任才生

(江蘇省宜興第一中學(xué) 江蘇 宜興 214206)

2012年高考江蘇物理試題給人的總體感覺(jué)是立足基礎(chǔ)、熟中見(jiàn)新，側(cè)重對(duì)物理基礎(chǔ)知識(shí)理解和應(yīng)用能力的測(cè)試，注重對(duì)綜合能力的考查．這份試題對(duì)以后的高中物理教學(xué)和2013屆的高三復(fù)習(xí)起到了較好的導(dǎo)向作用,但個(gè)別題目的命制值得商榷.

下面就江蘇物理試卷第13題談一點(diǎn)看法．不當(dāng)之處，敬請(qǐng)指正．

(1)線圈切割磁感線時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小Em；

(2)線圈切割磁感線時(shí),bc邊所受安培力的大小F；

(3)外接電阻上電流的有效值I.

圖1 交流發(fā)電機(jī)裝置模型

1 典型錯(cuò)解

試題將交流電發(fā)電機(jī)模型、平動(dòng)切割模型和輻向磁場(chǎng)模型糅合在一起，是傳統(tǒng)模型的變形．從表層看，考查學(xué)生的建模能力和遷移能力；從深層次看，考查了動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生機(jī)理．就試題本身而言，難度適中；從試題在整張卷子中所處位置看(本題是計(jì)算題的第1題)，命題者也期望學(xué)生能從該題獲得較多分?jǐn)?shù)．但學(xué)生考完后，普遍反映該題難度很大，不知如何下手或無(wú)法確定自己的解答是否正確．從與他們的交流中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在思維上主要存在三種典型錯(cuò)誤：

(1)直接套用原始公式

學(xué)生在考試過(guò)程中，一看到該題的示意圖，第一反應(yīng)是試題在考查交流電產(chǎn)生的模型，盡管已經(jīng)意識(shí)到了輻向磁場(chǎng)的存在，但由于在腦海中不能形成清晰的框轉(zhuǎn)動(dòng)切割情景，所以,就出現(xiàn)了直接套用e=Emsinωt公式處理的情況，把Em誤認(rèn)為是e．

(2)直接用最大值求解

與做對(duì)該題的學(xué)生交流，發(fā)現(xiàn)有一部分學(xué)生僅是發(fā)現(xiàn)本題模型與平時(shí)所講模型在磁場(chǎng)上有區(qū)別，不能直接套用原來(lái)的公式，又因?yàn)榍懈钸^(guò)程中B⊥v，答案也不可能為零，萬(wàn)般無(wú)奈下只能套用正余弦交流電的最大值公式Em=NBSω直接求解．

(3)認(rèn)為題目有誤 不敢下手

有一部分學(xué)生在審?fù)觐}后，感覺(jué)題目不可思議，認(rèn)為試題所涉及的模型不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流，因?yàn)楦鶕?jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件“只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流”，由于試題中的導(dǎo)體框在轉(zhuǎn)動(dòng)中磁通量始終為零，所以，不會(huì)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(或電流)．但又考慮到高考試題應(yīng)該不會(huì)出現(xiàn)“三問(wèn)均是零解”的情況，于是彷徨、不安的情緒油然而生．

2 錯(cuò)因探究和試題評(píng)析

以上三種錯(cuò)解，問(wèn)題出在哪兒？筆者就這一問(wèn)題展開(kāi)探究．

2.1 都是輻向磁場(chǎng)惹的禍嗎

關(guān)于輻向磁場(chǎng)，在整個(gè)高中物理教材中著墨不多，僅在人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理·選修3-1》第98頁(yè)有所涉及，細(xì)細(xì)翻閱《江蘇省普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)要求(修訂稿)》和《2012年江蘇省高考說(shuō)明·物理科》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“兩綱”)，均沒(méi)有將“磁電式儀表或輻向磁場(chǎng)”作為教學(xué)要求或考點(diǎn)．命題者也意識(shí)到了這一問(wèn)題，于是在試題中和示意圖上，明確給出了輻向磁場(chǎng)的方向和大小在空間上的分布特點(diǎn)，意圖將“輻向磁場(chǎng)”作為一種信息或情境，需要學(xué)生提煉、建立合適模型．在這一點(diǎn)上，試題是符合“兩綱”的．學(xué)生在考后也表示“注意到了輻向磁場(chǎng)的特點(diǎn)和試題中的模型與課本模型的不同”，但“磁通量始終為零”阻礙了思路，于是出現(xiàn)了亂套公式或不敢下手等情況．從上面分析知，以上三種錯(cuò)解的根本原因是不能正確理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生機(jī)理．“輻向磁場(chǎng)”不是“罪魁禍?zhǔn)住保?/p>

