[摘 要]2024年廣西實(shí)施了新高考模式,新高考物理試題展現(xiàn)了明確的命題動(dòng)向,給廣西不少高中學(xué)校的物理教學(xué)帶來(lái)了沖擊。2024年廣西高考物理壓軸題在物理情境和物理模型上展現(xiàn)出獨(dú)特性,具有明顯的區(qū)分度,不僅對(duì)高校相關(guān)人才的選拔具有重要作用,還對(duì)重點(diǎn)高中物理拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)起到了引導(dǎo)和啟示作用。文章對(duì)2024年廣西高考物理壓軸題進(jìn)行了分析探討,旨在為高中物理教學(xué),特別是高中物理復(fù)習(xí)教學(xué)提供有益的啟示和參考。
[關(guān)鍵詞]廣西;高考物理;壓軸題;解析;點(diǎn)評(píng);溯源;教學(xué)啟示
[中圖分類(lèi)號(hào)]" " G633.7" " " " " " " " [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]" " A" " " " " " " " [文章編號(hào)]" " 1674-6058(2025)05-0031-04
2024年廣西高考物理試題緊扣《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》和《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》進(jìn)行命題,充分展現(xiàn)了高考評(píng)價(jià)體系和課程改革的核心要求。2024年廣西高考物理試題注重引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活和社會(huì)熱點(diǎn),鼓勵(lì)他們運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題。特別地,試題強(qiáng)調(diào)了情境化設(shè)計(jì),要求學(xué)生能夠從現(xiàn)實(shí)情境中抽象出物理模型,并靈活運(yùn)用物理規(guī)律來(lái)列方程解題。這就要求廣西的高中物理教學(xué),尤其是高中物理復(fù)習(xí)教學(xué),必須緊密結(jié)合現(xiàn)實(shí)情境來(lái)開(kāi)展,注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促使他們樂(lè)于思考、善于探究,從而有效提升他們的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。
2024年廣西高考物理不再采用理綜模式,而是由廣西地區(qū)相關(guān)單位組織命題,與2023年相比,其考試時(shí)間、題目數(shù)量及試卷結(jié)構(gòu)均發(fā)生了較大變化,且選考題不再出現(xiàn)。這些變化引起了很多廣西高中物理教師的廣泛關(guān)注,他們迫切想了解2024年廣西高考物理試題的具體變化情況,以及這些變化對(duì)高中物理教學(xué)產(chǎn)生的影響。2024年廣西高考物理壓軸題在物理情境和物理模型上展現(xiàn)出獨(dú)特性,具有明顯的區(qū)分度,不僅對(duì)高校相關(guān)人才的選拔具有重要作用,還對(duì)重點(diǎn)高中物理拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)起到了引導(dǎo)和啟示作用。本文從以下三個(gè)方面對(duì)2024年廣西高考物理壓軸題進(jìn)行分析探討。
一、2024年廣西高考物理壓軸題解析
【題目】(2024年廣西高考物理第15題)某興趣小組為研究非摩擦形式的阻力設(shè)計(jì)了如圖1甲的模型。模型由大齒輪、小齒輪、鏈條、阻力裝置K及絕緣圓盤(pán)等組成。K由固定在絕緣圓盤(pán)上兩個(gè)完全相同的環(huán)狀扇形線圈[M1]、[M2]組成。小齒輪與絕緣圓盤(pán)固定于同一轉(zhuǎn)軸上,轉(zhuǎn)軸軸線位于磁場(chǎng)邊界處,方向與磁場(chǎng)方向平行,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為[B],方向垂直紙面向里,與[K]所在平面垂直。大、小齒輪半徑比為[n],通過(guò)鏈條連接。[K]的結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)圖1乙,其中[r1=r],[r2=4r],每個(gè)線圈的圓心角為[π-β],圓心在轉(zhuǎn)軸軸線上,電阻為R。不計(jì)摩擦,忽略磁場(chǎng)邊界處的磁場(chǎng),若大齒輪以[ω]的角速度保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng),以線圈[M1]的ab邊某次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),求[K]轉(zhuǎn)動(dòng)一周。
(1)不同時(shí)間線圈[M1]受到的安培力大小;
(2)流過(guò)線圈[M1]的電流有效值;
(3)裝置[K]消耗的平均電功率。
【解析】
(1)根據(jù)“同軸轉(zhuǎn)動(dòng),線速度不變”的規(guī)律,可得到小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度[ω小=nω]。接下來(lái),從第一個(gè)階段切割磁感線情境切入,列出電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式,再利用歐姆定律求出電流,從而求出安培力的表達(dá)式。
對(duì)多數(shù)學(xué)生而言,通常根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)得出:
二、2024年廣西高考物理壓軸題點(diǎn)評(píng)及溯源
【點(diǎn)評(píng)】2024年廣西高考物理壓軸題以某興趣小組研究非摩擦形式的阻力為情境,旨在考查學(xué)生的建模能力和綜合分析能力。這不僅符合新一輪教學(xué)改革的要求,而且對(duì)高中物理教學(xué)起到了良好的引領(lǐng)作用。此外,該試題綜合性強(qiáng),區(qū)分度明顯,有效滿足了高校選拔優(yōu)秀人才的需求。
