谈物理试题命制中对知识的应用再造

2016-01-07陈臣骞

物理通报 2015年8期

关键词：文本框纸带命制

谈物理试题命制中对知识的应用再造

陈臣骞

(浙江省宁海中学浙江宁波315600)

摘要：由新高考理念下对命题的价值取向分析，到物理试题命制中倡导对知识的应用再造，同时提出了对知识应用再造的几个切入角度并举例分析.

关键词：新高考命题价值取向知识的应用再造命题思路

收稿日期：(2015-03-26)

《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》的颁布和明确在沪浙两地2014级新生中试点执行，意味着我国教育改革实施的真正落地生根.此次高招改革有两个主要的着力目标：一是着力扭转片面的应试教育；二是着力彰显选择性的教育理念.所谓有考试就有应试，且有怎样的试题价值取向就有怎样的教学价值取向，这是本能的功利所趋.为此，《实施意见》针对高考内容有一项专门的导向要求：科学设计命题内容，增强基础性、综合性，着重考查学生独立思考和运用所学知识分析问题、解决问题的能力.

何为“科学设计命题”？笔者个人理解至少满足以下3点：一是内容上回归学科知识本源，即所谓“基础性”；二是思维上体现学科思想，学科知识与学科思想方法的有机结合即为“综合性”；三是功用上反对应试.习题教学与学生练习是我们学科教学的重要组成部分，习题是知识的落实巩固途径，是知识的再建构途径，也是学科思维方法培养深化的途径，更是学生学习诊断、评价的途径.故习题具有不可替代的作用，我们在命题中强调反对应试，简单说就是反对所谓的“熟能生巧”.所以命题中我们反对“模型化对象”、“套路化过程”、“程式化思维”、“固式化结论”，我们也反对“记忆式”,反对“游戏式”,反对“演算式”，总之务求使“宝典”废功，使“秘笈”失灵，还学生的思考以“独立性”、“真实性”.

2对图像的移动

图像粘贴后，位置一般不理想，大小也不合适，可以点击图像，这时图像四周出现了一个虚框，可以拖动虚框改变大小，感觉大小合适就行了.

再右键点击“图像”/设置图片格式(I)/版式/环绕方式/四周型(Q)(如果分栏排版的话，选用“环绕方式”为“嵌入型”较好)，然后点击“确定”.这时再点击图像就可以移动图像了.选择一个合适的位置就大功告成了.笔者个人习惯把图像放在本试题文字的右侧或右侧文字的下面，以图片不超过文字的右侧边界(对齐)为好.

3图像上文字的处理

如果截取的图像上面有文字，又不想用(或改用其他文字)，这时只要插入一个文本框就行了.插入文本框后，调整好文本框的大小使其能够盖住原文字.再把文本框去掉，右键点击文本框的“边框”，点击设置文本框格式/线条/颜色/点后面的下拉箭头/选择第一个颜色“白色”格/点击“确定”.这时文本框就看不见了，图像上原来的文字就被盖住了，如果要加上文字，就在文本框里输入文字即可.再选择文本框和图像，组合一下就行了.

如果有多个文字要覆盖或加上，采用同样的办法进行就行，或将设置好边框的文本框复制、粘贴、拖动大小等，也可以在文字框里输入新的文字.

其他方面的处理和Word，WPS处理方法基本一致，大家都会，不再复述.

以上是笔者在实际工作中总结出来的一点儿小技巧，这种方法使用简单、操作方便，对处理物理试卷很有帮助，供同仁参考使用，请多提宝贵意见.

物理学作为一门自然科学，它来自生活，立足于客观事实，指导并服务于生产生活实际，即物理是真实的，物理是有用的.故笔者理解《实施意见》中所指的“运用所学知识分析问题、解决问题的能力”，即在物理命题中强调的一个重要价值取向就应该体现其“实际性”和“应用性”.比较《实施意见》颁布后针对新高考修订的2014年新版《浙江省普通高中学科教学指导意见——物理》所做的知识条目和相关教学要求的调整，我们不难看到这种价值取向的体现，笔者个人把它总结为“限制知识性拓展”和“强化应用性延伸”两点.另外，我们再来比较人教版物理教材的历次改编，单就其课后习题的选编方向也是不断取向“知识在实际中的应用”.故此，我们可以肯定“让知识在应用中应用”就是新高考物理试题命制的一个重要的价值取向.

如何“给知识插上应用的翅膀”呢？下面笔者就结合本人在平常试题命制中的原创体会，来谈谈物理命题中对知识应用再造的几个切入角度.

