重視學(xué)科素養(yǎng)考察深化高考制度改革

蔡本再

2014年9月，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深化考試招生制度改革的實(shí)施意見》，把浙江省與上海市列為高考綜合改革全國試點(diǎn)城市.2015年10月，浙江省高考改革首次考試舉行，物理學(xué)科采用高中學(xué)業(yè)水平測試（必考題70分）與高校選拔考試（加試題30分）同一張?jiān)嚲淼膭?chuàng)新方式.

與以往的理科綜合（物理部分）試題相比，題型仍由單選題、不定項(xiàng)選擇題、填空題（實(shí)驗(yàn)）、計(jì)算題組成；考察的知識仍以物理1、物理2、選修3-1三個(gè)模塊為主，同時(shí)兼顧選修3-2、選修3-4、選修3-5三個(gè)模塊（分值分布如圖1）；試題非常注重物理學(xué)科主干知識的考察，同時(shí)也更加注重對學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的考察，主要體現(xiàn)為以下幾點(diǎn).

1 考察學(xué)生的物理觀念

觀念是客觀事物在人腦中留下的概括性認(rèn)識，物理觀念是物理學(xué)家經(jīng)歷長期的實(shí)踐和理論研究，概括總結(jié)出的對物理世界的根本認(rèn)識 .學(xué)生通過高中的學(xué)習(xí)，應(yīng)該具備相應(yīng)的物質(zhì)觀和能量觀.試卷中的第3題考查學(xué)生的運(yùn)動(dòng)觀，即人們總選擇某一個(gè)參考系來描述物體的運(yùn)動(dòng)；第10題則考查學(xué)生的能量觀，即能量在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程中是守恒的觀點(diǎn).

例1 （第10題）畫作《瀑布》如圖2所示.有人對此畫作了如下解讀：水流從高處傾瀉而下，推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電，又順著水渠流動(dòng)，回到瀑布上方，然后再次傾瀉而下，如此自動(dòng)的周而復(fù)始.這一解讀違背了

A.庫侖定律

B.歐姆定律

C.電荷守恒定律

D.能量守恒定律

以一副畫為背景，考察了學(xué)生對能量守恒定律和第一類永動(dòng)機(jī)的認(rèn)識與理解，學(xué)生學(xué)習(xí)了物理知識后，對能量應(yīng)該有正確的認(rèn)識，即在孤立的系統(tǒng)中，能量守恒的，第一類永動(dòng)機(jī)是不存在的.

2 考察學(xué)生的物理思維

科學(xué)思維是具有意識的人腦對科學(xué)事物包括科學(xué)對象、科學(xué)過程、科學(xué)現(xiàn)象、科學(xué)事實(shí)等本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律性及事物間的聯(lián)系和相互關(guān)系的間接的和概括的反映 .在中學(xué)階段，學(xué)生學(xué)習(xí)物理科學(xué)思維體現(xiàn)在物理模型的建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)解釋以及質(zhì)疑和創(chuàng)新等方面.

2.1 考察物理模型的構(gòu)建

物理模型是中學(xué)物理知識、思維方法的載體，是根據(jù)所研究問題的需要，把實(shí)際研究對象及其狀態(tài)、過程等進(jìn)行合理的抽象，是實(shí)際物體的理想化.學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中，需要通過分析和抽象，抓住事物的本質(zhì)特征和主要因素，建立物理模型.本卷中考察學(xué)生建模能力的題目主要體現(xiàn)在第8題、第20題和第22題.

例2 （第8題）質(zhì)量為30 kg的小孩坐在秋千板上，秋千板離系繩子的橫梁的距離是2.5 m.小孩的父親從最低點(diǎn)拉起1.25 m高度后由靜止釋放，小孩沿圓弧運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，他對秋千板的壓力約為

A.0 B.200 N C.600 N D.1000 N

此題考察學(xué)生將小孩模型化為質(zhì)點(diǎn)，將運(yùn)動(dòng)過程模型化為忽略空氣阻力的圓周運(yùn)動(dòng).應(yīng)用機(jī)械能守恒分析初態(tài)和末態(tài)的速度關(guān)系、用牛頓第二定律分析小孩在最低點(diǎn)的受力、聯(lián)立方程求解.

