美國SAT物理考試簡析

陳紅君1，曹 雷1，費金有2

（1.長春師范學院物理學院，吉林長春 130032；2.吉林師范大學，吉林四平 136000）

1 SAT簡介

SAT全稱是Scholastic Assessment Test，即測試學術(shù)能力的一種考試，始于1901年。這種測驗是一般學習潛能的測驗，其最大優(yōu)點是可避免美國中學課程不一和質(zhì)量參差不齊的問題。

SAT是美國高中生進入大學的標準入學考試，分為SATI和SATII兩種。SATI是一般測試，就是我們提過的所謂“智商”測試，考查內(nèi)容分為閱讀、數(shù)學和寫作三個模塊，每個模塊滿分800分，滿分共2400分。SATII一般為選考部分，考查學生對各個科目的專業(yè)知識。該考試也由美國大學理事會主辦，只有一些頂尖大學會明確要求考生要提交2~3個科目的SAT II的成績，特別是常青藤名校決定是否錄取申請人和評定獎學金發(fā)放的重要參考指標，共分為5個單元，即英語語言文學、歷史、數(shù)學、科學和外語。科學包括生物、化學、物理三科。各科滿分也是800分。但SATI與SATII不可以在同一天應(yīng)考。建議學生在11年級下學期的3月應(yīng)考第一次的SATI的考試，如果考試成績不理想，立刻在5月時再考一次。SATII應(yīng)考最合適的時間，就是學生上完當年所選修的學科的時候，也就是在5、6月份。

2 SATII物理考試

2.1 考試大綱及各部分內(nèi)容所占比例

表1 SATII物理真題中核心概念占考試的比重

表2 SATII物理真題中各個知識點所占的百分比和題目的數(shù)量

考試的平均難度也是低于中國同類考試，但所涉及的部分考點中國學生沒有學過，如物理中涉及的紅移現(xiàn)象、駐波公式、測不準原理等，這些知識有些是大學物理的內(nèi)容，有些則屬于科普性的知識，SATII都出現(xiàn)過，但比較容易，這從側(cè)面反映了美國基礎(chǔ)教育追求知識的廣度而非難度的特點。

2.2 考試形式、特點

SATII物理的考試時間是1小時，題量是75道，均為選擇題，雖然簡單，但是題干較長、閱讀量大，平均48秒做一道題還是很緊迫的。物理題基本上以概念題為主，計算題量很少，這樣出題的方式和國內(nèi)高中是有很大不同的。

下面是某年SATII物理真題。

例1 一個純電阻和一個內(nèi)阻不計的電源連成如圖1所示的電路，電路中電流為I，電阻消耗的熱功率為P，現(xiàn)將電路中電源的電動勢加1倍，而保持電阻R不變，變化之后，R所消耗的熱功率為（ ）。

圖1

A.P/4 B.P/2 C.P D.2P E.4P

本題參考答案為E。題目設(shè)計者對這道題的難度估計水平為5級（以數(shù)字表示難度的估計水平，用1-5量度，1表示最容易，5表示最難)，這道題的難度值是0.88(測試對象是普通高中學完高二課程的學生)，評價試題的難度水平應(yīng)當參照考生的水平，評價其相對難度更有意義。SATII物理考試所測試的大都是基礎(chǔ)的知識與能力。作為水平測試，檢驗的是學生究竟是否達到了基本掌握的水平。

3 課程對比分析

參照SATPhysics Subject Test課程中的《Simple Harmonic Motion》與高中物理人教版3-3《簡諧運動》一節(jié)作對比分析。

3.1 高中物理人教版教材《簡諧運動》

簡諧運動是最簡單、最基本，也是最特殊的機械振動。對簡諧運動的物理模型、物理概念、物理規(guī)律的理解很重要，在這個內(nèi)容的復習中要特別注意如下5個易模糊的基本問題。

第一，弄清兩種模型——彈簧振子和單擺。第二，弄清物體做簡諧運動的定義。對一般的簡諧運動，k不能理解為勁度系數(shù)，只能認為是一比例常數(shù)。不同的簡諧運動，k值不同，k是由振動系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)決定的物理量。物體受回復力作用后的往復運動不一定是簡諧運動。第三，弄清平衡位置與平衡狀態(tài)概念的區(qū)別。所謂平衡狀態(tài)，是指物體不受力或所受合力為零，處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)。單擺的擺球在最低點時，受繩子拉力和重力作用，這兩力的合力提供做圓周運動的向心力，沿半徑指向圓心，不為零。所以，做簡諧運動的物體在平衡位置不一定總處于平衡狀態(tài)。第四，弄清簡諧運動滿足機械能守恒定律。彈簧振子和單擺在做簡諧運動時，盡管位移、速度、加速度、回復力均發(fā)生變化，但機械能的總量保持不變。原因是當振子水平振動時只有彈力做功，單擺在擺動過程中只有重力做功，所以，它們都滿足機械能守恒的條件。第五，弄清簡諧運動中位移概念。為了研究問題的的方便，在描述簡諧運動物體位移中是取物體的平衡位置為位移參考點，即認為在平衡位置位移為零，與一般運動中通常取初始位置為參考點不同。

