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高中物理试题命制存在的问题与思考
2014年7期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　由于高考的存在，高中物理学习过程中，习题训练和阶段性测试是不可避免的，平时的测试和训练目的在于检测学生阶段性物理学习状况.当前的高中物理教学习题和试题的命制存在着诸多问题，导致无法客观地评价学生的阶段性学习，本文就该话题进行简单探讨，望能有助于教学实践. 中国论文网 /1/view-5969289.htm　　 　　一、试题命制现存问题分析 　　 　　1．试题命制诊断功能和指导性不强 　　 　　试题在实际应用时，功能趋于单一，降低了试题命制工作的价值.平常的测试，无论规模大小，在测试结束之后，绝大部分师生关注的还是得分和名次，有道是：“分分分，学生的命根；考考考，老师的法宝”.试题的深层次信息未被充分挖掘，无法体现试题的诊断性功能与指导性功能.实际上，教师应该比对细目表，发掘学生能力水平和认知维度上的不足，藉此改进学生学习方法和自身的教学方法.只有这样，一份优秀试题的功能才能真正发挥.否则，长此以往，试题命制理论还是会成为“题海战术”的计划书. 　　 　　2．试题命制缺乏相应的理论指导 　　 　　美国的考试，如GRE、TOFEL都有较强的科学性和公信力，原因在于他们有着丰富的心理学、测量学的理论作为支撑.而在国内，除了大规模的国家级考试有相应的机构与之匹配地提供相关理论的支撑，就日常高中物理教学中测试命题而言，此类理论指导非常少.例如，一次单元测试，如何精确地掌控信度和效度？是否也用多元概化理论分析确定试卷的结构？有多少物理教师掌握相关理论？对试题的预设难度的确认，主要还是依赖着命题教师的经验来设置，怎样操作，才能较为精确地把握试题的预设难度呢？平常的试题分析过程依然采取的较为传统的方法，有没有与新课程相匹配的更为合适的方法呢？ 很多时候，单元试题，期中期末试题命制的研究中，高中物理教师还在借鉴高考、会考的试题命制技术的基础上，确定试题的难度结构、题型结构等等. 　　 　　3．试题命制时教师的主观性太强 　　 　　一份卷子考什么内容，以什么形式考，命题老师没有细致地思考，导致内容和形式较为随意.这一情况一般有以下几种表现：①平时教学中的小型测试，因为命题教师的不确定性，引起试题范围的侧重点不一致，以至于针对相同内容的测试，两次试题的要求有很大不同；②部分命题教师在高中物理试题的命制中，侧重于学生在知识方面的掌握，而忽视对能力的评价，导致试题内容侧重于概念性的知识，而将知识体系的构建和重组放在一边；③很多教师在命题工作中因为对认知过程维度的把握不太注重，导致所命制的试题无法针对学生的能力水平进行考查. 　　 　　二、试题命制的要求与指向 　　 　　依据《课程标准》，参照《考试说明》对能力目标提出的具体要求，再联系教学实践，将《考试说明》中有关能力目标的阐述做了一些调整，平时教学中命制试题，应从“知识和技能、原理和方法、科学素养、实验考查”四个方面着手，确保能够很好地体现四基. 　　 　　1．知识和技能 　　（1）能对物理现象进行识别，对物理概念和规律进行有效回忆，以及对概念和规律形成、演变、完善的过程进行阐述； 　　（2）能对物理概念和规律进行理解，并通过应用它们对实际物理问题进行有效地解释和说明； 　　（3）能结合数学方法，通过对物理公式的演绎和推导来处理具体物理问题. 　　 　　2．原理和方法 　　（1）能基于对物理原理的应用，对实际问题进行一系列分析、判断、归纳和推理； 　　（2）能在数据或图象的辅助下对实际问题进行一系列分析、判断、归纳和推理； 　　（3）能在物理思想方法指引下对实际问题进行一系列分析、判断、归纳、推理. 　　 　　3．