陳飛翔

【摘要】自《實施意見》出臺后，高考考試內容開始改革，試題的命制要在保持穩(wěn)定和基礎的前提下實現(xiàn)平穩(wěn)過渡，因此2014-2019年新一輪高考改革的探索與轉型時期。物理函數(shù)圖像類選擇題信息豐富、綜合性強、是考查考生能力和高頻考點，高考考試內容在改革這一題型必然有所體現(xiàn)，本文對比2017-2019年和2014-2016高考物理函數(shù)圖像類選擇題，分析其變化趨勢、共性探討教學優(yōu)化的方向。

【關鍵詞】試題研究;函數(shù)圖像;核心素養(yǎng);對比研究

2014年9月，《國務院關于深化考試招生制度改革的實施意見》（以下簡稱《實施意見》）出臺，明確提出“深化高考考試內容改革”的要求;2016年9月，《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架正式發(fā)布;2020年1月教育部發(fā)布《中國高考評價體系》和《中國高考評價體系說明》。2014-2019年可以說是高考新一輪改革探索階段，因此對2017年前后3年的高考試題進行對比研究，發(fā)現(xiàn)其聯(lián)系和區(qū)別，不僅有利于備考，更有利于我們把握教學改革的方向，助力素質教育的推進。本文以為2014-2019年高考物理函數(shù)圖像類選擇題為研究對象，探討其變化與共性進而優(yōu)化課堂教學。

1.高考物理函數(shù)圖像類選擇題的共性分析

1.1函數(shù)圖像主要考查的類型不變

高近六年的高考試題中，無論是2017年還是2017年后，函數(shù)圖像的考查主要集中在力學和電磁學。

力學的函數(shù)圖像的考查主要集中在v-t圖像，近六年v-t圖像的統(tǒng)計表如下：

從表1中可以看出，2014-2016年力學函數(shù)圖像中考了5次，其中4次都是v-t圖像，2017-2019年力學函數(shù)圖像中共有11次，其中5次是v-t圖像，占力學函數(shù)圖像的比例是最高的。

電學的函數(shù)圖像的考查主要集中在u-t和i-t圖像，近六年u-t，i-t圖像的統(tǒng)計表如下：

從表2可以看出，2014-2016年電學函數(shù)圖像考了8次，其中6次是u-t或i-t圖像，占比高達2/3。

1.2考查學生能力的基本功能相同

物理函數(shù)圖像類選擇題的基本功能是考查學生的識圖和用圖能力，會識圖指的是能理解圖像的意義，面積、斜率、截距和拐點的意義;會用圖指的是能結合物理公式和圖線的函數(shù)關系式分析解決物理問題。本文研究的題目中，都體現(xiàn)了識圖、用途能力的考查，按物理五大能力分類應歸類于深入理解能力和應用數(shù)學知識處理物理問題能力。

1.3試題解法的基本思路相同

雖然物理函數(shù)圖像有很多種類，但是從思維過程來看是大同小異的。物理函數(shù)圖像能直觀地反映兩個物理量之間的變化關系式，要解決這類問題就要從物理和數(shù)學兩方面下入手，其基本思路是：一方面運用所學物理知識建立圖像兩軸物理量的關系式，進而明確圖像信息要素的物理意義，另一方面運用數(shù)學知識求解圖像。

2.高考物理函數(shù)圖像類選擇題的變化趨勢分析

2.1 2017年后物理函數(shù)圖像在選擇題中考查的力度明顯增大

2014-2016年全國卷共7套試卷，在選擇題中考查到物理函數(shù)圖像的題目共5題，平均0.7題/套，2017年-2019年全國高考物理卷共9套試卷，出現(xiàn)了19題，平均2.1題/套，其中2017-2019年物理函數(shù)圖像在選擇題占的比重又逐年遞增，2019年達到了平均3題/套，2019年的Ⅱ卷中8道選擇題中有4道涉及到了物理函數(shù)圖像，占到了選擇題分數(shù)的1/2，由此可見，自2017年起函數(shù)圖像在高考物理全國卷中的考查力度明顯加大。

2.2 2017年后物理函數(shù)圖像在選擇題中考查的函數(shù)種類明顯增加

2017年后力學考查到的物理函數(shù)種類明顯增加，電學考查的物理函數(shù)種類略有增加。

2014-2016年考查的力學函數(shù)圖像都是是v-t圖像，而2017-2019年除v-t圖像繼續(xù)作為圖像在重點考查外，增加了許多種類，詳細分布見表3.