3.2 SATII物理大綱要求

(1)掌握胡克定律F=-kX；(2)簡諧運動的質(zhì)點在平衡位置和位移最大處，其速度和回復力的特點；(3)簡諧運動的周期和頻率；(4)單擺看作簡諧運動的條件，其回復力是由重力提供的；(5)簡諧運動的周期與頻率是兩個獨立的物理量；(6)單擺做簡諧運動的周期和頻率與其質(zhì)量無關(guān)。

3.3 考試出題特點比較

人教版教材比較重視振動圖像的知識點，而SATII中并沒有對此內(nèi)容進行強調(diào)。

例2 位于坐標原點處的波源A沿y軸做簡諧運動，A剛好完成一次全振動時，在介質(zhì)中形成的簡諧波的波形如圖2所示，B是沿波傳播方向上介質(zhì)的一個質(zhì)點，則（ ）。

A.波源A開始振動時的運動方向沿y軸負方向；

B.此后周期內(nèi)回復力對波源A一直做負功；

C.經(jīng)半個周期時間質(zhì)點B將向右遷移半個波長；

D.在一個周期時間內(nèi)A所受回復力的沖量為零。

圖2

明顯看出SATII物理考試測試的是考生對于單擺在運動中一些簡單的特征的了解，并不要求深入計算和分析。而國內(nèi)高考關(guān)于單擺的考點難度絕對不止是這樣難度，而且涉及單擺測重力加速度的實驗考察。人教版多出的那部分知識在SATII中作為科普性知識講給學生，以達到知識結(jié)構(gòu)的完整性。

SATII只是一個考試，不是課程，沒有教科書，所以不是一個標準化課程，隨意性非常大，換言之，教師的經(jīng)驗是否豐富非常重要，同時英文授課還是中文授課對于學生的實際幫助是不等同的。

4 SATII物理考試的有效備考方法

4.1 SATII不是必須考

不是所有的美國大學都要SATII的成績。一般來講，TOP30的美國綜合性大學和文理學院中不少學校需要提供2門的SATII成績；TOP31～50之間只有零星幾所；TOP51～100除了極個別學校需要，基本都不需要。TOP100美國綜合性大學有13所需要SATII成績；TOP100美國文理學院有10所需要SATII成績。

4.2 多做模擬試題

由于SATII考試的形式與題型不變，學生們可以通過多做模擬試題熟悉考題類型。這樣當參加考試時，學生可以快速審題節(jié)省時間。考試的時候先做會的，不會的考題可以暫時跳過，如果學生有時間，再回頭考慮余下的題。SATII考題是按由易到難的順序安排的，不管問題的難易程度如何得分是相同的。

4.3 小心陷阱

當做前面簡單的考題時，選擇明顯的正確的答案常常是對的，而做到后面較難的考題時，學生一定要仔細審題認真思考，因為顯而易見的答案可能是錯的。考題的設(shè)計者可能故意設(shè)置陷阱來測試學生掌握內(nèi)容的程度和細心。

4.4 明智地猜題

在SATII考試里，如答錯題要倒扣分的。如果學生可以排除一個或一個以上的答案（肯定錯）的話，可以猜題。通過更多的練習，學生可以掌握明智地猜題的技巧。

4.5 必須非常小心地寫答案

學生答題答對了，可是在答案紙上寫錯的情況常有發(fā)生。所以仔細小心地把答案寫到答卷上極為重要，以幫助學生避免此類錯誤。在問卷和答卷上，一定要在跳過的題上打記號，如畫圈。在問卷上把正確答案畫個圈，再騰寫到答卷上。并且建議學生在平時考試準備練習時使用這些策略和技巧。

4.6 什么時候參加SATII考試

學生可以在高中時期的任何測試時間參加大學科目考試SATII。許多學生在高三（美國的12年級）的秋季參加數(shù)學科目考試。至于其他的科目考試，建議在學生完成那門課程后盡快參加，能夠趁熱打鐵。另外，推薦用Princeton（普林斯頓）版的課程大綱參考書。

[1]Princeton Review.Crackingthe SATPhysics Subject Test 2011-2012 Edition[M].Rrinceton Review,2013:246-264.

[2]廖伯琴,杜明榮.美國SAT考試制度述評[J].物理通報,2007(8):14.

[3]人民教育出版社課程教材研究所,物理課程教材研究開發(fā)中心.高中物理人教版教材選修3-4[M].北京:人民教育出版社,2010.

[4]王盈,楊法先.美國大學招生制度述評[J].招生考試就業(yè),2009(6):4.

[5]SATSubject Test-Physics-Oscillation[Z].2010.