高考物理改革，我們怎么學(xué)？

孟衛(wèi)東 何龍

（清華大學(xué)附屬中學(xué)，北京 100084）

高考物理改革，我們怎么學(xué)？

孟衛(wèi)東 何龍

（清華大學(xué)附屬中學(xué)，北京 100084）

2017年高考物理學(xué)科考試大綱的變化，得到各方回應(yīng)。本文分析高考物理學(xué)科的修訂內(nèi)容，提出中學(xué)物理教學(xué)應(yīng)該在提升學(xué)生的物理學(xué)科能力、培養(yǎng)綜合創(chuàng)新能力、重視新增模塊內(nèi)容的綜合應(yīng)用方面下功夫，以實現(xiàn)高考的立德樹人理念。

高考改革；高考物理；考試與教學(xué)；物理教學(xué)

1 高考改革的背景

到目前為止，高考制度始終是我國最重要的教育制度和人才篩選機制。高考的呈現(xiàn)形式、考查內(nèi)容關(guān)系到社會民生的方方面面，是社會公平的重要表現(xiàn)方式。隨著社會結(jié)構(gòu)、國家需求以及科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，高考體制勢必緊隨形勢不斷演化，墨守成規(guī)不可取，高考改革勢在必行。

2014年9月，國務(wù)院頒布的《關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見》作為考試招生制度改革的綱領(lǐng)性文件，指出高考考試內(nèi)容改革要“依據(jù)高校人才選拔要求和國家課程標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)設(shè)計命題內(nèi)容，增強基礎(chǔ)性、綜合性，著重考查學(xué)生獨立思考和運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力”[1]。

2016年10月，教育部考試中心主任姜鋼提出，要更加注重高考系統(tǒng)的頂層設(shè)計、統(tǒng)籌謀劃，突出考試內(nèi)容的整體設(shè)計和科學(xué)構(gòu)建，形成“一體四層四翼”的高考評價體系?！耙惑w”即指高考評價體系，其核心立場在于“立德樹人、服務(wù)選拔、導(dǎo)向教學(xué)”，明確回答了高考“為什么考”的問題；“四層”是指“必備知識、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價值”四層考查目標(biāo)，它回答了高考“考什么”的問題；而“四翼”是對高考“怎么考”的回答，即試題考查要體現(xiàn)“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”四個方面要求[2]。

對“一體四層四翼”高考評價體系構(gòu)建的逐步實施，是未來高考改革的系統(tǒng)工程，不僅明確了高考的考試功能和考查理念，也為高考考試內(nèi)容改革提供了堅實的理論支撐，使高考能夠更好地服務(wù)立德樹人的根本要求，更好地實現(xiàn)提高教育質(zhì)量和人才強國的戰(zhàn)略部署。

2 高考物理學(xué)科的改革內(nèi)容

2016年10月，2017年普通高考考試大綱發(fā)布。本次大綱修訂的基本原則，一是堅持整體穩(wěn)定，推進改革創(chuàng)新。處理好繼承與發(fā)展、穩(wěn)定與創(chuàng)新的關(guān)系，在保證考試大綱總體框架不變的前提下，進一步鞏固考試內(nèi)容改革成果，確保高考內(nèi)容改革的順利推進。二是優(yōu)化考試內(nèi)容，著力提高質(zhì)量?？茖W(xué)設(shè)計考試內(nèi)容，增強基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性，適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展對多樣化高素質(zhì)人才的需要。三是做好與新課程標(biāo)準(zhǔn)理念的銜接，在高考考核目標(biāo)中適當(dāng)體現(xiàn)核心素養(yǎng)的要求，梳理“必備知識、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價值”的層次與關(guān)系，體現(xiàn)素養(yǎng)導(dǎo)向[3]。

在上述基本原則下，物理學(xué)科考試大綱的修訂主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

2.1 進一步細(xì)化對“五種能力”的考查要求

高考考試大綱在物理學(xué)科中明確提出理解能力、推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力和實驗?zāi)芰ξ宸N能力考核要求。

