以高考物理25題為例探析學科核心素養在高考中的體現

唐昌琳

【摘 要】本文以 2018 年全國高考理綜Ⅲ卷第 25 題（一道物理主觀題）為例，分析在高考物理中命題者是如何通過考題來考查物理學科核心素養的，為物理教學提供參考。

【關鍵詞】高考物理? 核心素養? 考查

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）09B-0158-02

高中物理學科核心素養主要包括物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度與責任四個方面的內容，2018 年全國高考理綜Ⅲ卷的物理試題對這四個方面均有考查，這樣的考查起到了很好的導向作用。本文以 25 題為例，與大家共同分享命題者把核心素養融進試題的策略。

【原題】25.（20 分）如圖，在豎直平面內，一半徑為 R 的光滑圓弧軌道 ABC 和水平軌道 PA 在 A 點相切，BC 為圓弧軌道的直徑，O 為圓心，OA 和 OB 之間的夾角為 α，sinα=3/5。一質量為 m 的小球沿水平軌道向右運動，經 A 點沿圓弧軌道通過 C 點，落至水平軌道;在整個過程中，除受到重力及軌道作用力外，小球還一直受到一水平恒力的作用，已知小球在 C 點所受合力的方向指向圓心，且此時小球對軌道的壓力恰好為零。重力加速度大小為 g。求：

（1）水平恒力的大小和小球到達 C 點時速度的大小;

（2）小球到達 A 點時動量的大小;

（3）小球從 C 點落至水平軌道所用的時間。

這道題從難度上來說，應該屬于中檔偏上一點的題。由于慣性思維，許多考生總覺得物理試題要比化學、生物難，而放棄物理主觀題不做，造成本題的得分率比較低。縱觀歷年來高考物理主觀題，其實難度都不是很大，它是著力考查考生的關鍵能力和學科素養。2018 年全國高考理綜Ⅲ卷的第 25 題也一樣。下面讓我們共同分享本題對考生學科素養的考查。

一、物理觀念

（一）運動觀念

小球從 A 右側的水平軌道做勻加速運動到 A 點，然后沿圓弧做圓周運動從 A 到 C，在 C 點離開軌道后做拋體運動落到水平軌道上。本題主要考查小球后兩種運動情況，這就要求考生對圓周運動、拋體運動的條件及其運動規律的描述掌握清楚，并能準確應用。

（二）相互作用觀念

在圓軌道上，小球除受到重力 mg，水平作用的恒力 F_0? 外，還跟軌道發生相互作用，軌道對小球的支持力的方向、大小都在不斷地變化，到 C 點時軌道對小球支持力為 0，重力 mg 與水平恒力 F₀ 的合力指向圓心，提供小球做圓周運動所需要的向心力。

（三）能量的觀念

小球從 A 到 C 過程中小球重力 mg 做負功（重力勢能增加），水平恒力 F₀ 對小球做負功，軌道對小球的支持力不做功，所以小球從 A 到 C 動能減少。

二、科學思維

（一）模型構建

重力 mg 與水平恒力 F₀ 均為恒力，而且在 C 點二者合力 F 指向圓心，則在全過程中 F 均由 C 指向 B，如果用 F 來等效替代重力 mg 與水平恒力 F₀?，這個圓周運動就等效于重力場中豎直平面內的圓周運動，B 為等效的最低點，C 為等效的最高點。重力場中豎直平面內的圓周運動分為有支撐與無支撐兩種類型，本題中小球的運動等效于無支撐類型，該類型學生再熟悉不過了。小球離開 C 后所受的合力恒為 F，方向沿 CB 方向，在 CB 方向做初速度為 0 的勻加速直線運動。在垂直 CB 方向上小球不受力，做勻速直線運動，是個典型的類平拋運動。在本題中考生需要用類比的方法構建理想化模型，將這個模型構建好了，再用相應的基本知識，進行科學推理就能準確解決題中所提出的問題。

（二）科學推理與論證

構建出模型后，可根據題目所給的條件，逐步推理論證得出結論。

本題不僅在物理觀念、科學思維方面對考生進行了考查，而且同時考查了考生實事求是、具體情況具體分析的科學態度。

三、對高中物理教學的啟示

今年高考理綜Ⅲ卷的物理試題側重考查了考生對物理基本知識的掌握，以及用掌握的基本知識去解決問題的能力，也就是考查考生物理學科核心素養。這樣的試題，不管是示范性高中還是普通高中、城市高中還是農村高中，都能適應。完成這套試題不需要大量的題海戰術，相反，單單海量刷題，不注重知識的背景與來源，不注重物理學科素養提升的考生，不管平時成績再好，這次未必能考出很好的成績。考后有的考生抱怨“這套試題太淺了，只要細心，平時中等成績的學生比尖子生還要考得好”，正好證明了這一點。這也提醒中學物理教學工作者，在教會學生掌握基本知識及其來源外，要側重培養學生應用基本知識分析問題、解決問題的能力，著力提升學生的學科核心素養。

掌握基本知識的背景與來源，并能用它去分析和解決具體問題是基本功，在平時教學過程中要著力訓練學生的基本功。鐘德衛：“要明確基本功的重要性，沒有任何教學方法能繞過要求教師有良好的基本功和訓練學生良好的基本功而可以有好效果。”這就是說，教師要訓練學生具有良好的基本功，教師自己要具備良好的基本功。教師良好的基本功除來源于中小學、本科、研究生階段的教育外，更多的要來源于教學實踐中的反思、研究的自我提升。當一名教師自身具有良好的基本功后，就能很好地掌控教學課堂，也就不會讓學生在題海中毫無航向地亂游。