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基于核心素养的高考物理备考建议

2021-01-11梁德清

广西教育·D版 2021年12期
关键词:物理试题定律考查

梁德清

2021年,广西高考理科综合卷(以下简称理综)采用教育部考试中心组织命制的全国甲卷。本文将基于对2021年广西高考物理试题的分析,探析我区落实国家物理学基础学科人才培养目标,以及普通高中物理课程教学改革现状与存在的问题,提出2022年高考物理学科的复习策略和备考建议,以期抛砖引玉。

一、2021年广西高考物理试题分析

2021年全国甲卷理综物理试题满分110分,其中必考内容占95分,选考内容占15分。物理试题结构设计合理且相对稳定,题型、题量和赋分情况如表1所示。

这套物理试题的命题以全国教育大会精神为指引,贯彻落实《深化新时代教育评价改革总体方案》的要求,依托“一核”“四层”“四翼”高考评价体系,突出物理学科特色,强化基础性知识考查,优化情景设计,增强试题的灵活性,重点考查关键能力,充分发挥高考命题的育人功能和积极导向作用,引导高中物理教学减少死记硬背和“机械刷题”的做法,助力高中育人方式改革。2021年,广西高考考生在物理试题答题方面的表现,如表2所示。

从表2可以看出:我区考生的平均分不足30分,创历史新低;难度值0.26,难度偏高;区分度0.37,属于良好,高低分之间能够拉开差距。这套试题能够体现不同考生在必备知识、关键能力和学科素养方面的差异,体现育人和选拔的双向功能,具体分析如下。

(一)选择题

物理选择题共8道题,其中力学4道题,电磁学3道题,近代物理学1道题。第14题以斜面模型考查匀变速直线运动、牛顿第二定律和数学求极值等知识的综合应用,第15题以圆周运动模型考查向心加速度大小的估算,第16题以通电直导线激发磁场模型考查磁场的叠加,第17题以原子核的衰变模型考查质量数守恒和电荷数守恒,第18题以椭圆轨道模型考查利用开普勒第三定律和万有引力定律对天体高度的估算,第19题以等势面模型考查静电场的基本性质(力的性质、能的性质),第20题以斜面模型考查功能关系、牛顿第二定律与匀变速直线运动的综合应用,第21题以线框进入有界匀强磁场模型考查牛顿第二定律、动生电动势、安培力、欧姆定律、电阻定律和密度公式的综合应用。

物理选择題的命题特点有三个:第一,以高中物理教材中的典型模型为依托,考查考生对物理基本概念、基本规律的理解和应用,同时考查考生的理解能力、模型建构能力、逻辑推理能力、分析综合能力、信息加工能力等物理学科关键能力,以及物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任等物理学科核心素养。第二,丰富情景化设计和呈现方式。如:第14题利用平板和铁架台构建可以调节倾角的斜面,第15题以传统游戏“旋转纽扣”呈现圆周运动,第17题利用图像呈现衰变信息。第三,强调数学工具的使用和数学运算。如:第14题需要利用数学三角函数求物理极值,第15题是向心加速度的估算,第18题是“天问一号”的停泊轨道与火星表面最远距离的估算,第21题需要综合运用力学和电磁学的知识对加速度进行字母运算。物理选择题的平均分和难度值等统计数据,如表3所示。

由表3可知:第14、21题的难度值均低于0.30,属于难题,尤其是第14题,难度值仅为0.15,创历史新低;其余6道题的难度值介于0.30—0.70之间,属于中等难度题。全区物理选择题平均分为17.85分,与近几年相比,选择题平均分低了4—5分。

(二)实验题

第22、23题是实验题,考查方式为“一力一电”组合形式。第22题设计小铜块在倾斜瓷砖上下滑的情境,考查考生对实验数据的处理以及对牛顿定律的应用;第23题以教材中的实验“探究小灯泡的伏安特性曲线”为素材设计一系列问题,考查考生对实验仪器的选择、电路实验的安全操作、实验图像的识别与分析、电表改装原理的理解与应用计算。

