摘 要:為進(jìn)一步把握高考評(píng)價(jià)體系下綜合性試題的考查特點(diǎn)與要求,以2023年高考物理試題中的“雙棒模型”為研究對(duì)象,深入剖析“雙棒模型”問(wèn)題在綜合性試題中的考查情況,并針對(duì)2023年高考物理遼寧卷壓軸選擇題的例析結(jié)果,提出相應(yīng)的教學(xué)策略:注重體驗(yàn)過(guò)程,夯實(shí)知識(shí)基礎(chǔ);加強(qiáng)變式訓(xùn)練,發(fā)展關(guān)鍵能力;展示解題思路,培育高階思維,以期對(duì)以后的物理教學(xué)與復(fù)習(xí)備考發(fā)揮參考與指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞:高考評(píng)價(jià)體系;綜合性;教學(xué)策略
1 問(wèn)題的提出
2020年1月,教育部考試中心研制并發(fā)布了《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》,該體系由“一核、四層、四翼”構(gòu)成,“四翼”中的基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性回答了高考“怎么考”的問(wèn)題,其中,綜合性體現(xiàn)的是對(duì)即將進(jìn)入高等學(xué)校的學(xué)習(xí)者知識(shí)、能力、素養(yǎng)之間的縱向整合能力以及綜合運(yùn)用水平的測(cè)量與評(píng)價(jià)[ 1 ]。綜合性試題的命制要從研究對(duì)象或事物的整體性、完整性出發(fā)[ 2 ],考查要求不僅體現(xiàn)在學(xué)科內(nèi)容上,還需要以多項(xiàng)相互關(guān)聯(lián)的活動(dòng)組成的復(fù)雜情境作為載體,實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生素質(zhì)綜合全面的考查。隨著高考改革的進(jìn)一步深入,綜合性試題的考查范圍更全面,命題呈現(xiàn)方式更新穎,解題方法也更靈活,因此,綜合性試題成為學(xué)生在學(xué)習(xí)中必須攻克的難題。
縱觀2023年高考物理試題,多套試卷以電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的“雙棒模型”來(lái)實(shí)現(xiàn)綜合性試題考查的目的。鑒于此,本文基于高考評(píng)價(jià)體系,從2023年高考物理試題中“雙棒模型”問(wèn)題出發(fā),通過(guò)對(duì)2023年高考物理遼寧卷壓軸選擇題的深入分析,進(jìn)一步掌握綜合性試題的考查特點(diǎn)及要求,挖掘綜合性試題如何實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、素養(yǎng)的融會(huì)貫通,探討應(yīng)對(duì)綜合性試題的教學(xué)策略。
2 2023年高考試題中的“雙棒模型”
2.1 考查情況統(tǒng)計(jì)
電磁感應(yīng)是電磁學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容,“雙棒模型”問(wèn)題是其最具有代表性的一類題型[ 3 ]。2017年,考試大綱將“動(dòng)量”部分的內(nèi)容調(diào)整為必考后,電磁感應(yīng)中的“雙棒模型”試題再次出現(xiàn)在高考舞臺(tái)[ 4 ],由于其綜合性強(qiáng)、難度大,對(duì)學(xué)生的能力要求高,通常以壓軸題的形式出現(xiàn)。“雙棒模型”包括有等長(zhǎng)同一磁場(chǎng)、等長(zhǎng)不同磁場(chǎng)、不等長(zhǎng)同一磁場(chǎng)、不等長(zhǎng)不同磁場(chǎng)等模型[ 5 ],此類題型涉及動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)以及動(dòng)量觀點(diǎn)中核心必備知識(shí),以綜合性試題進(jìn)行呈現(xiàn),對(duì)學(xué)生的能力和核心素養(yǎng)水平具有良好的考查和評(píng)價(jià)作用,因此備受命題青睞。2023年高考物理試題中“雙棒模型”考查情況如表1所示。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),2023年已公布的高考物理試題共14套試卷,其中5套試卷考查了“雙棒模型”,情境豐富,形式多樣,足以看出“雙棒模型”的熱度依舊不減,仍然是復(fù)習(xí)備考的重點(diǎn)。
研究發(fā)現(xiàn),“雙棒模型”綜合性試題通過(guò)文字、圖形、圖像等多種形式呈現(xiàn)試題信息,通常將5個(gè)以上必備知識(shí)交叉融合,如:牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)量定理、機(jī)械能守恒定律、電磁感應(yīng)定律、閉合回路歐姆定律等,將基礎(chǔ)知識(shí)和模塊內(nèi)容進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)、交織成網(wǎng),考查考生綜合運(yùn)用物理學(xué)的概念、規(guī)律分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,并通過(guò)創(chuàng)新設(shè)問(wèn)方式和模型結(jié)構(gòu),提升考生的閱讀理解能力、推理論證能力、模型建構(gòu)能力以及質(zhì)疑創(chuàng)新能力,引導(dǎo)學(xué)生能夠觸類旁通、融會(huì)貫通,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的全面發(fā)展。
