全國新課標理綜物理卷試題回望與啟示

江西 許冬保(特級教師)

(作者單位：江西省九江市第一中學)

大數據,品微妙。

全國新課標理綜物理卷試題回望與啟示

以三維課程目標為統領的普通高中課程改革，始于2004年秋，迄今走過13個春秋，歷經11年高考。課改成就顯著，為素質教育的全面實施和我國人才培養質量的全面提升作出了重要貢獻。11年高考命題凝聚命題設計者的匠心與智慧，銳意改革、與時俱進、大膽實踐、不斷創新，每年均涌現出令人稱道的優秀試題。回眸歷史，在于汲取精華；觸摸考題，在于獲得啟示。

一、全國新課標理綜物理卷回望及評價

縱觀11年高考，理綜試卷結構在不斷優化，考查內容更趨科學臻美。由國家考試中心設計的全國新課標理綜卷，2007-2009年由寧夏率先實行；2010年后使用全國新課標理綜卷的省市增加到16個；2013年全國新課標理綜卷分為卷Ⅰ、卷Ⅱ；2016年開始出現全國卷Ⅰ、卷Ⅱ和卷Ⅲ。2017年《考試大綱》進行重大調整，將選修3-5由原來的選考內容調整為必考內容，旨在完善知識結構，為新一輪課程改革護航。

2017年高考使用全國卷Ⅰ的省有：山西、河南、河北、湖南、湖北、江西、安徽、福建、廣東、山東；使用全國卷Ⅱ的省(區、市)有：寧夏、黑龍江、吉林、遼寧、新疆、內蒙古、青海、甘肅、重慶、陜西；使用全國卷Ⅲ的省(區)有：四川、廣西、云南、貴州、西藏。

近年來，高考命題堅持立德樹人、突出高考的思想性和育人功能，引導考生科學素質的培養，科學設計試卷藍圖。命題依據《考試大綱》和《考試說明》，試題設計科學合理，試題突出基礎性、增強綜合性、加強應用性、體現創新性等方面的改革，符合國情。圖1為2010-2017年理綜物理卷Ⅰ總體難度柱形分布圖，可以看出物理試卷的總體難度起伏不大，平均難度值為0.451，整卷難度稍偏大。

二、2017年全國高考理綜物理卷簡評

研究2017年全國新課標卷Ⅰ、卷Ⅱ和卷Ⅲ，參考國家考試中心對2017年高考理綜物理試題的評價，做如下簡評：

1.落實考試大綱增加內容，科學設計試卷藍圖

選修模塊3-5列為必考內容，這是自2007年新課標高考以來最大的一次調整。參考學生，對于動量、近代物理學部分的考查格外關注。考后表明，試題對增加內容的考查，其綜合度、難度、呈現方式(均為選擇題)等把控較好。特別值得一提的是，動量定理的考查非常靈活，考生亦可以應用牛頓定律求解，如全國卷Ⅰ第25題，應用動量定理求解第一問，簡潔明快。為優秀考生搭建了較好的平臺。總之，動量及近代物理學部分內容的考查，定位準確，保證大綱修訂平穩落地。

圖2為2017年全國新課標3份試卷，各模塊考查權重分布圖。共同的特點是，必修1及選修3-1為重點考查的內容。橫向比較，全國卷Ⅰ，必修1、必修2、選修3-1考查權重分別為10%、16.4%、43.64%；全國卷Ⅱ相應的考查權重分別為21.82%、16.4%、37.27%；全國卷Ⅲ相應的考查權重分別為29.09%、10.91%、30.0%。數據表明：全國卷Ⅰ，考點難度偏大，主觀上命題難度加大；全國卷Ⅲ，加大了對必修1的考查力度，必修2及選修3-1相比全國卷Ⅰ、卷Ⅱ，難度較小；全國卷Ⅱ難度恰好處在卷Ⅰ、卷Ⅲ之間。

2.試題堅持立德樹人，展現我國科學技術的成就

試題情境設計，注意結合我國的重大科技成就，展示我國科學技術的進步，如全國卷Ⅰ以我國在托卡馬克核聚變研究方面的最新成果為背景考查核能的計算；全國卷Ⅲ以“天舟一號”與“天宮二號”交會對接為背景考查引力定律的應用，試題背景材料有利于激發考生的民族自信心和自豪感，兼顧了育人的功能。

3.試題通過創新考查方式，落實高考評價體系要求

1)采集需求定制模塊：主要實現的功能是在服務器端針對采集需求創建數據庫，并將設計的采集表生成帶有輸入項的采集表單。

試題增強考試內容的基礎性、綜合性、應用性和創新性，落實高考“1體4層4翼”的評價體系要求。試題通過創新考查方式，有效地考查了考生的關鍵能力與核心素養。試卷淡化知識的覆蓋面，多處的數據運算，有效地考查了考生的基本素養。試題加強對基本概念、基本規律的考查，強調基礎性。試題強調理論聯系實際，注重與現代社會、生活、科技等方面的聯系，有利于培養考生學以致用的意識和躬身實踐的能力。全國卷Ⅱ第21題以某同學自制的簡易電動機為情境，考查考生的實踐能力(無論線圈如何繞，通電前線圈的重心總在其下方)。