科学素养 　　（1）能通过对已学物理知识的应用，从实际物理问题中提取正确的物理模型； 　　（2）能通过个体和系统，运动和能量等观点的综合“应用”，对物理问题进行分析和处理； 　　（3）具备探究简单物理问题的能力； 　　（4）能独立对新的信息进行采集、理解、分析，并用于解决相关物理问题. 　　 　　4．实验考查 　　（1）能对高中物理常用仪器进行识别，并掌握其使用方法和操作要点； 　　（2）能对高中物理主要实验进行回忆，明确实验原理，熟悉其实验器材，领悟操作过程； 　　（3）能用科学目光审视物理实验现象，并给予合理的解释； 　　（4）对物理实验的数据，进行处理和分析，归纳结论，并进行合理地外推. 　　 　　三、高中物理试题命制的几点建议 　　 　　1．试题一定要有一个具体的物理情境为依托，不能只是简单地提供已知量，然后提出问题，让学生求解未知量.这样的物理试题变成了数学公式推导，没有任何物理能力评价的味道. 　　 　　2．试题情境的创设必须要接地气，换言之，即情境应易于学生的理解和接受，不能围绕一些生僻的场景来构建情境. 　　 　　3．试题的命制目的在于评价学生综合运用知识、分析物理问题的能力，所谓“综合”不等同于“高难度”，且“难度”应该源于对应能力所能达到的容易程度，不是在试题命制时，布置过多的、似是而非的陷阱刻意去刁难学生.计算题容量本身就大，所以不能在这一点上出问题. 　　 　　4．计算题情境的设置和问题的提出所占篇幅一般较大，情境设定为了尽可能模拟出原始物理问题的样式，可以适当穿插一些“冗余无用条件”以掩盖其本质.藉此评价学生去伪存真的信息提取能力.但是试题的文字必须简捷，不能说废话. 　　 　　5．试题的数据应该合乎物理世界的实际，但也不要出现太繁琐的运算. 　　 　　四、实例分析 　　 　　例1图1所示是测电笔的结构图和工作原理图，它经常用于检测电路中是否有电.工作时人手持测电笔尾端的金属部分，将前端金属笔尖与所测电路接触，若所测为火线（电势为220V），则有电流依次通过电笔和人体，导入大地，氖管发光的同时，人却安然无恙，请结合下列数据解释原因.［已知人体的电阻在1kΩ到100kΩ之间，测电笔的电阻在2mΩ到5mΩ之间，人的安全电压不高于24V］ 　　 　　 　　 　　 　　解析本题的实质是串联电路的分压问题.火线和大地之间的电势差是220V，即在人和测电笔的串联电路两端加上电压220V，串联电路的分压规律在于分压比等于电阻比.从解释安全的角度，可用临界法，即取人的电阻最大值与电笔阻值的最小进行串联分压，求出人所分得电压 　　U=100×3+2×106×220V=10.5V<24V，所以人是安全的. 　　 　　评析本题主要是用于考查学生对串联电路的规律的理解和应用能力，以及学生根据题意分析信息，提取物理模型（串联电路）的能力.此外两个研究对象的电阻确定，还涉及临界法的思维方法的把握.本题的最终解决，还要依赖学生的语言表达能力，在答案中理清来龙去脉.本题虽属于基础型计算题，但评价能力的要求不低，有一定难度. 　　 　　例2如图3所示为一学校物理兴趣小组设计出的发电装置，圆柱形铁芯和上下两个磁极之间所形成的扇形区域中存在沿着半径方向的磁场，扇形的圆心角α=49π，一个矩形线框abcd绕圆柱形的中轴线匀速转动，其角速度为ω，已知该线框的匝数等于N，其边长分别为：ab=cd=l,bc=ad=2l.ad和bc两条边同时进入磁场，并且它们所感受到磁场强度是一样的，磁场方向与两条边的走向垂直.线框电阻为r，外接定值电阻的阻值为R,其它部分电阻不计，求： 　　(1)线圈在磁场区域运动时，所产生的电动势大小Em； 　　(2)线圈在磁场区域运动时，磁场提供给bc的安培力大小F； 　　(3)流过定值电阻R的有效值I. 　　 　　