注重基礎(chǔ)應(yīng)用 凸顯關(guān)鍵能力 彰顯核心素養(yǎng)

樊蘭君

摘? ?要：文章結(jié)合高考評價(jià)體系，將2021年全國新課標(biāo)乙卷物理選擇題從試題情境、必備知識、關(guān)鍵能力及學(xué)科素養(yǎng)維度進(jìn)行了分析，并結(jié)合命題特征闡述了對教學(xué)的啟示。

關(guān)鍵詞：中國高考評價(jià)體系;物理選擇題;關(guān)鍵能力;核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2021）11-0035-4

2019年底國家教育部考試中心頒布《中國高考評價(jià)體系說明》[1]，對評價(jià)體系中的關(guān)鍵概念 “一核”“四層”“四翼”的情境考查載體及其關(guān)系做了說明。隨后對物理學(xué)科的關(guān)鍵能力提出了新的建構(gòu)，即理解能力、推理論證能力、模型建構(gòu)能力、實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新能力。這“新五種能力”與《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中四個方面的核心素養(yǎng)高度匹配。本文擬結(jié)合不同維度對2021年全國新課標(biāo)乙卷物理學(xué)科選擇題進(jìn)行分析，以期發(fā)現(xiàn)規(guī)律，促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)在課堂中的踐行。

1? ? 2021年全國新課標(biāo)乙卷物理選擇題評析

1.1? ? 2021年全國新課標(biāo)乙卷物理選擇題分析

試題分析如表1所示。

從表1可知，2021年全國新課標(biāo)乙卷物理選擇題在考查內(nèi)容上包含多個核心內(nèi)容，能力考查突出理解能力、推理論證能力和模型建構(gòu)能力，強(qiáng)化基礎(chǔ)性和問題設(shè)置的靈活性、創(chuàng)新性;同時注重運(yùn)算能力和圖像提取信息能力的考查，引導(dǎo)教學(xué)要關(guān)注過程，回歸課標(biāo)和教材。

1.2? ? 2021年全國新課標(biāo)乙卷物理選擇題示例

例1 （題17）醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素113In產(chǎn)生γ射線，而113In是由半衰期相對較長的113Sn衰變產(chǎn)生的。對于質(zhì)量為m0的113Sn，經(jīng)過時間t后剩余的113Sn質(zhì)量為m，其■-t圖線如圖1所示。從圖中可以得到113Sn的半衰期為（ ）

A.67.3d? ? B.101.0d? ? C.115.1d? ? D.124.9d

試題評析：本題以醫(yī)學(xué)治療中常用的放射性元素為背景，考查學(xué)生對半衰期的理解和應(yīng)用。本題中的圖像是舊人教版選修3-5第71頁和新人教版選擇性必修第三冊第110頁圖像（圖2）的變形，從此圖中不能直接讀出從開始到剩余一半放射性元素所需的時間，但可以讀出從剩余2/3放射性元素到剩余1/3放射性元素所需的時間。這樣的簡單圖像變形非常有意義，能真正考查學(xué)生對半衰期概念的理解。本題通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，考查學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)物理知識分析解決實(shí)際問題的能力，體現(xiàn)了物理學(xué)科的價(jià)值。

例2 （題18）科學(xué)家對銀河系中心附近的恒星S2進(jìn)行了多年的持續(xù)觀測，給出1994年到2002年間S2的位置如圖3所示?？茖W(xué)家認(rèn)為S2的運(yùn)動軌跡是半長軸為1000AU（太陽到地球的距離為1AU）的橢圓，銀河系中心可能存在超大質(zhì)量黑洞。這項(xiàng)研究工作獲得了2020年諾貝爾物理學(xué)獎。若認(rèn)為S2所受的作用力主要為該大質(zhì)量黑洞的引力，設(shè)太陽的質(zhì)量為M，可以推測出該黑洞質(zhì)量約為（ ）

A.4×104M? B.4×106M? C.4×108M? D.4×1010M

解析 由圖3可知，S2繞黑洞運(yùn)動的周期T=16年，地球的公轉(zhuǎn)周期T0=1年，S2繞黑洞運(yùn)動的橢圓軌道半長軸r與地球繞太陽做圓周運(yùn)動的半徑R關(guān)系是r=1000R

