廣東 吳炳光

自2015年開始，教育部確立了以發(fā)展學生核心素養(yǎng)為目標的課程改革方向。

2017年高考理綜物理試題已圍繞物理學科核心素養(yǎng)的考查來命制，通過科學設(shè)計試卷藍圖，多角度考查修訂內(nèi)容，引導考生認識自然和生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象，完善認知結(jié)構(gòu)，確?？荚嚧缶V修訂平穩(wěn)落地，對今后的日常教學和考試檢測提供了導向作用。

結(jié)合2017年高考理綜物理試題的特點進行評析和改編，研究試題的檢測功能，探索試題的命制策略，進而提升教師的命題能力。

一、體現(xiàn)“一點四面”的育人理念

2015年，教育部考試中心明確提出:高考命題的核心是“一點四面”，即以立德樹人為重點，加強社會主義核心價值觀、依法治國、中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和創(chuàng)新能力等四個方面的考查。高考試題要增加反映我國政治、經(jīng)濟、文化、社會、科技等領(lǐng)域發(fā)展進步的內(nèi)容，考查學生對我國社會現(xiàn)狀、時事政策的了解、思考和把握，考查學生對國家層面、社會層面、個人層面等價值準則的理解。

考試是教育的一環(huán)，試題如何設(shè)置才能體現(xiàn)“一點四面”的系列功能呢?教師編題制卷時，要讓試卷中的一部分試題對中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化有所體現(xiàn)，形式可以多種多樣，既可以將我國傳統(tǒng)科技文化添加為試題背景材料，體現(xiàn)其對人類進步的貢獻;也可以結(jié)合當代中國的重大科技成果，展示我國科學技術(shù)日新月異的進步，提升學生的文化自信和民族自豪感。

【例1】(2017年天津卷第2題)明代學者方以智在《陽燧倒影》中記載，“凡寶石面凸，則光成一條，有數(shù)棱則必有一面五色”，表明白光通過多棱晶體折射會發(fā)生色散現(xiàn)象。如圖1所示，一束復色光通過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b，下列說法正確的是 ( )

圖1

A．若增大入射角i，則b光先消失

B．在該三棱鏡中a光波長小于b光

C．a(chǎn)光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，b光不能發(fā)生

D．若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應，則a光的遏止電壓低

【啟示】此題以明代學者方以智作品《陽燧倒影》中的記載為背景材料，既可以提升考生的傳統(tǒng)文化自豪感，又可以幫助考生對白光色散現(xiàn)象的物理觀念的理解，同時對考生的實驗探究能力、科學思維能力進行考查。

圖2

【改編題1】我國早在戰(zhàn)國時期的著作《墨經(jīng)》中就有關(guān)于滑輪的記載，滑輪的使用展示了中華民族的智慧。如圖2所示，物塊A和B通過一根輕質(zhì)不可伸長的細繩連接，跨放在質(zhì)量不計的光滑定滑輪兩側(cè)，質(zhì)量分別為mA=2 kg、mB=1 kg。初始時A靜止與水平地面上，B懸于空中。先將B豎直向上再舉高h=1.8 m(未觸及滑輪)然后由靜止釋放。一段時間后細繩繃直，A、B以大小相等的速度一起運動，之后B恰好可以和地面接觸。取g=10 m/s2。

求:(1)A的最大速度v的大小;

(2)初始時B離地面的高度H。

【點評】在試題中出現(xiàn)的中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化不是簡簡單單地考查死記硬背的知識，而是要遵循繼承、弘揚、創(chuàng)新的發(fā)展路徑，注重傳統(tǒng)文化在題目情境中的融合，進而實現(xiàn)考試的社會意義和教育目標。

改編試題，既要考慮試題背景材料與物理情境的吻合性，又要考慮考生作答過程中文字閱讀量的適合性。試題是根據(jù)2017年天津卷第10題改編而來，在高考真題的基礎(chǔ)上添加了《墨經(jīng)》中關(guān)于滑輪的記載作為背景材料，考慮到試題的篇幅，對原高考真題刪減了一個待求問題，即刪去了“求B從釋放到細繩繃直時的運動時間t”這一問，而試題考查的知識點和考生答題過程不會有實質(zhì)的影響，評分標準也基本不需要做調(diào)整。高考試題經(jīng)過這種方式的改編，可以體現(xiàn)“一點四面”的理念，立德樹人，一舉多得。

