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        考查科學(xué)探究能力 促進(jìn)核心素養(yǎng)發(fā)展
        ——2021年新高考適應(yīng)性考試江蘇物理試卷實(shí)驗(yàn)題剖析

        2021-12-23 06:36:10孫鐵斌
        數(shù)理化解題研究 2021年34期
        關(guān)鍵詞:物理科學(xué)素養(yǎng)

        孫鐵斌

        (江蘇省無(wú)錫市輔仁高級(jí)中學(xué) 214123)

        為適應(yīng)新一輪高考制度改革,2021年1月,江蘇等8省高三學(xué)生進(jìn)行了高考適應(yīng)性考試.江蘇物理試卷在命題中,遵循新的課程標(biāo)準(zhǔn),注重以實(shí)際問(wèn)題為命題的載體,精心設(shè)計(jì)試題,通過(guò)情境的創(chuàng)設(shè),在分析和解決真實(shí)情境問(wèn)題的過(guò)程中考查科學(xué)探究能力,促進(jìn)核心素養(yǎng)發(fā)展,體現(xiàn)了試題的育人功能和導(dǎo)向作用.

        一、實(shí)驗(yàn)試題

        2021年高考適應(yīng)性考試江蘇物理試卷第12題(15分).用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.把左端帶有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,載有砝碼的木塊右端連接穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,左端連接細(xì)線(xiàn),細(xì)線(xiàn)繞過(guò)定滑輪掛有槽碼,木塊在槽碼的牽引下運(yùn)動(dòng),通過(guò)紙帶測(cè)量木塊的加速度,并測(cè)出木塊與砝碼的總質(zhì)量M,槽碼的總質(zhì)量m,計(jì)算木塊與木板之間的摩擦力f.改變M和m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn).

        (1)下列實(shí)驗(yàn)操作步驟,正確順序是____;

        ①釋放木塊;②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源;③將木板固定在水平桌面上;④調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)線(xiàn)與木板平行;⑤將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔并固定在木塊上.

        (2)實(shí)驗(yàn)打出的一段紙帶如圖2所示打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz,圖中紙帶按實(shí)際尺寸畫(huà)出,則木塊的加速度為_(kāi)___m/s2;

        圖2

        (3)甲同學(xué)測(cè)得的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表.

        M/kg0.7000.6000.5000.4000.300f/N2.482.181.801.501.16

        請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在圖3中的方格紙上作出f-M圖像;

        圖3

        (4)已知重力加速度g=9.80 m/s2,可求得該木塊與木板的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=____;

        (5)乙同學(xué)用(3)問(wèn)表中的數(shù)據(jù)逐一計(jì)算出每次測(cè)量的μ值,取其平均值作為測(cè)量結(jié)果.他發(fā)現(xiàn)該值比甲同學(xué)在(4)問(wèn)中得出的μ值大.你認(rèn)為哪位同學(xué)的結(jié)果更準(zhǔn)確?

        請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由____.

        二、考核目標(biāo)

        本題主要考查學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)中關(guān)于“科學(xué)探究:?jiǎn)栴}、證據(jù)、解釋、交流等”及“物理觀念:重力、彈力、摩擦力、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”等方面的水平,尤其考查“科學(xué)探究”中關(guān)于證據(jù)和解釋要素的水平以及對(duì)實(shí)驗(yàn)中相關(guān)概念的理解.考查科學(xué)探究水平的等級(jí)達(dá)到科學(xué)探究的水平4等級(jí)和水平5等級(jí)——能制訂科學(xué)探究方案,選用合適的器材獲得數(shù)據(jù);能分析數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律,形成合理的結(jié)論;能用多種方法分析處理數(shù)據(jù),用已有的物理知識(shí)進(jìn)行科學(xué)解釋?zhuān)茏珜?xiě)完整規(guī)范的科學(xué)探究報(bào)告,交流、反思科學(xué)探究過(guò)程與結(jié)果.

        三、試題解析

        第(1)問(wèn)2分.要求考生寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作步驟的正確順序.正確順序應(yīng)是:③⑤④②①.此問(wèn)難度并不大,但是部分學(xué)生因?qū)忣}不清,未理解題意,或因平時(shí)未真正動(dòng)手做過(guò)實(shí)驗(yàn),將這一問(wèn)做錯(cuò).此問(wèn)考查了考生的閱讀理解能力和基本的實(shí)驗(yàn)操作能力.

        第(3)問(wèn)3分.要求學(xué)生能根據(jù)表格中所給的數(shù)據(jù),正確描繪出圖像,如圖4所示.此問(wèn)考查了考生的作圖能力和基本的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng).

        圖4

        第(4)問(wèn)3分.要求考生能從所作圖像中發(fā)現(xiàn)的內(nèi)在規(guī)律:函數(shù)關(guān)系f=f0+kM,并由所給的重力加速度值求出動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.32-0.37.此問(wèn)考查了考生的由圖像獲取信息的能力、推理能力及基本的數(shù)學(xué)素養(yǎng).

        第(5)問(wèn)3分.要求考生能對(duì)所給的兩種測(cè)量μ的方法所獲數(shù)值的準(zhǔn)確程度進(jìn)行科學(xué)的分析判斷.此問(wèn)考查了考生對(duì)偶然誤差、系統(tǒng)誤差的不同來(lái)源及消除方法的理解和掌握,考查了科學(xué)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行評(píng)估、反思的能力.

        此題考查了實(shí)驗(yàn)探究的完整環(huán)節(jié):制定方案-實(shí)驗(yàn)操作-獲取數(shù)據(jù)-得出結(jié)論-反思交流.要求學(xué)生能根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,能排列出正確的實(shí)驗(yàn)步驟,會(huì)用紙帶法計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的加速度,利用題中所給出的表格數(shù)據(jù),用圖象法處理,理解偶然誤差、系統(tǒng)誤差的不同來(lái)源及減小或消除方法.

        四、實(shí)驗(yàn)題啟示

        試題中問(wèn)題設(shè)計(jì)巧妙、立意新穎,具有創(chuàng)新性,你認(rèn)為哪位同學(xué)的結(jié)果更準(zhǔn)確,請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由”增加了試題的開(kāi)放性,需要考生對(duì)偶然誤差、系統(tǒng)誤差的不同來(lái)源及減小或消除方法的理解和掌握,進(jìn)而做出解釋?zhuān)@對(duì)考生的科學(xué)探究能力提出了較高的要求,體現(xiàn)了對(duì)“能用多種方法分析數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)規(guī)律,形成合理的結(jié)論,用已有的物理知識(shí)進(jìn)行科學(xué)解釋.”等科學(xué)探究素養(yǎng)的考查.

        從上面的分析中不難發(fā)現(xiàn),2021年新高考適應(yīng)性考試江蘇物理試卷實(shí)驗(yàn)題的情境具有一定的問(wèn)題性、真實(shí)性、探究性和開(kāi)放性,試題與教材學(xué)生實(shí)驗(yàn)明顯不同,是來(lái)自教材學(xué)生實(shí)驗(yàn)的改編,較好地考查了學(xué)生的創(chuàng)新能力.因此,在高三物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中,要想培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,要想促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展,就應(yīng)盡量創(chuàng)設(shè)類(lèi)型多樣的、具有一定復(fù)雜程度的、開(kāi)放性的真實(shí)情境作為試題的任務(wù)情境.只有這樣才能達(dá)到新課標(biāo)的要求,才能符合新高考的實(shí)驗(yàn)命題要求.

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