》下分析綜合能力培養(yǎng)策略

山東 賈玉兵 竇立勇

分析綜合能力作為物理學(xué)科關(guān)鍵能力的高階能力，對助力高校選拔人才起著關(guān)鍵作用。培養(yǎng)學(xué)生分析綜合能力，可從三個方面有計劃、有步驟地實施：綜合運用“對象、狀態(tài)、過程、條件、規(guī)律、聯(lián)系”六個基本要素分析題意，提高審題能力；熟練掌握“加速、減速、勻速、靜止、拋體、圓周、碰撞、反沖”八種運動規(guī)律，提高物理過程分析能力；將復(fù)雜任務(wù)的情境拆分成相對獨立的基本狀態(tài)和過程，提高復(fù)雜情境分析能力。教學(xué)過程中要注意幫助學(xué)生克服在基本概念、規(guī)律理解上的困難，基本數(shù)學(xué)能力欠缺，實際情境問題訓(xùn)練不足等問題。

《中國高考評價體系》的正式頒布標志著我國高考進入了一個無考綱的新時代，高考對素養(yǎng)能力的考查成為命題的重點，對學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)已成為我國教育的主要目的，更是評價的一項重要指標。結(jié)合《普通高中物理課程標準(2017年版2020年修訂)》，可以確定理解能力、實驗探究能力、模型建構(gòu)能力、邏輯推理能力、分析綜合能力、信息加工能力是物理學(xué)科的關(guān)鍵能力。分析綜合能力屬于物理學(xué)科關(guān)鍵能力中的高階能力，是指能夠獨立地對所遇到的問題進行具體分析、研究，弄清物理狀態(tài)、過程和物理情境，找出起重要作用的因素及有關(guān)條件；能夠把一個復(fù)雜問題分解為若干個簡單問題，找出它們之間的聯(lián)系；能夠提出解決問題的方法，運用物理知識和方法綜合解決問題的能力。

一、高考對分析綜合能力的考查

實施新高考的省份，對學(xué)生分析綜合能力的考查已經(jīng)發(fā)展到一個新的高度。如2020年山東卷(共18道題，時長90分鐘)，有效文本長度達4 892字，較同年江蘇卷(共16道試題，時長100分鐘)多出了27.7%。文本越長往往意味著情境越復(fù)雜，對學(xué)生信息加工能力、分析綜合能力的要求就越高。山東卷第15題，以中醫(yī)拔罐為情境考查學(xué)生對理想氣體狀態(tài)方程、玻意耳定律、變質(zhì)量問題的分析綜合能力；第16題通過創(chuàng)設(shè)奧運會滑雪比賽的實際場景，考查學(xué)生運用牛頓運動定律、運動的合成與分解等物理知識處理復(fù)雜情境問題的能力；第17題以質(zhì)譜儀為情境，通過巧妙設(shè)計與構(gòu)思，將粒子在電場、磁場中的運動結(jié)合起來，考查學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)和分析綜合能力；壓軸的第18題對學(xué)生分析綜合能力的考查達到了極致，該題通過斜面上物塊間的多次碰撞，將動量守恒定律、機械能守恒定律、運動學(xué)公式、動能定理等物理學(xué)科核心規(guī)律考查得淋漓盡致，對學(xué)生的分析綜合能力、運用數(shù)學(xué)知識處理物理問題能力提出極高要求，充分體現(xiàn)了助力高校選拔人才的能力導(dǎo)向。

二、分析綜合能力培養(yǎng)中存在的問題

在實際教學(xué)過程中，對學(xué)生進行分析綜合能力培養(yǎng)方面常存在以下問題：

1.基本概念、基本規(guī)律的學(xué)習(xí)落實不到位

有的學(xué)生雙基不過關(guān)，如對超重、失重、第一宇宙速度等基本概念理解不深刻，對重力加速度和向心加速度的區(qū)別與聯(lián)系辨別不清等。有的學(xué)生對核心規(guī)律的適用條件理解不深刻，隨意寫公式，如不理解機械能守恒定律和動量守恒定律的適用條件，不理解機械能守恒的過程動量可能不守恒、不清楚動量守恒的過程機械能可能不守恒等。

2.基本方法的指導(dǎo)和訓(xùn)練落實不到位

有些學(xué)生對基本的思想方法掌握不到位，不會加以運用，如不會運用整體法和隔離法，不會運用圖像法、等效法、對稱法、極限法、微元法、臨界分析法等基本方法。

3.審題方法的指導(dǎo)落實不到位

有些學(xué)生審題能力不過關(guān)，或不會審題，或存在不會閱讀題目、不會畫草圖、隱含條件挖掘不出來的現(xiàn)象。

4.基本的數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)欠缺

有些學(xué)生對三角函數(shù)應(yīng)用不熟練，數(shù)值運算不正確，簡單方程組解不對，缺乏空間想象力，基本的幾何關(guān)系找不出來等。

5.分析解決實際情境問題的訓(xùn)練不足

學(xué)生面對聯(lián)系現(xiàn)代生活、體育項目、社會實踐等新情境試題，經(jīng)常束手無策，無法順利提取有效信息、正確建構(gòu)物理模型。