地球繞太陽的向心力由太陽對地球的引力提供，G■=mR（■）2

S2繞黑洞的向心力由黑洞對S2的引力提供（假定S2繞黑洞做圓周運(yùn)動）， G■=m'r（■）2，解得太陽和黑洞的質(zhì)量分別為

M=■，Mx= ■

綜上可得Mx=3.90×106M，B選項(xiàng)正確。

試題評析：本題以獲得2020年諾貝爾物理學(xué)獎的研究工作為情境，呈現(xiàn)出銀河系中心附近的恒星S2從1994年到2002年間的運(yùn)動軌跡，用陌生的問題情境考查學(xué)生從圖像中獲取恒星運(yùn)動的周期信息;再利用萬有引力定律等知識綜合解決實(shí)際問題，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注前沿科技信息。與此題設(shè)問背景和內(nèi)容考查命題意圖相似的有2021年全國甲卷第18題的“天問一號探測器”。2021年2月教育部發(fā)布的《關(guān)于做好2021年普通高校招生工作的通知》中指出：理科類考題可針對我國尖端科研課題、甚至是獲諾貝爾獎的事例設(shè)置相關(guān)背景。這樣的試題起點(diǎn)很高，但答案不會超越高考評價(jià)體系要求，落點(diǎn)很低。該題就落實(shí)了教育部要求的通過試題鼓勵學(xué)生拓展學(xué)科視野，關(guān)注宇宙、科技的命題要求，實(shí)現(xiàn)育人導(dǎo)向。

例3 （題21）水平地面上有一質(zhì)量為m1的長木板，木板的左端上有一質(zhì)量為m2的物塊，如圖4（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物塊上，F(xiàn)隨時間t的變化關(guān)系如圖4（b）所示，其中F1、F2分別為t1、t2時刻F的大小。木板的加速度a1隨時間t的變化關(guān)系如圖4（c）所示。已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ2，假設(shè)最大靜摩擦力均與相應(yīng)的滑動摩擦力相等，重力加速度大小為g。則（? ）

A. F1=μ1m1g

B. F2=■（μ2-μ1）g

C. μ2>■μ1

D. 在0～t2時間段物塊與木板加速度相等

解析 此題為經(jīng)典的板塊模型。運(yùn)用極限思維，由力F足夠小到逐漸增大可分析出物塊與木板運(yùn)動經(jīng)歷三個階段，一起靜止，一起加速，再相對滑動。故由圖4（c）可知，t1時刻物塊、木板一起剛開始滑動，此時物塊與木板相對靜止，木板剛要滑動，以整體為對象有F1=μ1（m1+m2）g，故A選項(xiàng)錯誤;t1～t2時間內(nèi)兩者一起加速，且最大加速度需滿足物塊達(dá)到最大靜摩擦力，以木板為對象，有μ2m2g-μ1（m1+m2）g=m1am>0，即μ2>■μ1，又因t2時刻物塊與木板剛要發(fā)生相對滑動，此時以整體為對象， F2-μ1（m1+m2）g=（m1+m2）am，解得F2=■（μ2-μ1）g，故B、C、D選項(xiàng)正確。

試題評析：本題通過呈現(xiàn)拉力隨時間的變化圖像以及木板加速度隨時間的變化圖像，要求學(xué)生綜合分析兩幅圖像的特點(diǎn)，明確物塊和木板的整個運(yùn)動過程，從而提取圖像中的關(guān)鍵信息進(jìn)行邏輯推理，對學(xué)生信息加工能力、推理能力、分析綜合能力要求較高。與此題命題背景相關(guān)度極高或模型類似的高考試題有2011年全國Ⅰ卷第21題、2013年江蘇卷第14題、2014年江蘇卷第8題、2015年全國Ⅱ卷第25題、2015年全國Ⅰ卷第25題、2017年全國Ⅲ卷第25題、2019年江蘇卷第22題、2020年全國Ⅱ卷第25題。板塊模型類問題遵循的基本分析步驟：首先，審題分析清楚物塊和木板每個階段初態(tài)的受力情況及運(yùn)動情況，準(zhǔn)確求得兩者在各運(yùn)動階段的加速度，判斷兩過程銜接處加速度是否突變，是否存在速度相等的臨界條件，必要時找出速度、位移關(guān)系，列方程求解。該題雖屬經(jīng)典板塊模型類問題，仍以考查牛頓運(yùn)動定律基礎(chǔ)主干知識為主，但圖像呈現(xiàn)方式有所變化，豐富了基礎(chǔ)性知識考查的內(nèi)涵，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對基礎(chǔ)主干知識全面深刻的理解和融會貫通的運(yùn)用能力，借以引導(dǎo)教學(xué)要回歸課標(biāo)、回歸基本，促使學(xué)生夯實(shí)學(xué)習(xí)發(fā)展的基礎(chǔ)。

2? ? 2021年全國新課標(biāo)乙卷物理選擇題的特點(diǎn)

2.1? ? 試題考查難度適中，注重對基礎(chǔ)主干知識方法、邏輯推理能力的考查，運(yùn)算量適度增大

高考命題要求在針對基礎(chǔ)性核心知識的考查中應(yīng)凸顯對學(xué)生關(guān)鍵能力的考查。僅從對學(xué)生邏輯推理能力的考查看，2020年Ⅱ卷相對2019年Ⅱ卷，推理論證的考查有兩個或兩個以上推理過程的試題由4道（17、18、19、21題）減少為3道（16、20、21題），但2021年甲、乙卷中有兩個或兩個以上推理過程的試題均又增至5道（16、18、19、20、21題）。從試題涉及的運(yùn)算量大小看，2020年Ⅱ卷（21題）比2019年Ⅱ卷（18、19、20題）運(yùn)算量較大的試題減少了，但2021年甲、乙卷中較大運(yùn)算量的試題又增至3道（甲卷18、20、21題，乙卷18、19、21題）。比如，2021年甲卷和乙卷的第18題都屬于真實(shí)的問題情境，這必然會帶來真實(shí)的數(shù)據(jù)和復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，就需提高學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算的能力。