所謂能力是人在完成某一目標(biāo)所表現(xiàn)出的綜合特征。物理學(xué)科能力是學(xué)生在長時間物理學(xué)習(xí)的實踐過程中培養(yǎng)形成的，通過考核對學(xué)生物理學(xué)科能力進行檢驗就應(yīng)當(dāng)符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的規(guī)律，是物理學(xué)科教育與學(xué)生學(xué)習(xí)實踐能力的綜合體現(xiàn)。由此，學(xué)生擁有的物理學(xué)科能力應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)物理的學(xué)科特征，涵蓋物理學(xué)科研究問題的方法、手段。高考作為紙筆測試是通過考生對問題或情景的分析反饋檢驗其特定方向的能力層次。高考物理提出的五種能力要求就是基于這樣的認(rèn)識，在長期實踐過程中歸納總結(jié)出來的。

上述五種能力在具體的紙筆測試中不可能針對某一能力單獨設(shè)計試題，五種能力間總有千絲萬縷的關(guān)聯(lián)。根據(jù)能力要求的層進關(guān)系，可以將上述核心能力分成兩個層次，即基礎(chǔ)能力層次和高階能力層次，前者是解題的基礎(chǔ)，包括理解能力、推理能力；后者包括分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力以及實驗?zāi)芰?，這三種能力的考核多出現(xiàn)在大型計算題或?qū)嶒炋骄啃皖}目中，解答此類題目勢必要建立在考生對題目理解能力及對已知條件的推理能力之上，故稱為高階能力層次。

對于基礎(chǔ)能力層次來說，理解能力包含意義的理解及簡單應(yīng)用兩方面，是指理解物理概念、物理規(guī)律的確切含義，理解物理規(guī)律的適用條件以及它們在簡單情況下的應(yīng)用；能夠清楚地認(rèn)識概念和規(guī)律的表達(dá)形式（包括文字表述和數(shù)學(xué)表達(dá)）；能夠鑒別關(guān)于概念和規(guī)律的似是而非的說法；理解相關(guān)知識的區(qū)別和聯(lián)系。推理能力是指演繹、歸納、類比能力，要求能夠根據(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，得出正確的結(jié)論或作出正確的判斷，并能把推理過程正確地表達(dá)出來[4]。

在高階能力層次中，分析綜合能力是指對研究對象、物理過程、學(xué)科知識等的綜合分析能力，要求能夠獨立地對所遇到的問題進行具體分析、研究，弄清其中的物理狀態(tài)、物理過程和物理情境，找出起重要作用的因素及有關(guān)條件；能夠把一個復(fù)雜問題分解為若干較簡單的問題，找出它們之間的聯(lián)系；能夠提出解決問題的方法，運用物理知識綜合解決所遇到的問題。應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力包括估算能力、將復(fù)雜物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的能力、利用數(shù)學(xué)圖像的能力以及數(shù)學(xué)建模能力，要求考生能夠根據(jù)具體問題列出物理量之間的關(guān)系式，進行數(shù)據(jù)分析、推導(dǎo)和求解，并根據(jù)結(jié)果得出物理結(jié)論；能運用幾何圖形、函數(shù)圖像進行表達(dá)、分析，最終得到相關(guān)物理規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。實驗?zāi)芰ΠA(chǔ)實驗?zāi)芰蛯嶒炋骄磕芰Γ改塥毩⒌赝瓿煽荚嚧缶V中所列實驗，能明確實驗?zāi)康模芾斫鈱嶒炘砗头椒?，能控制實驗條件，會使用儀器，會觀察、分析實驗現(xiàn)象，會記錄、處理實驗數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論；需要考生能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并制訂解決方案；能運用已學(xué)過的物理理論、實驗方法和實驗儀器處理問題，包括簡單的設(shè)計性實驗[4]。

通過對以上高考物理學(xué)科能力考核的分析闡釋，未來高考在試題設(shè)計上勢必會出現(xiàn)以下特征：①注重物理情景與生活實際的聯(lián)系，考查考生綜合應(yīng)用物理知識解決問題的能力；②通過圖像、圖表、新技術(shù)等新式情景描述，拓寬考查途徑，突出創(chuàng)新意識培養(yǎng)；③加強多層次實驗?zāi)芰疾?，在基礎(chǔ)實驗?zāi)芰己酥?，突出實驗探究能力和實驗設(shè)計能力的考查[5]。

