熊建民

摘 要：從命題者的角度剖析了近五年來，全國新課標考卷計算題題型、知識點分布、能力分配、問題的設置及試題的邏輯等特點。從一線教師的角度闡釋了考生在考試過程中丟分的原因以及應對策略。從學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)方面，提出了師生需要共同操練的一些技巧和做法。再從微觀層面，即認知教學心理學方面提供了可行的理論探討。

關鍵詞：難題；認知心理；邏輯思維

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）1-0036-7

都說高考是“年年歲歲‘卷相似，歲歲年年‘題不同”，“物似人非題已變，一切盡在意料中”，“24題做得好，必定能上211”，“要上985就看25”等等。24、25計算題共32分牽動了考生家長、考生、老師的心弦，物理計算題歷來是高考拉分題，試題綜合性強，難度大，數學運算要求高，再加上考場的氛圍和時間使得很多考生很難做到冷靜清晰地去分析，該怎么辦？作為一線教師，我們一直在關注高考命題的規(guī)律和考查的相關能力，思考和研究高考備考的策略，期望能有所得。

1 全國新課標卷計算題的特點

1.1 題型特點分析

計算題一般涉及的物理對象、物理過程較多，所給的物理情境較復雜；物理計算題具有文字信息量大、過程復雜、綜合性強等特點，能較好地考查考生對知識的綜合應用能力，是區(qū)分理科學生優(yōu)秀程度的“試金石”。計算題涉及的物理模型較多且不明顯，甚至很隱蔽；要運用較多的物理規(guī)律進行論證或運算才能求得結論；題目的賦分值也較重。計算題的難度較大，對學生的要求也比較高。要想解答好計算題，除了需要扎實的物理基礎知識外，還需要掌握一些必須的有效的解題策略與答題的方法、技巧。

1.2 知識點呈現分析

新課標全國卷物理計算題為一力一電形式，力、電部分是高中物理的主干知識，是備受高考命題專家青睞的“絕代雙驕”。

1）題型穩(wěn)定：計算題命題格局依然為“一力一電”，分數構成為“12+20”“13+19”“14+18”。

2）力學部分：牛頓運動定律的應用（受力分析、運動和力的關系、平衡問題）；三種典型的運動形式（勻變速直線運動、平拋運動、圓周運動）；功能關系（動能定理、機械能守恒定律），主要突出力和運動關系的建立、動能定理和能量守恒的運用。其中，力學中有單個物體多個過程或多個物體多個過程問題，涉及三種重要的運動形式及牛頓運動定律、功能關系的應用。高考第一道計算題通常是這種類型。

3）電學部分：電場、磁場的基本性質及相關物理量（電場線、場強、電勢、電場力做功與電勢能的變化、磁感線、磁感應強度、安培力、洛倫茲力）；其中，帶電粒子在電磁場（或有重力的復合場）或分離場中的運動，利用牛頓運動定律、功能關系解決帶電粒子在電場中的加速和偏轉，特別是帶電粒子在電場中的運動、在磁場中的勻速圓周運動是第二道計算題的命題熱點，電學部分的題目也可能出現在第24題，如電磁感應等。

4）組合多樣性：計算題的組合可能為：靜電場+板塊模型；力與運動+靜電場；力與平衡+帶電粒子在電磁場中運動；直線運動+電磁感應；力與運動+電磁感應。從知識點的特點分析，全國高考命題很“任性”，毫無“規(guī)律”可循！

1.3 能力分配特點分析

第24題計算題的特點：

①一般是很熟悉的問題情景，情景相對會比較簡單。通常是一個研究對象，一個或兩個過程，一問或兩問。②難度一般為中檔偏低。③主要以考查重點知識和基本方法為核心，考查理解、推理能力為主。

第25題計算題的特點：

①情境有一定的新穎性或陳題推新，情境比較復雜。一般是單對象多過程、多對象多過程，兩問或三問。②一般都為難題，以利于區(qū)分學生能力，具有較好的選拔性。③考查重點知識和基本方法為核心，考查學生的分析綜合能力、數學應用能力為主。

1.4 試題呈現的邏輯特點分析

邏輯順序包括6種：從因到果、從主到次、從整體到部分、從概括到具體、從現象到本質、從具體到一般。其中，又含有這些關系：并列關系、遞進關系、選擇關系、轉折關系、假設關系、條件關系、因果關系、 取舍關系。并列關系的，可以是相互關聯的不同事物，也可以是同一事物的不同方面，還可以是同一主體的不同動作。遞進關系是指能夠在意義上有進一層關系，且有一定的邏輯聯系。高考物理題命題的邏輯包含了并列、遞進且求極值或寫通式多種邏輯關系同時存在。

