物理學(xué)科能力表現(xiàn)視域下高考試卷的比較分析
——以2018年高考全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ和江蘇卷為例

姜楠 袁海泉

(蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 江蘇 蘇州 215006)

高考試題的研究一直是基礎(chǔ)教育研究的熱點(diǎn)，而高考物理試卷作為理科試卷的重要組成部分，每年的研究層出不窮.現(xiàn)有關(guān)于高考物理試卷的研究主要分為：試題賞析類、問(wèn)題爭(zhēng)鳴類、復(fù)習(xí)建議類、反思教學(xué)類、命題分析類、對(duì)比分析類等[1].可見(jiàn)，目前對(duì)高考物理試卷研究多傾向于知識(shí)點(diǎn)的研究.而在新課改的背景下，高考物理試題不僅僅要以知識(shí)立意為導(dǎo)向，還應(yīng)以能力立意為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生物理學(xué)科能力的考查.本文基于物理學(xué)科能力表現(xiàn)框架，選取了具有代表性的2018年高考全國(guó)物理卷Ⅰ和2018高考江蘇物理卷，嘗試對(duì)兩份試卷考查的物理學(xué)科能力進(jìn)行比較分析，以期為探索基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)提供參考和依據(jù).

1 物理學(xué)科能力表現(xiàn)的整體架構(gòu)

物理學(xué)科能力是指學(xué)生順利進(jìn)行物理學(xué)科的認(rèn)識(shí)活動(dòng)和問(wèn)題解決活動(dòng)所必需的、穩(wěn)定的心理調(diào)節(jié)機(jī)制.其內(nèi)涵是系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的物理學(xué)科知識(shí)技能及核心活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)圖式(穩(wěn)定的學(xué)科經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu))對(duì)學(xué)習(xí)行為的定向調(diào)節(jié)和執(zhí)行調(diào)節(jié).從物理學(xué)科核心素養(yǎng)的角度來(lái)說(shuō)，物理學(xué)科能力是學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、探究能力和創(chuàng)新精神的統(tǒng)一體[2].

郭玉英老師系統(tǒng)梳理了國(guó)內(nèi)外關(guān)于物理學(xué)科能力表現(xiàn)的相關(guān)研究，并結(jié)合物理學(xué)科特色，提出了物理學(xué)科能力表現(xiàn)的理論框架，如圖1所示.

圖1 物理學(xué)科能力表現(xiàn)的理論框架

首先，物理學(xué)科能力表現(xiàn)框架由3個(gè)能力維度構(gòu)成，即學(xué)習(xí)理解能力、應(yīng)用實(shí)踐能力、遷移創(chuàng)新能力.每個(gè)維度下又劃分為3個(gè)一級(jí)指標(biāo)，因此共有9個(gè)一級(jí)指標(biāo)[2].隨后，郭玉英老師團(tuán)隊(duì)采用書簽法結(jié)合項(xiàng)目反應(yīng)理論擬合出的實(shí)測(cè)指標(biāo)和專家的經(jīng)驗(yàn)判斷，將物理學(xué)科能力的表現(xiàn)水平分成了7個(gè)層級(jí).這7個(gè)水平層次初步描述了學(xué)生物理學(xué)能力發(fā)展的進(jìn)階脈絡(luò)，如表1所示.

表1 物理學(xué)科能力表現(xiàn)的水平劃分

2 基于物理學(xué)科能力表現(xiàn)框架之高考試卷的比較分析

2018年高考新課標(biāo)Ⅰ理科綜合試卷在全國(guó)共有10個(gè)省份的考生使用，具有廣泛的代表性.而江蘇省作為教育強(qiáng)省，髙考命題工作在歷經(jīng)探索與發(fā)展后，命題質(zhì)量和水平顯著提升， 試卷強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新和知識(shí)遷移，形成獨(dú)特的蘇派風(fēng)格，在全國(guó)范圍內(nèi)都具有風(fēng)向標(biāo)的作用[1].因此，筆者在這里以2018年高考物理全國(guó)卷Ⅰ和江蘇卷為例，分析比較二者在考查能力維度、能力表現(xiàn)水平兩個(gè)方面的異同.