物理实验题的命题特点主要有三个:第一,以考生熟悉的基础实验为素材,考查考生对实验基础知识和基本技能的掌握。第二,设计了新颖的实验情景,或在基础实验中注入新元素,考查考生的迁移运用能力、实验探究能力和创新能力。第三,强调数据处理,考查考生应用数学知识处理物理问题的能力。物理实验题的统计数据,如表4所示。

由表4可知,两道物理实验题均属于难题:第22题的零分率明显偏高,约有70%的考生取得零分;第23题的满分率偏低,区分度不高。

(三)计算题

第24、25题是计算题,考查方式也是“一力一电”组合形式。第24题以力学中常见的斜面模型和碰撞模型考查机械能、功、动能定理等知识在实际生活中的综合应用;第25题以带电粒子分别在电场和磁场中最典型的运动模型——类平抛运动和匀速圆周运动,考查电场力、洛伦兹力、牛顿第二定律、速度分解、数学求极值等知识的综合应用。

物理计算题具有如下命题特点:第一,以力学和电磁学的重点模型为依托,考查高中物理核心知识,侧重考查考生的分析理解、模型建构、逻辑推理、综合运用等关键能力,考查运动观念、相互作用观念、能量观念等物理观念,以及科学思维、科学态度与责任等物理核心素养。第二,创设新颖的问题情境,强调理论联系实际。如,第24题创设无动力小车沿斜面向下经历50个减速带的生活实践类问题情景。第三,强调数学工具的使用和数学运算。物理计算题的统计数据,如表5所示。

从表5可知,两道实验题的难度值明显低于0.30,属于难度最高的题目。其中,第24题的平均分不足1分,约有75%的考生得零分,区分度也不理想;第25题的满分率偏低,区分度尚可。

(四)选考题

第33、34题为选考题,考生可以从中任选一题作答。第33(1)题利用V-t图像的等压线考查理想气体的实验定律(盖·吕萨克定律和玻-马定律),第33(2)题以气缸活塞模型考查理想气体的实验定律(玻-马定律),第34(1)题以光通过平板玻璃砖模型考查光的折射和全反射,第34(2)题以简谐横波在介质中的传播模型考查波长、周期、波速、波动方程等。

物理选考题的命题特点有三个:第一,以选修模块中常见的模型為依托,考查相应模块核心知识的综合运用,考查考生的理解能力、模型建构能力、逻辑推理能力、分析综合能力等关键能力,考查运动观、相互作用观、科学思维等学科核心素养。第二,突出基础性内容的考查,拓展考查方式方法。如:第33(1)题利用V-t图像考查盖·吕萨克定律和玻-马定律;第34(1)题以取值范围考查光的全反射;第34(2)题以纯文字信息代替直观的波动图,出现了从未考查过的波动方程。第三,强调数学知识的运用和数学运算。如:第33(2)题需要联立4个以上的方程求解;第34(2)题需要结合三角函数求解波动方程,或者利用数形结合求解。物理选考题的统计数据,如表6所示。

从难度值来看,两道选考题的难度有失均衡,并且都属于难题。第34题与压轴题第25题难度值相当,同属于难度最高的题目。

二、2022年高考物理学科复习对策与备考建议

(一)研究高考评价体系和物理课标

2014年印发的《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》,对加强高考内容改革顶层设计提出要求,明确指出:要依据高校人才选拔要求和国家课程标准,科学合理命题。2018年,习近平总书记在全国教育大会强调,要努力构建德智体美劳全面培养的教育体系,形成更高水平的人才培养体系。

中国高考评价体系是根据新时代党的教育方针与国家教育改革相关政策文件构建的,符合素质教育全面发展要求的、用于指导高考内容改革和命题工作的测评体系。未来的物理学科命题与评价,应以高考评价体系为指引,结合物理学科特点,创新性地调整试题结构、考查内容、考查方式,以实现对考生整体素质的评价。《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《2017版高中物理课标》)凝练了物理学科核心素养,更新了教学内容,研制了学业质量标准,增强了对教学评价的指导性,是高中物理教学的纲领性文件。高考需要对高中课程标准的核心素养、课程内容进行全面覆盖,做到无差别、无遗漏。物理学科考试内容要以《2017版高中物理课标》为依据,体现物理学科核心素养,覆盖物理课程内容,符合学业质量水平等级要求。

