核心素养视角下2015—2019年全国物理高考试题探究

姚仁华

摘要：本文以2015—2019年全国高考物理试题为研究对象，基于高考对核心素养考查的视角，从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个维度对近五年全国高考试题进行整理分析，列出试题对应的问题情景、必备知识、关键能力和素养考查点，通过分析找出高考试题对科学素养考查的特点，并提出相应的教学策略。

关键词：2015—2019年高考试题;物理学科核心素养;教学策略

中图分类号：G633.7  文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）12-069

一、物理学科核心素养

2017年底，修订后的高中各科课程标准发布，其中《普通高中物理课程标准（2017版）》明确提出“高中物理课程是普通高中自然科学领域的一门基础课程，旨在落实立德树人的根本任务，进一步提升学生的物理学科核心素养，为学生的终身发展奠定基础”[1]。物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任。

二、 核心素养视角下2015—2019年全国高考试题评析

笔者查阅了大量关于核心素养下高考试题分析的文献，全国高考物理试题一贯的风格是稳中有变，稳中有新。考试对教学的指挥棒作用是无法避免的，高考尤其如此[2]。基于此，本文着眼2015—2019年全国高考物理试题的分析和研究，力图在较长的时间周期中把握核心素养立意下的高考试题的特征，以期指导我们教学和备考，使教学更贴近核心素养的习得和提升，使备考更高效。

1.核心素养下试题分析的要素框架

高考试题考查的是“必备知识、关键能力、学科素养、核心价值”，同时也明确了高考试题的载体——情境。学生能根据物理情境进行建模，能根据事实和结论探究物理问题并解释、交流，能坚持实事求是的原则养成良好的科学态度。基于此，笔者提出了如下分析高考试题的框架。

2.核心素养下2015—2019年全国高考物理试题分析

结合上面的分析框架，笔者整理了2015—2019年全国高考物理试题，限于篇幅所限，本文仅列出2015年全国高考试题分析表格的式样。

3.高考对核心素养的考查评议

通过对近五年全国高考试题的分析，我们可以看出，高考通过试题情境全面地考查了物理学科核心素养的四个层面，下面从核心素养的四个层面进行评议。

（1）从概念和规律入手，重点考查物理观念

“物理观念”是从物理学视角形成的关于物质、运动與相互作用、能量等的基本认识。学业质量评价水平是适用高考考查的评价水平，其中对于物理观念这一核心素养的要求是“理解所学的物理概念和规律及其相互关系，能正确解释自然现象，综合应用所学的物理知识解决实际问题”[3]。2015年全国高考Ⅰ卷第19题通过阿拉果“圆盘实验”来考查学生的物理观念素养。题目通过“圆盘实验”考查学生对电磁感应现象的理解，学生只有对电磁感应的产生条件理解到位，并且能够联系课本上涡流、电磁驱动等实际问题，才能明白这个实验现象的本质，这是一道考查学生物理观念的好题。

（2）从模型建构入手，突出考查科学思维

科学思维指的是模型建构、科学推理、科学论证和质疑创新等，其中模型建构是一种非常重要的科学思维，学生在理解物理观念的基础上，通过推理分析，剔除次要因素，把握本质要素，把问题情境中的实际模型构建成物理模型，从而着手分析解决问题。经历这一思维过程对学生逻辑思维能力的提升以及科学素养的提高具有至关重要的作用。2019年全国高考物理Ⅱ卷第19题是一道力和曲线运动的问题。学生在完成这道试题的过程中，首先需要把实际的滑雪模型类比到平抛运动的物理模型中，结合图像，通过推理又可以得知，滑雪者并不是做平抛运动，但仍然可以通过运动分解的角度单独研究滑雪者在竖直方向上运动和受力，再结合滑雪者落在斜面的特点，求解水平方向的位移。解答本题需要完成的推理过程如下图2：

（3）从证据的解释入手，灵活考查科学探究

科学探究主要包括四个因素，即问题、证据、解释、交流。高考实验题对科学探究素养的考查，不仅仅局限于课本实验现成的操作和结论，更多的是通过实际实验中的问题，要求学生结合问题情境，对证据做出合理地解释，2016年全国物理新课标Ⅰ卷第22题就灵活地考查了学生科学探究中的解释素养。在这道实验题中，学生要结合问题中实验数据，由受力分析、牛顿定律和运动学公式得出电源使用的频率，也就是基于证据给出解释。在平时的教学过程中，我们都是没有考虑空气阻力，并且给定电源频率进行计算。这个问答结合实际情况提出问题，并且反向设问，由结果倒推实验条件，对学生的科学探究素养进行了充分的考查。

