近年高考探究性考題的類型及特點

謝伯仁

(永昌縣第一高級中學 甘肅 金昌 737200)

1 引言

在高中物理新課程中，物理探究性活動已成為物理學的重要內(nèi)容之一，這是一種教學理念的極大轉(zhuǎn)變．高中《物理課程標準》指出：“加大研究性學習的力度，為較深入的科學探究奠定基礎(chǔ)” ，其目的就是要達到課程總目標之一——“學習科學探究方法，發(fā)展自主學習能力，養(yǎng)成良好的思維習慣，能運用物理知識和科學探究方法解決一些問題．”而物理研究性學習由于在提高學生探究活動的能力方面，具有顯著的作用優(yōu)勢和獨特的教育內(nèi)涵，新課程所要實現(xiàn)的總目標有很大的比例是希望通過物理研究性學習來實現(xiàn)，因此，物理研究性學習的地位在物理教學中顯著提高．

不僅如此，研究近年高考物理試題，研究性考題在其中也占有較大的比例，而有相當多的教師卻對研究性學習重要性缺乏足夠的重視.為此，筆者選取了近四年的高考物理試題作為樣本，希望通過分析研究這些試題幫助一些教師提高對研究性學習重要性的再認識，消除他們認為高考物理試題中很少涉及研究性學習，只重視物理習題，不重視研究性學習的片面認識．要全面提高物理高考質(zhì)量，教師就必須重視和加強物理研究性學習，以研究性學習的教學理念指導高中物理教學和高考復習．

2 近年物理高考研究性考題的類型和特點

高考由于受時空、命題及評價技術(shù)等方面的多種限制，無法在真實情境中考查學生的科學探究能力，只能通過情境模擬進行定向考查．學生科學探究能力的考查主要以情境模擬探究型試題、體現(xiàn)學生自主學習和創(chuàng)新能力的新情景試題、強調(diào)物理知識與生活、生產(chǎn)、科研聯(lián)系的應用性試題等類型實施．筆者以近四年的全國和北京等高考物理試題做為樣本，對物理研究性考題的類型和特點作出如下分析.

2.1 研究性考題的特點分析

從對近年物理高考研究性考題的分值、所占百分比、以及考查特點等幾方面綜合分析看，2006年全國理綜Ⅰ卷的16，22(1)，23小題，計30分，占25%，注重物理知識與科技、生產(chǎn)、生活的緊密聯(lián)系，強調(diào)了實踐性和應用性，考查了學生獨立設(shè)計完成實驗的能力；2007年全國理綜Ⅰ卷的22，23小題，計32分，占26．7%，考查學生從生活實際中挖掘素材、理論聯(lián)系實際和探究創(chuàng)新的能力；2007年全國理綜Ⅱ卷的20，22，24小題，計42分，占35%，考查了學生對實驗儀器、數(shù)據(jù)信息的分析探究，以及設(shè)計創(chuàng)新能力；2008年全國理綜Ⅰ卷的17，19，22小題，計30分，占25%，考查了學生的信息提取、分析、判斷、綜合運用、猜想、假設(shè)和創(chuàng)新能力；2009年全國理綜Ⅰ卷的22，24，26小題，計44分，占36．7%，以多用電表的使用為背景，讓學生對實驗問題提出解決辦法，屬于開放性問題，考查了學生的分析綜合能力；2010年全國理綜Ⅰ卷的17，21，22，23小題，計46分，約占38．3%，從實際試題情景中獲取和遷移信息，構(gòu)建物理模型，考查學生分析解決實際問題的能力，體現(xiàn)了思維探究和實驗探究；2010年的物理北京卷的18，19，20，21，23小題，計54分，約占45%，強調(diào)研究性的科學方法，考查學生的學習探究能力．

2.2 研究性考題的主要類型

由以上分析可以看出，研究性考題在全國物理高考試題中所占的比重約在20～30%左右，并呈逐年增加的趨勢，在一些新課改進行較早的省市表現(xiàn)的尤為突出．主要概括為以下幾種類型：