2.2 考察學(xué)生的科學(xué)推理

科學(xué)推理能力是運(yùn)用邏輯思維依據(jù)科學(xué)事實(shí)進(jìn)行推理，進(jìn)而做出解釋或得到結(jié)論的能力.具備基本的科學(xué)推理能力是進(jìn)行科學(xué)探究的必要條件.通過考察學(xué)生的科學(xué)推理能力，也能考察學(xué)生的探究能力.

例3 （第21題）（1）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，…….變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為120匝和60匝，測得的電壓分別為8.2 V和3.6V，據(jù)此可知電壓比與匝數(shù)比不相等，主要原因是________________________________________.

此題以“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)為背景，考察實(shí)際變壓器的能量損耗.學(xué)生需知道沒有任何能量損耗的變壓器，也就是理想變壓器，電壓比才與匝數(shù)比相等，而實(shí)際變壓器存在能量損耗——線圈的發(fā)熱、漏磁、鐵芯的發(fā)熱，導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比不相等.

3 考察學(xué)生的科學(xué)探究

科學(xué)探究一般是指的是科學(xué)家們用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據(jù)提出種種解釋的多種不同途徑.中學(xué)的科學(xué)探究指的是學(xué)生們用以獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進(jìn)行的各種活動(dòng)，它包含了學(xué)生開展探究活動(dòng)所需的能力和對科學(xué)探究的理解.高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出科學(xué)探究應(yīng)包含提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評估等要素.一般來說提出問題這一要素通常可以滲透在物理問題的解決過程中考察，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要素通常在實(shí)驗(yàn)題中進(jìn)行考察，而分析與論證、評估要素可以在不同的情境中予以考察.

例4 （第9題）小張?jiān)谔骄看艌鰧﹄娏髯饔玫脑囼?yàn)中，將直線導(dǎo)線換做導(dǎo)體板，如圖3所示，發(fā)現(xiàn)a、b兩點(diǎn)之間存在電壓Uab.進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1.

由表中結(jié)果可知電壓Uab

A.與電流成正比 B.與磁感應(yīng)強(qiáng)度無關(guān)

C.與電流可能成正比 D.與磁感應(yīng)強(qiáng)度可能成正比

此題以控制變量法這一方法為實(shí)驗(yàn)的背景，考察學(xué)生在對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與論證這一探究要素.

4 試題滲透STSE要素

高中物理是自然科學(xué)的基礎(chǔ)知識，它與社會的發(fā)展、科學(xué)的創(chuàng)新、技術(shù)的進(jìn)步以及環(huán)境的維護(hù)具有非常密切的關(guān)系.高中的教材編寫和日常教學(xué)都非常關(guān)注STSE教育.在高考測試中應(yīng)從命題角度引導(dǎo)物理教師和高中學(xué)生關(guān)注STSE.試題中絕大多數(shù)的背景都與STSE相關(guān)，比如第3題關(guān)注了反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年軍演這一時(shí)政背景，第7題關(guān)注一箭多星發(fā)射的先進(jìn)技術(shù)、第16題以坦克觀測孔嵌入玻璃為背景考察幾何光學(xué)問題、第19題以飼養(yǎng)員吹注射器為背景考察平拋運(yùn)動(dòng).第20題以交通運(yùn)輸中避險(xiǎn)車道為背景考察學(xué)生對勻變速運(yùn)動(dòng)的功能綜合問題.

例5 （第10題）我國某10兆瓦（1兆瓦=106 W）光伏電站，投入使用后每年可減少排放萬噸二氧化碳.已知該地區(qū)每年正常發(fā)電的時(shí)間約為1200 h，則該電站年發(fā)電量約為

A.1.2×106 kW·h B.1.2×107 kW·h

C.1.2×109 kW·h D.1.2×1010 kW·h

此題中以光伏發(fā)電為背景，考察了功和功率的簡單計(jì)算.題干中“投入使用后每年可減少排放萬噸二氧化碳”雖對求解問題不構(gòu)成影響，但對考生而言在審題過程中，了解了光伏發(fā)電與環(huán)境保護(hù)、二氧化碳與環(huán)境之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生對環(huán)境問題的關(guān)注.

物理的學(xué)考與高考在考察學(xué)生的科學(xué)知識的同時(shí)，還需要關(guān)注學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，關(guān)注學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)研究方法，也要讓學(xué)生了解科學(xué)責(zé)任與態(tài)度.浙江省的高考題較好的體現(xiàn)了這一點(diǎn)，也對我們今后的物理教學(xué)提供了很好的啟示.