2.2 “雙棒模型”例析
例題:(2023·遼寧卷·10)如圖1所示,兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,左、右兩側(cè)導(dǎo)軌間距分別為d和2 d,處于豎直向上的磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為2 B和B。已知導(dǎo)體棒MN的電阻為R、長(zhǎng)度為d,導(dǎo)體棒PQ的電阻為2 R、長(zhǎng)度為2 d,PQ的質(zhì)量是MN的2倍。初始時(shí)刻兩棒靜止,兩棒中點(diǎn)之間連接一壓縮量為L(zhǎng)的輕質(zhì)絕緣彈簧。釋放彈簧,兩棒在各自磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)直至停止,彈簧始終在彈性限度內(nèi)。整個(gè)過(guò)程中兩棒保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.彈簧伸展過(guò)程中、回路中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?/p>
【試題立意】 本題是2023年高考遼寧卷的第10題,是選擇題的壓軸題,達(dá)到學(xué)業(yè)質(zhì)量水平等級(jí)4,即要求學(xué)生能將實(shí)際問(wèn)題中的對(duì)象和過(guò)程轉(zhuǎn)換成所學(xué)的物理模型,綜合應(yīng)用所學(xué)的物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。試題以電磁感應(yīng)的“雙棒模型”為背景,是熟悉的學(xué)習(xí)探索情境;四個(gè)選項(xiàng)精心設(shè)問(wèn),層次分明,由淺入深,邏輯嚴(yán)密,主要考查“右手定則”“安培力”“動(dòng)量守恒定律”“等效電路”“閉合回路歐姆定律”等主干知識(shí),掌握好基本概念和基本規(guī)律,并綜合、靈活運(yùn)用是正確求解問(wèn)題的關(guān)鍵。
【試題分析】 該題在“不等長(zhǎng)不同磁場(chǎng)雙棒模型”的基礎(chǔ)上通過(guò)彈簧將雙桿連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)整體,創(chuàng)新設(shè)問(wèn)條件,一改“陳題”模樣,旨在反套路、反刷題,考生需要掌握真本事才能解決此題,主要考查理解能力、模型建構(gòu)能力、推理論證能力。初步分析如圖2所示。
A選項(xiàng)屬于基礎(chǔ)性問(wèn)題。彈簧由壓縮到伸展過(guò)程中,考生根據(jù)右手定則或者楞次定律可知,回路中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,選項(xiàng)A正確;該選項(xiàng)梯度層次分明,難度較低,主要考查考生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)與方法的掌握,意在讓能力水平較差的考生“拿到分”,有助于學(xué)生克服對(duì)高中物理課程的畏難情緒,提升學(xué)生獲得感,對(duì)推動(dòng)高中物理教學(xué)更全面、扎實(shí)地關(guān)注基礎(chǔ)知識(shí)產(chǎn)生積極影響。
3 應(yīng)對(duì)綜合性試題的教學(xué)策略探討
3.1 注重體驗(yàn)過(guò)程,夯實(shí)知識(shí)基礎(chǔ)
“雙棒模型”問(wèn)題作為電磁學(xué)中的典型問(wèn)題,對(duì)學(xué)生的能力要求較高,但究根問(wèn)底考查的還是學(xué)生對(duì)電磁學(xué)和力學(xué)主干知識(shí)的理解與應(yīng)用,同樣,即使綜合性試題情境千變?nèi)f化,但萬(wàn)變不離其宗,解決問(wèn)題始終需要從基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)規(guī)律出發(fā)。由此,在物理課堂中,教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生親身體驗(yàn)知識(shí)生成的過(guò)程,從現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),到問(wèn)題的提出,再到猜想推理,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證,最終得到基本概念或規(guī)律,歷經(jīng)這一由淺入深的過(guò)程,讓學(xué)生不僅能知其然,更能知其所以然,對(duì)知識(shí)的理解也更加準(zhǔn)確、深刻。比如解決雙棒問(wèn)題的第一步通常是判斷感應(yīng)電流的方向,這部分的內(nèi)容位于人教版選擇性必修第二冊(cè)電磁感應(yīng)章節(jié),學(xué)生已經(jīng)知道了電磁感應(yīng)現(xiàn)象以及感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,因此,本章的教學(xué)重心是采用演示實(shí)驗(yàn)結(jié)合分組實(shí)驗(yàn)的方法探究影響感應(yīng)電流方向的因素,讓學(xué)生成功體驗(yàn)知識(shí)與規(guī)律生成的來(lái)龍去脈、明確知識(shí)的使用范圍與條件,有效提升教學(xué)質(zhì)量,以此為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)。