2.2 一些值得商榷的地方

(1)命題應(yīng)符合“兩綱”和教學(xué)實(shí)際

關(guān)于動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的機(jī)理，“兩綱”也沒(méi)有將其作為教學(xué)要求或考點(diǎn)單獨(dú)列出．盡管在人教版《物理·選修3-2》中關(guān)于該內(nèi)容是單獨(dú)成節(jié)的，但大多數(shù)教師考慮到麥克斯韋理論在人教版《物理·選修3-4》中，學(xué)生不一定選學(xué)，故在實(shí)際教學(xué)和習(xí)題處理中，關(guān)于該內(nèi)容往往會(huì)“輕處理”或避開(kāi)．相信“兩綱”的編制者也有同感．但試題在該點(diǎn)上給學(xué)生造成思維障礙，實(shí)屬不妥，有偏離“兩綱”和教學(xué)實(shí)際之嫌．

(2)該題的選拔功能體現(xiàn)不夠

高考是一種選拔性考試，高考成績(jī)是高等學(xué)校錄取新生的依據(jù).因此，高考試題必須具備良好的信度、效度和區(qū)分度.對(duì)于直接套用Em=NBSω公式解得正確答案的學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們很“會(huì)”考試．但他們與真正理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)機(jī)理，能正確構(gòu)建物理模型的學(xué)生在能力上還是有很大的差異．在這一點(diǎn)上，該試題的信度不好，選撥功能沒(méi)有能很好的體現(xiàn)，影響了效度．

(3)該題的導(dǎo)向性不明

“兩綱”是具有指導(dǎo)性的文件，對(duì)相應(yīng)課程的內(nèi)容、體系、范圍和教學(xué)要求都有明確的界定，同時(shí)也是衡量中學(xué)教學(xué)質(zhì)量的唯一準(zhǔn)尺．另一方面，高考試題對(duì)中學(xué)教學(xué)也具有一定的導(dǎo)向作用．當(dāng)兩者相符時(shí)，有利于物理教學(xué)的開(kāi)展和提高教學(xué)的針對(duì)性、有效性．當(dāng)兩者不符時(shí)，教師和學(xué)生都會(huì)無(wú)所適從，給教學(xué)帶來(lái)盲目性．就本題而言，命題者只是想考查學(xué)生的建模能力，還是想進(jìn)一步考查動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的機(jī)理，其導(dǎo)向性是不明確的，這樣，就會(huì)造成中學(xué)教師在處理兩類(lèi)電動(dòng)勢(shì)機(jī)理問(wèn)題時(shí)出現(xiàn)舉棋不定的狀況．

(4)與教材模型不符

圖2

人教版《物理·選修3-2》第12頁(yè)在討論用右手定則判斷感應(yīng)電流方向和在第16頁(yè)推導(dǎo)切割磁力線時(shí)采用的模型均如圖2所示，其目的應(yīng)是將“動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)(或電流)和感生電動(dòng)勢(shì)(或電流)”統(tǒng)一到“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”下，從而降低知識(shí)的難度．這樣的處理可能也是考慮到教材的編排(麥克斯韋理論可以不選學(xué))和學(xué)生的實(shí)際接受能力在兩類(lèi)電動(dòng)勢(shì)的機(jī)理上，不可能處理和理解到位．而本題所涉及的模型與教材上的模型是不符的，對(duì)學(xué)生而言，恐怕不是一個(gè)“類(lèi)比法建?！本湍芴幚砗玫?，還是要涉及動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì)，這樣就背離了“兩綱”和教材．