浅议物理试题选编的原则
时间：2020-12-10 08:01:09 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
考试是学校教学工作的一个重要环节,它是检测教学效果、改进教学的重要信息来源,是教学评价的重要工具. 试题质量的优劣直接影响到教学评价的科学性、真实性和客观性,影响到教师教学的效率和教法的改进,影响着学生的学习情绪和努力方向.
采用、选编有效试题是每一位教师在命题过程中必须要解决的问题. 笔者认为,高中物理有效试题的选择需遵循以下六个原则.
一、情境合理,内容科学
试题必须保证内容的正确性,不能出现知识性的错误,不能与物理学的概念、原理、规律相悖,避免离开真实情境而随意编造,保证试题的科学性.
例1 某航空公司的一架客机在航线上正常水平飞行时,由于突然受到强大垂直气流的作用,使飞机的高度在10s内下降了1700m,造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究飞机在竖直方向上的运动,且假设这一运动是匀变速直线运动. 试求:
(1)飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样?
(2)若某一乘客的质量为60kg,则他所系的安全带必须提供多大的竖直拉力,才能使乘客不脱离座椅?(g=10m/s2)
分析 从题目条件可知,飞机在竖直方向的平均速度有170m/s,10s末的瞬时速度将有340m/s,即气流向下的速度不会小于这个值(1224km/h),但自然界最强大的龙卷风在水平方向的速度也仅是300m/s.显然本题描述的情境并非真实,其数据来自主观臆造,不科学.
例2 有一根细长而均匀的金属材料管线样品,横截面如图1所示(外围为正方形,中间空白部分是圆). 此金属材料重约1～2N,长约为30cm,电阻约为10Ω.已知这种金属的电阻率为ρ,管线内中空部分内径很小,无法直接测量. 请设计一个实验方案,测量中空部分的截面积So.现有如下器材可选:
A. 毫米刻度尺
B. 螺旋测微器
C. 电流表Al(0.6A 1Ω左右)
D. 电流表A2(3A 0.1Ω左右)
E.电流表G(满偏电流3mA,已测出其内阻R0=10Ω)
F. 定值电阻R0=990Ω
G. 滑动变阻器(2kΩ 0.5A)
H. 滑动变阻器(10Ω 2A)
I. 蓄电池(6V 0.05Ω左右)
J. 开关1个,带夹子的导线若干.
(1)除待测金属管线外,应选用的实验器材有
;
(2)在右边空白处画出设计方案的实验电路图;
(3)计算金属管线内部空间截面积So的表达式So= .
分析 若金属材料的平均密度取5g/cm3计算,该金属管线的截面边长约1cm左右,按题中“管内中空部分内径很小,无法直接测量”以及提供的毫米刻度尺可以推知内径必在1mm以下,则中空面积与截面积相比约为1/100,由电阻定律可知金属管线的电阻与没有中空的金属材料的电阻几乎没有什么区别.以上分析说明,用伏安法测电阻时只有提高到相当高的精度并尽可能减少偶然误差方能精密测量电阻. 若用0.6A的电流表测量,其精度为0.02A,它引起的读数误差已不能区分待测电阻因中空而存在的微小电阻之差.
二、能力立意,注重探究
物理试题在考查知识的同时,要注重考查能力. 试题应重视考查学生的科学探究能力、实验能力、分析和解决问题的能力,以及应用物理学研究方法、数学工具的能力,不宜过多考查记忆性内容,避免死记教科书中的条文,避免在概念的严密性上做文章,避免在枝节问题上纠缠,避免烦琐的数学计算.
例3 电阻R1、R2、R3,连结成图2示的电路,放在一个箱中(虚框所示),箱面上有三个接线柱A、B、C,请用多用表和导线设计一个实验,通过A、B、C的测量,确定各个电阻的阻值,要求写出实验步骤并用所测值表示电阻R1、R2、R3.
分析 本题作为考查学生的科学探究能力和实验能力的一个习题,是一个好题. 但作为考试的试题,显然其数学计算过程过于繁难,考生的得分更多依赖于数学技巧,不能准确反映其物理水平和能力的高低. 因此本题的信度和区分度很低.
例4 导体电阻的大小由导体的长度、横截面积和 决定. 滑动变阻器靠改变导体的 来改变电阻.
分析 本题直接引用教科书中陈述的概念为背景材料,进行“挖空”编成的试题,学生只要记忆教材内容便可作答. 这类试题只能引导学生对概念、规律的死记硬背,而无法考查学生对概念建立过程与规律形成过程的理解.
三、关注生活,联系实际
物理学是一门与生活、科学、技术、社会紧密联系的学科. 物理课程标准的基本理念之一是:从生活走向物理,从物理走向社会. 因此,物理试题要着重考察学生的知识、能力和科学素养,注重理论联系实际,注重科学技术和社会、经济发展的联系,注重物理知识在生产、生活等方面的广泛应用,将基础知识和技能放在实际问题的背景中去考查. 这样的试题不仅能有效地促进学生加深对所学知识的理解,更有利于引导学生关注自然、关注社会、关注生活、关注科技,有利于激发学生学习科学的兴趣,引导学生学以致用,积极主动地运用所学知识去探究和解决实际问题,并从中体验到学习的成功和快乐.
