以真實情境為形,以核心素養為神,形神兼備方是好題
——對兩道浙江省物理高考(選考)題的剖析和質疑

任浩軍 陳 新

(1. 浙江省上虞中學，浙江 紹興 312300; 2. 浙江省紹興市上虞區教研室，浙江 紹興 312300)

研讀《普通高中物理課程標準》(2017年版)中關于“學業水平考試與命題建議”的相關內容,我們可以找到這些命題建議:“(4)試題應有明確的測試目標．試題的立意要明確,要清楚地指向物理學科核心素養某個或多個方面,盡量明確到對具體要素的測試．(6)試題的情境要具有一定的問題性、真實性、探究性或開放性．(7)試題的編制要科學、規范．”[1]

浙江省從2014級學生開始新高考改革,物理考試的考核要求有: (1) 知識考核要求:物理考試旨在考查學生學習高中物理課程后,在物理學科方面的基本科學素養．(2) 能力考核要求:物理考試注重考查與本學科相關的能力,主要包括記憶識別能力、認識理解能力、建立模型能力、分析綜合能力、應用數學能力、實驗探究能力．(3) 品質考核要求:物理考試關注對學生個性品質的考核,通過情境設計和問題設計等途徑來實現,主要包括領略自然界的奇妙和諧、樂于探究、勇于實踐、自覺聯系社會生活和科技生產等．[2]

綜上,筆者認為物理試題(包括習題)命制時要以真實情境為形,以核心素養為神,形神兼備方是好題．

圖1

浙江物理試題具有情境豐富、貼近生活、重視實踐的特點,往往給人耳目一新和回味無窮的感覺．例如2011年浙江高考理綜試題第16題,如圖1所示,在鐵芯上、下分別繞有匝數n1=800和n2=200的兩個線圈,上線圈兩端與u=51sin314t(V)的交流電源相連,將下線圈兩端接交流電壓表,則交流電壓表的讀數可能是

(A) 2.0 V. (B) 9.0 V.

(C) 12.7 V. (D) 144.0 V.

當時此題引發了廣泛的討論,褒貶不一,現在再去審視這道題,覺得它是個好題,切合新課標的導向．參加高考的學生不光要能將物理事實、現象與概念、規律建立聯系,還要認識規律適用的條件,并用以解決簡單問題．此題考查的知識點比較單一,涉及理想變壓器的電壓關系,但在模型識別和影響因素(磁損、鐵損、銅損)分析上增加了難度．不少學生沒有分析理想變壓器的電壓關系成立的條件,只是機械地根據理想變壓器的電壓關系解得U2=9 V,錯誤地選擇了(B)選項．

進一步從試題情境和核心素養目標的角度剖析此題,如表1所示.筆者認為這是一道形神兼備的好題．

表1

圖2

再比如2018年11月浙江省物理選考第21題,小明做“探究碰撞中的不變量”實驗的裝置如圖2所示,懸掛在O點的單擺由長為l的細線和直徑為d的小球A組成,小球A與放置在光滑支撐桿上的直徑相同的小球B發生對心碰撞,碰后小球A繼續擺動,小球B做平拋運動．

(1) 小明用游標卡尺測小球A直徑如圖3所示,則d=____mm．又測得了小球A質量m1,細線長度l,碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平拋運動的水平位移x、豎直下落高度h．為完成實驗,還需要測量的物理量有________．

(2) 若A、B兩球碰后粘在一起形成新單擺,其周期________(選填“小于”、“等于”或“大于”)粘合前單擺的周期(擺角小于5°)．

圖3

此題常規中見新意,常規的是廣大師生在選考復習時都把 “探究碰撞中的不變量”實驗作為重點,因為這個實驗選考沒考過．游標卡尺作為重要的測量工具,讀數也一直是復習重點．有新意的是命題者避開課本上提供的參考案例3“用小車研究碰撞”方案,而是選用參考案例2“懸掛兩個小球進行對心碰撞”方案的變式．第(2)小題,實驗中的兩個小球并不能視為質點,兩個小球粘合后整體重心下移,使得擺長增加,所以周期應該變大,結論不難想到,但實際情況會是這樣嗎?

筆者從試題情境和核心素養目標的角度進一步剖析此題,如表2所示.

表2

從物理情境和核心素養目標的角度審視這兩道試題,應該算得上是形神兼備的好題,但這兩道又有些不同．明顯2011年的這道高考題給出的數據是經過實驗和測試學反復論證的,答案無懈可擊．但2018年的這道選考題的第2小題卻存在爭議,不難看出這是為了考查單擺周期的影響因素而主觀想象的,筆者從是否滿足單擺模型、是否可測做進一步分析．

(1) 粘合后是否滿足單擺模型?

圖4

如圖4所示,碰后兩球具有相同的水平向右的速度,整體重心在兩球連接處,在重力力矩的作用下,兩球一定會同時上下晃動,這還是單擺模型嗎?再利用單擺周期公式分析合適嗎?

(2) 是否可測?

圖5

圖6

所以這一小題在科學性上是值得商榷的,希望能給我們一線物理教師和考試命題者提供參考．

新一輪課程改革漸入佳境,作為多元評價方式之一的學業水平考試命題時也應體現物理學科特點和核心素養的目標指向,尤其要做到科學嚴謹．