高考評價體系“基礎(chǔ)性與綜合性”要求下的物理試題命制方向

摘 要：高考評價體系中“四翼”為高考的考查要求，“四翼”指“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”.其中基礎(chǔ)性要求創(chuàng)設(shè)典型情境，考查核心概念與基本實驗技能;綜合性要求創(chuàng)設(shè)復(fù)雜情境，考查知識與思維的綜合應(yīng)用.兩者為應(yīng)用性與創(chuàng)新性奠定了基礎(chǔ)，共同服務(wù)于“立德樹人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)”這一核心目標(biāo).

關(guān)鍵詞：高考評價體系;基礎(chǔ)性與綜合性;試題命制

中圖分類號：G633.7???? 文獻標(biāo)識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）13-0055-04

基金項目：江西省中小學(xué)教育教學(xué)課題“基于生活情景的試題命制研究”（項目編號：JJWL2019-242）.

作者簡介：呂俊君（1991-），男，山西贛州人，本科，中學(xué)一級教師，研究方向：中學(xué)物理教學(xué).

2019年12月，教育部考試中心發(fā)布了《中國高考評價體系》.高考評價體系由三個要素構(gòu)成，即“一核”“四層”“四翼”，如圖1 所示.“一核”指“立德樹人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)”，是高考的核心功能，回答“為什么考”的問題;“四層”指“核心價值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識”，是高考的考查內(nèi)容，回答“考什么”的問題;“四翼”指“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”，是高考的考查要求，回答“怎么考”的問題.同時，高考評價體系還規(guī)定了高考的考查載體——情境，以此承載考查內(nèi)容、實現(xiàn)考查要求[1].

“四翼”要求命題突出基礎(chǔ)性;加強綜合性;體現(xiàn)應(yīng)用性;重視創(chuàng)新性.明確了試題命制的具體方向，基礎(chǔ)性是基石，無視基礎(chǔ)的測試相當(dāng)于空中樓閣;綜合性是基礎(chǔ)性的組合與延伸;應(yīng)用性體現(xiàn)知識與生活的關(guān)聯(lián);創(chuàng)新性突破了傳統(tǒng)試題的束縛，是命題改革的方向.四者相輔相成，共同服務(wù)于“立德樹人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)”這一核心目標(biāo)的實現(xiàn).本文從基礎(chǔ)性與綜合性的角度出發(fā)探討高中物理試題的命制方向.

1 突出基礎(chǔ)性

1.1 以典型情境為載體

高考評價體系中所謂的“情境”即“問題情境”，指的是真實的問題背景，是以問題或任務(wù)中心構(gòu)成的活動場域[1].物理試題中的情境由文字、圖片、表格、符號等元素構(gòu)成，個體需要在大量的信息中進行想象、辨別、篩選、判斷、應(yīng)用、創(chuàng)造，從而形成解決問題的思路.由于不同個體腦海中的信息存儲類別和加工方式存在差異，因此即便面臨同樣的情境，個體也會產(chǎn)生不同的解決辦法.典型情境是指在物理學(xué)習(xí)過程中必然遇到的，最能體現(xiàn)物理學(xué)基本概念規(guī)律的環(huán)境條件.以典型情境為載體命制試題，有利于反映學(xué)生的日常學(xué)習(xí)成果，檢測學(xué)生對常見情境是否熟悉，評價學(xué)生對基礎(chǔ)知識掌握的扎實程度.

典型情境通常以單一物體為研究對象，考查單一運動過程，來考查學(xué)生是否具有解決這一類典型問題的必備知識.命制試題時可參考教材中的例題與習(xí)題進行適當(dāng)?shù)母脑?如人教版選修3-1第一章第三節(jié)“問題與練習(xí)”欄目中有這樣一道題.

例題1 如圖2所示，用一條絕緣輕繩懸掛一個帶電小球，小球質(zhì)量為1.0×10-2kg，所帶電荷量為+2.0×10-8C.現(xiàn)加一水平方向的勻強電場，平衡時絕緣繩與鉛垂線成30°夾角.求這個勻強電場的電場強度.

