謝伯仁

(永昌縣第一高級(jí)中學(xué) 甘肅 金昌 737200)

1 引言

在高中物理新課程中，物理探究性活動(dòng)已成為物理學(xué)的重要內(nèi)容之一，這是一種教學(xué)理念的極大轉(zhuǎn)變．高中《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“加大研究性學(xué)習(xí)的力度，為較深入的科學(xué)探究奠定基礎(chǔ)” ，其目的就是要達(dá)到課程總目標(biāo)之一——“學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)探究方法解決一些問題．”而物理研究性學(xué)習(xí)由于在提高學(xué)生探究活動(dòng)的能力方面，具有顯著的作用優(yōu)勢(shì)和獨(dú)特的教育內(nèi)涵，新課程所要實(shí)現(xiàn)的總目標(biāo)有很大的比例是希望通過物理研究性學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)，因此，物理研究性學(xué)習(xí)的地位在物理教學(xué)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(dāng)多的教師卻對(duì)研究性學(xué)習(xí)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(duì)研究性學(xué)習(xí)重要性的再認(rèn)識(shí)，消除他們認(rèn)為高考物理試題中很少涉及研究性學(xué)習(xí)，只重視物理習(xí)題，不重視研究性學(xué)習(xí)的片面認(rèn)識(shí)．要全面提高物理高考質(zhì)量，教師就必須重視和加強(qiáng)物理研究性學(xué)習(xí)，以研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)理念指導(dǎo)高中物理教學(xué)和高考復(fù)習(xí)．

2 近年物理高考研究性考題的類型和特點(diǎn)

高考由于受時(shí)空、命題及評(píng)價(jià)技術(shù)等方面的多種限制，無法在真實(shí)情境中考查學(xué)生的科學(xué)探究能力，只能通過情境模擬進(jìn)行定向考查．學(xué)生科學(xué)探究能力的考查主要以情境模擬探究型試題、體現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的新情景試題、強(qiáng)調(diào)物理知識(shí)與生活、生產(chǎn)、科研聯(lián)系的應(yīng)用性試題等類型實(shí)施．筆者以近四年的全國(guó)和北京等高考物理試題做為樣本，對(duì)物理研究性考題的類型和特點(diǎn)作出如下分析.

2.1 研究性考題的特點(diǎn)分析

從對(duì)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(diǎn)等幾方面綜合分析看，2006年全國(guó)理綜Ⅰ卷的16，22(1)，23小題，計(jì)30分，占25%，注重物理知識(shí)與科技、生產(chǎn)、生活的緊密聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐性和應(yīng)用性，考查了學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)的能力；2007年全國(guó)理綜Ⅰ卷的22，23小題，計(jì)32分，占26．7%，考查學(xué)生從生活實(shí)際中挖掘素材、理論聯(lián)系實(shí)際和探究創(chuàng)新的能力；2007年全國(guó)理綜Ⅱ卷的20，22，24小題，計(jì)42分，占35%，考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器、數(shù)據(jù)信息的分析探究，以及設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力；2008年全國(guó)理綜Ⅰ卷的17，19，22小題，計(jì)30分，占25%，考查了學(xué)生的信息提取、分析、判斷、綜合運(yùn)用、猜想、假設(shè)和創(chuàng)新能力；2009年全國(guó)理綜Ⅰ卷的22，24，26小題，計(jì)44分，占36．7%，以多用電表的使用為背景，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)問題提出解決辦法，屬于開放性問題，考查了學(xué)生的分析綜合能力；2010年全國(guó)理綜Ⅰ卷的17，21，22，23小題，計(jì)46分，約占38．3%，從實(shí)際試題情景中獲取和遷移信息，構(gòu)建物理模型，考查學(xué)生分析解決實(shí)際問題的能力，體現(xiàn)了思維探究和實(shí)驗(yàn)探究；2010年的物理北京卷的18，19，20，21，23小題，計(jì)54分，約占45%，強(qiáng)調(diào)研究性的科學(xué)方法，考查學(xué)生的學(xué)習(xí)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(guó)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(shì)，在一些新課改進(jìn)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(xué)生的學(xué)習(xí)應(yīng)變、信息采集、構(gòu)建物理模型、解決實(shí)際問題的能力，以及學(xué)生快速接受同化和應(yīng)用新知識(shí)等自主學(xué)習(xí)能力，體現(xiàn)思維探究變化的過程．

(2)注重實(shí)驗(yàn)情景(包括圖形、裝置、儀器參數(shù)、問題、條件等)，通過對(duì)教材實(shí)驗(yàn)的變通、改進(jìn)和創(chuàng)新，或變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析論證能力．

(3)注重物理知識(shí)與科技、生產(chǎn)、生活的緊密聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐性和應(yīng)用性，考查學(xué)生對(duì)問題背景的信息提取、分析、判斷、綜合運(yùn)用和創(chuàng)新能力．

(4)呈現(xiàn)出豐富的物理情境和物理學(xué)史素材，注重物理學(xué)的科技性和科學(xué)方法，使學(xué)生了解漫長(zhǎng)研究過程中體現(xiàn)出的科學(xué)精神與人文素養(yǎng)，拓展學(xué)生的知識(shí)視野，培養(yǎng)學(xué)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(xué)看到一只鳥落在樹枝上的P處，樹枝在10 s內(nèi)上下振動(dòng)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(dòng)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(dòng)了6次．你估計(jì)鳥的質(zhì)量最接近

