摘 要:2024年貴州省新高考“3+1+2”模式落地,通過(guò)解析物理試卷的壓軸題,并基于《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》和《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》兩個(gè)角度對(duì)試題進(jìn)行評(píng)析,發(fā)現(xiàn)試題的命制很契合課程標(biāo)準(zhǔn)中的“命題建議”,而且踐行了高考評(píng)價(jià)體系的“四層四翼”,同時(shí)試題還蘊(yùn)涵可拓展應(yīng)用的價(jià)值和意義,從而得出幾點(diǎn)啟示和建議.
關(guān)鍵詞:貴州高考;物理壓軸題;試題評(píng)析;命題建議;四層四翼
中圖分類號(hào):G632"" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A"" 文章編號(hào):1008-0333(2024)34-0110-04
收稿日期:2024-09-05
作者簡(jiǎn)介:王明主(1986.10—),男,貴州省望謨縣人,本科,中小學(xué)二級(jí)教師,從事高中物理教學(xué)研究.
2024年,全國(guó)第四批高考綜合改革的七個(gè)?。▍^(qū))施行“新課程、新課標(biāo)、新教材、新高考”平穩(wěn)落地,具有承前啟后的作用.承前,借鑒前三批高考改革的經(jīng)驗(yàn),采用了“3+1+2”高考模式;啟后,能為2025年實(shí)施新高考的八個(gè)?。▍^(qū))提供更多的經(jīng)驗(yàn)參考.
貴州省是第四批高考改革的七個(gè)省(區(qū))成員之一,2024年高考物理科試題由貴州省首次自主命制.試題的命制情況如何、考查什么、有何啟示等問(wèn)題,需要對(duì)其進(jìn)行分析研究,才能得以回答.因此,作者以2024年貴州高考物理壓軸題為例,首先進(jìn)行詳細(xì)解析,然后從《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》和《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》兩個(gè)角度進(jìn)行探析,最后得出一些啟示,以期為高中物理教育教學(xué)以及復(fù)習(xí)備考提供參考.
1 試題呈現(xiàn),解析隨見
1.1 原題呈現(xiàn)
如圖1,半徑為R=1.8 m的四分之一光滑圓軌道固定在豎直平面內(nèi),其末端與水平地面PM相切于P點(diǎn),PM的長(zhǎng)度d=2.7 m.一長(zhǎng)為L(zhǎng)=3.3 m的水平傳送帶以恒定速率v0=1 m/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),其右端與地面在M點(diǎn)無(wú)縫對(duì)接.物塊a從圓軌道頂端由靜止釋放,沿軌道下滑至P點(diǎn),再向左做直線運(yùn)動(dòng)至M點(diǎn)與靜止的物塊b發(fā)生彈性正碰,碰撞時(shí)間極短.碰撞后b向左運(yùn)動(dòng)到達(dá)傳送帶的左端N時(shí),瞬間給b一水平向右的沖量I,其大小為6 N·s.以后每隔Δt=0.6 s給b一相同的瞬時(shí)沖量I,直到b離開傳送帶.已知a的質(zhì)量為ma=1 kg,b的質(zhì)量為mb=2 kg,它們均可視為質(zhì)點(diǎn).a、b與地面及傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,取重力加速度大小g=10 m/s2.求:圖1 原題圖
(1)a運(yùn)動(dòng)到圓軌道底端時(shí)軌道對(duì)它的支持力大小;
(2)b從M運(yùn)動(dòng)到N的時(shí)間;
(3)b從N運(yùn)動(dòng)到M的過(guò)程中與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量.