解析（1）ad和bc转动时的速度v=ω12；电动势Em=2NB(2l)v=2NBl2ω； 　　（2）电流Im=EmR+r；安培力F=2NBIml代入化简得F=4N2l3B2ωr+r； 　　(3) 旋转一周 ，交流在R上产生的热量Q=I2mRt，t=2α2πT=49T, 　　恒定电流在R上产生的热量Q=I2RT，得I=4NBωl23(R+r). 　　 　　评析本题需要学生明确题目所叙述的情景，自我分析.本题的情境设定是比较新颖，相关信息充足，学生只要充分理解基本概念和规律的生成过程，解决本题非常之简单；而知识结构不够扎实的学生盲目滥用有效值和峰值局限于正弦交流电的关系式I=Im2，就会导致第3问错误. 　　 　　总之，我们平时的命题应以能力测试为主导，考查学生对基础知识、基本技能的掌握程度和运用所学的知识分析、解决问题的能力，确保学生在完成问题解决的过程中暴露出真实的学习状态，便于实时监控我们的物理教学，促进三维教学目标的有效达成.完整的教学过程离不开考试.考试一方面能及时诊断学生的学习情况，向老师反馈教育教学过程中的问题，以便老师及时调整教学策略；另一方面考试也是某种程度的学习，考出高水平的分值刺激学生不断学习或复习，强化知识的自我理解.此外考试过程也是学习内容的回顾过程，分析问题和解决问题能力的训练过程.故高中物理试题命制的情况至关重要，试题质量直接决定着考试过程能否有效而准确地对学生能力进行评价.一套技术含量高的高中物理试题，会成为激发学生求知欲的诱因，锻炼其思维的素材，是联系物理理论学习和真实世界的桥梁，同时它也充分反映出命题教师的教学基本功和职业责任感.结合试题命制的重要性，我们应该意识到高中物理试题命制研究的意义，这项工作是建立健全新课程教学评价体系的一个重要方面，它的作用不仅仅局限于评价，不断进步的试题命制技术，在一定程度上减轻学生因畏惧考试而排斥物理学习的心理压力，物理教师通过试题命制的研究也会不断提高包括理论层次在内的专业素质.此外，较为科学的试题命制技术的研究还包括探索并形成一个评价试题命制技术的方法或思路.相信，这样的研究对整个新课程的发展会产生深远地影响.
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　　为什么研究物体的运动先要选择参考系？一般以什么为参考系？你能举出一个例子来说明选择不同的参考系物体的运动状态不同吗？什么是质点，物体在什么情况下可以被看成质点？位移和路程有什么区别，它们在数值上可能相等吗？速度越大或速度的变化越大，加速度就越大吗？
　　1、为什么研究物体的运动先要选择参考系？
　　答：因为物体的运动都是相对的.在没有一个相对静止的参考系的情况下研究物体的运动将会是相当混乱且效率低下.
　　一般以什么为参考系？
　　答：一般以地面为参考系。
　　你能举出一个例子来说明选择不同的参考系物体的运动状态不同吗？
　　答：当你在坐公交车时，当公交车作为参考系时，你本身是静止的。而地面为参考系时，你就是运动着的！
　　什么是质点，物体在什么情况下可以被看成质点？
　　答：用来代替物体的有质量的点叫做质点.用一个有质量的点代表整个物体.以确定物体的位置.研究物体的运动.这是物理学研究问题时采用的理想化模型的方法.
　　位移和路程有什么区别，它们在数值上可能相等吗？
　　答：位移是指初时刻和末时刻的距离差，路程是运动轨迹的长度。
　　在始终没有改变过运动方向的直线运动时，位移和路程数值可能相等。
　　速度越大或速度的变化越大，加速度就越大吗？
　　答：加速度指的是速度的变化快慢，与速度大小无关。与功率和功的关系相同。所以速度越大或速度的变化越大，加速度不一定越大。
　　匀变速直线运动的基本公式和推论有哪些？关于平均速度的几个推论你能灵活运用吗？初速度为零的匀变速直线运动的推论是什么？你还记得“纸带推论”并能灵活运用吗？
　　1、匀变速直线运动的基本公式和推论有哪些？
　　2.关于平均速度的几个推论你能灵活运用吗？
　　答：不能的话你还是好好关注高中物理微信公众号吧：gaozhongwuli100.
