廣東

涂太平

2017年全國卷Ⅰ試題具有如下的時代背景：其一，2016年9月，《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》正式發(fā)布，而教育評價是落實核心素養(yǎng)的重要途徑，2016年10月，教育部考試中心主任姜鋼在《中國教育報》發(fā)表文章提出探索構建“一體四層四翼”高考評價體系，從頂層設計上回答高考“為什么考”“考什么”以及“怎么考”等關鍵性問題；其二，物理課程標準現(xiàn)已基本修訂完畢，新課程標準把課程目標從物理“三維目標”變?yōu)槲锢怼昂诵乃仞B(yǎng)”；其三，在2017年高考考試大綱中，物理出現(xiàn)較大變化。原來3—3、3—4、3—5都為選考內容，三選一，目前，選考內容在3—3和3—4中二選一，3—5則成為必考內容。鑒于此，命題專家基于“一體四層四翼”，結合“核心素養(yǎng)”設計試題。這樣有利于引導一線教師關注評價體系，回歸教學本質。

筆者分析了2017年全國卷Ⅰ物理選修3—3考查的試題(第33題)，發(fā)現(xiàn)試題有鮮明的時代特征和要求：彰顯“一體四層四翼”，回歸教學本質。2017年全國卷Ⅰ第33題，以教材和大綱為命題依據，試題內容設計上體現(xiàn)了“必備知識”“關鍵能力”“學科素養(yǎng)”和“核心價值”的四層考查目標，“高考怎么考”得以充分體現(xiàn)；“基礎性”“綜合性”“應用性”“創(chuàng)新性”等四翼考查內容在本題中得以滲透，體現(xiàn)了“高考考什么”。本題體現(xiàn)“必備知識”的目標、具有“基礎性”的內容，都表明其屬于考試要掌握的通用性知識，是核心素養(yǎng)中文化基礎和自主發(fā)展的基石。

一、試題評析

【例1】[2017·全國卷Ⅰ第33(1)題](5分)氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖1中兩條曲線所示。下列說法正確的是 。(填正確答案標號。選對 1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯 1個扣3分，最低得分為0分)

圖1

A．圖1中兩條曲線下面積相等

B．圖1中虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形

C．圖1中實線對應于氧氣分子在100 ℃時的情形

D．圖1中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目

E．與0℃時相比，100℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400 m/s區(qū)間內的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大

【分析】1.試題特點：以氣體分子的速率分布圖象為情景，考查學生對分子速率分布特點定性認識的準確性。

2.能力要求：考查學生的理解能力。物理規(guī)律、狀態(tài)和過程常用圖象來表示，這是一種重要的研究和處理物理問題的方法。要求學生理解這些圖象表示的物理意義，能通過圖象理解物理概念、規(guī)律，并用文字語言表達出來。識圖能力是學生必備的基本能力，是評價體系中“必備知識”的體現(xiàn)。

3.命題立意：本題以插圖為背景，注重“基礎性”內容的考查，知識和能力兼顧，巧妙地將考試內容的基礎性和學科素養(yǎng)考查有機結合在一起。但大部分學生都不易選擇A項，究其緣由，是對圖象所表示的物理意義不是很明確，教師在處理這個知識點時，切忌讓學生局限于死記硬背，應該用科學的方法告知學生如何分析微觀大量數(shù)目的粒子運動。該題較好地體現(xiàn)了試題命制時的考查“必備知識”和“學科素養(yǎng)”目的。在人才選拔上體現(xiàn)“四翼”中的“基礎性”和“應用性”，彰顯了試題的選拔功能。

圖2

【例2】[2017·全國卷Ⅰ第33(2)題](10分)如圖2所示，容積均為V的氣缸A、B下端有細管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3，B中有一可自由滑動的活塞(質量、體積均可忽略)。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關閉K2、K3，通過K1給氣缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關閉K1。已知室溫為27℃，氣缸導熱。

(ⅰ)打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強；

(ⅱ)接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置；

(ⅲ)再緩慢加熱氣缸內氣體使其溫度升高20℃，求此時活塞下方氣體的壓強。

【分析】1.試題特點：本題以氣缸類問題的典型模型為命題背景，雖不陌生，卻有新變化。通過閥門的打開和關閉，輕巧改變氣體狀態(tài)。為題目創(chuàng)設了新的情景，靈活考查學生分析物理問題的能力。

2.能力要求：考查學生對具體問題進行具體分析，獲取信息、加工信息和分析解決物理問題的能力。

3.命題立意：試題貼近教學實際，又有適度改變，即體現(xiàn)考查內容的“基礎性”，又注重考查學生的“關鍵能力”和“學科素養(yǎng)”。適度改變，體現(xiàn)考查內容的“綜合性”。整道試題較好考查了運用氣體實驗定律建立物理模型并分析解決物理問題的能力。