這就需要一線教師在日常教學(xué)和高三備考過程中有的放矢，合理安排課程進度，注重學(xué)生物理學(xué)科能力的培養(yǎng)。

2.2 優(yōu)化考試內(nèi)容

原高考物理考試大綱規(guī)定的4個選考模塊分別為選修2-2、3-3、3-4和3-5。修訂后的2017年考試大綱選考模塊刪去選修2-2的內(nèi)容，將選修3-5的內(nèi)容列為必考，其余選修3-3、選修3-4兩個選考模塊的內(nèi)容和范圍都不變，考生從中任選一個模塊作答[6]。

物理考核內(nèi)容的增刪調(diào)整，最突出的就是將原選修模塊3-5作為必考內(nèi)容。物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)相互作用和運動規(guī)律的自然科學(xué)，模塊3-5主要包括碰撞與動量守恒、原子結(jié)構(gòu)、原子核、波粒二象性四部分內(nèi)容。這四部分內(nèi)容主要涉及物理學(xué)中的相互作用觀和物質(zhì)觀，因此重視模塊3-5的考查是一種必然結(jié)果。動量守恒定律是經(jīng)典物理學(xué)中的三大守恒定律之一，增加考查碰撞和動量守恒的知識，確保了經(jīng)典力學(xué)體系的完整，對學(xué)生在大學(xué)階段學(xué)習(xí)自然科學(xué)非常有益。波粒二象性、原子結(jié)構(gòu)、原子核三部分內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)，了解近代物理學(xué)的基本知識，對提升公民的科學(xué)素養(yǎng)非常重要。從培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的角度出發(fā)，其改革立意顯然是圍繞著“立德樹人”四字核心開展。

3 中學(xué)物理教學(xué)如何面對改革帶來的影響？

面對高考物理學(xué)科的內(nèi)容改革，中學(xué)物理教學(xué)應(yīng)作出積極的響應(yīng)，并相應(yīng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

表1 模塊3-5內(nèi)容與其他模塊的關(guān)聯(lián)[7-8]

3.1 提升學(xué)生的物理學(xué)科能力

此次考試大綱修訂后對能力考核內(nèi)容的細(xì)化，需要我們意識到未來高考重心向能力考查的轉(zhuǎn)移。物理是探索自然界各種規(guī)律的科學(xué)，認(rèn)識物質(zhì)世界的過程，是從最初的現(xiàn)象觀察、數(shù)據(jù)收集開始，終于事物物理本質(zhì)規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系的正確描述，其核心即為由現(xiàn)象到本質(zhì)的思維加工過程，這是物理學(xué)科在考試大綱中要求的五種能力的集中體現(xiàn)。

能力的培養(yǎng)并非一朝一夕可以完成，這就要求教師在日常教學(xué)中幫助學(xué)生厘清物理概念、規(guī)律的內(nèi)涵，掌握物理概念、規(guī)律的描述方式，提高“理解能力”。例如，教師在教學(xué)中可以將模塊3-5與其他模塊的聯(lián)系（見表1）傳授給學(xué)生；重視定性與定量的分析、歸納、總結(jié)，加強根據(jù)已知條件對物理問題進行邏輯推理的論證練習(xí)，培養(yǎng)“推理能力”；提高“分析綜合能力”，讓學(xué)生能夠正確判斷各種條件，分析清楚物理情景，綜合運用各種物理知識、規(guī)律解決問題，得出正確的結(jié)論或作出正確的判斷；通過適當(dāng)練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生“應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力”，能夠運用數(shù)學(xué)工具分析、歸納出物理規(guī)律；要突出“實驗探究能力”的培養(yǎng)，它是高中物理課程改革的重點和難點，要求注重日常的物理實驗教學(xué)，讓學(xué)生不僅知道如何操作實驗，還能理解如何設(shè)計實驗。

3.2 培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力

這里的創(chuàng)新能力可以說是高階能力層次的綜合體現(xiàn)，對于物理學(xué)科而言，創(chuàng)設(shè)真實合理的物理情景，讓學(xué)生通過對已學(xué)知識的靈活運用解決實際問題，就是對學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的考查。模塊3-5作為必考知識點，可以使物理情景的選材更加豐富、真實，這一優(yōu)勢可以從近兩年北京理科綜合試卷物理試題中略窺一二。以2016年高考理科綜合北京卷第24題為例。