本題創(chuàng)設(shè)了小球在勻強電場中處于平衡狀態(tài)的情境，旨在考查力的平衡.教師可以通過改變條件和問題讓本題煥發(fā)新的生機.如果要進一步強化對力的平衡考查，可將電場方向改為與水平方向成60°夾角斜向右上方，求此時的電場強度;如果要考查勻變速運動規(guī)律，可在題干條件下剪斷輕繩，研究小球的運動;如果要考查電場中的能量，可用外力讓小球回到最低點，求這個過程中小球的電勢能變化了多少？這樣的改造有助于檢測學(xué)生根據(jù)情境的差異調(diào)用相應(yīng)知識的關(guān)鍵能力.

1.2 考查核心概念

核心概念是學(xué)科最基礎(chǔ)的知識，也是學(xué)科核心素養(yǎng)最基本的要求.它位于學(xué)科知識體系的核心，并由此外延為規(guī)律、解釋與應(yīng)用.高中物理課程主要分為力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、原子物理五個模塊，每個模塊下都包含若干核心概念，它們是理解模塊整體內(nèi)容的基礎(chǔ).通過核心概念的學(xué)習(xí)，促使學(xué)生超越對大量零散知識的記憶，構(gòu)建具有高度概括性和抽象性的知識網(wǎng)絡(luò)，做到對知識的深層次理解，形成良好的知識結(jié)構(gòu)，進而應(yīng)用知識去解決問題[2].

考查核心概念并不意味著以名詞解釋、概念填空等生硬的方式檢測學(xué)生的記憶能力，應(yīng)該著眼于在情境中融入概念，考查學(xué)生是否能夠根據(jù)尋找當(dāng)前情境與已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián).從考查內(nèi)容來看，可以從物理概念意義的建構(gòu)、物理概念內(nèi)涵的深化、物理概念外延的拓展、物理概念關(guān)聯(lián)的建構(gòu)[3]四個方面來設(shè)計問題.例如，針對核心概念“勢能”，可以設(shè)計如下試題.

例題2 做功與路徑無關(guān)的場叫作勢場，在這類場中可以引入“勢能”概念，場力做功可以量度“勢能”的變化，下列關(guān)于“勢能”的說法中正確的是

A.重力勢能是物體和地球共有的

B.彈簧拉伸時的彈性勢能一定大于壓縮時的彈性勢能

C.物體受到滑動摩擦力作用時存在“摩擦力勢能”

D.電場中某點的電勢能與放入該處的電荷量大小和電性有關(guān)

勢能描述的是相互作用的系統(tǒng)具有的能量，很多學(xué)生在理解重力勢能時會認(rèn)為物體具有重力勢能而忽略了其系統(tǒng)性，A選項正是考查學(xué)生是否掌握了勢能的準(zhǔn)確意義，是對勢能意義建構(gòu)的考查;B選項揭示了彈力做功的正負(fù)決定了彈性勢能變化，是對勢能內(nèi)涵的考查;C選項中滑動摩擦力做功與路徑有關(guān)無法與重力做功等價，是對勢能外延的考查;D選項中由于重力勢能與放入空間某點的物體質(zhì)量有關(guān)，因此電勢能也與電荷量大小有關(guān)，當(dāng)然這兩者的差別在于質(zhì)量只有正值，而電性有正負(fù)之分，是對不同概念關(guān)聯(lián)的考查.如果學(xué)生沒有充分理解只靠死記硬背，這樣的題目很容易失分.本?？荚囋擃}區(qū)分度為4.2，可見這樣的試題能夠?qū)W(xué)生的基本概念理解水平進行準(zhǔn)確的診斷.

1.3 重視基本實驗技能

物理學(xué)的大量原理和規(guī)律均由實驗發(fā)現(xiàn)并驗證，在中學(xué)階段要重視學(xué)生的動手操作能力，考查基本實驗技能，培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灳?，形成實事求是的科學(xué)態(tài)度，為邁入高等教育學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ).