　　3.初速度为零的匀变速直线运动的推论是什么？
　　1 第几秒末的速度比V1:V2:V3……Vn=1：2：3……n
　　2 前几秒末的位移比S1:S2:S3……Sn=1：2^2：3^2……n^2
　　3 前几秒内的位移比S1:S2:S3……Sn=1：3：5……（2n-1）
　　4 第几个S用的时间之比t1:t2:t3……=1:根2-1:根3-根2……（根n-根（n-1））
　　5 第几个S末的速度比V1:V2:V:3……=1:根2:根3……根n
　　4.你还记得“纸带推论”并能灵活运用吗？
　　1.相邻三个计数点A B C,V(B)等于AC段的平均速度
　　2.差量：Sm-Sn=(m-n)at^2 3.纸带中:逐差法求加速度:点数为奇数个时,此处设为7个点) [(S4+S5+S6)-(S1+S2+S3)]/(9T^2)点数为偶数个.掐头去尾,即前三个和后三个点按照上述原则（奇数时）分别求平均,然后再对这两个平均值求平均。
　　运动学中有几种图像？你能从“坐标轴、斜率、截距、面积”四个方面研究图像吗？你能将图像、函数表达式、物理学公式三者有机地结合起来吗？
　　竖直上抛运动的对称性表现在哪里？竖直上抛类和刹车类的匀减速运动的区别是什么，你知道什么是“刹车陷阱”吗？如何躲开？
　　答：在不受空气阻力的情况下，竖直上抛时，同一水平高度上的速度大小对应相等，方向相反；上抛和下落所用时间相同；加速度大小始终为g；以最高点时间为中点，上升和下落时时刻位移对称。
　　竖直上抛类和刹车类最大的不同在于竖直上抛类整个运动过程中先减速后加速，而刹车则一直减速。
　　所谓“刹车陷阱”是指在生活中，刹车是为了使车停住，其速度减为0为止，停止后时间即便无限延长也不会对位移产生影响。很多同学以为会以匀减速计算，最后会造成实际问题与计算的偏离。为躲避这个陷阱，我们在计算时，一定要弄清刹车速度为0的时间。
　　如何求解相遇和追及问题，在使用相对运动的方法求解该类问题时你有什么经验和教训？初速度为零的匀加速直线运动追匀速直线运动的物体，同时同地出发，经多长时间、多大位移、以多大速度追上？追上前什么时刻二者之间的距离最大？不是同时同地出发呢？什么类型的题目中，会出现两个物体刚好不相撞的问题？
答：对于相遇和追及问题，我们要抓住发生时刻两者相遇地点相同的特点，一般来说，相向运动相遇时，两者路程和会是两者的初始距离；追及时两者的位移差是两者的初始距离。对于初度的为零加速度为a的匀加速直线运动追速度为v的匀速直线运动的物体，倘若同时同地出发，那么有以下特点：在t1=v/a 时，两者相差距离最大，在t2=2v/a时，可以追上，此时速度为2v，位移为s=2v2/a。不是同时同地出发的话，要根据位移差和时间差带入，使位移差等于两者的初始距离。在追及问题中，有以下几种情况出现两个物体刚好不相撞，首先，先说刚好不相撞，这意味着此时两者速度相等，相对位移为0.所以一般说来，前者匀加速，后者匀速，前者先出发，这样可能会出现此类情况。
　　什么是力？如何理解力的物质性和相互性？怎样描述一个力，力是矢量还是标量？借助超重、失重和圆周运动的知识理解力的作用效果。力是如何分类的，高中阶段我们学过的力按照性质分有哪一些，按照效果分呢？
　　答：力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而单独存在。两个不直接接触的物体之间也可能产生力的作用。力是物体对物体的作用,力的作用离不开物体.不论是直接接触的物体间的相互作用；还是不直接接触通过场发生的相互作用；不论是宏观物体间的力的作用还是粒子间的相互作用力,有力就一定存在施力物体和受力物体,力不能离开物体而独立存在.只要描述出力的三要素:大小、方向作用点就能描述一个力，力有大小有方向，故为矢量。力会改变物体的运动状态，对于超重、失重，加速度的大小发生改变，圆周运动来说，加速度的方向在改变。一般把力分为效果和性质分开。性质力”和“效果力”是两种不同的力的分类方法,同一个力叫这个名就是性质力,叫另一个名可能就是效果力了.我用下面两种方法来区分它们.第一种是推荐使用的方法：先把效果力弄明白,剩下的就是性质力.效果力是按力的作用效果定义的,而性质力是按力的本身的性质定义的,比如“弹力”它就是性质力,它的定义是从“变形”“恢复原状”“产生力”定义的,它既是弹力产生的过程,也是弹力的性质,它根本没效果的痕迹,绝不能说因为“弹”才有力,而效果力都可以这样说：因为它是使物体运动的力所以叫“动力”；因为物体力的效果是使物体相互吸引,所以叫“吸引力”；因为对平面有压的效果所以这个力才叫“压力”.再比如“摩擦力”是性质力,因为它的定义上没有“摩擦”的痕迹,但“滑动摩擦力”“滚动摩擦力”“静摩擦力”就是效果力了,因为字面上已经存在了力的作用效果“滑动”“静”等.另外还有一点除重力外,其它的性质力概念都比较宽,一般都包含几种常见的效果力,而效果力中可以是某个性质力承担,但没有一个效果力可以说它包含某个性质力.第二种方法是我不希望我的学生们采用的下策,那就是性质力在高中阶段只有六种“重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力”除些之外题上的力就都是效果力了。