例（2016年高考理科綜合北京卷第24題）

（1）動量定理可以表示為Δp=FΔt，其中動量p和力F都是矢量。在運用動量定理處理二維問題時，可以在相互垂直的x、y兩個方向上分別研究。例如，質(zhì)量為m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后彈出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v，如圖1所示。碰撞過程中忽略小球所受重力。

圖1

a.分別求出碰撞前后x、y方向小球的動量變化Δpx、Δpy；

b.分析說明小球?qū)δ景宓淖饔昧Φ姆较颉?/p>

（2）激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的動量沿光傳播方向運動。激光照射到物體上，在發(fā)生反射、折射和吸收現(xiàn)象的同時，也會對物體產(chǎn)生作用。光鑷效應(yīng)就是一個實例，激光束可以像鑷子一樣抓住細(xì)胞等微小顆粒。

一束激光經(jīng)S點后被分成若干細(xì)光束，若不考慮光的反射和吸收，其中光束①和②穿過介質(zhì)小球的光路如圖2所示。圖中O點是介質(zhì)小球的球心，入射時光束①和②與SO的夾角均為θ，出射時光束均與SO平行。請在下面兩種情況下，分析說明兩光束因折射對小球產(chǎn)生的合力的方向。

圖2

a.光束①和②強度相同；

b.光束①比②的強度大。

題目以“光鑷效應(yīng)”為命題背景，從側(cè)面考查學(xué)生對光的粒子性的理解。不過剝?nèi)ス庾由矸莸奶厥庑裕覀円琅f可以把它當(dāng)成一道動量定理的綜合應(yīng)用型題目，這樣學(xué)生就可以通過已有的知識體系理解物理在科學(xué)研究及技術(shù)應(yīng)用上的新發(fā)展。題目不僅體現(xiàn)了物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，同時體現(xiàn)對學(xué)生科學(xué)探究能力的考查。高考試題內(nèi)容和形式的創(chuàng)新，可以引導(dǎo)中學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和創(chuàng)新意識。

3.3 重視模塊3-5內(nèi)容的綜合應(yīng)用

動量知識與牛頓力學(xué)和能量理論有著千絲萬縷的聯(lián)系，加入動量相關(guān)規(guī)律的學(xué)習(xí)有利于幫助中學(xué)生構(gòu)建相對完整的經(jīng)典力學(xué)世界觀，也為學(xué)生未來接受高等物理教育做好鋪墊。但是現(xiàn)代物理學(xué)的內(nèi)容在中學(xué)教學(xué)中并不涉及邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撝R學(xué)習(xí)，更多的是對現(xiàn)代物理、微觀物理在廣度上的簡單介紹?？煽紤]將動量模塊的教學(xué)放在必修二能量章節(jié)之后，讓學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)高中物理的“三把斧頭”：牛頓運動力學(xué)模塊、能量模塊、動量模塊。對于近代物理知識的學(xué)習(xí)，考慮到其內(nèi)容的相對獨立性，可以按照教材的編排順序講授即可。

利用動量理論可以研究的對象十分廣泛，從宏觀物體到微觀粒子都可涉及，特別是動量守恒定律多用于處理相互作用系統(tǒng)問題，系統(tǒng)的復(fù)雜度決定了解題過程對多種物理規(guī)律的綜合應(yīng)用。在高考試題中可能會出現(xiàn)在力學(xué)或電學(xué)背景下考查牛頓力學(xué)、能量和動量知識的綜合題目，甚至?xí)雸D像分析和多體、多過程問題，多體是指研究系統(tǒng)中研究對象在兩個或兩個以上，多過程是指研究對象的運動過程并非單一的勻加速直線運動、勻速圓周運動等形式，而是多種運動形式的拼合或疊加。解決這種知識融合型題目正是學(xué)生物理核心素養(yǎng)的集中體現(xiàn)，是未來高考考核內(nèi)容的重中之重。對于此類題目的解決方案，遠(yuǎn)不是以往題海戰(zhàn)術(shù)這種簡單粗暴的復(fù)習(xí)形式能夠勝任，考生要在日常學(xué)習(xí)、解題過程中注重物理模型的提煉，體會物理學(xué)解決問題的方式方法，相信通過時間的積累能夠有效提高對物理學(xué)科知識方法的把控能力。

