幾何思想在高中物理電磁學(xué)自編試題中的應(yīng)用

幾何思想在高中物理電磁學(xué)自編試題中的應(yīng)用2017年教育部頒布的《普通物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(以下簡(jiǎn)稱“新課程標(biāo)準(zhǔn)”)中首次提出了“核心素養(yǎng)”,明確提出學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值中的體現(xiàn),是學(xué)生所具備的關(guān)鍵能力。由此可見新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生的能力提出更高的要求?？荚囀墙逃u(píng)價(jià)和測(cè)量的一種形式,通過(guò)考試考查學(xué)生的能力與素質(zhì),在核心素養(yǎng)下對(duì)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(duì)命制考試試題有了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)行市面上的教輔資料基本都是根據(jù)高考題進(jìn)行改編,學(xué)生練習(xí)改編試題達(dá)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(yīng)該是原創(chuàng)性的。在新課程標(biāo)準(zhǔn)中首次將電磁學(xué)知識(shí)劃分兩個(gè)板塊循環(huán)學(xué)習(xí),可見電磁學(xué)知識(shí)是高中物理的重要內(nèi)容。本文就電磁學(xué)內(nèi)容的原創(chuàng)試題編制提出新的方法。本文通過(guò)對(duì)新課程標(biāo)準(zhǔn)和考試大綱分析可知電磁學(xué)內(nèi)容對(duì)高考的重要性和地位。通過(guò)對(duì)2014-2018年全國(guó)高考物理計(jì)算題壓軸題進(jìn)行分析與研究發(fā)現(xiàn)壓軸題考查內(nèi)容主要是力學(xué)和電磁學(xué)。電磁學(xué)部分的計(jì)算題形式多以帶電粒子型和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用這兩類,本文主要討論帶電粒子型計(jì)算題的命制方法。帶電粒子的運(yùn)動(dòng)形式分為兩類:直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)題設(shè)條件,當(dāng)粒子所受的合外力為零時(shí)作勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止;當(dāng)所受的合外力恒定時(shí),根據(jù)初速度和合外力的方向可以分為勻變速直線運(yùn)動(dòng)和拋體運(yùn)動(dòng),其中特殊的有類平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理知識(shí)即洛倫茲力提供向心力的規(guī)律和做圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律,但這類型題卻學(xué)生很困擾不知該如何下手。深究其根本原因有兩點(diǎn),其一是不會(huì)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(diǎn)是數(shù)學(xué)知識(shí),而不是物理知識(shí)。通過(guò)歸納統(tǒng)計(jì)電磁學(xué)試題的考查中的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)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(xué)試題命制已取的的成果,以及研究高考物理電磁學(xué)試題命制的意義;2.研究電磁學(xué)試題命制的測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)、心理學(xué)基礎(chǔ)、物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)課程目標(biāo)以及命題建議、《考試說(shuō)明》的考核目標(biāo)與要求和考試內(nèi)容與要求,以及研究電磁學(xué)內(nèi)容在物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)與《考試說(shuō)明》中的地位分析;3.統(tǒng)計(jì)近5年全國(guó)高考物理電磁學(xué)試題的考點(diǎn)分布、出現(xiàn)次數(shù),分值比重,電磁學(xué)試題占計(jì)算題的比重等,分析得出考查電磁學(xué)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)所考查的數(shù)學(xué)知識(shí);5.查閱幾何知識(shí)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(xué)試題。通過(guò)歸納總結(jié)帶電粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的幾何思想,通過(guò)幾何試題模型來(lái)構(gòu)造帶電粒子軌跡模型是本文的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。希望本研究成果能打開中學(xué)物理老師命制電磁學(xué)試題