廣東

涂太平

2017年全國卷Ⅰ試題具有如下的時(shí)代背景：其一，2016年9月，《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》正式發(fā)布，而教育評(píng)價(jià)是落實(shí)核心素養(yǎng)的重要途徑，2016年10月，教育部考試中心主任姜鋼在《中國教育報(bào)》發(fā)表文章提出探索構(gòu)建“一體四層四翼”高考評(píng)價(jià)體系，從頂層設(shè)計(jì)上回答高考“為什么考”“考什么”以及“怎么考”等關(guān)鍵性問題；其二，物理課程標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已基本修訂完畢，新課程標(biāo)準(zhǔn)把課程目標(biāo)從物理“三維目標(biāo)”變?yōu)槲锢怼昂诵乃仞B(yǎng)”；其三，在2017年高考考試大綱中，物理出現(xiàn)較大變化。原來3—3、3—4、3—5都為選考內(nèi)容，三選一，目前，選考內(nèi)容在3—3和3—4中二選一，3—5則成為必考內(nèi)容。鑒于此，命題專家基于“一體四層四翼”，結(jié)合“核心素養(yǎng)”設(shè)計(jì)試題。這樣有利于引導(dǎo)一線教師關(guān)注評(píng)價(jià)體系，回歸教學(xué)本質(zhì)。

筆者分析了2017年全國卷Ⅰ物理選修3—3考查的試題(第33題)，發(fā)現(xiàn)試題有鮮明的時(shí)代特征和要求：彰顯“一體四層四翼”，回歸教學(xué)本質(zhì)。2017年全國卷Ⅰ第33題，以教材和大綱為命題依據(jù)，試題內(nèi)容設(shè)計(jì)上體現(xiàn)了“必備知識(shí)”“關(guān)鍵能力”“學(xué)科素養(yǎng)”和“核心價(jià)值”的四層考查目標(biāo)，“高考怎么考”得以充分體現(xiàn)；“基礎(chǔ)性”“綜合性”“應(yīng)用性”“創(chuàng)新性”等四翼考查內(nèi)容在本題中得以滲透，體現(xiàn)了“高考考什么”。本題體現(xiàn)“必備知識(shí)”的目標(biāo)、具有“基礎(chǔ)性”的內(nèi)容，都表明其屬于考試要掌握的通用性知識(shí)，是核心素養(yǎng)中文化基礎(chǔ)和自主發(fā)展的基石。

一、試題評(píng)析

【例1】[2017·全國卷Ⅰ第33(1)題](5分)氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖1中兩條曲線所示。下列說法正確的是 。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì) 1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò) 1個(gè)扣3分，最低得分為0分)

圖1

A．圖1中兩條曲線下面積相等

B．圖1中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形

C．圖1中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時(shí)的情形

D．圖1中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目

E．與0℃時(shí)相比，100℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大

【分析】1.試題特點(diǎn)：以氣體分子的速率分布圖象為情景，考查學(xué)生對(duì)分子速率分布特點(diǎn)定性認(rèn)識(shí)的準(zhǔn)確性。

2.能力要求：考查學(xué)生的理解能力。物理規(guī)律、狀態(tài)和過程常用圖象來表示，這是一種重要的研究和處理物理問題的方法。要求學(xué)生理解這些圖象表示的物理意義，能通過圖象理解物理概念、規(guī)律，并用文字語言表達(dá)出來。識(shí)圖能力是學(xué)生必備的基本能力，是評(píng)價(jià)體系中“必備知識(shí)”的體現(xiàn)。

3.命題立意：本題以插圖為背景，注重“基礎(chǔ)性”內(nèi)容的考查，知識(shí)和能力兼顧，巧妙地將考試內(nèi)容的基礎(chǔ)性和學(xué)科素養(yǎng)考查有機(jī)結(jié)合在一起。但大部分學(xué)生都不易選擇A項(xiàng)，究其緣由，是對(duì)圖象所表示的物理意義不是很明確，教師在處理這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，切忌讓學(xué)生局限于死記硬背，應(yīng)該用科學(xué)的方法告知學(xué)生如何分析微觀大量數(shù)目的粒子運(yùn)動(dòng)。該題較好地體現(xiàn)了試題命制時(shí)的考查“必備知識(shí)”和“學(xué)科素養(yǎng)”目的。在人才選拔上體現(xiàn)“四翼”中的“基礎(chǔ)性”和“應(yīng)用性”，彰顯了試題的選拔功能。