3.2 加強(qiáng)變式訓(xùn)練,發(fā)展關(guān)鍵能力
近幾年,高考物理試題越來(lái)越注重對(duì)模型的創(chuàng)新與拓展,而且為防止學(xué)生解題套路化、程式化等弊病出現(xiàn),試題通常會(huì)以某一種模型為基礎(chǔ),結(jié)合其他常見模型呈現(xiàn)出新式的模型結(jié)構(gòu)。如在雙棒模型中連接絕緣彈簧、絕緣細(xì)繩、絕緣杠棒,懸掛重物等,這就需要學(xué)生在解題的過(guò)程中“穿針引線”,綜合運(yùn)用相關(guān)知識(shí),依據(jù)雙棒在不同階段的受力情況與運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行分階段探討。除此之外,自由落體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)等一系列典型運(yùn)動(dòng)也常被融合于“雙棒模型”試題中,不同層面知識(shí)之間的關(guān)系聯(lián)系更加緊密。因此,在日常的教學(xué)中,要避免將學(xué)生的思維局限在某一特定的模型結(jié)構(gòu)或解題技巧中,解題不是最終目的,應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生多考慮試題中涉及不同情境的運(yùn)動(dòng)情況,實(shí)現(xiàn)“一題多用”“一題多解”與“一題多變”,如此,在面對(duì)復(fù)雜情境下的綜合性問(wèn)題時(shí),學(xué)生依舊能“如魚得水”。類似于在上述遼寧卷例題中,可以“將PQ的質(zhì)量是MN”的2倍這個(gè)條件改為“導(dǎo)體棒材質(zhì)相同”,使得雙桿間質(zhì)量關(guān)系的條件更加隱蔽,在加強(qiáng)對(duì)學(xué)生信息感知、提取能力考查的同時(shí),進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的推理論證能力與模型構(gòu)建能力。
3.3 展示解題思路,培育高階思維
在面對(duì)考查綜合性要求的試題時(shí),學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤的主要原因一般可以歸類為以下兩種:一是由于高中物理知識(shí)點(diǎn)較為抽象,知識(shí)結(jié)構(gòu)較為龐雜,在沒(méi)有完全熟悉整個(gè)物理知識(shí)體系的情況下,學(xué)生極易跟著主觀想法走,跳入試題“陷阱”;二是試題情境的復(fù)雜性引發(fā)的思維混亂,學(xué)生在解題時(shí),習(xí)慣于直接從試題文字、圖形、圖像等信息出發(fā),缺少對(duì)整個(gè)物理過(guò)程進(jìn)行拆解與構(gòu)建的能力。因此,在復(fù)習(xí)備考時(shí),教師應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)歷年高考真題與例題的研究,系統(tǒng)、清晰地向?qū)W生展示典型題的解題思路或者邏輯關(guān)系圖,以此提升學(xué)生科學(xué)思維能力。針對(duì)“雙棒”問(wèn)題,首先可以將實(shí)際問(wèn)題拆分成等效電流的分析、力與運(yùn)動(dòng)的分析、動(dòng)量與沖量的分析、功能轉(zhuǎn)化的分析四個(gè)部分,在總結(jié)、提煉、整合完試題中這四個(gè)部分的信息之后,繼續(xù)利用關(guān)鍵詞隱含的條件將零散的四個(gè)模塊知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái),最后在學(xué)生腦海中形成清晰明了的解題思路,當(dāng)學(xué)生在某一關(guān)系線中遇到障礙時(shí),可以重新回顧思路,審視問(wèn)題,找到突破口。此外,教師也要留給學(xué)生充足的思考空間,要求學(xué)生主動(dòng)分享自己的解題想法與思路,在相互交流中養(yǎng)成高階思維的習(xí)慣。
4 總結(jié)
綜合性既是“四翼”查考要求之一,又是德智體美勞全面培養(yǎng)教育體系的基本要求。本研究以“雙棒模型”問(wèn)題為例,對(duì)高考評(píng)價(jià)體系下的綜合性試題進(jìn)行深入剖析,并提出相關(guān)教學(xué)策略,意在加強(qiáng)教師對(duì)高考綜合性試題的重視與研究。一線教師在日常教學(xué)中,一方面應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生對(duì)基本概念、基本規(guī)律的理解與掌握,夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ),另一方面也要善于利用教材習(xí)題與高考真題,通過(guò)審題訓(xùn)練與變式訓(xùn)練針對(duì)性地提升學(xué)生的綜合分析能力,使學(xué)生克服對(duì)綜合性試題的畏懼,從而更好地適應(yīng)新高考。
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