(1)設(shè)置具體的問題情境，考查學生的學習應變、信息采集、構(gòu)建物理模型、解決實際問題的能力，以及學生快速接受同化和應用新知識等自主學習能力，體現(xiàn)思維探究變化的過程．

(2)注重實驗情景(包括圖形、裝置、儀器參數(shù)、問題、條件等)，通過對教材實驗的變通、改進和創(chuàng)新，或變驗證性實驗為探究性實驗，考查學生對實驗的分析論證能力．

(3)注重物理知識與科技、生產(chǎn)、生活的緊密聯(lián)系，強調(diào)了實踐性和應用性，考查學生對問題背景的信息提取、分析、判斷、綜合運用和創(chuàng)新能力．

(4)呈現(xiàn)出豐富的物理情境和物理學史素材，注重物理學的科技性和科學方法，使學生了解漫長研究過程中體現(xiàn)出的科學精神與人文素養(yǎng)，拓展學生的知識視野，培養(yǎng)學生良好的意志品質(zhì)和創(chuàng)新精神．

3 具體案例

【例1】(2006年高考北京卷第17題)：如圖1所示，某同學看到一只鳥落在樹枝上的P處，樹枝在10 s內(nèi)上下振動了6次；鳥飛走后，他把50 g的砝碼掛在P處，發(fā)現(xiàn)樹枝在10 s內(nèi)上下振動了12次；將50 g的砝碼換成500 g砝碼后，他發(fā)現(xiàn)樹枝15 s內(nèi)上下振動了6次．你估計鳥的質(zhì)量最接近

老虎很貪婪、很兇猛，但將其“關(guān)”進籠子，就會變得俯首帖耳，十分的溫順和老實。據(jù)此，桀驁不馴、野性十足之權(quán)力，要想使其循規(guī)蹈矩，不至于專橫跋扈、胡作非為，看來也只有將其“關(guān)”進制度的籠子而別無他法。

A．50 g B．200 g C．500 g D．550 g

圖1

點評：物理研究性考題旨在學生體驗科學探究過程，掌握邏輯推理和論證方法，這在2006年的高考試題中已得到初步體現(xiàn)．

【例2】(2007年高考全國卷Ⅰ第23題)甲、乙兩運動員在訓練交接棒的過程中發(fā)現(xiàn)：甲經(jīng)短距離加速后能保持9 m/s的速度跑完全程；乙從起跑后到接棒前的運動是勻加速的．為了確定乙起跑的時機，需在接力區(qū)前適當?shù)奈恢迷O(shè)置標記．在某次練習中，甲在接力區(qū)前s0=13.5 m處作了標記，并以v=9 m/s的速度跑到此標記時向乙發(fā)出起跑口令．乙在接力區(qū)的前端聽到口令時起跑，并恰好在速度達到與甲相同時被甲追上，完成交接棒．已知接力區(qū)的長度為L=20 m．求：

(1)此次練習中乙在接棒前的加速度a；

(2)在完成交接棒時乙離接力區(qū)末端的距離．

解析：以接力賽中的交接棒為題材，設(shè)置了一道學生十分熟悉的比賽場景．試題描述了兩種運動形式，一是運動員甲的一段勻速直線運動，設(shè)其運動位移為s1；二是運動員乙在接力區(qū)內(nèi)的勻加速直線運動，在甲發(fā)出口令后，甲乙達到共同速度v所用時間為t，乙完成交接棒時，其發(fā)生的位移為s2，畫出相應的圖示如圖2所示.設(shè)乙做勻加速直線運動的加速度為a，就不難找出如下規(guī)律和數(shù)據(jù).

s1=vt

s1=s0+s2

a= 3 m/s2

L-s2= 6．5 m

圖2

點評：此題注重從生活實際中挖掘素材，從體育運動項目中構(gòu)建物理情境，考查學生運用物理知識解決實際問題的能力，這種題材雖然學生很熟悉，但是要把生活情境轉(zhuǎn)化為物理模型，需要一定的知識遷移和應用等自主學習能力．