2.1 試題分析實(shí)例

根據(jù)上述物理學(xué)科能力表現(xiàn)的理論框架，以兩份試卷中具有代表性的題目為例，說(shuō)明對(duì)物理學(xué)科能力表現(xiàn)維度和表現(xiàn)水平劃分的方法.

圖2 例1題圖

(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；

2.1.1 厘清題意 明確已知條件和求解問(wèn)題

這是一道電磁場(chǎng)綜合類題目.依據(jù)題意可知：能量相等的氕核和氘核在電場(chǎng)力的作用下，做類平拋運(yùn)動(dòng)并以某一入射角度進(jìn)入磁場(chǎng)，之后在洛倫茲力的作用下做圓周運(yùn)動(dòng).由于磁場(chǎng)的有界性，二者將在偏轉(zhuǎn)一定角度后從磁場(chǎng)飛出，求解兩種粒子在進(jìn)入磁場(chǎng)和飛出磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)及磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.題目中已知兩種粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)的豎直位移和氕核進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的角度信息和出射時(shí)的位置信息，以及帶電荷量、質(zhì)量等一些基本信息.

2.1.2 剖析題目 關(guān)注考查的能力維度

以(2)為例，求解磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.涉及了氕核在電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)以及在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)兩段過(guò)程，需要根據(jù)氕核進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的角度和出射時(shí)的位置確定粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，進(jìn)而利用洛倫茲力充當(dāng)向心力求出磁感應(yīng)強(qiáng)度.這是一個(gè)多過(guò)程的情境，考察的是學(xué)生應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的相關(guān)規(guī)律，解決復(fù)雜情境中問(wèn)題的能力，因此應(yīng)歸為應(yīng)用實(shí)踐中的綜合應(yīng)用(B3)維度.

2.1.3 慎重劃定 確定考查的能力水平

為了盡量提高統(tǒng)計(jì)的可靠性，降低主觀因素的影響，本次統(tǒng)計(jì)采用兩組獨(dú)立評(píng)判的方法，對(duì)于評(píng)判結(jié)果存在不一致的題目，請(qǐng)學(xué)科專家進(jìn)行判定.本題在對(duì)(2)的求解中,需要學(xué)生具備將平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)重要物理模型遷移至新的情境中解決綜合性問(wèn)題的能力水平，因此應(yīng)歸為水平6.

2.2 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

需要說(shuō)明的是，在試題選擇范圍上本次分析針對(duì)兩份試卷中的必考題部分進(jìn)行；對(duì)于一道題目有多個(gè)小題的情況，進(jìn)行逐題分析；對(duì)于能力表現(xiàn)水平以題目所需的最高水平為準(zhǔn).下文分別列出了針對(duì)高考全國(guó)卷和高考江蘇卷的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，詳見(jiàn)表2和表3.

表2 2018年高考全國(guó)物理卷統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

表3 2018年高考江蘇物理卷統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

2.3 統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析

由于全國(guó)卷中必做題共計(jì)18題，而江蘇卷必做題共計(jì)25題，因此在這里以各自試卷中試題考查的能力維度和能力表現(xiàn)水平占題目總數(shù)的百分比進(jìn)行比較分析.圖3為兩份試卷中考查能力維度對(duì)比.

圖3 試卷考查能力維度對(duì)比

圖4為二者考查能力表現(xiàn)水平對(duì)比.