例如：

題目：2013年新課標1卷25題（知識并列，難度遞進，寫通式）

（19分）如圖1所示，兩條平行導軌所在平面與水平地面的夾角為θ，間距為L。導軌上端接有一平行板電容器，電容為C。導軌處于勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向垂直于導軌平面。在導軌上放置一質量為m的金屬棒，棒可沿導軌下滑，且在下滑過程中保持與導軌垂直并接觸良好。已知金屬棒與導軌之間的動摩擦因數為μ，重力加速度大小為g。忽略所有電阻，讓金屬棒從導軌上端由靜止開始下滑，求：

1）電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關系；

2）金屬棒的速度大小隨時間變化的關系。

題目：2016年新課標1卷第24題（知識并列，難度并列）

（14分）如圖2所示，兩固定的絕緣斜面傾角均為θ，上沿相連。兩細金屬棒ab（僅標出a端）和cd（僅標出c端）長度均為L，質量分別為2m和m；用兩根不可伸長的柔軟輕導線將它們連成閉合回路abdca，并通過固定在斜面上的沿兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于斜面向上。已知兩根導線剛好不在磁場中，回路電阻為R，兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數均為μ，重力加速度大小為g。已知金屬棒ab勻速下滑。求

1）作用在金屬棒ab上的安培力的大小；

2）金屬棒運動速度的大小。

題目：2016年新課標1卷第25題（變換條件，難度遞進，求極值）

1）求第一次運動到B點時速度的大小；

2）求運動到E點時彈簧的彈性勢能；

2 考生丟分原因分析及應對策略

通常情況下，學生考試丟分的原因大體有四種，即知識不清、問題情景不清、表述不清和數學知識不夠。

2.1 知識不清

所謂“知識不清”，就是在考試之前沒有把知識學清楚，丟分發(fā)生在考試之前，與考試發(fā)揮沒有關系，是對教材中的觀點、原理理解有誤，或理解不廣、不深、不透。解題是學習必不可少的一個環(huán)節(jié)。但過度地重復低水平的解題訓練，一味地強調解題的熟練程度甚至達到自動化，不但挫傷了學生的學習興趣，扭曲了物理學科的本來面貌，而且容易形成學生對物理學科本質的錯誤認識。

應對策略：

2.1.1 注重核心概念的理解，注重物理教學主題的本質

熟練掌握物理概念的物理意義，物理規(guī)律的使用條件。“物理學科”教學，要超越對于技巧性問題的過度追求、要深入到情境性問題所涉及到的實質性主題，讓學生學習到物理學科的本質。在物理學科教學里，普遍存在著本原性學科問題，如物理概念、物理規(guī)律、方法。物理概念是建立物理學科最重要的基礎，人們常說“概念是思維的細胞”，可見概念的重要性。物理教學的根本是“理解”，而不是“記憶”，所以物理學中注重概念教學應該是天經地義的。在關注解題教學、關注技巧教學、關注“二級規(guī)律”的教學的時候，千萬不要忘記題目中考查的物理概念剖析。在分析計算題過程中要注重核心概念的理解，因為物理概念是理解物理規(guī)律的基礎，而物理規(guī)律則是理解現實世界的法則，所以規(guī)律的教學再重要也離不開物理概念的支撐。當然，在規(guī)律教學中我們要注意規(guī)律的不同層次、重要程度。對那些重要的物理規(guī)律，要讓學生理解它的內含和運用規(guī)律的方法及條件。在分析計算題過程中重視解題通法的歸納，物理計算題有許多“形異質同”，在分析時不能“就題論題”；而是重視解題通法的歸納，達到以“不變應萬變”的效果。最后達到熟懂應知應會、明確易混易錯、知曉通法通則，了解妙題妙計。