1从生活中取景取材赋予物理习题以生活的气息和痕迹

物理来自生活，生活中充满物理.生活形式丰富多彩，因此在生活中取材可谓取之不尽，变化无穷.当然物理知识是抽象的，而生活中的物理是具体的，从生活到物理需要一个提炼，这个提炼既是教师命题的设计过程，也是学生读题解题的分析过程，最终也即 “分析问题、解决问题能力”的体现过程.一句话，只有当物理走进生活，学生认知中的物理才是“活”的，才是“真”的.这样，习题自然就延伸了它本源的教育功能：物理就在我们的身边，物理是真实有用的.

【例1】(台州三校高三联考) “鲤鱼跃龙门”是我们熟知的现象，鲤鱼在准备跳跃时，先在水下的一定深处启动，使劲地摆动尾巴和鱼鳍，使整个身体向上冲向水面，并最终一跃而出.假设鱼身的平均密度约等于水的密度，鱼在水下启动的深度为20 cm，鱼跃出水面的高度为1 m，并假设鱼是竖直向上运动.我们暂且称“跃”的过程中鱼击水的平均作用力与自身重力的比为弹跳系数k.(不考虑水、空气阻力的影响，也不考虑鱼本身大小的影响).

(1)估算此鲤鱼的弹跳系数k;

(2)某人做立地跳跃(使身体竖直向上跳跃)，设他具有与此鱼相同的弹跳系数，且下蹲时重心下降也为20 cm，估算他跳跃时相对站立状态上升的高度H.

参考答案:(1)k=5; (2)H=0.8 m.

命制思路：题述“鲤鱼跃龙门”是我们熟知的现象，如何从中提炼物理过程、解读很具生活化的“弹跳系数”概念和“设鱼身的平均密度约等于水的密度”条件含义都是着意体现解决实际问题的能力.有趣的是,此题的基本情境和分析思路时隔两年被2012年高考浙江理综第23题反其过程而命之(见下).

图1　探究“鱼”受到水的阻力与形状的关系实验图示

(1) “A鱼”入水瞬间的速度vA1；

(2) “A鱼”在水中运动时所受阻力fA；

(3) “A鱼”与 “B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA∶fB.

(1)若飞机挂钩后滑行17.3 m时达到着舰过程的最大速度60 m/s，求此拦阻索的张力T;

(2)飞行员在着舰挂钩0.4 s后关闭发动机，若飞机最终滑行60 m时停住，求整个着舰过程克服拦阻索所做的功.

图2　舰载机借助于拦阻索成功降落

参考答案:(1)T=3.6×105N; (2)W=0.72×107J.

命制思路：航母“辽宁”舰舰载机的着舰试航成功是当年国人的话题热点，故此题最大的特点在于取材具有强烈的现实生活气息，并蕴含很好的爱国主义和科技兴国的教育意义.而在具体物理知识的运用设计上，本题的另一亮点在通过“复飞”情境的设计，使(1)问的力平衡穿插了几何关系和功率、牵引力、速度三者的关系，从而在(2)问中引进了变力做功的应用.

2凸显学科思想

物理学科中蕴含着丰富的学科思想，典型的有：猜想与假设、等效思想、理想模型、总分思想、守恒思想、对称思想、放大思想、微元思想、极限思想、转化思想、逆向思维、简单美……毫无疑问，这些学科思想既是学科教育的重要目标，更是新理念倡导的素质教育的精髓所在.这里尤其要提出的是，生活中的物理是真实的，则也必定是复杂的，而高中阶段所学的物理却是“理想”的.怎样从“真实”到“理想”，让“理想”照耀“真实”是个重要的实际问题，我们把它称之为“建模思想”，但它又绝不是简单的“削足适履”.

【例4】(学校月考)发给小明两张相同的白纸，小明分别把它折成了一个纸飞机和揉成了一个小纸团.现假设让小明站立着以相同的水平速度分别扔出，则下列判断一定成立的是

A．两样东西同时落地

B.纸团先落地

C.两样东西的落地轨迹均满足抛物线方程

D.纸飞机飞得更远

参考答案:B.

命制思路：是“平抛”模型吗？物理建模的条件审定是本题的主要着意.空气阻力不是“天然”可忽略的因素，这对思维“模型化”的学生是一剂清醒剂.对于纸飞机的运动，气流力学不为高中所学，但生活认识会给出答案.

图3　悬挂重物装置示意图

【例5】(宁波市八校联考)用一个简单的装置在墙壁上悬挂一重物可以有图3中的甲、乙两种形式.图甲中，A，B，O处于同一水平面，且AO，BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆，其转轴C在AB中点D的正下方， ∠AOB=120°.图乙轻杆的O点改为水平的DO拉绳，其他同图甲.下列判定正确的是

A.图甲装置更好

B.甲、乙两图中CO杆受力相等

C.甲图中CO杆受力较大

D.AO,BO与DO三绳的拉力相等

参考答案:A,B,D.

