張成清　陳家禮

2018年全國高考新課標試題（物理部分）的謎底也已經(jīng)揭開，綜觀三套新課標卷的物理試題，可謂精彩紛呈，看后讓人爽心悅目、回味無窮，從簡單的物理原理在生活中的應用到復雜的物理知識在高科技中的體現(xiàn)，從物理概念的簡單理解到物理規(guī)律在物理事件中的重要應用，使人不得不感嘆高考考題獨具匠心。與2017年的高考試題相比，物理試題的難度有所降低，沒有刻意追求物理思維的深度和數(shù)學運算能力的極致，但對考生進行“了解、識記”和“理解”、簡單的運算或判斷分析、綜合分析能力三個層次的能力考查非常突出，同時也注重將物理科學思想作為試題的切入點，在應用上突現(xiàn)科學、技術(shù)、工程和數(shù)學等理念在試題中的滲透，物理試題呈現(xiàn)出“細微處注重物理科學思想的切入，應用上巧妙滲透STEM教學理念”的命題思想。以下筆者就試題滲透STEM教學理念談談幾點看法。

一、注重物理科學思想的切入，刻意回避偏題怪題

自全國新課標卷出現(xiàn)以來，普遍印象是物理試題每道題的物理思維要求都非常高，沒有簡單送分題。但2018年全國高考新課標卷打破這一常規(guī)，降低物理思維的深度，對基礎(chǔ)知識、基本概念、基本規(guī)律及核心思維方法的考查不太在意難度的大小，注重的是物理思想的切入，甚至有意回避偏題怪題，解題過程不需要依靠特殊技巧，只要掌握基本方法，獲取正確答案的難度不大。

【例1】（2018年理科綜合全國Ⅱ卷第14題）（單選）如圖1所示，某同學用繩子拉動木箱，使他從靜止開始沿粗糙水平路面運動至具有某一速度，木箱獲得的動能一定

A. 小于拉力所做的功

B. 等于拉力所做的功

C. 等于克服摩擦力所做的功

D. 大于克服摩擦力所做的功

分析：本題直接由動能定理切入，只要知道對木箱做功的只有兩個力（分別是拉力和摩擦力），其中拉力做正功，摩擦力做負功，就很容易得到正確答案。

解析：由動能定理知，WF-Wf=Ek-0，得到Ek=WF-Wf

反思：第一，本案例物理科學思想的切入非常直接，不會使考生產(chǎn)生其他與本題解答方法無關(guān)的想法；第二，本題沒有很復雜的背景，對物體做功的判斷比較容易，可以說從發(fā)現(xiàn)問題（通過讀題尋找需要解答的問題）開始，到設計解決問題的方法（利用正確的物理原理），最后很容易聯(lián)想到利用物理學中動能定理解決問題，獲取正確答案，整個解答過程滲透了物理學科思想的注入；第三，試題的干擾項也比較容易排除，幾乎不需要物理思維的深度。

【例2】（2018年理科綜合全國Ⅲ卷第16題）一電阻接到方波交流電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交變電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值為u0，周期為T，如圖2所示。則Q方：Q正等于

A. 1 ∶ B. ∶ 1 C. 1 ∶ 2 D. 2 ∶ 1

分析：本題直接由交流電的有效值切入，只要利用交流電有效值的定義正確計算出兩種電源的有效值大小，就可以得到正確答案。

解析：由交流電源的波形圖知，U方=u0，U正=u0，則Q方=T=T，Q正=T=T，Q方 ∶ Q正=2 ∶ 1

選項D正確，ABC錯。

反思：第一，物理思想的直接切入在本題中展現(xiàn)無遺；第二，本題中提供的兩個交流電源均為最基礎(chǔ)最常見的交流電，有可以回避偏題的嫌疑，重要的是考查物理思想。

【例3】（2018年理科綜合全國Ⅲ卷第14題）（單選）1934年，約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊鋁核 [27][13] Al，產(chǎn)生了第一個人工放射性元素X：α+ [27][13] Al→n+X。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為