例如：2013年新課標1卷25題。

參考評分標準：

1）設金屬棒下滑的速度大小為v，則：

E=BLv（1）（2分）

以此題為例進行試題分析：

該題共有224個字符，一幅裝置的立體示意圖，讀完題目需要2～3分鐘，閱讀量中等。題目涉及到的物理量主要有：電容C、磁感應強度、動摩擦因數、安培力以及電荷量等。

題目主要考察了以下幾個知識點（如表1所示）：

該題綜合性較強，考察的知識點從牛頓運動定律到運動學公式、電路、電磁學都有所涉及，題目著重考察了分析綜合能力和應用數學知識解決物理問題的能力，特別是微元法的應用。

題目運算量相對較小，步驟也比較簡單，表達量可以控制在160個字符左右。

配套例題：

例 如圖4所示，寬度為L的金屬框架豎直固定在絕緣地面上，框架的上端接有一個電子元件，其阻值與其兩端所加的電壓成正比，即R=kU，式中k為已知常數?？蚣苌嫌幸毁|量為m，離地高為h的金屬棒，金屬棒與框架始終接觸良好，無摩擦，且保持水平。磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于框架平面向里。將金屬棒由靜止釋放，棒沿框架向下運動，不計金屬棒及導軌的電阻，重力加速度為g。求：

1）金屬棒運動過程中，流過棒的電流的大小和方向；

2）金屬棒落到地面時的速度大??；

3）金屬棒從釋放到落地過程中通過電子元件的電荷量。

對比分析：這兩題相似度極高，涉及到的知識點主要是牛頓運動定律、電路和電磁感應，考察的能力也是分析綜合能力和應用數學知識解決物理問題的能力。而且這兩題均跟常規(guī)的接定值電阻類型的分析思路有點不一樣。只不過配套例題將電容器換成了電阻R=kU的電學元件，這樣就相對簡單一些了，因為學生只需要將這個表達式代入，耐心地推導，便可得出結果。

2.1.2 加強課堂教學的學習深度

課堂是學生學習的主要場所，縱觀課堂教學現狀，仍然存在著嚴重的學習淺表問題：學生學得粗淺而未深入學科本質、學得分散而缺少整合、學得狹隘而一葉障目[1]……這使得學生簡單記憶和機械訓練的學習狀況未能從根本上得以改變，筆者認為深度學習是學生源于自身內部動機的，對有價值的學習內容展開的完整的、準確的、豐富的、深刻的學習。我們在解讀學科本質時，一般遵循由外及內、由表及里、由淺入深的規(guī)律。是階梯式教學，為了讓學生的學習持續(xù)不斷地走向深入，教師可以將學習的目標、內容、問題、活動分解為不同層次的階梯，讓學生以“爬樓梯”的方式逐步達成教學目標。深度學習就是深入學科本質的學習，是觸及學生心靈深處的學習，是促進學生持續(xù)建構的學習。學習的過程是學生在新知與原有認知之間尋找到新的連接點，并將新知內化到原有結構之中，最終形成一個完整的觀念體系。深度學習要求學生的學習不是單純的接受，而是在發(fā)現基礎上的同化。完整、準確、豐富、深刻的學習，首先源于學習者自身已有知識經驗的充分積淀及對其的正確認識；其次，有充分的交往時空與載體讓學生能夠不斷地調適自我的思維認識；再次，豐富的資源是必要的，學生準確、完整的學習必須建立在對足夠多事實和情景的充分認識與理解的基礎之上；最后，深刻的學習必然要求走向學生的自我反思，只有通過對學習過程及學習結果進行持續(xù)不斷的反思，學習的結果與學習的過程才可能更有深度。建立錯題本和知識總結本是課后學生深度學習的一種基本形式。

2.2 問題情景不清

其原因：一是審題能力、審題習慣問題；二是對某些題型的解題思路、技巧未能掌握，或不能靈活地加以運用。別把計算題越說越復雜、越糊涂，現在應該返璞歸真，回到常識上來。培養(yǎng)做題的興趣，教給做題的方法，養(yǎng)成做題的習慣。

策略：

2.2.1 科學的審題習慣

大部分學生面對較為復雜的物理問題，往往沒有清晰的思路，思維混亂，高考的綜合題對他們來說是一道難以越過的坎。因此，在學習過程中，應有意識地將教材中瑣碎的知識點由點連成線，由線織成網，完成知識網絡的構建。通過知識網絡的構建，可以使學生對知識有一個較為完整的、系統(tǒng)的認識，加深對基礎知識的理解和鞏固，同時也有利于提高學生分析、解決問題的能力。作一比喻，高考試題是魚，復習備考是織網，高考答題是捕魚，魚跑掉了沒捕著，原因有二：其一是網有漏洞；其二是方法不對。教師要有引導學生先織“網”后捕“魚” 的意識。審題猶如法官判案，重在“審視”。