圖2

【例2】[2017·全國卷Ⅰ第33(2)題](10分)如圖2所示，容積均為V的氣缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3，B中有一可自由滑動(dòng)的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時(shí)，三個(gè)閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給氣缸充氣，使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27℃，氣缸導(dǎo)熱。

(ⅰ)打開K2，求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)；

(ⅱ)接著打開K3，求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置；

(ⅲ)再緩慢加熱氣缸內(nèi)氣體使其溫度升高20℃，求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)。

【分析】1.試題特點(diǎn)：本題以氣缸類問題的典型模型為命題背景，雖不陌生，卻有新變化。通過閥門的打開和關(guān)閉，輕巧改變氣體狀態(tài)。為題目創(chuàng)設(shè)了新的情景，靈活考查學(xué)生分析物理問題的能力。

2.能力要求：考查學(xué)生對(duì)具體問題進(jìn)行具體分析，獲取信息、加工信息和分析解決物理問題的能力。

3.命題立意：試題貼近教學(xué)實(shí)際，又有適度改變，即體現(xiàn)考查內(nèi)容的“基礎(chǔ)性”，又注重考查學(xué)生的“關(guān)鍵能力”和“學(xué)科素養(yǎng)”。適度改變，體現(xiàn)考查內(nèi)容的“綜合性”。整道試題較好考查了運(yùn)用氣體實(shí)驗(yàn)定律建立物理模型并分析解決物理問題的能力。

(1)提取信息，確定研究對(duì)象。題目意思很明顯，本題研究對(duì)象有兩部分氣體，即氣缸A和B中的氣體，并且A和B兩部分氣體的初始狀態(tài)是不一樣的；

(2)聚焦過程，加工有用的信息，構(gòu)建模型。

①通過K1給氣缸充氣，使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27℃，氣缸導(dǎo)熱。打開K2，求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)；可分析得出A和B兩部分氣體在此過程中是一個(gè)等溫變化，分別應(yīng)用等溫變化規(guī)律就可解決此問。此問實(shí)際考查的內(nèi)容體現(xiàn)了試題的基礎(chǔ)性，即考查學(xué)生的必備知識(shí)——?dú)怏w實(shí)驗(yàn)定律中的等溫變化規(guī)律。

②接著打開K3，求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置。這一過程考查學(xué)生綜合分析問題的能力，學(xué)生必須通過觀察，分析得出活塞穩(wěn)定在氣缸B的頂部。體現(xiàn)了評(píng)價(jià)體系中“四層”中的“關(guān)鍵能力”——考查學(xué)生所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力，強(qiáng)調(diào)獨(dú)立思考、分析問題和解決問題的能力。特別是要運(yùn)用假設(shè)法分析判斷來確定，更是體現(xiàn)了“四翼”中考查學(xué)生知識(shí)的“綜合性”，運(yùn)用知識(shí)，多角度觀察、發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題。

二、教學(xué)啟發(fā)

1.研究高考試題的動(dòng)向，落實(shí)“核心素養(yǎng)”要求。

高考試題能夠體現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)，符合國家倡導(dǎo)的“核心素養(yǎng)”的要求?！耙惑w四層四翼”從頂層設(shè)計(jì)決定“高考考什么”“怎么考”，具有強(qiáng)烈的導(dǎo)向性，所以研究高考試題動(dòng)向，可增強(qiáng)物理教學(xué)的針對(duì)性，從而提高物理教學(xué)的效率。

2. 重視選考知識(shí)，落實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)，回歸教學(xué)本質(zhì)。

