核心素養(yǎng)視角下的物理高考題

卜聲慧 周麗萍

摘 要：文章選取2020年全國(guó)II卷理科綜合能力測(cè)試中物理學(xué)科的電磁學(xué)類部分真題進(jìn)行深入分析，剖析真題考查核心素養(yǎng)在學(xué)科中的具體表現(xiàn)，以此在實(shí)際教學(xué)中予以更多的關(guān)注，這樣既可以幫助學(xué)生更快更好地適應(yīng)新的高考選拔標(biāo)準(zhǔn)，也利于促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，最大化發(fā)揮高考的育人導(dǎo)向功能。

關(guān)鍵詞：學(xué)科核心素養(yǎng);2020高考題;綜合能力

新高考的招生標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)生了改變，它是一項(xiàng)綜合的設(shè)計(jì)，包含學(xué)業(yè)水平考試、綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)和統(tǒng)一考高成績(jī)?cè)趦?nèi)的一種新標(biāo)準(zhǔn)。這種改革措施打破了過(guò)去高考只見(jiàn)分不見(jiàn)人的弊端，體現(xiàn)出為人的發(fā)展服務(wù)的理念。高考是教學(xué)的指揮棒，各中小學(xué)應(yīng)對(duì)此種考查趨勢(shì)做出相應(yīng)的教學(xué)改革，以適應(yīng)新的選拔標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)揮高考的育人導(dǎo)向功能。本文以2020年全國(guó)高考II卷物理科目中的電磁學(xué)有關(guān)試題為例，從核心素養(yǎng)角度出發(fā)，剖析物理學(xué)科的高考真題，再研究包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等四個(gè)維度在試題中的具體呈現(xiàn)，以此提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

一、辨明觀念夯基礎(chǔ)

例1：管道高頻焊機(jī)可以對(duì)由鋼板卷成的圓管的接縫實(shí)施焊接。焊機(jī)的原理如圖所示，圓管通過(guò)一個(gè)接有高頻交流電源的線圈，線圈所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)使圓管中產(chǎn)生交變電流，電流產(chǎn)生的熱量使接縫處的材料熔化將其焊接。焊接過(guò)程中所利用的電磁學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者為（ ?）

A. 庫(kù)侖 B. 霍爾 C. 洛倫茲 D. 法拉第

分析：從題干內(nèi)容可以看出，本題最基礎(chǔ)的意義是在于如何將創(chuàng)設(shè)管道高頻焊機(jī)與實(shí)際使用的高頻焊接技術(shù)聯(lián)系起來(lái)，以及對(duì)電磁感應(yīng)定律重點(diǎn)內(nèi)容的理解和運(yùn)用，體現(xiàn)對(duì)物理觀念核心素養(yǎng)的要求。

在解題時(shí)，學(xué)生需要具備分析、處理信息的素養(yǎng)，從題目中獲取“交變電流”“交變磁場(chǎng)”“電流產(chǎn)生的熱量”等關(guān)鍵信息，抓住交變磁場(chǎng)產(chǎn)生交變電流這一試題內(nèi)核，在理解電磁感應(yīng)定律的基礎(chǔ)上與之建立聯(lián)系。

在試卷中體現(xiàn)對(duì)物理觀念的評(píng)價(jià)的試題比比皆是，例如，第19題創(chuàng)設(shè)特高壓輸電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用損耗為情境，考查學(xué)生對(duì)電能輸送過(guò)程中的功率、輸電導(dǎo)線損失電壓、電功率等關(guān)系的理解;第20題考查學(xué)生在題目設(shè)置條件下，電場(chǎng)中4個(gè)不同方位點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)分布情況，其實(shí)就是巧妙考查學(xué)生對(duì)于電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)的分布規(guī)律的理解。

這些對(duì)物理觀念的考查，都潛移默化引導(dǎo)學(xué)生，“從生活走向物理，從物理走向生活”，不要讓學(xué)習(xí)僅停留在課本上，要靈活運(yùn)用物理知識(shí)解釋物理現(xiàn)象，習(xí)慣從物理學(xué)視角解釋問(wèn)題，從而對(duì)學(xué)生的物理觀念產(chǎn)生正面影響，為后續(xù)學(xué)習(xí)工作奠定良好的基礎(chǔ)。

二、科學(xué)思維利發(fā)展

例2：CT掃描是計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)的簡(jiǎn)稱，CT掃描機(jī)可用于對(duì)多種病情的探測(cè)。圖（a）是某種CT機(jī)主要部分的剖面圖，其中X射線產(chǎn)生部分的示意圖如圖（b）所示。圖（b）中M、N之間有一電子束的加速電場(chǎng)，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng);經(jīng)調(diào)節(jié)后電子束從靜止開(kāi)始沿帶箭頭的實(shí)線所示的方向前進(jìn)，打到靶上，產(chǎn)生X射線（如圖中帶箭頭的虛線所示）;將電子束打到靶上的點(diǎn)記為P點(diǎn)。則（ ?）