二、體現(xiàn)考查“解決實際問題”的理念

國務院頒布《關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見》提出“一體四層四翼”高考評價體系中，“四層”的第一層是“必備知識”，第二層是“關(guān)鍵能力”，重點考查考生所學知識的運用能力，強調(diào)獨立思考、分析問題和解決問題的能力。而“四翼”中的“應用性”要求主要體現(xiàn)在學生要能夠善于觀察現(xiàn)象、主動靈活地運用所學知識分析和解決實際問題，具備較強的理論聯(lián)系實際能力和創(chuàng)新能力。顯然，“解決實際問題”的能力是高考的重要考查內(nèi)容，目的是讓學生從“解題”發(fā)展為“解決實際問題”。

試題如何設(shè)置才能檢測學生的解決實際問題能力呢?近年來的高考試題在這方面進行了考查，但有一部分教師在編制日常試題中沒有意識到這一點。

【例2】(2017年全國Ⅱ卷第23題)某同學利用如圖3(a)所示的電路測量一微安表(量程為100 μA，內(nèi)阻大約為2 500 Ω)的內(nèi)阻?？墒褂玫钠鞑挠?兩個滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20 Ω，另一個阻值為2 000 Ω);電阻箱RZ(最大阻值為99 999.9 Ω);電源E(電動勢約為1.5 V);單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。

(1)按原理圖3(a)將圖3(b)中的實物連線。

圖3(a)

圖3(b)

(2)完成下列填空:

①R1的阻值為________Ω(填“20”或“2 000”)

②為了保護微安表，開始時將R1的滑片C滑到接近圖3(a)中的滑動變阻器的________端(填“左”或“右”)對應的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近。

③將電阻箱RZ的阻值置于2 500 Ω，接通S1。將R1的滑片置于適當位置，再反復調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置，最終使得接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S2接通前B與D所在位置的電勢________(填“相等”或“不相等”)。

④將電阻箱RZ和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將RZ的阻值置于2 601 Ω時，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表的內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保留到個位數(shù))。

(3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議：________________。

【啟示】試題利用等電勢的方法測量微安表內(nèi)阻，既考查了“必備知識”，又考查了“關(guān)鍵能力”。亮點在第(3)問，要求考生提出一條提高測量精度的建議，這樣既可以檢測考生的解決實際問題能力，檢測考生如何解決“提高測量微安表內(nèi)阻精度”這一能夠綜合體現(xiàn)實驗素養(yǎng)的問題，又可以考查考生的表達交流能力。

【改編題2】某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖4(a)所示。實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖4(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。(已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴)

圖4(a)

圖4(b)

(1)由圖4(b)可知，小車在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運動的。

(2)該小組同學根據(jù)圖5的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖4(b)中A點位置時的速度大小為________m/s，加速度大小為________m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(3)該小組同學根據(jù)圖4(b)的數(shù)據(jù)能否驗證動能定理?若不能，請說明理由;若能，請說出做法，并對這種做法做出評價。

【點評】增加試題的開放性，讓考生對問題進行多角度的思考并提出相應的評價，是對考生思維開放性進行檢測的體現(xiàn)，讓考生從“解題”發(fā)展為“解決問題”。試題是根據(jù)2017年全國Ⅰ卷第22題改編而來，只是在高考真題的基礎(chǔ)上添加了第(3)問，高考試題經(jīng)過這種方式的改編，增加了試題開放性，給了考生足夠的思考空間，讓原高考試題錦上添花。