對于近代物理相關(guān)知識，涉及的知識點大致包括光電效應(yīng)、波粒二象性、原子結(jié)構(gòu)和原子核等，知識點較為零散?？忌谶M行這一模塊的學(xué)習(xí)時，要抓住教材對相關(guān)物理現(xiàn)象、規(guī)律的解釋，注重基礎(chǔ)知識的總結(jié)復(fù)習(xí)，按時間鏈條或知識鏈條把涉及的考點串成知識樹，會有效提高這一板塊的學(xué)習(xí)效率。

4 結(jié)語

2017年高考考試大綱的修訂是在廣泛調(diào)研和聽取包括高考命題專家、課程標(biāo)準(zhǔn)修訂專家、教育測量專家、中學(xué)教學(xué)研究人員以及教育行政管理部門意見基礎(chǔ)上形成的，調(diào)整和新修訂考試內(nèi)容的主要變化是“在強調(diào)共同基礎(chǔ)的前提下，合理設(shè)置必考內(nèi)容與選考內(nèi)容，滿足高校人才選拔要求，契合課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂方向”。更為重要的是，2017年高考考試大綱強化的理念就是“立德樹人”，這也是2017年高考考試大綱一個十分重要的取向與特征。對于物理學(xué)科而言，2017年考試大綱進一步細(xì)化對五種能力的考查要求，優(yōu)化考試內(nèi)容，其核心目的依然是要完成高考所承載的“堅持立德樹人、加強社會主義核心價值體系教育”和“增強學(xué)生社會責(zé)任感”的育人功能和政治使命。

十年樹木，百年樹人。教育以育人為本，此次考試大綱的修訂將有力地推進中國的基礎(chǔ)教育改革。

[1]國務(wù)院.關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見[EB/OL].（2014-09-04）[2016-11-11].http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/ htmlfiles/moe/moe_1778/201409/174543.html.

[2]姜鋼.探索構(gòu)建高考評價體系,全方位推進高考內(nèi)容改革[N].中國教育報,2016-10-11（3）.

[3]教育部.穩(wěn)中求進,優(yōu)化內(nèi)容,提高質(zhì)量,凸顯導(dǎo)向——教育部考試中心負(fù)責(zé)人就2017年高考考試大綱修訂答記者問[EB/OL].（2016-10-14）[2016-11-22].http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/ s271/201610/t20161014_284870.html.

[4]教育部考試中心.普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱[M].北京:高等教育出版社,2016.

[5]代前華.高中物理教學(xué)改革的嘗試與思考[J].教育教學(xué)論壇, 2014（21）:135-135.

[6]教育部.教育部考試中心修訂2017年普通高考考試大綱[EB/ OL].（2016-10-14）[2016-11-22].http://www.moe.gov.cn/ jyb_xwfb/s5147/201610/t20161011_284284.html.

[7]李正良.高考物理復(fù)習(xí)教學(xué)策略研究[J].中學(xué)生數(shù)理化（學(xué)研版）,2014（9）.

[8]許強斌.由2011年江蘇物理高考談選修3-5的復(fù)習(xí)[J].物理教學(xué)探討,2011（9）:78-79.

Along with Reform of the College Entrance Examination of Physics,How Do We Learn?

MENG Weidong,HE Long
（The High School Attached to Tsinghua University,Beijing 100084,China）

The 2017 College Entrance Examination syllabus of physics is well

.In light of analysis of amendments to the syllabus,the paper proposes that special efforts should be made to improve high school students’physical ability in general and their integrative and innovative ability in particular.The paper also suggests that attention should be paid to integrated application of the new modules in the syllabus.It is hoped that, all the efforts will contribute to the establishment of high moral values for the future generation.

College Entrance Examination Reform;College Entrance Examination of Physics;Assessment and Instruction;Physics Teaching

G405

A

1005-8427（2017）01-0043-5

10.19360/j.cnki.11-3303/g4.2017.01.008

（責(zé)任編輯：陳睿）

孟衛(wèi)東（1957—），男，清華大學(xué)附屬中學(xué)副校長，特級教師；何 龍（1985—），男，清華大學(xué)附屬中學(xué)永豐學(xué)校教科室主任，高級教師。