2.2? ? 試題呈現(xiàn)方式靈活多樣，更強(qiáng)調(diào)圖表信息類背景，強(qiáng)化考生獲取和甄別信息的能力

2021年全國甲、乙卷物理選擇題中只有甲卷第20題和乙卷第19題是純文字呈現(xiàn)，其余試題均有對圖形或圖像提取信息的考查。旨在通過實(shí)物圖、物理參量坐標(biāo)圖、原理圖等加大試題信息的廣度和容量，加大各種信息形式之間的融合，讓學(xué)生從試題材料中通過篩選、歸納、整合來提取有效信息，分析物理過程，解決物理問題，這就突出了對學(xué)生獲取信息能力的考查，又體現(xiàn)了高考評價(jià)體系中四翼的“綜合性”和“創(chuàng)新性”。

3? ? 教學(xué)啟示

3.1? ? 重視習(xí)題課選擇性試題的基礎(chǔ)性和靈活性，促使教學(xué)回歸課標(biāo)和教材

教學(xué)的重點(diǎn)和關(guān)鍵應(yīng)該回歸教材，教材凝聚了眾多專家的智慧結(jié)晶，是高考試題命制的本源。物理概念和規(guī)律更是高中物理的基礎(chǔ)性內(nèi)容，是學(xué)生形成和深化物理觀念的重要途徑。教學(xué)過程中要重視教材，引領(lǐng)學(xué)生在了解和認(rèn)識概念、規(guī)律的基礎(chǔ)上引發(fā)沖突，查漏補(bǔ)缺去除概念間的差異與模糊，誘導(dǎo)學(xué)生深入思考。高考選擇題以高考評價(jià)體系為依托，以考查基礎(chǔ)知識為主，從試題的背景材料和設(shè)問角度體現(xiàn)了一定的靈活性，進(jìn)一步豐富了基礎(chǔ)性考查的內(nèi)涵，拓展了考查的方式方法。試題標(biāo)新而不立異，年年創(chuàng)新卻?？汲Ｐ?，教學(xué)中應(yīng)選取基礎(chǔ)的、典型的、通用的試題作為例題，對教材中的典型例題和課后習(xí)題進(jìn)行“一題多解，一題多變，多題歸一”的變式訓(xùn)練，這樣容易被學(xué)生接受并建立穩(wěn)固的知識能力體系。通過經(jīng)典問題的深度剖析引導(dǎo)學(xué)生對基礎(chǔ)內(nèi)容融會貫通，在此基礎(chǔ)上再設(shè)置信息稍微復(fù)雜的題目加強(qiáng)學(xué)生閱讀理解和獲取信息能力的訓(xùn)練，使學(xué)生學(xué)會摒棄無效信息和干擾信息，準(zhǔn)確提煉核心信息，建立與基礎(chǔ)問題對應(yīng)的物理模型，訓(xùn)練其思維的靈活度。

3.2? ? 重視情境設(shè)計(jì)教學(xué)和情境化試題訓(xùn)練，突出育人價(jià)值提升學(xué)生思維品質(zhì)

高考評價(jià)體系把情境定義為評價(jià)的重要載體，包括生活實(shí)踐問題情境和學(xué)習(xí)探索問題情境，物理學(xué)科不僅僅是用字母和數(shù)字組成的物理概念、公式和規(guī)律，在情境類試題中蘊(yùn)含著豐富的育人價(jià)值，對學(xué)生形成科學(xué)態(tài)度、科學(xué)世界觀和正確的價(jià)值觀有積極的導(dǎo)向作用。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中指出，課堂教學(xué)要“在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施過程中重視情境的創(chuàng)設(shè)，幫助學(xué)生從物理學(xué)視角認(rèn)識自然、理解自然”[2]。情境式教學(xué)應(yīng)當(dāng)是高中物理課堂培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力、發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)、提升必備品質(zhì)的重要抓手，教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科技、社會和生活實(shí)際，試題命制素材選取要有一定的創(chuàng)新性，通過新穎的素材背景命制訓(xùn)練試題，激發(fā)學(xué)生發(fā)散思維、逆向思維、批判性思維等思維品質(zhì)，以期訓(xùn)練學(xué)生敏銳地發(fā)現(xiàn)問題和捕捉規(guī)律的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部考試中心.中國高考評價(jià)體系說明[M].北京：人民教育出版社，2019.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

（欄目編輯? ? 陳? 潔）