圖4 試卷考查能力表現(xiàn)水平對(duì)比

3 結(jié)論與思考

3.1 試卷考查的能力維度結(jié)論

(1)對(duì)學(xué)習(xí)理解能力考查不足

在學(xué)習(xí)理解維度上，兩份試卷都只有3次考查，考查頻率較低.從一級(jí)指標(biāo)來(lái)看，觀察記憶(A1)考查2次，概括論證(A2)考查1次，而關(guān)聯(lián)整合(A3)均未有考察，兩份試卷一致.可見(jiàn)，兩份高考試卷對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)理解能力的關(guān)注不足，特別是關(guān)聯(lián)整合能力，均未見(jiàn)考察.究其原因，可能是因?yàn)殛P(guān)聯(lián)整合強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生基于對(duì)于概念間關(guān)系的認(rèn)識(shí)構(gòu)建學(xué)科的知識(shí)體系，而在實(shí)際考題中難以呈現(xiàn).因此，教師在教學(xué)中對(duì)這一能力的訓(xùn)練普遍不足，這也可以解釋為什么學(xué)生的知識(shí)呈現(xiàn)碎片化、零散化，缺乏系統(tǒng)性的原因.而在新課改的背景下，物理學(xué)科強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，物理教學(xué)應(yīng)促進(jìn)學(xué)生物理大概念的形成，因此筆者認(rèn)為高考試卷作為教師教學(xué)和學(xué)生備考的指揮棒，應(yīng)注重探索考查學(xué)生關(guān)聯(lián)整合能力的命題方向.

(2)注重應(yīng)用實(shí)踐能力的考查

在應(yīng)用實(shí)踐維度上，全國(guó)卷共有14次考查，占試題總數(shù)的77.8%；而江蘇卷有20次考查，占試題總數(shù)的80%.可見(jiàn)，兩份試卷都非常注重對(duì)學(xué)生應(yīng)用實(shí)踐能力的考查.從一級(jí)指標(biāo)來(lái)看，除在分析解釋(B1)指標(biāo)中全國(guó)卷高于江蘇卷外，在推論預(yù)測(cè)(B2)和綜合應(yīng)用(B3)指標(biāo)中全國(guó)卷均低于江蘇卷.可見(jiàn)即使都注重應(yīng)用實(shí)踐能力，但兩套試卷也各有側(cè)重，江蘇卷更注重對(duì)學(xué)生深層次應(yīng)用實(shí)踐能力的考查.

(3)初步探索遷移創(chuàng)新能力的考查

在遷移創(chuàng)新維度上，兩份試卷都進(jìn)行了初步探索，其中全國(guó)卷有一題考查了遷移與質(zhì)疑(C2)，江蘇卷有2題，分別考查了遷移與質(zhì)疑(C2)、建構(gòu)新模型(C3).可見(jiàn)，江蘇卷在經(jīng)歷自主命題的探索中，更加關(guān)注學(xué)生的遷移創(chuàng)新能力的發(fā)展，命題方向更加契合當(dāng)下新課改的時(shí)代背景.

3.2 試卷考查的能力表現(xiàn)水平結(jié)論

(1)試卷考查的能力水平契合學(xué)生現(xiàn)有發(fā)展水平

高考試卷的考察對(duì)象是高三年級(jí)的學(xué)生，筆者查閱了郭玉英老師基于大樣本的物理學(xué)科能力表現(xiàn)水平調(diào)查結(jié)果，表明高三年級(jí)學(xué)生物理能力水平總體來(lái)說(shuō)處于水平4和水平5之間.對(duì)于全國(guó)卷和江蘇卷，處于水平4和水平5的題目總比例分別占到50%和52%.也就是說(shuō)對(duì)于這部分題目，總的來(lái)說(shuō)學(xué)生們現(xiàn)有的能力水平是可以勝任的.

(2)江蘇卷對(duì)于學(xué)生物理學(xué)科能力表現(xiàn)的要求更高

在全國(guó)卷中，能力表現(xiàn)水平占比最多的是水平4，占比達(dá)27.78%.而在江蘇卷中，占比最多的是水平5，占比達(dá)28.00%，并且水平6、水平7的題目所占比例江蘇卷均高于全國(guó)卷，可見(jiàn)江蘇卷對(duì)于學(xué)生物理學(xué)科能力提出了更高要求.這也就能解釋為什么師生普遍認(rèn)為高考江蘇卷比全國(guó)卷更難的原因.