幾何思想在高中物理電磁學自編試題中的應用

幾何思想在高中物理電磁學自編試題中的應用2017年教育部頒布的《普通物理課程標準(2017年版)》(以下簡稱“新課程標準”)中首次提出了“核心素養(yǎng)”,明確提出學科核心素養(yǎng)是學科育人價值中的體現(xiàn),是學生所具備的關(guān)鍵能力。由此可見新課程標準對學生的能力提出更高的要求?？荚囀墙逃u價和測量的一種形式,通過考試考查學生的能力與素質(zhì),在核心素養(yǎng)下對考試的信度、效度、難度、區(qū)分度以及新穎性和物理情景有了新的高要求,從而對命制考試試題有了更高的要求和標準。現(xiàn)行市面上的教輔資料基本都是根據(jù)高考題進行改編,學生練習改編試題達不到核心素養(yǎng)下所要求的信度、效度、難度、區(qū)分度等等。在此背景下,試題的編制應該是原創(chuàng)性的。在新課程標準中首次將電磁學知識劃分兩個板塊循環(huán)學習,可見電磁學知識是高中物理的重要內(nèi)容。本文就電磁學內(nèi)容的原創(chuàng)試題編制提出新的方法。本文通過對新課程標準和考試大綱分析可知電磁學內(nèi)容對高考的重要性和地位。通過對2014-2018年全國高考物理計算題壓軸題進行分析與研究發(fā)現(xiàn)壓軸題考查內(nèi)容主要是力學和電磁學。電磁學部分的計算題形式多以帶電粒子型和電磁感應現(xiàn)象的應用這兩類,本文主要討論帶電粒子型計算題的命制方法。帶電粒子的運動形式分為兩類:直線運動和曲線運動。根據(jù)題設條件,當粒子所受的合外力為零時作勻速直線運動或靜止;當所受的合外力恒定時,根據(jù)初速度和合外力的方向可以分為勻變速直線運動和拋體運動,其中特殊的有類平拋運動和勻速圓周運動。帶電粒子在勻強磁場中作勻速圓周運動的物理知識即洛倫茲力提供向心力的規(guī)律和做圓周運動相關(guān)運動學規(guī)律,但這類型題卻學生很困擾不知該如何下手。深究其根本原因有兩點,其一是不會畫軌跡即不知如何尋找圓心;其二是軌跡畫好了不知如何找尋幾何關(guān)系。由此其難點是數(shù)學知識,而不是物理知識。通過歸納統(tǒng)計電磁學試題的考查中的數(shù)學知識點有函數(shù)、不等式、幾何圖形中的直線、圓形,三角形,四邊形,二次方程等。本文的主要內(nèi)容如下:1.研究有關(guān)高考物理電磁學試題命制已取的的成果,以及研究高考物理電磁學試題命制的意義;2.研究電磁學試題命制的測量學基礎、心理學基礎、物理課程標準(2017年版)課程目標以及命題建議、《考試說明》的考核目標與要求和考試內(nèi)容與要求,以及研究電磁學內(nèi)容在物理課程標準(2017年版)與《考試說明》中的地位分析;3.統(tǒng)計近5年全國高考物理電磁學試題的考點分布、出現(xiàn)次數(shù),分值比重,電磁學試題占計算題的比重等,分析得出考查電磁學試題尤其是帶電粒子型試題的重要性;4.分析歷年高考中帶電粒子型試題在磁場中的運動所考查的數(shù)學知識;5.查閱幾何知識將數(shù)形結(jié)合的思想融入到物理試題的模型中,編制物理電磁學試題。通過歸納總結(jié)帶電粒子在電磁場中運動的幾何思想,通過幾何試題模型來構(gòu)造帶電粒子軌跡模型是本文的一個創(chuàng)新點。希望本研究成果能打開中學物理老師命制電磁學試題