　　地面上的物体所受的重力的本质是什么？人造卫星呢？重力的大小如何计算？方向如何规定，是指向地心吗？同一物体在不同纬度、不同高度所受的重力相同吗？什么是重心？重心的位置一定在物体上吗？一定在物体的几何中心上吗？
　　答：在地球上，我们受到地球的万有引力，重力即是万有引力产生的，对于除两极点以外的地方，重力和万有引力不相等。人造卫星收到的地球的万有引力全部用来提供向心力。一般在地面上，我们用g表示重力加速度，重力G=mg，方向垂直于地面。重力只是物体与地球间的万有引力F的一个分力,有一种说法也说又是物体m所受万有引力F与向心力的合力. 万有引力指向地心, 重力在离心力作用下只是稍微地偏离地心.只有在两极指向地心，我们人受到的万有引力都是指向地心的,重力虽然稍偏,但是因为地球近似球体，所以说是竖直向下的。同一物体在不同纬度和不同高度所受重力不一定相同，一般同一高度时，纬度越高，物体的重力就越大，同一纬度不同高度时，高度越低，越低重力越大。在重力场中，物体处于任何方位时所有各组成支点的重力的合力都通过的那一点。规则而密度均匀物体的重心就是它的几何中心。不规则物体的重心，可以用悬挂法来确定。物体的重心，不一定在物体上。
　　在什么情况下会出现弹力？如何判断物体之间是否有弹力？接触面之间、绳子、杆产生的弹力方向如何确定？弹力的大小如何计算？一律采用胡克定律吗？什么是胡克定律？与弹簧有关的题目在高中阶段常见的有哪些？解题方法分别是什么？如何求解弹簧的弹力（或弹簧秤的读数）？
　　答：弹力产生的条件：①互相接触；②发生弹性形变；(注意：两个条件应同时具备,缺一不可)。弹力方向： 点点接触是朝向哪?这里总可以找到一个面、线或者切面,与这个面、线或者切面垂直即可.
　　绳子对物体的拉力,一定是沿绳子收缩的方向. 杆子一端对物体产生的弹力方向各种可能都有,要由具体情况确定.一般的情况是沿着杆子对物体产生拉力或者对物体产生支持力.弹力计算一般看与之对应的物体和力，另外弹簧的形变量和弹力之间满足胡克定律的关系。表达式为：F=kx，x为弹簧的形变量，k为弹性系数。
　　弹簧在高中阶段会涉及到很多的题目，包括动能、动量、机械运动，受力分析，运动学等等都有涉及。一般这些题目要抓住几点，①弹簧在一定限度内，压缩和拉伸同等位移包含的能量大小一致，力的大小也相同。②弹簧上的力处处大小一致。③弹簧连接两个物体时，一般弹簧上的力可以看作系统内力。
　　弹簧测力计的使用：
　　使用方法
　　（1）使用弹簧测力计时，首先要看清其量程，所要测量的力不能超过它的量程。因为弹簧是有一定弹性限度的，超过这个限度测量就不准确，还有可能损坏测力计。（2）测量前要看清楚弹簧测力计的分度值，以便测量时读数。（3）测量前要检查指针是否指在零刻度线。如果没有指在零刻度线，要进行调节使指针指在零刻度线。（4）使用前，要轻轻地来回拉动弹簧测力计的挂钩，以免指针被卡住，给测量带来较大的误差。（5）测量时，拉弹簧测力计挂钩的力要和测力计的外壳平行，避免扭曲和摩擦，尽量减小由于摩擦产生的测量误差。（6）要等到示数稳定后再读数，读数时视线要与刻度板表面垂直。
　　最后要说明的是：在使用弹簧测力计时，要尽量使用用挂钩把物体向上拉的测量方法。因为它就是按照这种方法设计的，使用其他方法的误差相对较大。
　　弹簧测力计的读数比较简单，要先搞清楚弹簧测力计的量程和分度值，然后再根据指针所指的位置（一定要看指针末端所指的位置）读出所测量力的大小。
　　使用弹簧测力计容易出现的问题
　　（1）用测力计测量超过量程的力；（2）没有调零就进行测量；（3）使用前没有来回拉动弹簧，用指针被卡的测力计测量；（4）所测拉力与测力计外壳不平行；（5）示数没有稳定就读数；（6）读数时视线与刻度板表面不垂直；（7）手拿挂钩，把物体挂在吊环上测量。
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　　高考要求
　　轻弹簧是一种理想化的物理模型，以轻质弹簧为载体，设置复杂的物理情景，考查力的概念，物体的平衡，牛顿定律的应用及能的转化与守恒，是高考命题的重点，此类命题几乎每年高考卷面均有所见.应引起足够重视。
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