A. 15和28 B. 15和30 C. 16和30 D. 17和31

分析：本題直接由核反應過程中遵循的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒切入，只要知道α粒子和中子n的電荷數(shù)及質(zhì)量數(shù)，可以確定正確答案。

解析：α粒子是氦的原子核，其電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為2和4，中子n的電荷數(shù)及質(zhì)量數(shù)分別是0和1，根據(jù)核反應過程中兩個守恒，可以確定放射性元素X的原子核其電荷數(shù)為15，質(zhì)量數(shù)為30，則放射性元素X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為15和30，選項B正確，ACD錯。

反思：第一，雖然本題中沒有直接給出α粒子和中子n的電荷數(shù)及質(zhì)量數(shù)，給物理知識的應用設置了一些障礙，但α粒子和中子n均為核物理中常見的基本粒子，考生應該能記住這兩個粒子的基本特征；第二，在完成核反應方程時，考生最擔心的是不清楚某原子系數(shù)對應的原子核，本題在該問題的設置上有意回避了該問題，不要求判斷元素X的種類，很明顯考查注重的仍然是物理思想。

二、不夸大技術(shù)在物理學中作用，巧妙將技術(shù)問題滲透于試題中

在近幾年全國新課標高考試卷的物理試題中，出現(xiàn)不少直接將技術(shù)展現(xiàn)在考生面前的試題，例如2017年理科綜合Ⅰ卷第18題中的掃描隧道顯微鏡（STM），2017年理科綜合Ⅱ卷第21題中的自制簡易電動機，2017年理科綜合Ⅲ卷第33題中的測量稀薄氣體壓強的儀器，2016年理科綜合Ⅰ卷第23題中的由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)等，這些題是學以致用的好題，能很好的反映技術(shù)在物理學中重要性，但試題給出的情景太直接，導致很多考生因沒有看懂試題而無從下手。2018年全國新課標高考試卷在這方面有所改變，既強調(diào)技術(shù)的重要性，又沒有夸大技術(shù)的作用，而是將技術(shù)問題巧妙地滲透在物理試題中，使考生在解答問題時體會到技術(shù)的作用之余也感受到物理的味道。

【例4】（2018年理科綜合全國Ⅰ卷第14題）（單選）高鐵列車在啟動階段可看作初速度為零的勻加速直線運動。在啟動階段，列車的動能

A. 與它所經(jīng)歷的時間成正比 B. 與它的位移成正比

C. 與它的速度成正比 D. 與它的動量成正比

分析：高鐵列車在啟動階段可看作初速度為零的勻加速直線運動，運動特征已經(jīng)確定，可以根據(jù)問題的需要直接利用不同的物理規(guī)律表達列車的動能，判斷答案正確與否。

解析：由v=at，Ek=mv2知，Ek=ma2t2，選項AC錯；由F=ma，W=Fx，Ek=W知，Ek=max，選項B正確；由P=mv，Ek=mv2知，Ek=，選項D錯。

反思：第一，高鐵技術(shù)是目前世界上最先進的技術(shù)之一，將高鐵列車引進高考試題是技術(shù)在物理學中應用的很好體現(xiàn)；第二，本題雖然涉及高鐵技術(shù)，但沒有就有關(guān)的技術(shù)進行探究，而是直接應用物理原理獲取正確答案，盡量回避技術(shù)問題對解答帶來的困惑。

【案例5】（2018年理科綜合Ⅰ卷第20題）2017年，人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波。根據(jù)科學家復原的過程，在兩顆中子星合并前約100s時，它們相距約400km，繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈。將兩顆中子星都看作質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星

A. 質(zhì)量之積 B. 質(zhì)量之和

C. 速率之和 D. 各自的自轉(zhuǎn)角速度

分析：在對宇宙的探究中，人類已經(jīng)能探測到雙星的有關(guān)運動規(guī)律，只要能正確構(gòu)建雙星模型，可以根據(jù)有關(guān)的物理規(guī)律和數(shù)學運算得到正確答案。