審視物理計算題的主要程序和步驟：

1）弄清研究環(huán)境：

基本環(huán)境：場（重力場、電場、磁場）、軌道（有軌運動、無軌運動）、空氣阻力、摩擦力、絕緣體。是否光滑？描述環(huán)境的相關數據？

2）選定研究對象：隔離體或整體（系統(tǒng)）。

基本屬性：質量、質點、點電荷、電性、電量、狀態(tài)改變（彈簧和鐵鏈）；

初始條件：初始位置、初始速度的方向和大小、是否考慮重力、是靜止還是運動。

3）劃分研究過程：找準研究狀態(tài)和準確劃分研究過程（全過程還是分過程）。

對所選對象在某狀態(tài)或過程中進行：①受力分析（方向、大小、個數）；②運動分析（做什么性質的運動）；③做功情況分析；④能量轉化分析。弄清楚各過程中相互的聯系，受力分析圖、運動情況示意圖、能量損失標注圖、（直線運動、曲線運動、短暫效應、極值情況、邊界條件、臨界條件等）圖像是最形象的物理語言，畫好分析草圖是審題的重要步驟，它有助于建立清晰有序的物理過程和確立物理量間的關系，可以把問題具體化、形象化。分析圖可以是運動過程圖、受力分析圖、狀態(tài)變化圖，也可以是投影法、等效法得到的示意圖等。

4）尋找解題的突破口：捕捉文字敘述中的關鍵詞句，如 “最多”“至少”“剛好”“恰好”“緩慢”“瞬間”等，充分理解其內涵和外延。條件是對物理現象和物理事實（對象）的一些限制，解題時應“明確”顯性條件、“挖掘”隱含條件、“吃透”模糊條件。顯性條件是易被感知和理解的；隱含條件是不易被感知的，它往往隱含在概念、規(guī)律、現象、過程、狀態(tài)、圖形和圖像之中；模糊條件常常存在于一些模糊語言之中，一般只指定一個大概的范圍。發(fā)現臨界態(tài)，抓住臨界物理量（隱形殺手），搭建不同過程的思維的橋梁和物理量。分步解答是得分的關鍵。

5）列式計算：依據研究對象所處的研究狀態(tài)或過程的受力、運動、做功等特點，選擇適當的物理規(guī)律列式計算。

6）檢驗結果：必要時進行分析討論，結果是矢量的要說明其方向。

7）注意以下易發(fā)生審題失誤的地方：是否考慮重力；物體是在哪個面內運動；物理量是矢量還是標量；哪些量是已知量，哪些是未知量；臨界詞與形容詞是否把握恰當了；注意括號里的文字；是否抓住了圖像上的關鍵點；區(qū)分物體的性質和所處的位置：如物體是導體還是絕緣體；是輕繩、輕桿還是輕彈簧；物體是在圓環(huán)的內側、外側還是在圓管內或是套在圓環(huán)上。

容易看錯的地方還有：位移還是位置？時間還是時刻？哪個物體運動？物體是否與彈簧連接？直徑還是半徑？粗糙還是光滑、有無電阻，等等。

8）要牢記八字真言：

讀找：環(huán)境、對象、過程、狀態(tài)、已知條件、關鍵詞、不確定因素。

標畫：受力分析圖、運動示意圖、合成分解圖、等效電路圖、幾何關系圖。

拆列：拆分研究對象、拆解物理過程，列出過程方程、狀態(tài)方程、關聯方程。

算檢：文字運算、數字運算，合理性、完整性、多可能性。

9）對一道計算題的深度分析包括如下幾個方面：①本題在閱讀過程難理解的語句和字眼有哪些？②本題有幾個字節(jié)？③有幾幅圖像？④包含幾個物理概念？幾個物理量？它們分別是什么？⑤按考綱分析，知識點分別有幾個？是哪一級要求？⑥大概正常理解的情況下閱讀量是多少？⑦在理解的幾個層次中，有可能出錯的有歧義的有哪些？⑧易混易錯的點在哪里？⑨要用五種能力中的哪幾種能力？⑩需要何種數學知識和能力？最簡單的解題方法是什么？賦分值的理論根據是什么？正常情況下運算量和表達量是多少？表達量有多少個字節(jié)？通過什么題目可以訓練這種能力？如何建立物理量之間的關系要明示。

2.2.2 科學的訓練

要學會考試，必須先學會學習，什么是學習？學是模仿和效仿，習是操練和實踐。要讓學生學會模仿和操練才能拓展和升華。心理學家說，套路是一種以經驗為基礎，低風險的實用主義。而到了文化批評家眼里，套路成了那個你可能剛開始不太喜歡，卻不得不接受，最后自己也玩得挺盡興的東西。

