高考試題的開放性和探究性賞析

鄧 興

(貴州師范大學(xué)附屬中學(xué)　貴州 貴陽　550001)

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高考試題的開放性和探究性賞析

鄧 興

(貴州師范大學(xué)附屬中學(xué)貴州 貴陽550001)

新課標(實驗版)對能力考查與原考綱的最顯著變化特點是，提出了高考對學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題等探究能力的考查滲透在理解能力、推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力、實驗?zāi)芰?個方面的能力中考查．這不僅對新課標教學(xué)中積極推進探究性教學(xué)的肯定，同時探究性教學(xué)的內(nèi)涵、有效性目標更加具體，這對中學(xué)物理教學(xué)有著積極重要的引領(lǐng)作用．同時，應(yīng)注意到近幾年高考試題的開放性和探究性．下面我們通過幾個試題來進行賞析．

【例1】(2011高考新課標全國卷第23題)利用圖1所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度．一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動，當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t ．改變光電門甲的位置進行多次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離s，記下相應(yīng)的t值；所得數(shù)據(jù)如表1所示．

圖1

表1實驗測得數(shù)據(jù)

s/m0.5000.6000.7000.8000.9000.950t/ms292.9371.5452.3552.8673.8776.4st/(m·s-1)1.711.621.551.451.341.22

完成下列填空和作圖：

(1)若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a，滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度v1測量值s和t 4個物理量之間所滿足的關(guān)系式是________；

圖2

讀題獲取信息：滑塊沿斜面向下做勻加速下滑，通過光電門甲的初速在變，通過光電門乙的末速不變，求：

(1)s，vt，t，a 4個量的關(guān)系．我們在高一教材探究、學(xué)習(xí)、獲取的勻變速直線運動規(guī)律

vt=v0+at

據(jù)此學(xué)生能否、或教師能否引導(dǎo)學(xué)生在探究中學(xué)會探究，主動思考在上述規(guī)律中涉及v0，vt，a，t，s 5個量，每個公式只含4個量，能否任意知道了3個量均能求解待求量？應(yīng)有幾個表達式？排列、組合，應(yīng)有5個表達式，推理得出另外兩個表達式

(2)根據(jù)列表數(shù)據(jù)描點作圖(坐標比列數(shù)據(jù)已給定)，僅考查基本技能和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度．

變形得到

本題的探究過程滲透了理解、推理、歸納綜合、運用數(shù)學(xué)工具解決物理問題能力的考查，也滲透了對教學(xué)過程的開放性和探究性要求．

【例2】(2011年高考全國新課標理綜卷選擇題第19題)衛(wèi)星電話信號需要通地球同步衛(wèi)星傳送．如果你與同學(xué)在地面上用衛(wèi)星電話通話，則從你發(fā)出信號至對方接收到信號所需最短時間最接近于(可能用到的數(shù)據(jù)：月球繞地球運動的軌道半徑約為3.8×105m、地球半徑為6 400×103m)

A．0.1sB．0.25s

C．0.5sD．1s

解法一：這是一道估算題，令同步衛(wèi)星離地高度為h

式(1)、(2)聯(lián)立得

代入數(shù)據(jù)

T=24×3 600s

g≈π2

R=6 400×103m

得

h≈3.6×107m

選項B正確.

解法二：根據(jù)開普勒第三定律

代入數(shù)據(jù)

T月=27天

T地=1天

r月=3.8×108m

R地=6.4×106m

計算得

h≈3.56×107m

【例3】(2015年高考全國新課標理綜卷選擇題第16題) 由于衛(wèi)星的發(fā)射場不在赤道上，同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過調(diào)整再進入地球同步軌道．當衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時，發(fā)動機點火，給衛(wèi)星一附加速度，使衛(wèi)星沿同步軌道運行．已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1×103m/s，某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時的速度為1.55×103m/s，此時衛(wèi)星的高度與軌的高度相同，轉(zhuǎn)移軌道和同步軌道的夾角為30°，如圖所示發(fā)動機給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為

A. 西偏北方向，1.9×103m/s

B. 東偏南方向，1.9×103m/s

C. 西偏北方向，2.7×103m/s

D. 東偏南方向，2.7×103m/s

圖3

通常的解答是：根據(jù)題目信息可知：衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上的速度v1=1.552×103m/s(從題可知方向為北偏東30°方向)和待求發(fā)動機給衛(wèi)星的附加速度v2是分速度，而同步衛(wèi)星環(huán)繞速度v=3.1×103m/s是合速度，方向向東．而v1和v之間的夾角為30°．利用余弦定理可知，所需附加速度v2的大小為

根據(jù)題目的條件，經(jīng)估算可得東偏南方向，選項B正確．

通常對本題的評析是：本題通過同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過調(diào)整后再進入同步軌道的實際問題，考查了學(xué)生的理解能力和簡單計算能力．試題取材緊密聯(lián)系航天科技發(fā)展，涉及衛(wèi)星變軌這一重大技術(shù)問題，考查內(nèi)容涉及運動的合成等知識點．然而，我們更應(yīng)該看到，新課程標準從力的合成實驗探究到教材的習(xí)題要求對矢量合成用作圖法求解已經(jīng)有了明確的能力要求，加之題目給定的關(guān)鍵詞“約為”，利用試題圖像作矢量合成圖便可直觀得出(毋須計算)選項B正確．即使直觀性較差的學(xué)生也可用刻度尺量出矢線長進行估算，得出結(jié)果，十分簡捷．事實上，筆者專門做過調(diào)查，利用余弦定理進行估算的學(xué)生，最快也需5min才能得出結(jié)果，這必然導(dǎo)致理綜解答時間不夠．

以上3例十分明確地告訴我們學(xué)生探究能力是在日常教學(xué)的探究活動中潛移默化、逐步提高的；所組織的探究活動是否具有實效就在于學(xué)生能否積極主動參與，能否促進能力提升．探究能力是我們?nèi)粘＝虒W(xué)的自然生成，我們必須腳踏實地在日常探究式教學(xué)活動中注意實效性，沒有捷徑可循．

2016-07-05)