4.增強探究性和開放性，考查創新意識與實踐能力

探究能力是中學教學與高考考查的重要方面。通過設計新穎的實驗情境，以問題為導向，要求考生將已經掌握的實驗理論和技能結合起來，完成新的實驗問題。如全國卷Ⅰ第22題滴水計時器，考查考生對打點計時器紙帶實驗方法的遷移能力。全國卷Ⅱ第23題屬于利用電橋原理測微安表內阻的創新實驗方法。

三、選擇題命題評價與啟示

理綜物理卷共8個選擇題，計48分，權重43.6%。這一布局自2007年始堅持至今。11年來，選擇題的結構有所變化。2003年選擇題由混合編排調整為有序排列。2016年全國卷Ⅰ“4單+4多”，2017年全國卷Ⅰ又回歸到往年“5單+3多”的結構。全國卷Ⅱ及卷Ⅲ皆如此。

由于2017年考試大綱的調整，選擇題已打破“4力+4電”的格局，動量(全國卷Ⅱ除外)及近代物理學部分均進行了考查。表1為2017年全國3份試卷選擇題考點統計。分析可知，2017年全國卷Ⅰ選擇題計算量稍大，全國卷Ⅱ試題稍陳舊，全國卷Ⅲ稍簡單。其中直線運動及交變電流未進行考查。電磁感應考查的比較簡單，物理學史試題再度空缺。意想不到的是全國卷Ⅰ萬有引力方面的試題空缺。

表1 2017年全國3份試卷選擇題考點統計

如果從歷年試題考查的難度和深度兩方面進行分析，涉及萬有引力定律應用的試題難度較大，如2012年全國卷Ⅰ的礦井處重力加速度的確定、2016年全國卷Ⅰ的3顆同步衛星的信號覆蓋，均是當年選擇題中難度最大的試題。這表明，高考并非淡化引力定律的考查，而更大的可能是苦于題庫中沒有合適的試題(猜想)。近年來物理學史方面的試題空缺，亦可能是同樣的原因。

選擇題作為一種客觀性試題，能有效地考查考生的理解能力及邏輯推理能力。尤其是多選題，對考生概念及規律掌握的程度；對模型建構、科學推理及科學論證等思維能力的鑒別；對考生思維縝密性和靈活性的考查等方面有較好的區分功能。

近幾年來，選擇題不回避重點，不刻意追求知識覆蓋，同一知識點重復考查較為常見。試題在定性或半定量考查方面加大了力度，試題所涉及的物理過程并不復雜，全國卷Ⅰ側重情境的創新，推理分析與數學運算相統一，能力考查的層次要求相對較高。選擇題正確選項的分布、排列，具有較大的隨意性，考前不可做無意義的猜測。

四、實驗題命題評價與啟示

實驗題分為2個小題，總分15分，權重13.6%。表2為2013-2017年實驗題考查內容統計。統計表明，大多數年份的小分值題為力學題，高分值題為電學題。圖3為2010-2017年實驗試題難度分布柱形圖。該圖表明，近 5年來試題難度變化大，其中2015年難度最大。

表2 2013-2017年實驗題考查內容統計

實驗試題要求考生靈活地應用學過的理論、實驗方法、儀器去處理新的實驗問題。實驗試題重視實驗思想與方法的考查，2017年全國卷Ⅰ試題取材源于教材但高于教材。只有認真做過考綱規定的實驗，理解實驗原理、思想及方法，掌握實驗操作技能及具備實驗分析和深入思考能力的考生，才能順利解答實驗試題。2017年全國卷Ⅰ實驗試題難度較大，命題思路值得關注。

近年來實驗試題考查重點主要有：紙帶類實驗求速度及加速度、電阻及儀表電阻的測量、電源電動勢及內阻的測量、傳感器的應用等。對圖象方法處理實驗數據、誤差分析、有效數字等方面均有較高的要求。從歷年考查內容來看，相對誤差的計算應列為復習的內容。

五、計算題命題評價與啟示

計算題分2道小題，共32分，權重29.1%，這一格局自2007年以來，堅持至今。但是，2道小題的分值是動態的，近5年來，2道小題的分值分配有“13+19” “14+18” “12+20”3種情形。其中，全國卷Ⅰ2014年、2015年及2017年分值分配均為“12+20”的情形。當然分值的分配與2個小題的難度有關。如圖4所示，為2010-2017年2道小題的難度分布折線圖。由圖可知，2道小題的難度有比較明顯的差距，第24題的難度大多在0.4以上；第25題作為壓軸題，其難度一般處于0.3以下。

表32013—2017年全國理綜物理卷計算題考點分解與統計(表中●、▲分別表示第24、25小題)

