增強基礎性和綜合性，凸顯核心素養考查

陳飛翔

【摘要】自《實施意見》出臺后，高考考試內容開始改革，試題的命制要在保持穩定和基礎的前提下實現平穩過渡，因此2014-2019年新一輪高考改革的探索與轉型時期。物理函數圖像類選擇題信息豐富、綜合性強、是考查考生能力和高頻考點，高考考試內容在改革這一題型必然有所體現，本文對比2017-2019年和2014-2016高考物理函數圖像類選擇題，分析其變化趨勢、共性探討教學優化的方向。

【關鍵詞】試題研究;函數圖像;核心素養;對比研究

2014年9月，《國務院關于深化考試招生制度改革的實施意見》（以下簡稱《實施意見》）出臺，明確提出“深化高考考試內容改革”的要求;2016年9月，《中國學生發展核心素養》總體框架正式發布;2020年1月教育部發布《中國高考評價體系》和《中國高考評價體系說明》。2014-2019年可以說是高考新一輪改革探索階段，因此對2017年前后3年的高考試題進行對比研究，發現其聯系和區別，不僅有利于備考，更有利于我們把握教學改革的方向，助力素質教育的推進。本文以為2014-2019年高考物理函數圖像類選擇題為研究對象，探討其變化與共性進而優化課堂教學。

1.高考物理函數圖像類選擇題的共性分析

1.1函數圖像主要考查的類型不變

高近六年的高考試題中，無論是2017年還是2017年后，函數圖像的考查主要集中在力學和電磁學。

力學的函數圖像的考查主要集中在v-t圖像，近六年v-t圖像的統計表如下：

從表1中可以看出，2014-2016年力學函數圖像中考了5次，其中4次都是v-t圖像，2017-2019年力學函數圖像中共有11次，其中5次是v-t圖像，占力學函數圖像的比例是最高的。

電學的函數圖像的考查主要集中在u-t和i-t圖像，近六年u-t，i-t圖像的統計表如下：

從表2可以看出，2014-2016年電學函數圖像考了8次，其中6次是u-t或i-t圖像，占比高達2/3。

1.2考查學生能力的基本功能相同

物理函數圖像類選擇題的基本功能是考查學生的識圖和用圖能力，會識圖指的是能理解圖像的意義，面積、斜率、截距和拐點的意義;會用圖指的是能結合物理公式和圖線的函數關系式分析解決物理問題。本文研究的題目中，都體現了識圖、用途能力的考查，按物理五大能力分類應歸類于深入理解能力和應用數學知識處理物理問題能力。

1.3試題解法的基本思路相同

雖然物理函數圖像有很多種類，但是從思維過程來看是大同小異的。物理函數圖像能直觀地反映兩個物理量之間的變化關系式，要解決這類問題就要從物理和數學兩方面下入手，其基本思路是：一方面運用所學物理知識建立圖像兩軸物理量的關系式，進而明確圖像信息要素的物理意義，另一方面運用數學知識求解圖像。

2.高考物理函數圖像類選擇題的變化趨勢分析

2.1 2017年后物理函數圖像在選擇題中考查的力度明顯增大

2014-2016年全國卷共7套試卷，在選擇題中考查到物理函數圖像的題目共5題，平均0.7題/套，2017年-2019年全國高考物理卷共9套試卷，出現了19題，平均2.1題/套，其中2017-2019年物理函數圖像在選擇題占的比重又逐年遞增，2019年達到了平均3題/套，2019年的Ⅱ卷中8道選擇題中有4道涉及到了物理函數圖像，占到了選擇題分數的1/2，由此可見，自2017年起函數圖像在高考物理全國卷中的考查力度明顯加大。

2.2 2017年后物理函數圖像在選擇題中考查的函數種類明顯增加

2017年后力學考查到的物理函數種類明顯增加，電學考查的物理函數種類略有增加。

2014-2016年考查的力學函數圖像都是是v-t圖像，而2017-2019年除v-t圖像繼續作為圖像在重點考查外，增加了許多種類，詳細分布見表3.