三、體現(xiàn)考查“物理核心素養(yǎng)”的理念

國務院頒布《關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見》提出“一體四層四翼”高考評價體系中，“四層”的第三層是“學科素養(yǎng)”，要求學生能夠在不同情境下綜合利用所學知識和技能處理復雜任務，具有扎實的學科觀念和寬闊的學科視野，并體現(xiàn)出自身的實踐能力、創(chuàng)新精神等內(nèi)化的綜合學科素養(yǎng);第四層是“核心價值”，要求學生能夠在知識積累、能力提升和素質(zhì)養(yǎng)成的過程中，逐步形成正確的核心價值觀。而“四翼”中的“綜合性”要求主要體現(xiàn)在學生能夠綜合運用不同思想方法，多角度觀察、思考，發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題。

《普通高中物理課程標準(征求意見稿)》中指出:物理核心素養(yǎng)是學生適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學生通過物理學習內(nèi)化的帶有物理學科特性的品質(zhì)，它包括物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任四個方面。試題如何設(shè)置才能檢測學生的物理學科核心素養(yǎng)呢?如何在編制日常試題中極力促成學生物理學科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成呢?這是改編試題的重點和難點，也是改編試題的切入點。

【例3】(2017年全國Ⅱ卷第21題)某同學自制的簡易電動機示意圖如圖5所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸。將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來，該同學應將 ( )

圖5

A．左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉

B．左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉

C．左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉

D．左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉

【啟示】情境化試題給考生呈現(xiàn)了一個真實的、適當加工或抽象的復雜情境，使試題中所蘊含的物理規(guī)律更加隱蔽。試題在追求科技創(chuàng)新的情境下，要求考生從“如何通電”和“怎樣才能連續(xù)轉(zhuǎn)動”這兩個角度思考問題，結(jié)合電動機的工作原理，處理信息，理論探究，預測變化趨勢，選擇解決問題的方式方法。試題對考生的分析、推理能力要求較高，參考《普通高中物理課程標準(征求意見稿)》對核心素養(yǎng)水平的劃分細節(jié)，試題涉及的核心素養(yǎng)的級別已達水平5，即能面對真實情境，從不同角度提出并正確表述可探究的物理問題，從而做出有依據(jù)的猜測。

【改編題3】(多項選擇題)某同學準備給一個音箱制作分頻器。輸入信號既有高頻成分，也有低頻成分。音箱中有兩個揚聲器:一個是高音揚聲器，主要輸出信號的高頻成分；另一個是低音揚聲器，主要輸出信號的低頻成分。該同學到圖書館查閱資料，找到一個兩單元音箱分頻器的電路圖，如圖6所示，但是，資料圖中的a、b兩處模糊不清，不知道是電容器C2還是電感器L2。該同學判斷分析以后，重新繪制了清晰的正確電路圖。該同學的正確判斷是 ( )

圖6

A．揚聲器甲用于輸出低頻成分

B．電容C1的作用是通低頻

C．a(chǎn)處使用電容C2，b處使用電感L2

D．a(chǎn)處使用電感L2，b處使用電容C2

【答案】A、C

【點評】高考考試大綱在物理學科中明確提出對推理能力的考核要求，要求考生能夠根據(jù)已知的知識和物理事實、條件，對物理問題進行邏輯推理和論證，得出正確判斷。試題是根據(jù)2017年江蘇卷第7題“脫胎換骨”改編而來，利用母題的情境通過仿照2017年全國Ⅱ卷第21題的設(shè)問模式提出問題，“讓音箱中的兩種揚聲器分工，一個輸出信號的高頻成分，一個輸出信號的低頻成分”，突出了物理知識的實用價值，從電容器、電感器在電路中對交流信號起的作用，綜合判斷甲、乙揚聲器的輸出情況，從而增加了試題的探究性和開放性。參考《普通高中物理課程標準(征求意見稿)》對核心素養(yǎng)水平的劃分細節(jié)，試題涉及的核心素養(yǎng)的級別已達水平4，讓學生從“解題”發(fā)展為“探究并解決問題”。

四、結(jié)語

核心素養(yǎng)已成為我國新一輪課程改革最重要的中心、最明確的方向、最突出的亮點。如今，核心素養(yǎng)的教育與物理學科教學檢測的融合還僅僅是處于初級磨合試驗期，其有效實施還需不斷地探索和實踐。將為核心素養(yǎng)的理論深入研究和教師提升改編試題的能力帶來新的契機。