基本實驗技能的考查包括：（1）明確實驗原理.如在“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，為了讓輕繩拉力近似等于懸掛物的重力，要求懸掛物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量.但如果通過粘貼力傳感器來測出輕繩張力，則對兩者的質(zhì)量關(guān)系不做要求.可見只有深入理解實驗原理才能對實驗操作有更清晰的認(rèn)識.（2）根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇實驗器材.如在電路實驗中，可以提供多個不同量程的電表及不同范圍的滑動變阻器讓學(xué)生通過估算進行選擇.（3）科學(xué)設(shè)計實驗步驟.完整設(shè)計實驗步驟對學(xué)生來說較為困難，可采用補全步驟、步驟排序、畫圖連接實驗器材等方式進行考查.（4）記錄并處理實驗數(shù)據(jù)獲得結(jié)論.如引導(dǎo)學(xué)生排除錯誤的實驗數(shù)據(jù)，利用正確的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描點作圖，通過圖線的方程、斜率、截距等要素獲得實驗結(jié)論.（5）理性看待實驗誤差.誤差在實驗中是不可避免的，在面對誤差時應(yīng)該尊重實驗事實，不編造篡改實驗數(shù)據(jù)，分析誤差來源，發(fā)現(xiàn)誤差對結(jié)果的影響，提出減小誤差的方案，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神.

有條件的學(xué)?？梢蚤_發(fā)物理實驗?zāi)芰Ρ憩F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)[4]，參照標(biāo)準(zhǔn)檢測學(xué)生的實際動手能力和實驗報告的條理性.隨著基礎(chǔ)教育課程改革的不斷深化，必將實現(xiàn)從“做實驗題”向“做實驗”的轉(zhuǎn)變，更加全面地評價學(xué)生的實驗素養(yǎng).

2 加強綜合性

2.1 以復(fù)雜情境為載體

復(fù)雜情境通常涉及多個研究對象與多段運動過程.解決問題時，首先根據(jù)文字、物理量、圖片等信息發(fā)揮想象、分析機制從而在腦海中形成動態(tài)畫面;然后理清不同過程的物理特征，抓住過程銜接點的關(guān)鍵物理量;最后綜合運用多種物理規(guī)律、數(shù)學(xué)知識解決問題，達(dá)成感性與理性的融合.復(fù)雜情境可在典型情境的基礎(chǔ)上增加物理對象與過程改造而成，如在例題1的基礎(chǔ)上可改編為例題3.

例題3 如圖3所示，空間中有一水平向右且場強E=3.75×106N/C的勻強電場.用長為1.2m的輕質(zhì)柔軟絕緣細(xì)線拴一質(zhì)量為1.0×10-2kg、電荷量為2.0×10-8C的小球，細(xì)線的上端固定于O點.將小球拉到左側(cè)水平最高點且拉直，靜止釋放A球后在最低點與不帶電的絕緣小球B發(fā)生彈性碰撞，B球質(zhì)量為2.0×10-2kg，B球與地面動摩擦因數(shù)為μ=0.2，求B球運動的最遠(yuǎn)距離.

本題涉及兩個研究對象與多段運動過程，見表1.思維不夠嚴(yán)密的同學(xué)容易誤認(rèn)為，A球與B球碰撞之前一直做圓周運動，從而產(chǎn)生遺漏前兩段過程的典型錯誤.由此可見，該復(fù)雜情境能夠鑒別出綜合分析能力的強弱與邏輯思維的嚴(yán)密性，具有很好的區(qū)分度.

2.2 注重知識融會貫通

試題要加強物理學(xué)科內(nèi)在的知識關(guān)聯(lián)，促進構(gòu)成完整的知識體系.解決物理問題往往需要各種知識齊頭并進，利用不同板塊的概念規(guī)律求解.如例3涉及到受力分析、勻變速直線運動、能量、動量等知識的綜合應(yīng)用.

試題也要強化不同學(xué)科的知識關(guān)聯(lián)，習(xí)慣于解決純物理問題的學(xué)生一旦碰到多學(xué)科綜合問題時常常束手無策，其原因正是缺乏主動建立學(xué)科關(guān)聯(lián)的意識，這正是當(dāng)前基礎(chǔ)教育課程改革中亟待解決的問題.在命題過程中首先要加強人文學(xué)科的滲透.如2020年山東省高考物理試題的信息量大，內(nèi)容背景多，學(xué)生需要快速理解題意，提取信息，構(gòu)建模型.只有具備良好的語文學(xué)科素養(yǎng)的學(xué)生才能游刃有余.其次要加強自然學(xué)科的融合.物理學(xué)推動了數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物、地理等自然學(xué)科的發(fā)展，同樣自然學(xué)科刺激了物理學(xué)的進步.學(xué)科之間的融合不是簡單的疊加，而是根據(jù)解決問題的需要，將不同學(xué)科的知識、方法、思維有機融合或合理遷移，從而解決問題[5].