4 對高中物理新課程的啟示

近年高考物理試題形式更加靈活多樣，背景設(shè)計豐富巧妙，立意新穎、內(nèi)涵豐富，更加注重物理知識與生活、生產(chǎn)和科技的聯(lián)系，注重對物理實驗的探究和設(shè)計能力、以及學生理解、推理、分析綜合、圖像信息的判斷等多種能力的考查．既凸現(xiàn)出高考試題的選拔功能，又體現(xiàn)新課改理念，有效地發(fā)揮了對中學物理教學的導向功能．

4.1 重視研究性學習的過程體驗分層合理地培養(yǎng)探究能力

高考試題對學生探究能力的考查，不是僅憑高三階段就能做好的．首先，師生應及早著手，從高一階段的研究性學習抓起．教師應對高中各年級研究性學習的目的要求要有正確的界定認識，確立“由低到高，分步到位”的原則．高一、高二階段，側(cè)重于對研究性學習的方法、步驟、操作過程的掌握，不能有過高的要求，只要能經(jīng)歷研究過程，寫出完整的研究報告，教師就要給予充分肯定和鼓勵．其次，要重視研究性過程對人思維能力的有效培養(yǎng)，而不要過分的看重研究結(jié)果，教師要懂得守護學生的探究興趣．高三階段，再逐步提高探究要求．

4.2 重視實驗探究過程培養(yǎng)獨立思考能力和創(chuàng)新意識

(1)注重實驗設(shè)計，有效地提高學生的設(shè)計創(chuàng)新能力

在實驗設(shè)計中，為了提高實驗的精度，減小實驗誤差，控制實驗條件至關(guān)重要．在實驗教學中，教師應有意識地讓學生在實驗中發(fā)現(xiàn)問題，進行探究，學生每完成一次實驗，讓他們弄清實驗的設(shè)計原理和設(shè)計方案，完成該實驗還有哪些新方案，該實驗還有哪些其他用途，以提高學生的創(chuàng)新設(shè)計能力．

(2)重視實驗方法的靈活遷移，切實提高解決新問題的能力

高考實驗題已從考課本實驗向設(shè)計性實驗轉(zhuǎn)移，但實驗的原理、方法仍是課本實驗中學過的，關(guān)鍵是要求學生扎實地掌握教材中實驗的原理、方法，能轉(zhuǎn)變?yōu)樽约旱脑O(shè)計能力.學生應深刻理解大綱中基本用到的實驗方法，并能將這些方法靈活遷移到新的實驗中去解決問題，不但平時要重視學生探究性實驗，而且在高考復習中也要帶著問題進實驗室．

(3)重視課程實驗的改編和創(chuàng)新，以提高學生的實驗探究能力

教師要注意將學生實驗中的驗證性實驗、測量性實驗改編為具有特定情境、特定要求的探究性試題，或者從物理專業(yè)刊物上引入一些探究性試題，讓學生在訓練中理解科學探究過程，并能將探究方法進行遷移，以提高其實驗探究能力．

4.3 注重情境創(chuàng)設(shè)聯(lián)系實際的學科特點培養(yǎng)學生良好的自主學習能力

高中物理教學強調(diào)注重基礎(chǔ)的目的是使學生學習比較全面的物理學基礎(chǔ)知識及實際應用，了解物理與技術(shù)進步、社會發(fā)展的關(guān)系，關(guān)注科學技術(shù)環(huán)境(STSE)，使學生受到科學思想、科學方法的訓練，培養(yǎng)學生的觀察和實驗能力、科學思維能力、分析和解決問題的能力．

(1)加強對實際生活與物理模型相結(jié)合的情境問題的引導探究，培養(yǎng)學生對物理知識的實際應用能力．

(2)培養(yǎng)學生從原始問題中構(gòu)建物理模型的能力，提高學生解決新問題的能力．

(3)注重物理圖表的研究分析，加強識圖表、析圖表、用圖表、繪圖表等能力培養(yǎng)．

綜上所述，物理研究性考題在高考試題中占有極其重要的地位，在物理教學中必須給予足夠的重視．應采用靈活多樣的教學原則，積極轉(zhuǎn)變學生的學習方式，把提高學生的探究創(chuàng)新能力貫穿于整個高中階段的始終．