（4）从生活现象和现代科技入手，着力考查科学态度与责任

我们生活在现代社会，我们国家的科技正在飞速向前发展，影响和改变着每个公民的科学素养。如何能够可持续地发展、如何最大限度地减少技术发展带来的环境问题等等，都需要我们用科学的态度去认识科学的本质，并具备社会责任。结合我们国家航天技术的飞速发展，通过试题考查学生科学态度素养，鼓励学生投身科学研究，以科学成就实现人生价值、报效国家。2015年全国高考物理Ⅰ卷第21题以“嫦娥三号”登月探测器登陆月球表面作为考查背景，向学生介绍着陆过程，学生结合万有引力知识以及力和运动的分析可以选出正确选项。在解答试题的过程中，学生也清楚掌握了登月的过程和相应的力和运动过程。学生了解到我们国家航天工程的进展、知道复杂的登月过程也和我们学习的知识紧密相关、萌生出国家自豪感、希望自己也能通过学习更多科学知识投身科学研究。恰逢我们国家正在进行的“嫦娥五号”登月取样和返回地球实验，教师在讲解的过程中，适当介绍我国航天的重大成就，学生也会兴致高昂，并形成一种使命感和责任感。

三、基于核心素养分析的教学策略

结合对2015—2019年全国高考试卷的分析，下面提出如何在平时教学和高考备考过程中落实核心素养的培养。

1.引导学生经历自主建构，深刻理解物理观念

物理观念所涉及的概念和规律，都是经过科学思维的加工凝练而成，有些还具有高度抽象的特点。如果我们的教学只是停留在让学生背下、记住这些概念和规律，学生必然囫囵吞枣、不知所云，更谈不上理解和运用。因此，在概念和规律的教学中，深刻理解必然需要经历自主建构这一过程。首先，学生要参与到概念、规律的形成和推导过程中来，教师在课堂教学过程中，需要适当加以引导，由学生讨论、交流，推导。其次，要进一步清晰地理解和掌握概念的内涵和外延、概念与概念之间的关系与区别、规律的使用范围和因果关系等等，还需要在实际问题中加以消化和吸收。学生自主建构也包括自主在实践中解决问题，形成清晰的物理观念。最后，当一组概念和规律群学习结束后，教师可以让学生以思维导图的方式加以概括总结，从而形成系統的物理观念。

2.合理设置问题情境，着力培养科学思维

问题情境是知识的载体，解决问题本身就经历了科学思维。巧妙设计好问题情境，有助于学生由浅入深地去思考和解决问题，这个过程就是物理建模和解答模型的过程。因此，精心合理地设置问题情境，有助于学生的科学思维素养的培养。例如教师在讲解带电粒子在圆形磁场中运动问题，首先教师提出的问题情境可以是带电粒子沿半径方向进入圆形磁场，学生通过分析，得知粒子必然沿半径方向射出，再找到圆心、画出轨迹、求出半径和运动时间。接着教师可以设置粒子以某一速度从圆上某点沿各个方向射入圆形磁场，要求学生求解粒子的射出范围。学生通过作图，观察到粒子的入射和出射点构成轨迹是圆的一条弦，如何找到粒子的最远出射点呢？在一个轨迹圆中最长的弦长是什么呢？通过这一系列问题情境的铺垫和引导，学生就能顺利地解答并掌握圆形磁场中带电粒子运动的临界问题。

3.经历科学探究过程，形成科学探究意识

科学探究包括问题、证据、解释、交流等要素，学生探究意识的形成，科学探究素养的培养从来不应该是纸上谈兵，教师要带领学生走进实验室，亲历实验探究的全过程，只有这样，才能让学生科学探究素养的培养落到实处。教师在实验教学的过程中，要有意引导学生去发现问题，并基于问题进行实验方案的设计，在实验过程中能正确、规范地操作和记录并分析数据。只要这样，学生才能真正形成科学探究的意识，而不仅仅是停留在做实验题的层面。

4.关注科技发展的动态，渗透科学态度与责任

在近些年的高考物理试题中，频频见到科学技术前沿的一些研究和工程，诸如“引力波”“人造太阳”“天眼”“北斗导航”“嫦娥登月”等等。这既有当今世界科技最新发现，也有我国科学技术的突破和大科技工程的开展实施。教师在进行备课时，当遇到此类问题情境的时候，可以详细查阅和了解其中的科学知识。在进行授课的过程中，要有意引导学生关注我国的重大科技成果，落实“立德树人”的根本任务。同时，教师要讲清问题中涉及的科学本质，树立学生的科学态度，培养学生的社会责任。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中物理课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]黄恕伯.考查核心素养 引导学科教学——议2020年高考理综全国Ⅰ卷物理试题特点[J].基础教育课程，2020（Z2）：71-76.

[3]教育部考试中心制定.中国高考评价体系[S].北京：人民教育出版社，2019.

（作者单位：广州中学，广东 广州 510640）