A. M處的電勢(shì)高于N處的電勢(shì)

B. 增大M、N之間的加速電壓可使P點(diǎn)左移

C. 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向外

D. 增大偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可使P點(diǎn)左移

分析：本題考查的重點(diǎn)是帶電粒子的知識(shí)，包括其在電場(chǎng)中和在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等，需要學(xué)生在構(gòu)建物理模型基礎(chǔ)上運(yùn)用科學(xué)方法進(jìn)行推理論證，從物理學(xué)視角對(duì)事物規(guī)律進(jìn)行認(rèn)識(shí)、理解、解釋和運(yùn)用。

題目以醫(yī)院中常用設(shè)備——CT掃描機(jī)的工作原理為依托創(chuàng)設(shè)情境，本題在給出CT機(jī)剖面圖的基礎(chǔ)上添加X(jué)射線示意圖，降低了學(xué)生進(jìn)行模型建構(gòu)的難度，同時(shí)仍能體現(xiàn)題目對(duì)建模的要求。即需要學(xué)生理解題干情境后，建構(gòu)起帶電粒子經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)改變運(yùn)動(dòng)速度，通過(guò)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)改變運(yùn)動(dòng)方向，最后打在固定靶點(diǎn)上的物理模型。學(xué)生代入情境分析，要進(jìn)行根據(jù)粒子經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)判斷M、N兩點(diǎn)電勢(shì)的高低，根據(jù)粒子方向的改變推理偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向等高階思維活動(dòng);答案選項(xiàng)設(shè)置了加速電壓、磁感應(yīng)強(qiáng)度改變等復(fù)雜的情境條件。該題能夠測(cè)試學(xué)生的思維深度和靈活度，充分反映出學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)水平。若在教學(xué)活動(dòng)中采用此類題目對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，可以拓寬學(xué)生的思維寬度，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的養(yǎng)成。

三、科學(xué)探究促養(yǎng)成

例3：某同學(xué)要研究一小燈泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。所用器材有：電流表A1（量程200 mA，內(nèi)阻Rg1=10.0 Ω）、電流表A2（量程500 mA，內(nèi)阻Rg2=1.0 Ω）、定值電阻R0（阻值R0=10.0 Ω）、滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值10 Ω）、電源E（電動(dòng)勢(shì)4.5 V，內(nèi)阻很?。㈤_(kāi)關(guān)S和若干導(dǎo)線。該同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖（a）所示。

分析：試題借由伏安法測(cè)電阻的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)考查評(píng)價(jià)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)。題干中詳細(xì)列出設(shè)計(jì)電路圖中會(huì)使用到的元件，并且分別標(biāo)明各元件的量程、內(nèi)阻、額定電壓及額定電流等基本信息。

第（1）題要求學(xué)生畫出實(shí)物圖連接方式，難度較小，考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材和使用方法的熟悉程度;在第（2）題中，想要推出燈泡兩端的電壓、流過(guò)燈泡的電流，學(xué)生需要具備基于證據(jù)（本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑵鞑暮蛯?shí)施方案）得出結(jié)論的能力，根據(jù)電路圖、元件規(guī)格等條件推理結(jié)果;第（3）題調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片于某位置，該步操作的目的是閉合開(kāi)關(guān)后，電流表A1、A2的示數(shù)為零。在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)，得到相應(yīng)的電流大小I1、I2，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，制成表格。第（3）題需要正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到燈絲電阻值，這就要求學(xué)生具備從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格中得到信息，并且解釋相關(guān)方案中對(duì)于探究的結(jié)果和變化的趨勢(shì)。第（4）題改變了電路條件，增加“為了能夠測(cè)量完整的伏安特性曲線”限制前提，學(xué)生需要正確理解這句話的含義，在具有科學(xué)意識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)題目條件進(jìn)行不同角度的思考和推理，即要能使用不同方法分析處理信息，從而得到“能夠測(cè)量完整的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓要達(dá)到3.6V”的分析結(jié)果，開(kāi)啟隱藏條件。

試題從不同角度靈活考查了學(xué)生的科學(xué)探究能力，讓學(xué)生重視“問(wèn)題”“證據(jù)”“解釋”“交流”等探究要素，使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)探究的意識(shí)。

參考文獻(xiàn)

[1]教育部考試中心.加強(qiáng)關(guān)鍵能力考查，促進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)提升——2020年高考物理全國(guó)卷試題評(píng)析[J].中國(guó)考試，2020（08）：39-42.

[2]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京人民教育出版社，2018.