年份考查內容2013年2014年2015年2016年2017年卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ累計質點的直線運動●▲●●▲▲●▲●▲▲11牛頓運動定律●▲●▲●●●▲▲●●▲●▲▲●▲●▲19機械能●▲▲●▲▲●●▲9曲線運動●▲▲●▲▲●●8萬有引力定律電場▲●▲●▲▲6電路▲▲●●●▲6磁場▲●●●▲●6電磁感應▲▲●●▲5碰撞與動量守恒

表3為2013-2017年計算題考點分解與統計。在一道題的解答中(參照考試中心的解答過程)，由所列方程所依據的原理，將考點分解到相應的考查內容(主題)中。由表3可知，牛頓運動定律考查的概率最大，其次是直線運動、機械能、曲線運動，表明試題突出力學的基礎性地位及方法論價值，體現了“必備知識、關鍵能力、學科素養、核心價值”等4個層次課程目標的考查。

2017年全國卷Ⅰ，第24題，總分12分，通過閱卷抽樣，該題均分為5.02分(剔除零分者，均分為7.05分)，難度值為0.418。試題涉及的知識點有機械能及功能原理(能量觀念)，能力層級為理解。但是數學運算繁瑣，要求稍高，得分低，暴露考生的數學運算水平偏低，基本學科素養較差。

計算題具有高端區分的特殊功能。計算題能有效地鑒別考生對問題解決所達到的能力層級及思維品質，有利于測量較高層級的能力水平和核心素養。特別是壓軸題，通過復雜的物理過程，能有效地考查考生的分析綜合能力及應用數學處理物理問題的能力。我們知道，一個物理問題的形成與解決大致需要經歷三個過程，一是利用物理學的語言對問題進行描述，即認識問題；二是對問題進行簡化、抽象、建構物理模型，即物理建模；三是選擇合適的物理規律、應用數學工具經推導演算解決問題，即解題過程。2017年新課標卷的3道壓軸題，涉及的考點并不多，但過程復雜，試題并非關注最后的推導演算過程，而是力求將能力的考查涵蓋物理問題形成及解決的全過程。

基于核心素養統領下的高中物理教學目標，在于進一步促進學生物理核心素養的養成和發展，逐漸形成經典物理的物質觀念、運動觀念、相互作用觀念、能量觀念等；具有建構物理模型的意識和能力，能正確運用科學思維方法，從定性和定量兩個方面進行科學推理、找出規律并形成結論，并能解釋自然現象和解決實際問題；具有科學探究的意識和探究的能力(理論與實踐相結合)；能正確認識科學的本質，促進可持續發展的責任感。

能力的培養和科學素養的提升，不可能是一蹴而就的。在平時的物理學習中，應該重點關注最基本的能力要求，最關鍵的學科能力。要在解題的全過程中，不斷提高知識的運用能力、獨立思考的能力、分析與綜合的能力。

六、選考題命題評價與啟示

選考題分2個小題，總分15分，權重13.6%。選考題的出現是新課程改革的重大舉措。2011年選考題的選擇題由4個選項增至5個選項，并實行錯選倒扣分制。圖5為2010-2017年選考題難度分布折線圖(由于考生群體不同，統計數據僅供參考)。從圖5中可以看出，除了2010年、2015年及2017年外，其余年份2個選修模塊的試題難度相差較大。由于2017年選修3-5不再作為選考內容，圖5中未列入過去選修3-5選考題的統計數據。2017年可能有較多重點中學的考生選擇了選修3-3，這使得總體得分較往年要好，同時也反映出選考試題的設計水平趨于成熟。

多年來，選考題堅持重點知識重點考查的原則，選修3-3重點考查氣體實驗定律及熱力學定律；選修3-4重點考查波動圖象、波的疊加及光學中的折射定律、全反射等知識點。總體上選考試題難度居高不下。2017年選考題設計有4個特點：(1)試題情境源于教材，如全國卷Ⅰ第33(1)題，考查氧氣分子速率分布曲線；全國卷Ⅱ第33(1)題，考查理想氣體的自由膨脹。(2)試題重視情境的創設，如全國卷Ⅱ第33(2)題考查熱氣球的運動；全國卷Ⅲ第33(2)題考查測壓計。(3)試題涉及變質量問題的處理。全國卷Ⅱ第33(2)題，根據蓋—呂薩克定律及質量的定義式，得到氣體密度與熱力學溫度的關系式。這一解題思路回避了克拉珀龍方程，但是原解答對密度與熱力學溫度的關系式的導出過程，顯得非常突兀。(4)選修3-4試題均為光學題，數學運算量稍大。

綜上分析，在復習中要重視發揮教材的作用(必考部分的復習亦是如此)。對于教材中的圖、表、例題、思考與練習題等進行全方位的復習；其次，對于熱學中的氣體狀態變化的處理，涉及變質量問題，若補充克拉珀龍方程等相關知識，可能會提高考生分析、解決問題的能力。最后，對學有余力的考生，最好兼顧選修3-3及3-4的共同學習，這對于形成扎實的學科觀念、寬闊的學科視野以及綜合的學科素養是大有益處的。

(作者單位：江西省九江市第一中學)