情境建模方面:某興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)研究非摩擦形式阻力的模型,該模型以兩個(gè)環(huán)狀扇形線圈在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線為情境,這與桿在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線的情境相似,但又有所不同。雖然這是一個(gè)虛擬情境,但它向高中物理教師傳達(dá)了一個(gè)重要信息:在日常教學(xué)中,應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),鼓勵(lì)學(xué)生勇于發(fā)明創(chuàng)造,同時(shí)還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)。這為人才培養(yǎng)指明了方向。
學(xué)科融合方面:第(1)題通過(guò)求解線圈受到的安培力[F1]的大小,考查數(shù)學(xué)中分類(lèi)討論思想在物理問(wèn)題中的運(yùn)用;第(2)題則通過(guò)求解線圈的電流有效值,體現(xiàn)了物理學(xué)科中的等效思維方法的應(yīng)用。這些題使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到,不同學(xué)科知識(shí)的融合對(duì)于解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問(wèn)題至關(guān)重要。要想較好地解答這類(lèi)壓軸題,學(xué)生需要具備以下幾點(diǎn)能力:(1)開(kāi)闊的視野;(2)良好的理解能力和一定的創(chuàng)造力;(3)相應(yīng)的綜合分析能力。
考查難度方面:第(1)題考查內(nèi)容較為基礎(chǔ),為第(2)(3)題做了鋪墊。第(2)題創(chuàng)新性地將磁場(chǎng)邊界分為四個(gè)區(qū)域,要求學(xué)生運(yùn)用分段思維,并熟練掌握電流有效值的定義,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建等效求解模型,這對(duì)學(xué)生的思維能力提出了較高的要求。第(3)題求解平均功率,學(xué)生需要弄清楚四個(gè)階段的關(guān)系,并特別注意此處容易漏掉的系數(shù)2,解答此小題需要學(xué)生具備較強(qiáng)的模型理解與應(yīng)用能力。這三個(gè)小題呈進(jìn)階式設(shè)問(wèn),既能讓不同能力水平的學(xué)生分別獲得相應(yīng)的分?jǐn)?shù),又具有良好的區(qū)分度。
【溯源】有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的畢業(yè)班教師不難發(fā)現(xiàn),此題既源于課本,又高于課本。他們同樣能深刻體會(huì)到,此題既有高考真題的風(fēng)格,又融入了創(chuàng)新性的元素。下面,我們一起來(lái)欣賞和溫習(xí)兩道高考真題。
【溯源1】(2014年新課標(biāo)Ⅱ卷第25題節(jié)選)半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面上,一長(zhǎng)為r,質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面,BA的延長(zhǎng)線通過(guò)圓導(dǎo)軌的中心O,裝置的俯視圖如圖4所示。整個(gè)裝置位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向豎直向下。在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的D點(diǎn)之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫(huà)出)。直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度[ω]繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為[μ],導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略,重力加速度大小為[g],求:
(1)通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的方向和大小。
從以上兩道高考真題中,我們都能找到2024年廣西高考物理壓軸題的“影子”,但兩者又各有不同。平時(shí)接觸過(guò)這些高考真題的學(xué)生,在解答2024年廣西高考物理壓軸題第15題時(shí),容易產(chǎn)生“心有靈犀”的感覺(jué)。這種情境素材既源于課本(或往年高考題)又高于課本(有別于往年高考題),能夠有效考查學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)和解決問(wèn)題能力,這也正是高考評(píng)價(jià)體系所倡導(dǎo)的。
2024年高考結(jié)束后,筆者在與同事的交流過(guò)程中發(fā)現(xiàn),大家都達(dá)成了共識(shí),并且我們還復(fù)盤(pán)了解了部分學(xué)生的答題情況。這些學(xué)生都能夠清晰地記得往年高考中類(lèi)似的易錯(cuò)題。在這些往年類(lèi)似的高考題中,涉及線框在有界磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線、區(qū)間性討論情境、電流有效值分析,以及勻強(qiáng)磁場(chǎng)中桿繞桿外某點(diǎn)(非桿端點(diǎn))轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線的模型,這些都是高中物理中常見(jiàn)且重要的模型。當(dāng)我們將這些知識(shí)點(diǎn)逐一分解時(shí),對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)并不陌生,然而,當(dāng)這些知識(shí)被綜合到一道題目中時(shí),就形成了一道既具有一定難度又具有區(qū)分度的考題。這樣的題目能夠較好地考查學(xué)生的思維能力和綜合分析能力。