從表3可以看出力學函數(shù)圖像增加的種類有x-t（位移-時間）圖像、a-x（加速度-彈簧壓縮量）圖像、F-h（萬有引力-高度）圖像、F-x（力-位移）圖像、F-t（作用力-時間）圖像、f-t（摩擦力-時間）圖像，Ek-h（動能-高度）圖像、Ek-h（機械能-高度）圖像，其中特別是力對時間或空間的函數(shù)占的比例較高，加速度對空間的函數(shù)創(chuàng)新程度高，函數(shù)難度大。

電學中由原來除了考查常見i-t圖像和u-t圖像外，2017年后的試題增加了兩種函數(shù)，詳細分布見表4

從表4可以看出電學函數(shù)圖像增加的種類有靜電學的φ-r（電勢-距離）圖像、B-t（磁感應強度-時間）圖像，其中φ-r圖像是靜電學第一次以物理函數(shù)圖像的形式考查，這說明電學圖像并不局限于電磁感應，命題靈活性增大，對考生能力要求更高了。

2.3 2017年后物理函數(shù)圖像類選擇題綜合性增強

2014-2016年全國卷的5題函數(shù)圖像類選擇題中涉及的知識內容較少，一般是純運動學的問題，2017-2019年的函數(shù)圖像類選擇題則出現(xiàn)了一道題考查多個知識內容的情況，情境相對更復雜，綜合程度更高。如2018年全國Ⅲ卷19題勻變速運動與勻速直線運動的綜合、2019全國Ⅰ卷21題綜合了胡克定律、牛頓第二定律、萬有引力定律、質量和密度、動量定理和數(shù)學知識，綜合性極高，數(shù)學計算雖不復雜，但計算量大，過程分析復雜，對考生的能力要求很高;2019全國Ⅲ卷19題，綜合了運動學、動量和電磁感應的知識，沒有掌握動量守恒定律的考生，連圖都不能讀懂，不熟悉雙桿模型桿的運動變化和受力變化情況，考生也無從下手。2017年后函數(shù)圖像類選擇題綜合性增強，尤其是2019年的三套全國卷，綜合性最強。

2.4 2017年后函數(shù)圖像類選擇題情境化增強，凸顯物理核心素養(yǎng)

試題情境化是考查考生物理核心素養(yǎng)的重要載體，2014-2016年的試題中函數(shù)圖像的很少涉及到情境化設計，2017年以后，此類選擇題增加了緊密聯(lián)系科學技術進步和日常生活相關的情境，如2018全國Ⅲ卷19題，汽車從一個恒定功率工作狀態(tài)上升到另一個恒定功率狀態(tài)接近了電動汽車工作的真實情境;2019年全國Ⅱ卷14題以我國嫦娥四號探測器成功在月球背面軟著陸為情境，要求考生分析探測器在“奔月”過程中受到的萬有引力的變化圖像;2019全國Ⅱ卷19題則引入了滑雪運動的真實情境;2019全國Ⅲ卷20題也是來源于考生比較熟悉的學生實驗情境，這些情境的引入使試題具有濃厚的生活氣息，使試題與社會實際和學習生活密切相關，滑雪運動引導考生關心體育運動，積極參加體育鍛煉;最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力的設置也凸顯了嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，嫦娥四號探測器成功著陸的情境，引導考生關注我國航空航天事業(yè)的發(fā)展，增強民族自信心和自豪感。因此試題情境化設計能實現(xiàn)科學態(tài)度與社會責任的引導功能。

3.教學優(yōu)化的方向

物理函數(shù)圖像是選擇題的重要題型，是考查考生是否具備應用數(shù)學處理的能力的重要載體，在核心素養(yǎng)背景下，物理函數(shù)圖像具有基礎性綜合性增強，注重學科能力考查，情境化增強，強化物理核心素養(yǎng)考查的特點，因此筆者認為在日常教學應作以下優(yōu)化：

3.1重視圖像基本功能，提高學生識圖用圖能力。

在教學中應注重處理圖像問題的基本思路，從坐標軸的物理意義出發(fā)，嘗試建立物理規(guī)律與坐標軸的聯(lián)系，分析圖像中的面積、斜率、截距和拐點多代表的物理意義。

3.2重視多章節(jié)知識融合，提升綜合能力。

在教學中引導學生嘗試不同章節(jié)內容通過力學的圖像融合起來，把復雜問題分解，轉化為簡單問題、熟悉模型再利用處理圖像問題的基本思路解決問題;引導學生打破思維壁壘，圖像問題的考查不局限于常見的運動學和電磁感應，一切物理規(guī)律的考查都可以通過圖像的形式考查。

3.3重視基礎知識，扎實掌握核心概念、規(guī)律。

物理圖像的處理要建立在基本的概念和規(guī)律的基礎上，這些概念和規(guī)律是構成物理知識體系的基礎和核心，也是解決綜合性問題的前提。解決物理圖像類問題的重要一步就是建立坐標軸兩個物理量的函數(shù)關系，這個函數(shù)關系首先是來源于物理規(guī)律，否則“數(shù)理結合”是句空話。

3.4重視實際情境，提高核心素養(yǎng)。

立德樹人是我國教育的總體目標，要求學生“兩耳不聞窗外事，一心只做物理題”是不行的，還引導學生關心生活生產(chǎn)、關心科學、社會、科技領域的發(fā)展動態(tài)，樹立正確的價值觀、人生觀和科學觀，真正提高學生的學科素養(yǎng)。

【參考文獻】

[1]高考必刷題.十年真題.物理[M].北京：開明出版社，2019.

[2]張雪清.高考物理圖像類試題的分析研究[D].華中師范大學，2018.