基于學(xué)業(yè)質(zhì)量水平劃分的物理試題分析及啟示
——以2021年1月浙江省物理選考試題為例

徐志燕 胡曉雄

(1. 浙江省杭州學(xué)軍中學(xué)教育集團文淵中學(xué)，浙江 杭州 310000；2. 浙江省杭州學(xué)軍中學(xué)，浙江 杭州 310000)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》指出：物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面，并針對每個方面提出了5級學(xué)業(yè)質(zhì)量水平劃分的標(biāo)準(zhǔn)，這為分析試題提供了“標(biāo)尺”。筆者對2021年1月浙江省物理選考試卷中的部分試題進行分析，探討試題的功能及價值，對高中物理教學(xué)提出建議。

1 試題總體評價

浙江省2021年1月的物理選考試題整體難度適中，較2020年7月的試題難度略有增加，整卷試題設(shè)置以物理學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，注重情境的創(chuàng)設(shè)，考查學(xué)生運用所學(xué)物理知識解決實際問題的能力。試題強調(diào)概念的深刻理解，注重模型的構(gòu)建。

1.1 關(guān)注最新科技，厚值愛國情懷

該卷物理試題涉及的我國近期科技成就較多，在對學(xué)生進行知識考查的同時，也讓學(xué)生體會到作為中國人的自豪感。其中第1題涉及全自動無人值守望遠鏡，第2題涉及量子計算機“九章”，第3題涉及“奮斗者”號載人潛水器，第14題涉及我國全超導(dǎo)托卡馬克核聚變裝置，第7題和第21題提及“嫦娥五號”探測器，這些都是近年來我國科技發(fā)展的偉大成就。全卷題目彰顯時代性，強化物理學(xué)與技術(shù)、社會的緊密聯(lián)系，潛移默化地提升學(xué)生的愛國情懷。

1.2 理論聯(lián)系實際，體現(xiàn)素養(yǎng)立意

該卷試題創(chuàng)設(shè)的情景與實際聯(lián)系緊密，體現(xiàn)素養(yǎng)立意，強調(diào)在真實情景中構(gòu)建模型和邏輯推理，注重考查學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。第11題涉及的圖片信息在人教版物理選修3-3有所呈現(xiàn)，里面包含了相關(guān)能量分布圖和數(shù)據(jù)信息，考查學(xué)生的信息處理能力。第21題涉及“嫦娥五號”探測器，情景新穎，題目信息量較大，重點考查學(xué)生的模型建構(gòu)能力。

1.3 考點分布合理，注重能力考查

按照《浙江省普通高校招生選考科目考試說明(2018年1月版)》，物理必修1和物理必修2模塊各占20分左右，選修3-1模塊占25分左右，選修3-2模塊占15分左右，選修3-4和選修3-5模塊各占10分左右。根據(jù)筆者的統(tǒng)計，本次試卷各個模塊分值基本與考試說明吻合。第22題作為壓軸題，難度設(shè)置比較科學(xué)，第(1)問考查速度選擇器模型，第(2)問和第(3)問分別考查帶電粒子在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)，第(4)問考查帶電粒子在復(fù)合場中的偏轉(zhuǎn)，難度層層遞進，保持了一直以來把電磁場問題和電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用作為重點的命題風(fēng)格。

2 基于學(xué)業(yè)質(zhì)量水平劃分的試題分析

依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中的核心素養(yǎng)定義和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平劃分，對物理選考試題進行分析，可以幫助我們認清當(dāng)前選考試題的特點，明確今后物理教學(xué)的方向。

例1(第3題)：2020年11月10日，我國“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，坐底深度10 909 m?！皧^斗者”號照片如圖1所示，下列情況中“奮斗者”號一定可視為質(zhì)點的是( )。

A. 估算下降總時間時

B. 用推進器使其轉(zhuǎn)彎時

C. 在海溝中穿越窄縫

D. 科學(xué)家在其艙內(nèi)進行實驗時

圖1

表1 2021年1月浙江省物理選考第3題學(xué)業(yè)質(zhì)量水平分析

例2(第6題)：如圖2所示，同學(xué)們坐在相同的輪胎上，從傾角相同的平直雪道先后由同高度靜止滑下，各輪胎與雪道間的動摩擦因數(shù)均相同，不計空氣阻力。雪道上的同學(xué)們( )。

A. 沿雪道做勻速直線運動

B. 下滑過程中機械能均守恒

C. 前后間的距離隨時間不斷增大

D. 所受重力沿雪道向下的分力相同

圖2

表2 2021年1月浙江省物理選考第6題學(xué)業(yè)質(zhì)量水平分析

例3(第18題):(1) 在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中，① 用如圖3所示的電路圖測量，得到的一條實驗數(shù)據(jù)擬合線如圖4所示，則該電池的電動勢E=V(保留3位有效數(shù)字);內(nèi)阻r=Ω(保留2位有效數(shù)字)。

圖3

圖4

② 現(xiàn)有如圖5所示的實驗器材，照片中電阻箱阻值可調(diào)范圍為0～9 999 Ω，滑動變阻器阻值變化范圍為0～10 Ω，電流表G的量程為0～3 mA、內(nèi)阻為200 Ω，電壓表的量程有0～3 V和0～15 V。請在圖5中選擇合適的器材，在答題紙相應(yīng)方框中畫出兩種測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的電路圖。