以上問題，表面看是學(xué)生的問題，實際暴露出的是教師在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)時，對學(xué)生進行分析綜合能力培養(yǎng)過程中的不足。教師過多地以完成教學(xué)進度為目標，注重“面”上的教學(xué)，缺乏對學(xué)生的個性化指導(dǎo)，一些細節(jié)性的工作沒有落實到學(xué)生身上，使得分析綜合能力的培養(yǎng)打了折扣。

三、分析綜合能力培養(yǎng)策略

1.提高審題能力——“十二字方法論”分析試題情境

審題是分析、解決問題的第一步。第一步邁不開，就無法理解題意、獲取有效信息，從而影響信息加工、模型構(gòu)建、邏輯推理等解題環(huán)節(jié)的順利進行。因此，分析綜合能力的培養(yǎng)首先要從提高審題能力開始。

筆者將綜合運用“對象、狀態(tài)、過程、條件、規(guī)律、聯(lián)系”等六個基本要素分析解決物理問題的方法，概括為“十二字方法論”。教學(xué)實踐表明，“十二字方法論”概括了審題的基本要領(lǐng)，能有效指導(dǎo)學(xué)生審題，提高學(xué)生的審題能力。

(1)靈活選取研究對象：比如小球、滑塊、輕桿、結(jié)點、系統(tǒng)等，都可能作為解決問題的研究對象。研究對象可以是單個物體，也可以是幾個物體組成的整體。靈活、正確地選取研究對象，能給解題帶來很大方便。

(2)認清物理狀態(tài)：題目中類似“在某時”、“在某點”的敘述，指的就是一個物理狀態(tài)。與狀態(tài)相聯(lián)系的物理量即狀態(tài)量，如力、速度、角速度、加速度、動量、機械能(包括動能、彈性勢能、重力勢能)、電場強度、磁感應(yīng)強度、電勢能等。

(3)探明物理過程：題目中類似“從某時到某時”、“從某點到某點”的敘述，指的就是一個物理過程，與一段時間間隔或一段位移相對應(yīng)。與過程相聯(lián)系的物理量即過程量，如功、沖量、通過導(dǎo)體的電荷量、氣體吸收或放出的熱量等。

(4)挖掘隱含條件：要出現(xiàn)某些物理狀態(tài)或?qū)崿F(xiàn)某些物理過程，需要滿足一定的物理條件或數(shù)學(xué)條件，如豎直面內(nèi)細繩懸掛的小球能做圓周運動，隱含著小球到達(通過)最高點時至少要滿足重力等于向心力的條件；兩個物體發(fā)生彈性碰撞，隱含著碰撞前后要同時滿足動量守恒和機械能守恒等。在試題情境描述中，往往對應(yīng)著“無碰撞地、理想、足夠長、動能最大時、至少、恰好”等一些關(guān)鍵詞句。從這些關(guān)鍵詞句中讀出隱含的物理條件，對分析解決問題是非常重要的。

(5)選準物理規(guī)律：在認清物理狀態(tài)和探明物理過程的基礎(chǔ)上，要根據(jù)題目創(chuàng)設(shè)的具體情境和需要解決的具體問題靈活選擇相應(yīng)的物理規(guī)律。與狀態(tài)相聯(lián)系的物理條件或物理規(guī)律，有平衡方程、牛頓第二定律、動量守恒定律、機械能守恒定律、理想氣體狀態(tài)方程等；與過程相聯(lián)系的物理條件或物理規(guī)律，有運動學(xué)公式、動能定理、動量定理、熱力學(xué)第一定律等。在高中物理中，基本物理過程有勻速直線運動、勻變速直線運動、拋體運動(勻變速曲線運動)、圓周運動、碰撞、反沖、簡諧運動等。這些基本物理過程都有相對應(yīng)的物理規(guī)律和方法，如拋體運動，通?？紤]運動的合成與分解，采用“化曲為直”的思想方法加以解決。熟練掌握基本規(guī)律和方法，對提高分析綜合能力十分有益。

(6)健全各種聯(lián)系：兩個物理狀態(tài)或兩個物理過程之間往往存在著一定的聯(lián)系，或通過某一物理量聯(lián)系在一起，或通過滿足一定的數(shù)學(xué)(幾何)關(guān)系聯(lián)系在一起，這些“聯(lián)系”構(gòu)成了物理狀態(tài)或物理過程之間的橋梁，制約著題目能否順利求解。

教學(xué)實踐表明，熟悉審題的六個基本要素，用好“十二字方法論”對培養(yǎng)和提高學(xué)生審題能力十分有效，是培養(yǎng)和提高分析綜合能力的基礎(chǔ)。

2.提高過程分析能力——“八字訣”分析運動過程

高中階段學(xué)生學(xué)習(xí)的基本物理過程，筆者用“加、減、勻、靜、拋、圓、碰、反”八個字加以概括，稱為“八字訣”。教學(xué)實踐表明，弄清這一口訣的具體含義并熟練運用，對提高學(xué)生的物理過程分析能力具有事半功倍的效果。