1.2 試題解析
(1)設(shè)物塊a運(yùn)動(dòng)到圓軌道底端時(shí)的速度為v,軌道對(duì)它的支持力大小為FN.物塊a從圓軌道頂端運(yùn)動(dòng)到底端的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理
magR=12mav2
解得v=6 m/s①
在圓軌道底端,根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式有
FN-mg=mv2R②
聯(lián)立①②式解得FN=30 N③
(2)設(shè)a與b碰前瞬間的速度為va.a從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理有
-μmagd=12mav2a-12mav2" ④
聯(lián)立①④式得va=3 m/s⑤
設(shè)a與b碰后瞬間的速度分別為va1、vb1,規(guī)定水平向左為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律有
mava=mava1+mbvb1⑥
12mav2a=12mav2a1+12mbv2b1⑦
解得va1=-1 m/s,vb1=2 m/s⑧
vb1gt;v0,說(shuō)明物塊b滑上傳送帶就開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)b在傳送帶上加速或減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,速度從vb1減小到v0所用時(shí)間為t1,該過(guò)程b的位移大小為x.根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得
μmbg=mba,a=μg=5 m/s2"⑨
t1=vb1-v0a=0.2 s⑩
x=v0+vb12·t1=0.3 mB11
xlt;L,說(shuō)明b經(jīng)過(guò)t1=0.2 s還未到達(dá)N端,此后b與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)直到N點(diǎn),設(shè)b勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得
t2=L-xv0=3.0 sB12
綜上可得b從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)所用的時(shí)間為
t=t1+t2=3.2 sB13
(3)在N點(diǎn),給物塊b瞬時(shí)沖量I后的瞬間,設(shè)b的速度為vb2,規(guī)定向右為正方向.根據(jù)動(dòng)量定理有
I=mbvb2-mb(-v0)B14
解得vb2=2 m/sB15
b在傳送帶上以速度vb2從N點(diǎn)開始向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)第一個(gè)Δt=0.6 s后,設(shè)其速度為vb3,位移為Δx,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得
vb3=vb2-aΔt=-1 m/sB16
Δx=vb2+vb32·Δt=0.3 mB17
vb3=-1 m/s,其中負(fù)號(hào)表示速度方向水平向左,這說(shuō)明b在第一個(gè)Δt內(nèi)先向右減速到速度為0,再向左加速并恰好與傳送帶共速.Δx=0.3 mlt;L,說(shuō)明b在第一個(gè)Δt內(nèi)向右移動(dòng)了0.3 m且未到達(dá)M點(diǎn).
由上述分析可推知,給物塊b第10次瞬時(shí)沖量I后,并經(jīng)過(guò)第10個(gè)Δt時(shí)間,速度仍變?yōu)?1 m/s,此時(shí)b離N點(diǎn)的距離為
x0=10Δx=3.0 mB18
x0lt;L,說(shuō)明b經(jīng)10個(gè)Δt時(shí)間后仍未到達(dá)M點(diǎn),則需要繼續(xù)給b瞬時(shí)沖量I,b才可能離開傳送帶.給b第11次瞬時(shí)沖量后,設(shè)其再經(jīng)過(guò)時(shí)間t0經(jīng)過(guò)M點(diǎn),此時(shí)速度為vb4,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有
v2b4-v2b2=-2a(L-x0)
B19
t0=vb2-vb4aB20
解得vb4=1 m/s,t0=0.2 s
vb4=1 m/sgt;0,方向水平向右,則b以vb4從M點(diǎn)離開傳送帶.設(shè)b從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)所用總時(shí)間為T,相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的總路程為Δx′,則
T=10Δt+t0=6.2 s
Δx′=v0T+L=9.5 m
可得b與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為
Q=μmbgΔx′=95 J
2 試題評(píng)析,依標(biāo)踐系
2.1 基于“命題建議”的探析
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》[1](以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)在“命題建議”部分提出了8條建議.其中第3條的命題建議是科學(xué)合理設(shè)計(jì)試題難度,保證合理的梯度,有利于學(xué)生發(fā)揮正常水平,符合考試的目的要求.例如,從上文對(duì)試題的解析可知,3個(gè)小問(wèn)難度依次增加,難度梯度比較合理,區(qū)分度很好,同時(shí)體現(xiàn)了高考對(duì)人才選拔的要求,該試題符合第3條的“命題建議”.
第4條指出:針對(duì)用于高中畢業(yè)的學(xué)業(yè)水平合格性考試和用于高等院校招生錄取的學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試的不同目的,試題考核的物理學(xué)科核心素養(yǎng)水平應(yīng)有所不同.例如,該試題第(1)小問(wèn)是基礎(chǔ)性問(wèn)題,面向全體考生的設(shè)問(wèn),運(yùn)用物理基本規(guī)律就能解決,對(duì)于學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的要求應(yīng)達(dá)到2級(jí);第(2)小問(wèn)是在第(1)小問(wèn)的基礎(chǔ)性上,增加了一定的難度,面向大部分考生的設(shè)問(wèn),比較容易,運(yùn)用物理基本規(guī)律加以分析判斷就能解決,應(yīng)達(dá)到學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的3級(jí);第(3)小問(wèn)為少數(shù)考生設(shè)問(wèn),是綜合性問(wèn)題,對(duì)各種能力的要求較高,在有限時(shí)間內(nèi),要快速準(zhǔn)確地解決該小問(wèn)難度比較大,達(dá)到了學(xué)業(yè)質(zhì)量水平4級(jí).從這些分析可知,該試題體現(xiàn)了“等級(jí)性考試”要求的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平各個(gè)層級(jí),與第4條的建議相呼應(yīng).
