2013年新课程高考物理试题特点与分析
2014-04-20李湘黔
张 俊 李湘黔
2013年新课程高考物理试题坚持“有利于科学选拔人才,有利于促进学生健康成长,有利于维护社会公平”的原则,注重全卷试题的“科学、公平、准确、规范”;试题命制以能力测试为主导,注重考查考生对所学基础知识、基本技能的掌握程度以及基本的物理学科素养。总体来看,试卷较好地体现了新课改理念,做到了平稳过渡,稳中求变。笔者在认真研读课程标准、考试大纲和各省市考试说明的基础上,对2013年13套新课程高考物理试题的结构特点和内容特点进行简要分析,并在此基础上提出新课改背景下高中物理教学的几点有益启示。
一、新课程高考物理试题的结构特点
1.题型结构趋于稳定,稳中渐变
由表1可知,2013年13套新课程高考物理卷的题型结构趋于稳定,分为选择题和非选择题两种类型,突出了客观题考查学生学科素养和三大能力的重要性。除了四川卷和山东卷,其他卷的选择题基本上都由单项题和多选题构成,四川卷和山东卷只设置了多选题。选择题分值占总分比例大多在40%左右,最高为46%。非选择题分为必做题和选做题。13套试卷中,全国卷、山东卷、江苏卷、福建卷、重庆卷和上海卷设置了选做题,其中4套的选做题为三选一或三选二,其余3套为二选一,选修内容为物理选修中的3-3、3-4、3-5模块。选修模块的设置,为学生提供了更多的选择空间,题目更加灵活。不足的是,不同题目的难度系数差别较大,考生选择不同题目,会造成分数上一定的差别,略显不公平。
以全国卷为例,该卷物理部分共14题,总分110分,分为必做题和选做题两部分:必做题包括选择题8道(每题6分,共计48分)、主观题4道(共47分),主观题中实验题两道(15分)、计算题两道(32分);选做题则由一个6分的选择题和一个9分的计算题组成。
2013年高考新课标卷中选择题最明显的变化是单选与多选的分开,题干中明确指出了哪几道题为单选题,哪几道题是多选题,一定程度上降低了答题难度。选择题的设计既注重了主干知识的考查,又兼顾了物理思想与科学方法的渗透。例如,全国卷Ⅰ第14题凸显物理学的人文性,要求学生感受科学探索经历并总结出结论;第15题考查电场强度的矢量合成,其中渗透对称法与等效思想。
2013年卷中,实验题与计算题的命制未涉及知识点的补充,很好地完成了全面考查学生综合物理素养的功能。实验题整体上相对平稳,大多仍沿袭往年力电实验搭配、一小一大(题目分值与知识容量设置大小)的格局,试题重应用、求创新,既考查基本仪器的使用和读数,又重视实验基本原理的分析。计算题注重理论联系实际,关注生活生产,数学运算能力要求较高,特别是字母运算能力。
2.知识覆盖全面,试题难度适中
总体来看,13套新课程高考物理卷的知识覆盖全面,突出了对主干知识的考查;试题按考纲要求设置了梯度,难度适中、区分度较好。并且,各省、市卷相对于全国卷要容易些。湖南省考生2013年物理平均分为41分,比2012年低8分。福建卷的整体难度在去年的基础上进一步降低,该卷在高分段的区分度较好,中、低分数段的区分度一般。北京卷的不足之处在于,试卷对物理学三大方法(力与运动的观点和方法、功和能的观点和方法、动量的观点和方法)中动量守恒和能量守恒的强调略显不足,且试题区分度问题仍未得到很好的解决,应引起命题人员的重视。
高考是集基础性、选拔性于一体的大众化考试,试题的难度设置应有一定的梯度。分析近几年的高考物理卷后笔者发现,一份物理试题中不同档次的题目比例一般为3:5:2,其中容易题约占30%,中等难度题约占50%,即80%的题目侧重于考查基础知识、基本方法、基本能力;较大难度题约占20%,这部分试题具有较强的综合能力要求,选拔性强。难题不是所有学生都能从容解答的,教师和学生应对高考时首先要瞄准80%的容易题和中等难度题,提高这部分试题的正确率及解题速度。
细读表2,从试题主要考点的分布上看,力学44分(占46.3%),电磁学51分(占53.7%),其中中等难度题、容易题仍然占有很大的比重,纯粹的难题所占分值不超过20分。与往年相比,电磁感应部分的试题分值有所增加,占25分,磁场部分的试题分值虽然略有减少,也有6分,这可能与近几年磁场的考查力度增大有关;功与能的考查主要体现在第16题和第21题,但较往年相比有所弱化。
表1 2013 年13套新课程高考物理试题结构比较
表2 2013 年高考全国新课标卷Ⅰ物理试题主要考点及难易分布