(2) 在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，可拆變壓器如圖6所示。為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量，鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成。硅鋼片應(yīng)平行于( )。

A. 平面abcdB. 平面abfe

C. 平面abghD. 平面aehd

圖5

圖6

表3 2021年1月浙江省物理選考第18題學(xué)業(yè)質(zhì)量水平分析

圖7

(1) 求著陸裝置接觸到月球表面后瞬間線框ab邊產(chǎn)生的電動勢E;

(2) 通過畫等效電路圖，求著陸裝置接觸到月球表面后瞬間流過ab型線框的電流I0;

(3) 求船艙勻速運動時的速度大小v;

(4) 同桌小張認為在磁場上方、兩導(dǎo)軌之間連接一個電容為C的電容器，在著陸減速過程中還可以回收部分能量，在其他條件均不變的情況下，求船艙勻速運動時的速度大小v′和此時電容器所帶電荷量q。

表4 2021年1月浙江省物理選考第21題學(xué)業(yè)質(zhì)量水平分析

續(xù) 表解析素養(yǎng)描述素養(yǎng)類型學(xué)業(yè)質(zhì)量(4) 船艙勻速運動時電容器沒有充、放電,船艙勻速運動時的速度大小v′=v=m1gr3B2l2,UC=13I×3r=m1gr6Bl,電容器所帶電荷量q=CUC=m1grC6Bl。具有電容器充放電等相關(guān)知識,能解決一些相關(guān)的簡單物理問題。物理觀念水平2能對添加了電容器的船艙減速運動問題進行分析和推理,比較前后異同,獲得結(jié)論并作出解釋?？茖W(xué)思維水平4

3 對物理教學(xué)的啟示

高考試題對高中教學(xué)具有重要的導(dǎo)向作用，浙江省2021年1月高考試題對一線物理教師的觸動很大，新課改對物理教學(xué)提出了新的要求，如何在教學(xué)中落實學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)?如何提升學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力?筆者有如下幾點思考。

3.1 立德樹人，從“育分”到“育人”

該卷充滿著濃濃的中國元素，彰顯中國高考的核心功能——“立德樹人，服務(wù)選才，引導(dǎo)教學(xué)”。習(xí)近平總書記在全國教育大會上提出：要把立德樹人融入教育各環(huán)節(jié)，貫穿教育各領(lǐng)域。教師在日常的物理教學(xué)中，要把生活與物理有機結(jié)合，既傳授知識，同時還要發(fā)揮育人功能。在試題和習(xí)題的編制中，教師要按照高考試題的導(dǎo)向，既要發(fā)揮試題檢測和鞏固知識的作用，同時也要實現(xiàn)試題的育人功能。

3.2 聯(lián)系生活，創(chuàng)設(shè)物理情境

該卷的試題題干中引入的生活和科技情境比較多，單選13道題中有9道題與生活、科技緊密相關(guān)，需要學(xué)生在審題后提取有用的信息，運用所學(xué)物理知識解決問題。因此在平時的教學(xué)中，無論是新課教學(xué)還是復(fù)習(xí)教學(xué)，教師都應(yīng)創(chuàng)設(shè)真實情境，為學(xué)生提供思維訓(xùn)練的平臺。在真實情境中考查學(xué)生解決實際問題的能力，促進學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展。

3.3 問題引導(dǎo)，提升科學(xué)思維能力

對于中學(xué)生而言，很多物理概念和規(guī)律都比較抽象，因此教師在教學(xué)中要基于實驗、基于事實，遵從學(xué)生的認知規(guī)律，使學(xué)生對物理概念和規(guī)律有清晰的感知和正確的表象。教師要創(chuàng)設(shè)相關(guān)物理情境，在學(xué)生獲得直接經(jīng)驗的基礎(chǔ)上設(shè)置合適的問題進行引導(dǎo)，逐步開展對物理問題的探究。通過問題鏈搭好學(xué)生前進的階梯，把握好前進的方向，引領(lǐng)學(xué)生的思維，有效促進其模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證等關(guān)鍵能力的發(fā)展。

3.4 拓展實驗，提升科學(xué)探究能力

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，而實驗往往是學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)，在各類考試中經(jīng)常容易失分。本次選考第18題的第(1)小題的第②問涉及設(shè)計性實驗，需要學(xué)生根據(jù)所給實驗器材設(shè)計兩種電路圖，來測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。從物理教師的視角看，這道題難度不大，但學(xué)生在這道題上失分比較多。究其原因，一是平時實驗拓展訓(xùn)練較少，二是在新課教學(xué)中師生在延伸思考方面做得不夠。又比如第17題考查了“測量玻璃的折射率”實驗，圖中只有3枚大頭針，很多同學(xué)對此很不習(xí)慣，在新的情境中解決實際問題是本題的考查點。

因此，在復(fù)習(xí)階段要重新審視已經(jīng)做過的實驗，在掌握實驗?zāi)康?、實驗器材、實驗原理、實驗步驟和誤差分析的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生對已學(xué)實驗作進一步拓展?？梢該Q一種實驗原理和方法進行測量，或者采取不同的處理數(shù)據(jù)方法進行比較，從而提升學(xué)生的思維品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力和創(chuàng)新能力。