第5條指出:抽取具有代表性的核心物理概念、規(guī)律、思想和方法等內(nèi)容設(shè)計(jì)試題,要反映物理學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和基本規(guī)律,所抽取的知識(shí)內(nèi)容要具有合理的覆蓋面和適當(dāng)?shù)谋壤?該試題主要考查力學(xué)方面的知識(shí),具體包含動(dòng)能、沖量、動(dòng)量、熱量、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律等核心概念和規(guī)律,知識(shí)分布在教材必修第一、二冊(cè)和選擇性必修第一冊(cè),覆蓋面合理,比例適中,所抽取的物理知識(shí)非常契合第5條建議.
通過(guò)上述分析可以看出,該試題的命制非常符合課程標(biāo)準(zhǔn)的“命題建議”,亦是依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》,即依標(biāo).
2.2 基于“四層四翼”的探析
《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》[2](以下簡(jiǎn)稱《高考評(píng)價(jià)體系》)指出:《高考評(píng)價(jià)體系》是深化新時(shí)代高考內(nèi)容改革的基礎(chǔ)工程、理論支撐和實(shí)踐指南.高考試題的命制要踐行由“一核四層四翼”內(nèi)容構(gòu)成的《高考評(píng)價(jià)體系》.其中,“四層”為“核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力和必備知識(shí)”,“四翼”是“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性”.要實(shí)現(xiàn)“四層”考查內(nèi)容和“四翼”考查要求,高考試題就要?jiǎng)?chuàng)設(shè)考查載體——情境,而且情境對(duì)考查和培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用[3].該試題以“物塊、光滑圓軌道、水平地面和水平傳送帶”為素材,設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)探索問(wèn)題情境,充分發(fā)揮了載體的作用.以下從“四層”和“四翼”兩個(gè)方面對(duì)該試題進(jìn)行探析.
2.2.1 在“四層”方面
試題第(3)小問(wèn)設(shè)置有一個(gè)小陷阱,傳送帶長(zhǎng)度L=3.3 m,物塊b從N點(diǎn)向右開始運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,每經(jīng)過(guò)Δt時(shí)間的位移為Δx=0.3 m,很容易得出“b從N運(yùn)動(dòng)到M的時(shí)間為T=L·Δt/Δx=6.6 s”的錯(cuò)誤結(jié)果.該小問(wèn)要求考生會(huì)觀察和分析物理問(wèn)題,善于透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì),應(yīng)用正確的思維方法解決物理問(wèn)題,體現(xiàn)的是核心價(jià)值中正確的方法論.
試題充分體現(xiàn)了對(duì)物理觀念的考查,如運(yùn)動(dòng)觀念中的圓周運(yùn)動(dòng)、勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng),相互作用觀念中的重力、彈力和摩擦力,能量觀念中的動(dòng)能定理、摩擦生熱和能量的轉(zhuǎn)化與守恒;還考查了科學(xué)思維素養(yǎng)中的模型建構(gòu)、科學(xué)推理和科學(xué)論證等要素.以上這些都體現(xiàn)了物理學(xué)科的基本素養(yǎng).
試題考查了理解能力、模型建構(gòu)能力和推理論證能力等物理學(xué)科關(guān)鍵能力,對(duì)必備知識(shí)的考查比較細(xì)微且知識(shí)面較寬,在上述“命題建議”探析部分已作分析.
2.2.2 在“四翼”方面
試題第(1)小問(wèn)較簡(jiǎn)單,應(yīng)用動(dòng)能定理和牛頓第二定律就能解答此問(wèn)題,符合基礎(chǔ)性要求;第(2)問(wèn)則需要用到動(dòng)能定理和動(dòng)量守恒定律,求出物塊b碰后的速度,再與v0比較大小,接著判斷物塊b在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況,最后根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解時(shí)間,該問(wèn)既有基礎(chǔ)性的體現(xiàn)又有綜合性的要求;第(3)小問(wèn)的難度較大,需用到多個(gè)知識(shí)點(diǎn)和多種表達(dá)方式,對(duì)思維的靈活度要求較高,體現(xiàn)了試題的綜合性和創(chuàng)新性要求.試題將三種獨(dú)立的軌道有機(jī)組合,創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)試題,體現(xiàn)試題的創(chuàng)新性.
同時(shí),考生解答該試題時(shí)用不同的方法均可得出正確答案.例如,用動(dòng)能定理或動(dòng)力學(xué)知識(shí)也可得到物塊a與物塊b碰前瞬間的速度,用動(dòng)力學(xué)或者動(dòng)量定理知識(shí)亦可得出物塊b從M點(diǎn)向左減速為v0過(guò)程的時(shí)間,等等.體現(xiàn)了考生解決問(wèn)題的開放性和探索性.
上述兩方面的分析表明,該試題的考查內(nèi)容和考查要求有效踐行了《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》,即為踐系.