從表3可以看出力學函數圖像增加的種類有x-t（位移-時間）圖像、a-x（加速度-彈簧壓縮量）圖像、F-h（萬有引力-高度）圖像、F-x（力-位移）圖像、F-t（作用力-時間）圖像、f-t（摩擦力-時間）圖像，Ek-h（動能-高度）圖像、Ek-h（機械能-高度）圖像，其中特別是力對時間或空間的函數占的比例較高，加速度對空間的函數創新程度高，函數難度大。

電學中由原來除了考查常見i-t圖像和u-t圖像外，2017年后的試題增加了兩種函數，詳細分布見表4

從表4可以看出電學函數圖像增加的種類有靜電學的φ-r（電勢-距離）圖像、B-t（磁感應強度-時間）圖像，其中φ-r圖像是靜電學第一次以物理函數圖像的形式考查，這說明電學圖像并不局限于電磁感應，命題靈活性增大，對考生能力要求更高了。

2.3 2017年后物理函數圖像類選擇題綜合性增強

2014-2016年全國卷的5題函數圖像類選擇題中涉及的知識內容較少，一般是純運動學的問題，2017-2019年的函數圖像類選擇題則出現了一道題考查多個知識內容的情況，情境相對更復雜，綜合程度更高。如2018年全國Ⅲ卷19題勻變速運動與勻速直線運動的綜合、2019全國Ⅰ卷21題綜合了胡克定律、牛頓第二定律、萬有引力定律、質量和密度、動量定理和數學知識，綜合性極高，數學計算雖不復雜，但計算量大，過程分析復雜，對考生的能力要求很高;2019全國Ⅲ卷19題，綜合了運動學、動量和電磁感應的知識，沒有掌握動量守恒定律的考生，連圖都不能讀懂，不熟悉雙桿模型桿的運動變化和受力變化情況，考生也無從下手。2017年后函數圖像類選擇題綜合性增強，尤其是2019年的三套全國卷，綜合性最強。

2.4 2017年后函數圖像類選擇題情境化增強，凸顯物理核心素養

試題情境化是考查考生物理核心素養的重要載體，2014-2016年的試題中函數圖像的很少涉及到情境化設計，2017年以后，此類選擇題增加了緊密聯系科學技術進步和日常生活相關的情境，如2018全國Ⅲ卷19題，汽車從一個恒定功率工作狀態上升到另一個恒定功率狀態接近了電動汽車工作的真實情境;2019年全國Ⅱ卷14題以我國嫦娥四號探測器成功在月球背面軟著陸為情境，要求考生分析探測器在“奔月”過程中受到的萬有引力的變化圖像;2019全國Ⅱ卷19題則引入了滑雪運動的真實情境;2019全國Ⅲ卷20題也是來源于考生比較熟悉的學生實驗情境，這些情境的引入使試題具有濃厚的生活氣息，使試題與社會實際和學習生活密切相關，滑雪運動引導考生關心體育運動，積極參加體育鍛煉;最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力的設置也凸顯了嚴謹的科學態度，嫦娥四號探測器成功著陸的情境，引導考生關注我國航空航天事業的發展，增強民族自信心和自豪感。因此試題情境化設計能實現科學態度與社會責任的引導功能。

3.教學優化的方向

物理函數圖像是選擇題的重要題型，是考查考生是否具備應用數學處理的能力的重要載體，在核心素養背景下，物理函數圖像具有基礎性綜合性增強，注重學科能力考查，情境化增強，強化物理核心素養考查的特點，因此筆者認為在日常教學應作以下優化：

3.1重視圖像基本功能，提高學生識圖用圖能力。

在教學中應注重處理圖像問題的基本思路，從坐標軸的物理意義出發，嘗試建立物理規律與坐標軸的聯系，分析圖像中的面積、斜率、截距和拐點多代表的物理意義。

3.2重視多章節知識融合，提升綜合能力。

在教學中引導學生嘗試不同章節內容通過力學的圖像融合起來，把復雜問題分解，轉化為簡單問題、熟悉模型再利用處理圖像問題的基本思路解決問題;引導學生打破思維壁壘，圖像問題的考查不局限于常見的運動學和電磁感應，一切物理規律的考查都可以通過圖像的形式考查。

3.3重視基礎知識，扎實掌握核心概念、規律。

物理圖像的處理要建立在基本的概念和規律的基礎上，這些概念和規律是構成物理知識體系的基礎和核心，也是解決綜合性問題的前提。解決物理圖像類問題的重要一步就是建立坐標軸兩個物理量的函數關系，這個函數關系首先是來源于物理規律，否則“數理結合”是句空話。

3.4重視實際情境，提高核心素養。

立德樹人是我國教育的總體目標，要求學生“兩耳不聞窗外事，一心只做物理題”是不行的，還引導學生關心生活生產、關心科學、社會、科技領域的發展動態，樹立正確的價值觀、人生觀和科學觀，真正提高學生的學科素養。

【參考文獻】

[1]高考必刷題.十年真題.物理[M].北京：開明出版社，2019.

[2]張雪清.高考物理圖像類試題的分析研究[D].華中師范大學，2018.