三、2024年廣西高考物理壓軸題對(duì)高中物理教學(xué)的啟示
(一)深研高考真題,提高備考效率
高考真題是體現(xiàn)國(guó)家高考改革及課程改革精神的具體實(shí)踐,它兼具選拔與導(dǎo)向功能。研究高考真題,應(yīng)從以下關(guān)鍵方面著手:(1)研究考核目標(biāo),這包括知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和素養(yǎng)目標(biāo)。明確試題的能力目標(biāo)和素養(yǎng)目標(biāo),有助于教師在教學(xué)中有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)能力和素養(yǎng)。(2)分析情境素材來(lái)源,特別是要將高考真題中的復(fù)雜情境分解為若干“小情境”,并對(duì)其中的核心情境進(jìn)行改編、拓展,或深度創(chuàng)新,以幫助學(xué)生更深入地理解物理問(wèn)題的本質(zhì),進(jìn)而更輕松地解決實(shí)際問(wèn)題。(3)研究地方閱卷的評(píng)分細(xì)則,以廣西物理學(xué)科為例,其高考評(píng)卷一直嚴(yán)格遵循國(guó)家評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),制定了合理、公平、公正且具可操作性的評(píng)分細(xì)則。高中物理教師應(yīng)深入研究這些細(xì)則,以高效指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范、準(zhǔn)確地答題。加強(qiáng)對(duì)高考真題的研究,有助于高中物理教師提高備考效率。
(二)強(qiáng)化建模能力,促進(jìn)整體認(rèn)知
近年來(lái),高考物理試題常采用圖像呈現(xiàn)方式,以增強(qiáng)物理情境的真實(shí)性。在命題過(guò)程中,創(chuàng)設(shè)真實(shí)的物理情境成為考核學(xué)生信息加工能力、模型建構(gòu)能力、推理論證能力、實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新能力的重要手段。在解題過(guò)程中,學(xué)生需具備準(zhǔn)確構(gòu)建物理模型和處理圖像或圖表的綜合能力,并能靈活運(yùn)用各種數(shù)學(xué)知識(shí)和方法解決物理問(wèn)題。因此,教師在日常教學(xué)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):引導(dǎo)學(xué)生在清晰的物理模型上深入領(lǐng)悟教材章節(jié)內(nèi)容中所蘊(yùn)含的物理學(xué)科思想和方法;幫助學(xué)生構(gòu)建更完善的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),使他們對(duì)物理知識(shí)有更全面的理解;讓學(xué)生深刻體會(huì)物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念、能量觀念在課程中的逐步豐富和深化。同時(shí),教師還應(yīng)具象化地展示物理知識(shí),使學(xué)生更容易理解和掌握,從而促進(jìn)他們對(duì)物理知識(shí)規(guī)律的整體認(rèn)知。
(三)培養(yǎng)科學(xué)探究能力,增強(qiáng)解決問(wèn)題能力
新高考物理試題以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向,采用多維度命題模型,聚焦關(guān)鍵能力的考查,創(chuàng)新設(shè)置實(shí)驗(yàn)情境,全面考查學(xué)生的科學(xué)探究能力。為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,教師應(yīng)幫助學(xué)生樹(shù)立自主探究意識(shí),培養(yǎng)科學(xué)思想觀,進(jìn)而提升學(xué)科核心素養(yǎng)。物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,理論和實(shí)驗(yàn)相輔相成。將課程內(nèi)容和生活實(shí)際相結(jié)合,可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,同時(shí)潛移默化地提升學(xué)生的解決問(wèn)題能力。
(四)歸結(jié)備考策略,實(shí)現(xiàn)科學(xué)備考
科學(xué)備考不僅能提高復(fù)習(xí)效率,還能降低備考成本,減小備考?jí)毫?。它并非?jiǎn)單模仿,而是注重方法和策略的運(yùn)用,力求舉一反三,事半功倍,以提升學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。物理高考備考應(yīng)遵循學(xué)科邏輯與認(rèn)知規(guī)律,以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),以思想方法為主線。通過(guò)“典型情境”的強(qiáng)化訓(xùn)練,加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解,構(gòu)建物理知識(shí)體系。同時(shí),幫助學(xué)生建立知識(shí)間的聯(lián)系,完成系統(tǒng)化知識(shí)建構(gòu)。具體備考策略為:抓基礎(chǔ),固根基;抓專(zhuān)題,提能力;抓易錯(cuò),求準(zhǔn)確;抓主干,重運(yùn)用。為此,我們應(yīng)依托高考真題和教材,從熱題重溫到舊題鏈接,從原題改造到思路總結(jié),從實(shí)戰(zhàn)演練到拓展延伸,全方位提升備考效果。
(責(zé)任編輯" " 黃春香)