(1)提取信息，確定研究對象。題目意思很明顯，本題研究對象有兩部分氣體，即氣缸A和B中的氣體，并且A和B兩部分氣體的初始狀態(tài)是不一樣的；

(2)聚焦過程，加工有用的信息，構建模型。

①通過K1給氣缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關閉K1。已知室溫為27℃，氣缸導熱。打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強；可分析得出A和B兩部分氣體在此過程中是一個等溫變化，分別應用等溫變化規(guī)律就可解決此問。此問實際考查的內容體現(xiàn)了試題的基礎性，即考查學生的必備知識——氣體實驗定律中的等溫變化規(guī)律。

②接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置。這一過程考查學生綜合分析問題的能力，學生必須通過觀察，分析得出活塞穩(wěn)定在氣缸B的頂部。體現(xiàn)了評價體系中“四層”中的“關鍵能力”——考查學生所學知識的運用能力，強調獨立思考、分析問題和解決問題的能力。特別是要運用假設法分析判斷來確定，更是體現(xiàn)了“四翼”中考查學生知識的“綜合性”，運用知識，多角度觀察、發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題。

二、教學啟發(fā)

1.研究高考試題的動向，落實“核心素養(yǎng)”要求。

高考試題能夠體現(xiàn)新課程標準，符合國家倡導的“核心素養(yǎng)”的要求。“一體四層四翼”從頂層設計決定“高考考什么”“怎么考”，具有強烈的導向性，所以研究高考試題動向，可增強物理教學的針對性，從而提高物理教學的效率。

2. 重視選考知識，落實基礎知識，回歸教學本質。

選修3—3的內容是在高二下學期學習，教學時間按人教版《教師教學用書》中課時要求為23節(jié)課，按照高二課時安排，教學時間應不少于一個月的時間，但實際上教師在講解這些內容時，最多半個月結束。必修2按《教師教學用書》要求，也只需26節(jié)。教師對選修3—3的重視程度不夠。師生大多認為這冊書比較簡單，只要死記硬背知識點，或者以題代替新課的講授，沒有完全按照要求去教學，沒有讓學生充分理解微觀世界與宏觀世界的內在聯(lián)系。實際上，今年高考33題第(1)小題，源自于人教版選修3—3 教材P28的圖，只是去掉縱坐標數(shù)字和曲線上的溫度標識而已。而識圖能力是基本素養(yǎng)，理解圖象中橫、縱坐標的物理意義以及圖象的斜率、面積等知識，是高考理解能力的基本要求，同時也體現(xiàn)了試卷內容的基礎性、綜合性。如果教學過程中認真?zhèn)浣滩?，就不難發(fā)現(xiàn)這個圖象的面積在粵教版選修3—3教材P14～16中有較為詳細的介紹，并且新課標教材都明確要求這一節(jié)需安排1課時進行講解，體現(xiàn)了在氣體性質微觀研究中的科學方法，同時體現(xiàn)了高考試題考查的學科素養(yǎng)。

3.重視建模，培養(yǎng)分析解決問題的能力。

本題第(2)小題考查內容為關于氣體實驗定律的綜合問題，該內容在近十年高考試卷上都有體現(xiàn)，主要考查學生對玻意耳定律、查理定律和蓋—呂薩克定律三個實驗定律的綜合運用。今年第33題在問題情景的設計上，三個物理過程通過等溫變化、等容變化聯(lián)系在一起。這三個過程中需要學生運用相關物理概念和規(guī)律，結合提供的條件確定物理量之間的定量關系。試題對學生分析綜合能力要求比較高。學生在實際答題過程中，通過試卷反饋了解到大部分學生不會分析，本題2017年某省0分率達到25%左右，≥8分的學生人數(shù)不足2萬，均分在4.9左右。無獨有偶，2016年某省在此題均分也不過2.89，說明大部分學生在此類問題中分析能力亟需提升，不能利用題目情景去解剖試題從而構建模型，做題只是生搬硬套，寫了公式去計算。

鑒于以上情形，建議選修3—3教材教學過程放慢腳步，讓學生從一個研究對象物態(tài)變化的情景構造模型，然后到多個研究對象、多個過程逐步加深。對于平時練習的試題，特別是基礎較弱的學生，要將試題分解成多個小問題，利用“支架式”教學模式，達到學生最近發(fā)展區(qū)，最大限度提升學生能力。利用經典模型“液柱”類、“活塞氣缸”類等多種模型，通過分析情景，提取信息，建構模型。利用兩個方向研究，一個力學方向，是研究“液柱”或“活塞”的受力情況，運用牛頓運動定律達到解決氣體壓強問題；另外一個是氣體研究方向，主要研究氣體狀態(tài)的變化。此類問題要確定研究對象，注意分析氣體初末狀態(tài)的確定，確定每種變化類型，注意過程之間物理量的聯(lián)系，讓學生將每一步都落到實處，促使學生學會思考，學會建模，提高學生分析、解決物理問題的能力。