例5 人从高处落下易发生腿部骨折. 一般成人每个胫骨的极限抗压强度为1.5×108N/m2,胫骨最小横截面积为3.2cm2,50kg的人从一定高度直膝双足落地,落地时重心又下降约1cm,求人大约从多高处跳下时会导致骨折?(保留两位有效数字)
例6 20世纪40年代,我国物理学家朱洪元先生提出,电子在匀强磁场中做匀速圆周运动时会发出“同步辐射光”,辐射光的频率是电子做匀速圆周运动频率的k倍. 大量实验证明朱洪元先生的上述理论是正确的,并准确测定了k的数值,近年来同步辐射光已被应用于大规模集成电路的光刻工艺中. 若电子在某匀强磁场中做匀速圆周运动时产生的同步辐射光的频率为f,电子质量为m、电量为e. 不计电子发出同步辐射光时所损失的能量及对其运动速率和轨道的影响.
(1)写出电子做匀速圆周运动的周期T与同步辐射光的频率f之间的关系式;
(2)求此匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)若电子做匀速圆周运动的半径为R,求电子运动的速率.
当然,我们不可能做到每个试题都有相应的实际情境,但在一份试卷中,至少要在这方面有所体现.
四、表达规范,简约精练
试题表达的意义要清晰、明确,易于理解而不发生歧义,描述的事实情境要简约、精练,图形清楚,专业术语准确. 试题在语法和标点的使用上应该正确无误,按法定要求使用计量单位名称和符号.
例7 2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”. 基于巨磁电阻效应开发应用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用. 在下列有关其他电阻应用的说法中,正确的是()
A. 热敏电阻可应用于温度测控装置中
B. 光敏电阻是一种光电传感器
C. 电阻丝可应用于电热设备中
D. 以上答案都是正确的
分析 D选项与A、B、C选项存在包容关系,表述不合理.
例8 如图3所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图,各类航天器(除可回收的)在太空中度过其设计寿命、丧失功能之后,将变成废弃物而成为太空垃圾. 运载火箭在星箭分离之后,火箭的残余部分也成了垃圾. 太空中目前存留着直径10厘米以上的航天器碎片7000个以上,直径小于10厘米的约有350万个. 它们多集中在各类航天器所必须经过的飞行轨迹区域,造成了一定的破坏,如俄罗斯的“宇宙1275”卫星就是与太空垃圾碰撞后发生爆炸的,目前科学家还没有解决太空垃圾的回收这一难题. 下列对太空垃圾认识正确的是()
A. 离地越高的太空垃圾运行速率越大
B. 离地越高的太空垃圾运行角速度越小
C. 离地越低的太空垃圾飞行周期越小
D. 太空垃圾只可能跟同一轨道上的航天器相撞
分析 题中数据“10厘米”应写成“10cm”;题干给出的太空垃圾相关知识内容过多过长,且跟四个选项内容无关,属于无效信息,宜适当删减.
五、难度合适,有利评价
题目的难度选定多少为合适,取决于考试的目的、性质. 对于单元测验、期中考试等水平性考试来说,考试的目的是为了了解考生在某方面知识技能的掌握情况和能力水平,为下一步教与学提供一个依据,试题选择的关键之处在于所选试题必须准确反映教学目标的要求,而不是试题的难易和区分度. 有时为了准确体现教学目标的要求,客观测量学生实际水平,必要时过难或过易的题目也应保留,但整卷难度系数应控制在0.75左右. 对于学科竞赛考试、升学考试等选拔性考试来说,考试的主要目的是甄别与选择,确定个体在团体内相对位置和名次,为分类、排队和选才提供依据. 选拔性考试的关键之处在于能较准确地测量考生之间的差别,即考试应具有较好的区分能力. 在回答某题时,如果考生全对或全错,则该题就无法提供个别差异的信息. 如果试题太难,优生和差生都答不出来,就没有区分度可言;如果试题太容易,优生和差生都能答出来,同样也没有区分度. 实践证明,难度值中等的试题具有较好的区分度. 一般说来,较难的试题对高水平的考生区分度高,较易的试题对低水平的考生区分度高,中等难度的试题对中等水平的考生区分度高. 所以,当我们要求考生的成绩呈正态分布时,试题难度高与特别容易的试题比例应该较少,中等难度的试题应该较多,这样命制出的试题才具有较高的区分度. 因此,选拔性考试以选择接近中等难度的题目为好.
六、依纲靠本,不越雷池
《课程标准》和《教学指导意见》是教学内容、教学深广度的基本依据,也是组织考试、诊断、矫正和激励的基本依据. 作为考试的试题应准确反映《课程标准》和《教学指导意见》规定的内容和目标要求等方面所达到的水平,突出考查物理学的基本概念、基本规律、基本方法和基本应用. 避免繁、偏试题和过难试题,切忌超越《课程标准》和《教学指导意见》规定的内容范围和目标层次要求.