綜上“命題建議”和“四層四翼”兩角度的探析,試題突出物理觀念的考查,強(qiáng)化科學(xué)思維的培養(yǎng),既有立德樹人和服務(wù)選才之功能,亦有引導(dǎo)教學(xué)之功效;考查力學(xué)中必備知識(shí),助推關(guān)鍵能力提升,培養(yǎng)物理學(xué)科素養(yǎng),引領(lǐng)核心價(jià)值.該試題的命制完全依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》,踐行了《高考評(píng)價(jià)體系》,即為依標(biāo)踐系.
3 題蘊(yùn)深意,啟示建議
高考試題的命制和設(shè)計(jì)要依標(biāo)踐系,能夠促進(jìn)核心素養(yǎng)的發(fā)展,試題還應(yīng)具有開發(fā)和拓展的價(jià)值,有效促進(jìn)教考銜接,這即是題蘊(yùn)深意.該試題可這樣設(shè)問(wèn):求物塊a下滑時(shí)對(duì)圓軌道下端的壓力;求物塊b在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;求物塊b在傳送帶上運(yùn)動(dòng)與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量;問(wèn)物塊a與物塊b能否發(fā)生第二次碰撞,二者最終相距多遠(yuǎn)?等等.也可從題干進(jìn)行改編,從而獲得更多的變式訓(xùn)練.
通過(guò)試題解析、探析和簡(jiǎn)要拓展分析,得到以下幾點(diǎn)啟示建議.
3.1 研習(xí)課程標(biāo)準(zhǔn),把握命題建議
《課程標(biāo)準(zhǔn)》是教學(xué)活動(dòng)和試題命制的指導(dǎo)性文件.教師要研習(xí)課程課標(biāo),明確課程目標(biāo),掌握內(nèi)容要求,把握命題建議.在教學(xué)和高考備考中,命制試題時(shí)確保試題覆蓋一定核心知識(shí)面,合理設(shè)置問(wèn)題的難度梯度,能有效考查物理基礎(chǔ)知識(shí),評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量達(dá)到的水平,又可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展,為學(xué)生進(jìn)入高等學(xué)校的學(xué)習(xí)做好鋪墊,同時(shí)有助于提升教師的教學(xué)質(zhì)量.
3.2 透視評(píng)價(jià)體系,把握四層四翼
《高考評(píng)價(jià)體系》是高考的風(fēng)向標(biāo),準(zhǔn)確把握“四層四翼”,對(duì)于復(fù)習(xí)備考來(lái)說(shuō)至關(guān)重要.在教學(xué)中,教師應(yīng)重視必備知識(shí)的結(jié)構(gòu),對(duì)關(guān)鍵能力的提升要有的放矢,有效發(fā)展學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維等學(xué)科素養(yǎng),用核心價(jià)值引領(lǐng)學(xué)生成長(zhǎng).在復(fù)習(xí)備考中,命制試題時(shí),要兼顧基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性以及創(chuàng)新性,創(chuàng)設(shè)各種問(wèn)題情境,讓“四層”得以落實(shí),讓“四翼”得以貫徹,從而讓學(xué)生能夠適應(yīng)新高考的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),讓學(xué)生在考試中表現(xiàn)出色,為未來(lái)的學(xué)習(xí)和生活打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).
3.3 研究高考真題,拓展創(chuàng)新應(yīng)用
通過(guò)研究真題,教師可以準(zhǔn)確把握考試的命題方向及難度變化,為學(xué)生備考提供有力指導(dǎo).高考真題具有較高的典型性和代表性,還具有較好的信度、效度和區(qū)分度,可以有效幫助學(xué)生掌握解題技巧,提高解題速度和準(zhǔn)確率.
真題具有拓展創(chuàng)新價(jià)值,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)高考試題進(jìn)行拓展應(yīng)用,可以激發(fā)他們的創(chuàng)新思維,鼓勵(lì)他們從不同角度思考問(wèn)題,尋找新的解題方法和思路.
4 結(jié)束語(yǔ)
高考綜合改革正值當(dāng)下,高考試題千變?nèi)f化.但無(wú)論如何變化,試題的命制不會(huì)脫離《課程標(biāo)準(zhǔn)》、拋開《高考評(píng)價(jià)體系》.因此,教師要持續(xù)深入學(xué)習(xí)《課程標(biāo)準(zhǔn)》和評(píng)價(jià)體系,研高考真題,掌握高考方向,了解命題趨勢(shì),助力學(xué)生有效復(fù)習(xí)備考;在課堂教學(xué)中,對(duì)真題進(jìn)行拓展應(yīng)用,做到教考銜接,提高教學(xué)質(zhì)量.學(xué)生也要進(jìn)行真題訓(xùn)練,從不同角度進(jìn)行解答,熟悉高考試題的考查方式,把握高考考查內(nèi)容,提升關(guān)鍵能力,培養(yǎng)科學(xué)思維,發(fā)展核心素養(yǎng).
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[責(zé)任編輯:李 璟]