選修3—3的內(nèi)容是在高二下學(xué)期學(xué)習(xí)，教學(xué)時(shí)間按人教版《教師教學(xué)用書》中課時(shí)要求為23節(jié)課，按照高二課時(shí)安排，教學(xué)時(shí)間應(yīng)不少于一個(gè)月的時(shí)間，但實(shí)際上教師在講解這些內(nèi)容時(shí)，最多半個(gè)月結(jié)束。必修2按《教師教學(xué)用書》要求，也只需26節(jié)。教師對(duì)選修3—3的重視程度不夠。師生大多認(rèn)為這冊(cè)書比較簡單，只要死記硬背知識(shí)點(diǎn)，或者以題代替新課的講授，沒有完全按照要求去教學(xué)，沒有讓學(xué)生充分理解微觀世界與宏觀世界的內(nèi)在聯(lián)系。實(shí)際上，今年高考33題第(1)小題，源自于人教版選修3—3 教材P28的圖，只是去掉縱坐標(biāo)數(shù)字和曲線上的溫度標(biāo)識(shí)而已。而識(shí)圖能力是基本素養(yǎng)，理解圖象中橫、縱坐標(biāo)的物理意義以及圖象的斜率、面積等知識(shí)，是高考理解能力的基本要求，同時(shí)也體現(xiàn)了試卷內(nèi)容的基礎(chǔ)性、綜合性。如果教學(xué)過程中認(rèn)真?zhèn)浣滩?，就不難發(fā)現(xiàn)這個(gè)圖象的面積在粵教版選修3—3教材P14～16中有較為詳細(xì)的介紹，并且新課標(biāo)教材都明確要求這一節(jié)需安排1課時(shí)進(jìn)行講解，體現(xiàn)了在氣體性質(zhì)微觀研究中的科學(xué)方法，同時(shí)體現(xiàn)了高考試題考查的學(xué)科素養(yǎng)。

3.重視建模，培養(yǎng)分析解決問題的能力。

本題第(2)小題考查內(nèi)容為關(guān)于氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合問題，該內(nèi)容在近十年高考試卷上都有體現(xiàn)，主要考查學(xué)生對(duì)玻意耳定律、查理定律和蓋—呂薩克定律三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律的綜合運(yùn)用。今年第33題在問題情景的設(shè)計(jì)上，三個(gè)物理過程通過等溫變化、等容變化聯(lián)系在一起。這三個(gè)過程中需要學(xué)生運(yùn)用相關(guān)物理概念和規(guī)律，結(jié)合提供的條件確定物理量之間的定量關(guān)系。試題對(duì)學(xué)生分析綜合能力要求比較高。學(xué)生在實(shí)際答題過程中，通過試卷反饋了解到大部分學(xué)生不會(huì)分析，本題2017年某省0分率達(dá)到25%左右，≥8分的學(xué)生人數(shù)不足2萬，均分在4.9左右。無獨(dú)有偶，2016年某省在此題均分也不過2.89，說明大部分學(xué)生在此類問題中分析能力亟需提升，不能利用題目情景去解剖試題從而構(gòu)建模型，做題只是生搬硬套，寫了公式去計(jì)算。

鑒于以上情形，建議選修3—3教材教學(xué)過程放慢腳步，讓學(xué)生從一個(gè)研究對(duì)象物態(tài)變化的情景構(gòu)造模型，然后到多個(gè)研究對(duì)象、多個(gè)過程逐步加深。對(duì)于平時(shí)練習(xí)的試題，特別是基礎(chǔ)較弱的學(xué)生，要將試題分解成多個(gè)小問題，利用“支架式”教學(xué)模式，達(dá)到學(xué)生最近發(fā)展區(qū)，最大限度提升學(xué)生能力。利用經(jīng)典模型“液柱”類、“活塞氣缸”類等多種模型，通過分析情景，提取信息，建構(gòu)模型。利用兩個(gè)方向研究，一個(gè)力學(xué)方向，是研究“液柱”或“活塞”的受力情況，運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律達(dá)到解決氣體壓強(qiáng)問題；另外一個(gè)是氣體研究方向，主要研究氣體狀態(tài)的變化。此類問題要確定研究對(duì)象，注意分析氣體初末狀態(tài)的確定，確定每種變化類型，注意過程之間物理量的聯(lián)系，讓學(xué)生將每一步都落到實(shí)處，促使學(xué)生學(xué)會(huì)思考，學(xué)會(huì)建模，提高學(xué)生分析、解決物理問題的能力。