(1)“加、減”，指物體做加速運動或減速運動。依據(jù)試題的任務(wù)情境，如果是曲線運動或非勻變速運動優(yōu)先考慮用動能定理求解；如果是勻變速直線運動，且任務(wù)情境中涉及時間、加速度等物理量，優(yōu)先考慮用速度公式、位移公式求解。

(2)“勻、靜”，指物體處于勻速運動或靜止狀態(tài)。這兩個狀態(tài)均滿足合外力等于零的條件，優(yōu)先考慮用正交分解法列平衡方程。

(3)“拋”，指物體做拋體運動，是在恒力作用下的運動。如果物體只受重力作用，根據(jù)初速度方向與合外力方向的關(guān)系，有平拋、斜上拋或斜下拋運動。如果物體在恒定電場力或其他恒力作用下運動，一般稱為類拋體運動。處理(類)拋體運動的基本方法，是運用運動的合成與分解知識將曲線運動等效為兩個方向上的直線運動。

(4)“圓”，指物體做圓周運動。分析思路一是利用描述圓周運動的物理量(a、v、ω、T、r)之間的關(guān)系；二是進行受力分析確定向心力，利用牛頓運動定律(向心力公式)求解。

(5)“碰”，指兩個或多個物體相互作用發(fā)生碰撞。如彈性碰撞、(完全)非彈性碰撞等，以及各種“類碰撞”模型，如滑板滑塊、物塊與彈簧的相互作用過程等。優(yōu)先考慮用動量守恒定律、能量守恒定律結(jié)合動力學(xué)規(guī)律求解。

(6)“反”，指反沖運動，包括各種“類反沖”模型，如人船模型、彈簧連接體、爆炸、核衰變等。反沖運動的特征是系統(tǒng)總動量為0、滿足系統(tǒng)動量守恒或某一方向上動量守恒，系統(tǒng)機械能有增加。

以上“八字訣”涵蓋了高中物理所學(xué)的基本運動過程，總結(jié)了解題所需的基本規(guī)律和思想方法。熟悉“八字訣”的基本內(nèi)涵，對提高學(xué)生審題能力和過程分析能力是非常有效的。

3.提高復(fù)雜情境分析能力——“善于拆分，大題小做”分解任務(wù)情境

對于過程較多、任務(wù)情境比較復(fù)雜的綜合性問題，如各地區(qū)高考試卷的壓軸題等，要“善于拆分，大題小做”。該類試題都是由多個連續(xù)的、彼此關(guān)聯(lián)的物理過程有機銜接而成，信息含量大，任務(wù)情境復(fù)雜，對考生分析綜合能力要求較高。面對此類問題，要沉著冷靜、細心讀題，按照以下步驟將整個任務(wù)情境拆分成相對獨立的基本狀態(tài)和過程，分別運用相關(guān)規(guī)律和方法加以解決。

(1)認真審題。按照前面敘述的審題方法，注意關(guān)鍵詞句，明確解答目標；加強判斷推理，找出隱含條件；關(guān)注過程細節(jié)，弄清內(nèi)在聯(lián)系。

(2)細致分析物理過程。運用“加、減、勻、靜、拋、圓、碰、反”(八字訣)進行過程拆分，實現(xiàn)快速建模。物理綜合題的研究對象所經(jīng)歷的過程往往比較復(fù)雜，在審題獲取關(guān)鍵詞語、隱含條件后，就要對各個運動過程進行剖析，確定對應(yīng)的物理模型、規(guī)律及各過程間的聯(lián)系。對劃分好的子過程，要活用規(guī)律、準確答題。要結(jié)合試題的具體情境，在透徹分析題給條件的基礎(chǔ)上，靈活選用規(guī)律和方法分步列式、聯(lián)立求解。切忌背結(jié)論、套公式、堆砌方程。

(3)規(guī)范答題。按照科學(xué)規(guī)范的表達方法，將解題過程有條理地呈現(xiàn)出來，要有必要的文字說明、主要方程式、重要演算步驟和明確結(jié)果。在應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(如一元二次方程、正弦定理、三角函數(shù)公式、三角形相似、勾股定理等)解答物理問題時，不需要詳細的數(shù)學(xué)推導(dǎo)或數(shù)學(xué)解答過程，只需列出數(shù)學(xué)表達式后直接寫出數(shù)學(xué)結(jié)果。要用題給符號，杜絕背公式。如題目給出磁感應(yīng)強度為B1，導(dǎo)體棒長度為d，就不能背公式隨意寫成F=BIL，而要寫成F=B1Id。

四、結(jié)語

分析綜合能力是學(xué)生解答復(fù)雜物理問題的必備能力，從更高層面反映了學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)的水平。培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的分析綜合能力不是一朝一夕可以做到的，需要教師有意識、有目的、有計劃地運用科學(xué)方法加以培養(yǎng)。