全国新课标I卷相对各省、市卷而言难度稍大些。选择题虽然标注了“单选”“多选”,使得难度有所下降,但计算题第24题在给出物体运动空间关系时是以坐标系的形式出现的,以往常见的轻弹簧也改为了橡皮筋,这些新情境的加入无疑增大了题目难度;第25题第二问可以说是物理部分难度最大的试题,与往年考查带电粒子在磁场中的运动不同,该题检测考生电磁感应、电容、力学规律的综合应用,涉及到的主要处理问题的方法是微元法,又牵扯到电容的充电电流,大部分考生解答起来有难度。选做题的难度与往年相比变化不大。选修3-3部分的选择题考查分子动理论、分子力做功问题,难度较低;计算题考查波意耳定律和盖吕萨克定理,有一定的难度。选修3-4部分的选择题考查机械波的传播,属于简单题;计算题以课本中的光导纤维为背景,考查几何光学中的全反射相关内容,属于中等难度题。选修3-5部分的试题由选择题改为了填空题,考查内容为核反应方程中质量数守恒以及电荷守恒,属于简单题;计算题仍然考查动量守恒与动能定理相结合的问题,只要学生清楚物体运动过程,解答起来并不难。
二、新课程高考物理试题的内容特点
1.注重基础,突出能力
新课程高考要求考生在物理学习过程中,体验科学探究过程,了解科学研究方法,培养良好思维习惯,试题在考查基础知识、基本技能的同时,注重考查考生运用所学知识分析和解决问题的能力,且能力考查特别注重了对物理概念、物理规律及物理思想等学科素养的掌握。由此,高中物理教学不能仅仅停留在机械记忆、生搬硬套上,更重要的是引导学生在理解的基础上,学会归纳和探究相关知识的内在联系,只有将学科教学与学生的思维成长紧密结合,才能真正实现拓宽学生思维、培养学生能力的目的。
整理2013年的13套新课程高考物理试题,我们发现了其中的共同之处,即能力立意明显:选择题更注意对物理概念、物理规律的理解,着重考查学生的理解能力和逻辑推理能力;填空题更注重对物理概念、物理规律在理解基础上的简单运用,着重考查学生分析推理和不太复杂的运算能力;实验题更注重对实验原理、实验方法的理解和应用,着重考查学生对基本实验方法的迁移和灵活运用能力,同时在其他题型中增加了以演示实验和学生实验为背景的试题;论述计算题更注重独立、灵活地分析解决新情境下的物理问题,着重考查学生对物理过程的分析、建立物理模型及运用数学解决物理问题的综合能力。而且,为了更好地选拔考生,这些试题都很注重控制试题的能力梯度,如天津卷最后一题考查粒子在电场中加速然后到磁场中偏转的经典质谱仪的模型,第一问和第二问都比较简单,第三问的能力要求则相对要高些。
2.回归教材,注重核心知识和主干知识的考查
与往年一致,2013年高考物理试题注重对基本概念的考查,强调回归课本,贴近日常教学。这样,学生答题时会觉得自己平时所学有用武之地,这种“似曾相识”的感觉也会让教师的教、学生的学进一步回归到物理课本的“源”上来。在回归课本的同时,2013年高考物理试题非常注重对核心知识和主干知识的考查,且新意和亮点不断。如部分试题借助图象,将基本概念、物理思想、图形分析、数学分析的运用和力、电知识的考查巧妙地结合在一起,这些试题在注重基础的同时,更趋向能力立意。同样以新课标I卷为例,第14题考查物理学史、匀变速运动的规律,涉及物理思想和科学研究方法,但该题并没有单纯地呈现物理学的发展、科学家的贡献,而是关注到了重要规律的探究发现过程,该题还考查了学生的推理能力,即根据实验数据进行逻辑推理和例证,得出物理规律;第17题、24题涉及电学的相关知识点,如法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电阻定律、弹力、运动、数学处理,考查了应用数学知识处理物理问题的能力,要求考生能够根据具体问题列出物理量之间的关系,进行推导和求解,并根据结果得出物理结论,能运用几何图形、函数图象进行表达、分析;第25题考查的知识点为电容器充电、滑轨类电磁感应、牛顿第二定律,该题一反以往压轴题只考查带点粒子在电磁场中的运动(数学思想主要是极限思想)的惯例,其中的微元思想,正是重视运用数学知识解决物理问题能力的体现;第22题、23题的实验题,分别考查了力学和电学的相关知识,该题考查的虽然是基本仪器,但不是常见的实验方法,充分体现了重视实验和灵活进行知识迁移的能力,包括明确实验目的、能理解实验原理和方法、使用仪器、处理实验数据等。
3.贴近生活,关注科技
为了较好地体现新课改要求,关注科学探究,2013年新课程高考物理试题很好地体现了“以能力测试为主导,考查学生对基础知识、基本技能的掌握程度和综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力”这一命题的指导思想,科技前沿、生活、生产等问题往往是命题者最常借用的情境。这样,命题者在设计试题的时候,必须视野开阔、考虑周全:第一,试卷设计的着眼点不应该只局限在知识目标上,课程标准所提出的各项课程目标,凡是纸笔测验能囊括的,都属于考查范围;第二,一份试卷中,各个试题需要有不同的分工,有的试题重视对知识的考查,这种试题容易设计,有的试题重视对其他课程目标的考查,设计这种试题需要有全面课程目标的视野;第三,试题不仅需要具有选拔的功能,还要有利于引导高中教学贯彻新的课程理念,以培养学生全面的学科素养。