科學家們不但證明了高手是練出來的，而且通過考察各個領域最好的訓練方法的共性，總結了一套統(tǒng)一的練習方法，這就是“刻意練習”。首次提出“刻意練習”這個概念的是佛羅里達大學的心理學家 K. Anders Ericsson。這套練習方法的核心假設是，專家級水平是逐漸地練出來的，而有效進步的關鍵在于找到一系列的小任務讓受訓者按順序完成。這些小任務必須是受訓者正好不會做，但是又正好可以學習掌握的。完成這種練習要求受訓者思想高度集中，這就與那些例行公事或者帶娛樂色彩的練習完全不同。

在很多情況下要求必須要有一個好的老師或者教練，更能發(fā)現我們最需要改進的地方，他們是絕對的因材施教，源源不斷地提供高度具有針對性的具體指導。大量重復訓練從不會到會，秘訣是重復。因此，高中物理計算題的六大訓練：限時訓練（速度和技巧），審題訓練（只列方程，不求結果），規(guī)范性訓練（漂亮的書寫，精準的表達），基礎訓練，變式訓練，錯題訓練是非常重要的。

2.3 解題表述不清

所謂“表述不清”，指的是雖然知識具備、審題清楚，問題能夠解決，但表述凌亂、詞不達意。高考中對物理計算題的解答有明確的要求：“解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫最后答案的不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。”

學生應在平時的訓練中有意識地培養(yǎng)和鍛煉自己的良好應試心理素質，努力克服不良心態(tài)，在答題時做到從容不迫、沉著冷靜。

1）文字說明的內容

①研究對象個體或系統(tǒng)、過程或狀態(tài)。②所列方程的依據名稱。③題目中的隱含條件、臨界條件。④非題設字母，說明符號的物理意義。字母符號書寫、使用要規(guī)范，題目給了符號最好不要再另設符號，尊重課本常用符號。⑤規(guī)定的正方向、零勢點（面）及所建立的坐標系。⑥結果的物理意義，給出明確答案。

2）要寫的必要方程

①寫出符合題意的原始方程，不能寫變形式。②要用字母表述方程，不要寫代入數據的方程，方程中等號兩邊雖然含有相同的物理量字母，也不能相“約”。③要用原始方程組聯立求解，不要用連等式，不要在等式中不斷地“續(xù)”進一些內容。④方程式有多個時，應分步列，并對各方程式編號，不要合寫一式，以免一錯全錯。

3）數字運用的規(guī)范

①幾何關系只說結果，不必證明。②數字相乘，要用“×”，不用“·”。③卷面上不能打“/”相約。

4）基本的答題模板

解 設……（未知量）為……

對……過程由……規(guī)律得：……（具體問題的原始方程）

在……位置由……公式得：……（具體問題的原始方程）

聯立以上各式（或聯立（1）（2）式）得：……（由已知量符號表示）

=……=“結果”（代入數據得結果，并注意待求量的數值及單位）

要將題做完整。筆者接觸過一些學生，做練習“浮而不實”，列出幾個物理方程便丟手不做或整理到代數式但懶于代入數字運算，不肯將題解到底。他們之中不乏最后失敗的實例，均因為他們沒有從日常的練習中得到收益。許多物理題，粗一看解題方向似乎很明顯，仔細一解才發(fā)現里邊隱含著重要的變化及關鍵點。再說，一個完整的解題要有嚴密的邏輯過程；要有簡明扼要的文字表述；有單位的處理；有數字的運算……所有這些，無不涉及雙基知識及個人的素養(yǎng)和能力，都是要通過訓練來加以提高改進的。那種蜻蜓點水式的解題，不可能在這些方面得到不斷啟發(fā)和訓練，題解得再多，也會水平提高不快、工作不實，最后必定導致復習工作的低效率。

知識要用心體會才能變成自己的智慧。第一個層次是博聞強記、知識豐富、學富五車；第二個層次是觸類旁通、融會貫通、舉一反三；第三個層次是多向思維、多謀善斷、厚積薄發(fā)。讓一個個小的好習慣支撐起閃光的美德，讓一個個默默的美德支撐起深厚的修養(yǎng)，讓一個個無形的修養(yǎng)支撐起無比睿智的人生，讓千千萬萬優(yōu)秀的人們支撐起更加美好的世界，物理計算題就會迎刃而解。

參考文獻：

[1]梁旭.認知物理教學研究[M].杭州：浙江教育出版社，2011：112.

（欄目編輯 羅琬華）