老虎很貪婪、很兇猛，但將其“關(guān)”進(jìn)籠子，就會(huì)變得俯首帖耳，十分的溫順和老實(shí)。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(jìn)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(diǎn)評(píng)：物理研究性考題旨在學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)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(guó)卷Ⅰ第23題)甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)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(yùn)動(dòng)是勻加速的．為了確定乙起跑的時(shí)機(jī)，需在接力區(qū)前適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置標(biāo)記．在某次練習(xí)中，甲在接力區(qū)前s0=13.5 m處作了標(biāo)記，并以v=9 m/s的速度跑到此標(biāo)記時(shí)向乙發(fā)出起跑口令．乙在接力區(qū)的前端聽到口令時(shí)起跑，并恰好在速度達(dá)到與甲相同時(shí)被甲追上，完成交接棒．已知接力區(qū)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=20 m．求：

(1)此次練習(xí)中乙在接棒前的加速度a；

(2)在完成交接棒時(shí)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(xué)生十分熟悉的比賽場(chǎng)景．試題描述了兩種運(yùn)動(dòng)形式，一是運(yùn)動(dòng)員甲的一段勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其運(yùn)動(dòng)位移為s1；二是運(yùn)動(dòng)員乙在接力區(qū)內(nèi)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在甲發(fā)出口令后，甲乙達(dá)到共同速度v所用時(shí)間為t，乙完成交接棒時(shí)，其發(fā)生的位移為s2，畫出相應(yīng)的圖示如圖2所示.設(shè)乙做勻加速直線運(yùn)動(dòng)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(diǎn)評(píng)：此題注重從生活實(shí)際中挖掘素材，從體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中構(gòu)建物理情境，考查學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，這種題材雖然學(xué)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(shí)遷移和應(yīng)用等自主學(xué)習(xí)能力．

4 對(duì)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(jì)豐富巧妙，立意新穎、內(nèi)涵豐富，更加注重物理知識(shí)與生活、生產(chǎn)和科技的聯(lián)系，注重對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的探究和設(shè)計(jì)能力、以及學(xué)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(duì)中學(xué)物理教學(xué)的導(dǎo)向功能．

4.1 重視研究性學(xué)習(xí)的過程體驗(yàn)分層合理地培養(yǎng)探究能力

高考試題對(duì)學(xué)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(yīng)及早著手，從高一階段的研究性學(xué)習(xí)抓起．教師應(yīng)對(duì)高中各年級(jí)研究性學(xué)習(xí)的目的要求要有正確的界定認(rèn)識(shí)，確立“由低到高，分步到位”的原則．高一、高二階段，側(cè)重于對(duì)研究性學(xué)習(xí)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(bào)告，教師就要給予充分肯定和鼓勵(lì)．其次，要重視研究性過程對(duì)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(hù)學(xué)生的探究興趣．高三階段，再逐步提高探究要求．

4.2 重視實(shí)驗(yàn)探究過程培養(yǎng)獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新意識(shí)

(1)注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，有效地提高學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，為了提高實(shí)驗(yàn)的精度，減小實(shí)驗(yàn)誤差，控制實(shí)驗(yàn)條件至關(guān)重要．在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)有意識(shí)地讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行探究，學(xué)生每完成一次實(shí)驗(yàn)，讓他們弄清實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方案，完成該實(shí)驗(yàn)還有哪些新方案，該實(shí)驗(yàn)還有哪些其他用途，以提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力．

(2)重視實(shí)驗(yàn)方法的靈活遷移，切實(shí)提高解決新問題的能力

高考實(shí)驗(yàn)題已從考課本實(shí)驗(yàn)向設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)移，但實(shí)驗(yàn)的原理、方法仍是課本實(shí)驗(yàn)中學(xué)過的，關(guān)鍵是要求學(xué)生扎實(shí)地掌握教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法，能轉(zhuǎn)變?yōu)樽约旱脑O(shè)計(jì)能力.學(xué)生應(yīng)深刻理解大綱中基本用到的實(shí)驗(yàn)方法，并能將這些方法靈活遷移到新的實(shí)驗(yàn)中去解決問題，不但平時(shí)要重視學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)，而且在高考復(fù)習(xí)中也要帶著問題進(jìn)實(shí)驗(yàn)室．

(3)重視課程實(shí)驗(yàn)的改編和創(chuàng)新，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力

教師要注意將學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、測(cè)量性實(shí)驗(yàn)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(xué)生在訓(xùn)練中理解科學(xué)探究過程，并能將探究方法進(jìn)行遷移，以提高其實(shí)驗(yàn)探究能力．

4.3 注重情境創(chuàng)設(shè)聯(lián)系實(shí)際的學(xué)科特點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生良好的自主學(xué)習(xí)能力

高中物理教學(xué)強(qiáng)調(diào)注重基礎(chǔ)的目的是使學(xué)生學(xué)習(xí)比較全面的物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及實(shí)際應(yīng)用，了解物理與技術(shù)進(jìn)步、社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，關(guān)注科學(xué)技術(shù)環(huán)境(STSE)，使學(xué)生受到科學(xué)思想、科學(xué)方法的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒖茖W(xué)思維能力、分析和解決問題的能力．

(1)加強(qiáng)對(duì)實(shí)際生活與物理模型相結(jié)合的情境問題的引導(dǎo)探究，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力．

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

(3)注重物理圖表的研究分析，加強(qiáng)識(shí)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(xué)中必須給予足夠的重視．應(yīng)采用靈活多樣的教學(xué)原則，積極轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，把提高學(xué)生的探究創(chuàng)新能力貫穿于整個(gè)高中階段的始終．