教师应积极响应国家对人才培养的号召,认真研读高考评价体系和《2017版高中物理课标》,明确国家对人才培养的新要求,注重培育学生的学科核心素养,在教学实践中不断探索和丰富教学方式。

(二)夯实基础,教学和复习回归教材

2021年广西高考物理试题进一步丰富了基础性考查的内涵,拓展了考查的方式方法。如:第17题创新试题形式,给出某原子核经过α、β衰变后的中子数和质子数的图像,考查考生对α、β衰变规律的理解;第19题以电场中的等势面(不是电场线)为情景,考查考生对电场力做功、电势能等内容的系统理解;第23题结合电表改装和电阻箱阻值置零的特殊操作,探究小灯泡的伏安特性曲线;第24题设计无动力小车通过减速带的情境,考查考生对机械能、功、动能定理等物理核心概念、规律的理解与运用。那么,对基础性知识的考查,是不是意味着试题变容易了呢?其实不然,物理基本概念和基本规律是高中物理基础性内容,是考生形成和深化物理观念、提升学科核心素养的重要途径。高考物理命题依据《2017版高中物理课标》要求和教材内容,重点考查考生对基本物理概念、物理规律的理解和运用。因此,在复习和备考阶段,教师应当遵循教育规律,紧扣课标,回归教材,让考生掌握基本概念、基本规律的形成过程,强调对基础知识、基本理论的融会贯通与综合运用,促进考生物理观念的形成和发展。

(三)联系实际,准确建模,学以致用

情景化试题是考查考生物理学科核心素养的重要载体。2021年广西高考物理试题强调理论联系实际,设计了与生产实践、科技前沿等紧密联系的情境,考查考生灵活运用物理知识分析和解决问题的能力,引导考生学以致用。如:第15题以传统游戏“旋转纽扣”为情境,考查考生对圆周运动规律的理解和运用;第18题以执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器进入环绕火星椭圆形停泊轨道为情境,考查考生运用开普勒第三定律等知识解决实际问题的能力,旨在鼓励考生拓宽学科视野,关注国家科技发展,增强民族自信心和自豪感。因此,在复习和备考阶段,教师应将理论联系实际的情景化试题作为重点,着重培养考生的审题能力、抽象概括能力、提取关键信息能力和建构物理模型能力。

(四)重视数学,提高应用数学解决物理问题的能力

2021年广西高考物理试题考查考生运用数学知识解决物理问题的能力,对数学运算提出了更高的要求。如:第14题需要利用三角函数求极值,第15题是向心加速度大小的估算,第18题是“天问一号”探测器的停泊轨道与火星表面最远距离的估算,第21题综合运用力电磁知识对加速度进行字母运算,第22题是加速度和动摩擦因数的计算,第23题计算电阻和功率,第25题运用数学知识求解临界问题和最远距离,第33题是多个方程联立的字母运算,第34题需要利用三角函数求波动中的质点位移。因此,在复习备考阶段,教师应引导考生在数学工具的运用和数学运算上多下功夫,一般可采取专题复习方式,引导学生学会归纳方法。

(五)注重探究,培养迁移运用能力和创新能力

实验探究是培养学生物理学科核心素养的重要途径。2021年广西高考物理试题突出考查考生的实验能力,旨在引导高中物理教学开好实验课,提高考生的实验探究能力。两道实验题均取材于教材中的基础实验,试题形式变丰富了,优化了设问方式,旨在促进高中物理实验教学的变革,提升考生的批判性思维、创新思维等高阶思维能力,减少复习过程中存在的反复刷题、机械训练等现象;引导实验教学遵循教育规律,回归教材,培养考生的物理学科核心素养;引导考生从“解题”向“解决问题”转变,不再单纯地死记硬背知识点,助力高中育人方式改革。

以上是笔者对2021年广西高考物理试题的分析,同时对2022年物理高考复习提出对策和备考建议。总之,在复习备考阶段,教师要抓基础、抓规范,让考生多做典型题目,不断提高考生的物理思维水平和解决问题的能力。

(责编 欧孔群)

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