仍以全国新课标卷I为例,第20题以“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器首次成功交会对接为背景,展示了我国航天技术的辉煌成就;第21题以我国首艘航母上舰载飞机降落为背景命题,反映了当代科学技术发展的重要成果;第24题桌面上的玩具车,会唤起对童年的回忆;第34题以信息时代最常用的光导纤维为切入点,很好地诠释了“从生活走进物理,从物理走向社会”的理念。以上这些试题在考查知识和能力的同时,充分发挥了高考的教育功能:注重理论联系实际,注重物理与科学技术、社会、经济发展的联系,注重物理知识在生产、生活等方面的广泛应用,有利于激发考生学习科学的兴趣,培养他们实事求是的态度,从而形成正确的价值观,也有利于促进“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”三维课程培养目标的实现。
三、对高中物理教学的启示
1.认真落实新课程基本理念
好的高考成绩不是靠临时抱佛脚得来的,而是要求教师在平常教学过程中扎实落实新课程基本理念。具体来说就是:在课程目标上,注重提高全体学生的科学素养,从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生,为学生终身发展、应对现代化和未来发展的挑战奠定基础;在课程结构上,重视全体学生的共同基础,同时针对学生的兴趣、发展潜能和未来职业需求,设计供学生选择的物理课程模块,以满足学生的不同学习需求,促进学生自主地、富有个性地学习;在课程内容上,体现时代性、基础性、选择性,培养学生的社会参与意识和对社会负责任的态度;在课程的实施上,注重自主学习,提倡教学方式多样化,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考,使其逐步形成科学态度与科学精神;在课程评价上,强调更新观念,促进学生发展,关注过程评价,帮助学生认识自我、建立自信,促进学生在原有水平上发展。
高中物理教师只有牢牢把握住新课程基本理念,才能从宏观上把握方向,有效克服日常教学中的薄弱环节:重结论、轻过程,重定量计算、轻定性分析,重理论、轻实验,重逻辑思维、轻形象思维,重学科知识、轻联系实际。
2.重视函数、图象和几何图形在物理学中的教学
应用数学处理物理问题的能力是高考要求考查的五种能力(理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力、实验能力)之一,每年的高考物理试题都充分体现了这一要求。认真研究新课程高考卷后我们发现,部分考生觉得物理难而新,常常是由于数学这根“隐线”在作怪,它通常体现在三个方面:(1)较繁的字母运算或数字运算;(2)题目中涉及到关键性的几何条件;(3)对图象的要求——识别、使用、画图象。以全国新课标II卷为例,第20小题要求考生根据轨迹图形分析电场强度方向,第21小题考查加速度图象,第23小题考生需要先建立函数关系再画图象,第25题考生要画出带电粒子的轨迹图,找出几何关系才能求解,第34小题为选做题,考查平面几何知识,考生画出光路图后,还要作辅助线,才能找到角度关系,才能求出折射率,这道题的难度其实就体现在数学能力上。基于此,高中物理教师应针对高考试题注重对教学能力考查的特点,加强函数、图象和几何图形在物理学中的教学。
3.培养学生运用理论解决实际问题的能力
以实际问题为背景叙述并设问,解决这样的问题首先需要从实际问题的情景中抽象出物理模型,再从物理模型的过程特点找到该过程所遵从的物理规律,最后将物理规律转化成数学问题。联系实际试题情景的设置,都不是纯化的物理模型,而是实际中的物理问题,这就要求学生必须先将这样一些实际问题转化为理想化的物理模型,然后才能利用课本上所学到的概念、规律进行分析、求解。这样的试题既考查了学生综合分析问题的能力,又考查了学生将实际问题抽象为模型化问题的能力,同时也让学生体会到了物理知识的应用价值,能对中学物理教学起到很好的反拨作用。例如江苏卷压轴题第25题,考查的是法拉第电磁感应定律、左手定则、牛顿第三定律、电阻定律、牵引力瞬时功率的计算和功率问题,考生解答这类“大杂烩”问题首先要能找出这个实际问题用到了哪些物理知识,然后把实际问题转化为常见的物理问题,通过联系实际问题的情境设计,让学生分析问题的本质,经过合理的近似建立模型,考核学生灵活运用物理规律和方法解决问题的能力。
培养学生运用理论解决实际问题的能力,也要求教师在实验教学时立足学生实验,寻求拓展创新。以力学实验中速度和加速度的测量为例,教师可以借用打点计时器、光电门、传感器、频闪照相等办法;电学实验中伏安法电阻的测量,教师必须先准备好合适的电流表和电压表,如准备好两块电流表和定值电阻、两块电压表和定值电阻、已知内阻的电表等;电源的电动势和内阻实验中,教师也要准备好合适的电流表和电压表,如电流表和电阻箱、电压表和电阻箱、一块电表和两个定值电阻。从近几年的高考物理实验题来看,试题设计逐渐跳出了课本分组实验的范围,延伸到演示实验中,且趋于稳定。