例題4 如圖4所示，一同學(xué)在北京某公園內(nèi)從東往西沿直線以速度v騎行.自行車車把為直把、金屬材質(zhì)，只考慮自行車在地磁場中的電磁感應(yīng)，下列結(jié)論正確的是

A.圖示位置中輻條A點電勢比B點電勢低

B.圖示位置中輻條A點電勢比B點電勢高

C.自東向西行駛總是左車把電勢高

D.自行車在十字路口左拐改為南北騎行后，車把兩端無電勢差

地球是一個巨大的磁體，自行車騎行過程中，會發(fā)生什么樣的電磁感應(yīng)現(xiàn)象？解決這一問題需要地理和物理知識的綜合應(yīng)用，見表2.從表2中不難發(fā)現(xiàn)這兩塊知識是相互交融的，缺少任何一塊知識都無法解決.

2.3 側(cè)重思維方法靈活調(diào)用

物理問題的一個重要特點是靈活調(diào)用各種思維方法.常見的思維方法有逆向思維、微元法、假設(shè)法、等效思想、控制變量法、整體與隔離、轉(zhuǎn)換法、極限思維、數(shù)形結(jié)合等.解決問題有時候需要其中一種方法，如例3本質(zhì)上利用了等效思想將電場力與重力用一個力代替，簡化了研究過程.對于較為復(fù)雜的問題有時候需要多種思維方法的綜合使用.

例題5 如圖5所示，質(zhì)量為M=1kg的無限長木板靜止放置在粗糙的水平地面上，與地面間動摩擦因數(shù)為μ1=0.2，一個質(zhì)量為m=1kg的物塊靜止放置在木板上，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.1.現(xiàn)給木板一向右的初速度v0=6m/s，求整個運動過程中木板與物塊間的相對路程.

本題在思維上有三個障礙.首先木板與物塊達(dá)到共同速度后，兩者是否會保持相對靜止一起勻減速呢？這是很多學(xué)生想不清楚的問題.對此不妨利用假設(shè)法推理.假設(shè)物塊與木板保持相對靜止—整體加速度a=μ1（M+m）g（M+m）=2m/s2—物塊受靜摩擦力f=ma=2N—f超過最大靜摩擦力fmax=μ2mg=1N—假設(shè)不成立，物塊與木板將繼續(xù)相對運動.

其次，共速以后哪個運動得更快呢？假設(shè)后續(xù)運動中木板速度大于物塊—物塊受到向前的摩擦力繼續(xù)加速;木板受到向后的摩擦力減速—物塊與木板將再次達(dá)到共同速度，出現(xiàn)循環(huán)達(dá)到共速的悖論—假設(shè)不成立.因此實際情景為物塊和木板均減速運動，但物塊的加速度更小，減速更慢，木板先停下，隨后物塊在靜止的木板上減速至零.

最后，物塊相對木板做往返運動，如何求相對路程呢？如果用勻變速直線運動規(guī)律計算很容易出現(xiàn)失誤，而且理解上也較為困難.這時可以作出物體與木板如圖6所示的v-t圖像，將相對路程轉(zhuǎn)化為兩圖線圍成的面積，問題便迎刃而解了.

可見解決這三個障礙需要假設(shè)法、整體隔離思想、數(shù)形結(jié)合思想的有機結(jié)合，這是準(zhǔn)備進入高等學(xué)府的學(xué)生應(yīng)該具備的能力.這樣的試題有助于幫助高校篩選優(yōu)質(zhì)生源，更好地實現(xiàn)“服務(wù)選才”這一核心功能.

3 結(jié)束語

習(xí)近平總書記指出，社會主義現(xiàn)代化強國教育必須“全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務(wù)……培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人[6]”.高考承擔(dān)著“立德樹人、服務(wù)選才，引導(dǎo)教學(xué)”的核心任務(wù).在高考評價體系的指導(dǎo)下，加強基礎(chǔ)性與綜合性對人才選拔起到重要的推動作用，是廣大教育工作者命制試題的主要方向.

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[6]習(xí)近平.決勝全面建設(shè)小康社會奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利[M].北京：人民出版社，2017.

（收稿日期：2021-03-02）