命制思路：本题的立意主要在两个思维方法的运用考查：“等效”——两图中CO杆的支撑作用；图甲中AO，BO与图乙中DO线的牵引作用.“分解”——水平面上3根线(OA,OB与OD)作用效果的独立性.而对于选项A基于生活感受完全可作出判断.

3强化对物理的“感受性”

物理既是真实的，必定也是可以感受的.某种角度讲，只有感知到的理论才是致用的基础.显然新课标理念对物理习题立意的趋向也在“弱化其抽象的理论推演，显化其具体的应用和感受”，由此在课堂教学中也是特别倡导由学生参与或感受的“体验性实验”的开发.从学生物理学习的目标来讲，建构科学的物理概念和规律只是第一层次目标，认识和理解生活现象才是更进一层的目标.因此通过试题命制来强化学以致用的目标导向也是体现物理习题的“正功能”之一.

【例6】(宁波市八校联考)今年宁波市机动车C照路考增加的其中一个项目叫“直角转弯”，即在平坦的水平“十字”形路面上驾驶机动车进行90°转弯.试问在机动车转弯过程中

A.内侧的车轮受到的压力更大

B.如果转弯的速度加大，车内乘员有外倾的趋势

C.转弯时有经验的驾驶员一般会不自觉地把身体的坐姿调整为内倾

D.如果遇上冰雪天，有经验的驾驶员一般会采用“急”转弯

参考答案:B,C.

命制思路：物理是需分析的，也是可感受的，强调从分析到感受，从感受到分析，正是物理“真实”、“有用”的体现.此题就是着意于把抽象的向心、离心运动变成具体的感受，并可由这种感受直接作出对题设各项论断的正确判断.

【例7】(学校月考)荡秋千是朝鲜族的一项传统民族体育娱乐项目(图4)，历史悠久又带几分惊险和刺激，场面常常令人叹为观止.其实我们儿时也多有体验，下面说法正确的是

A.当秋千下荡时，人会感到脚底变轻

B.从秋千缆绳强度的安全性来讲，在最低处最安全

C.在没人助推的情形下，要使秋千荡得更高，人必须在下荡时采用曲腿下蹲动作

D.在没人助推的情形下，要使秋千越荡越高，则人必须要对秋千做功

图4　朝鲜族民众在荡秋千

参考答案:C,D.

命制思路：此题情境为学生熟知且多有切身感受，这直接有利于学生快速进入题境并酝酿思维.用脚底的“轻重”感知来判断超重、失重，具有较强的“体验感”.下蹲动作与过程做功分析极具抽象，但学生但凡真有体验答案却是显见的，这也印证了“活的物理”更有用.

4数据赋值实验操作尽量还原“真实”

物理习题势必涉及物理量值，便于计算是命题的一个考量因素，除了科学性，赋值的真实性也能大大提升物理题境的原味，并借以宣扬实事求是的科学态度，且真实的物理赋值也可以成为实际问题解决方案取舍的一个基础.实验本是“真实”的物理，所以实验题的设计应尽量面对真实的问题，紧扣真实的过程，赋予真实的数据.

【例8】(宁波市高三模拟考)某同学利用“落体法”测量当地重力加速度，请完成以下问题：

(1)采用电磁打点计时器，实验操作后，发现纸带上没有留下任何痕迹，则造成这一结果的可能原因是____________________(写出一个即可);

(2)此实验若采用电火花式打点计时器则需不需要配备学生电源______(“需要”或“不需要”);

(3)某同学实验中获得图5所示纸带，纸带上所标1,2,3,4,5,6分别是实验所打的第1,2,3,4,5,6个打点，则打第5个点时的速度为v5=______m/s(保留二位有效数字)，由该纸带记录的运动可分析该同学实验中可能存在的不规范操作是____________________，理论上利用该条纸带进行数据处理对实验结果是否有影响？______(“有”或“无”)

图5　纸带

参考答案:(1)打点计时器接在直流电源上；电源电压过小；振针振幅过小；复写纸没放或反放等 .(2)不需要 .(3)0.51～0.54;先放纸带再打开电源或释放纸带时初速度不为零;无 .

命制思路：使每个设问都紧扣实验的实际操作过程是考察实验“真实性”的基础，这也正是本题命制的基本思路.在本实验的实际操作中，出现纸带无打点或打点很淡现象都属常见，原因也各不相同，且均需学生自行分析查找.而经常在学生实验中安排出现的打点计时器只会是“电磁式”或“电火花式”中的某一种，故而很容易给学生一种“记忆式”的结论，造成顾此失彼.虽说实验采用“落体模型”来测加速度，但实际操作过程大都不能保证“落体模型”的纯粹性，结果闭着眼睛套用结论者为多，这就是第(3)问的“鉴别”用意所在.