淺談物理學科核心素養(yǎng)在高考試題中的體現(xiàn)2021年高考試題為例
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山西

(作者單位：山西省太原師范學院附屬中學 山西省太原市第十二中學)

2021年高考全國乙卷是合并原有的全國卷Ⅰ、Ⅱ，適用于安徽、河南、陜西、山西、江西、甘肅、黑龍江、吉林、寧夏、青海、新疆和內蒙古等12省，是所有試卷中適用范圍最廣，參考人數(shù)最多，地域分布最廣，命題的難度較大的一份試題，但命題專家獨具匠心的命題手法，使試題受到了廣大師生的一致好評。

從宏觀上統(tǒng)攬，試題堅定正確的政治方向，堅持立德樹人，科學設計考試內容，優(yōu)化高考選拔功能，強化能力立意與素養(yǎng)導向，完全符合教育部“關于做好2021年普通高校招生工作通知”中的要求：高考命題要堅持立德樹人，加強對學生德智體美勞全面發(fā)展的考查和引導。

2021年高考全國乙卷理綜的物理試卷設計結構合理、試題考查突出了基礎性，依托高考評價體系、聚焦物理核心素養(yǎng)，問題情境設計優(yōu)化、關鍵能力考查靈活，發(fā)揮了高考試題的育人功能和積極導向，真正貫徹落實了《深化新時代教育評價改革總體方案》要求，真正體現(xiàn)“立德樹人一堂課、服務選才一把尺、導向教學一面旗”。

在堅持立德樹人的根本任務下，繼續(xù)深化試題內容和形式的改革，以考改促課改，引領物理課堂教學走向落實物理學科核心素養(yǎng)的更深處。仔細分析研究，2021年全國乙卷理綜的物理試題基于核心素養(yǎng)的高考命題的基本原則，巧設情境呈現(xiàn)和創(chuàng)新設問方式，簡言之，“出活題、考素養(yǎng)”。具體特點如下：

一、依托“運動物質”，考查物理觀念素養(yǎng)

物理學按照物質世界的特點從“大與小”“快與慢”“虛與實”“冷與熱”“有序”與“無序”“簡單”與“復雜”等角度，描述物質世界的物理現(xiàn)象及其規(guī)律。

第14、15、16、17、18、20、24題以物質為載體，考查了物理觀念中物質觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等要素。

第14題以小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)為研究對象，考查學生對多質點系統(tǒng)的動量和機械能是否守恒的理解和掌握，第15題設置一負電荷固定在接地金屬平板上方，考查學生對電場強度、等勢面、電勢能等概念的理解，落實從物理學視角形成有關于物質的基本認識，并從概念和規(guī)律中提煉觀點、升華認識，落實相互作用的“守恒觀”(質量守恒、電荷守恒、動量守恒、能量守恒)；

第17題以醫(yī)學治療中常用放射性核素為研究對象，考查學生對半衰期的理解和應用，落實宏觀世界和微觀世界的“因果觀”；

第16題是帶電粒子在圓形有界磁場中的勻速圓周運動；第18題呈現(xiàn)出銀河系中心附近的恒星多年的橢圓運動軌跡；第20題設計不同荷質比的帶電粒子在電場中的類平拋運動；第24題以運動員拍籃球為研究過程，分別考查對圓周運動、橢圓軌道的運動、類平拋運動和直線運動等的認識，并從物理學視角解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題，落實運動的“時空觀”。

在物理學的大背景下，構建出高中物理知識體系的主干知識是力、電、磁，高考命題依托物體的多種運動，讓物理觀念和素養(yǎng)在課堂落地生根。

二、立足核心規(guī)律，考查科學思維素養(yǎng)

2021年全國乙卷高考物理試題通過豐富的呈現(xiàn)形式、新穎的設置問題等方式，增強試題的靈活性，引導學生培養(yǎng)關鍵能力和科學思維素養(yǎng)。

第15、16、17、18、19、20、21、24、25、33(1)、34(1)題以思維為依托，考查科學思維中模型建構、科學推理、科學論證、質疑創(chuàng)新等要素。

1.運用科學思維，建構物理模型

第16題以帶電粒子在圓形有界磁場中的勻速圓周運動為背景，引導學生從物理規(guī)律和定量關系兩個角度入手，認識物體的內在規(guī)律及相互關系，考查應用牛頓第二定律解決物理問題，并建構軌跡圓和磁場圓的定量關系；

第18題以2020年諾貝爾物理學獎為情境，呈現(xiàn)出銀河系中心附近的恒星多年的運動軌跡，考查學生基于經驗事實，建構物理模型，從圖像中獲取運動的周期，以及利用開普勒第三定律、萬有引力定律等知識綜合解決實際問題的能力，引導學生關注前沿科技領域；

第19題創(chuàng)設物體在水平面上的先從靜止加速后減速至零的情境，分別從時間和空間兩個維度描述物體的運動，考查學生對牛頓運動定律、運動學公式、動能定理、動量定理等規(guī)律的綜合應用；

第25題對常規(guī)的金屬棒在導體框上運動的情境進行了創(chuàng)新，呈現(xiàn)導體框和金屬棒在斜面上下滑經過磁場區(qū)域的情境，考查學生對復雜情境的想象與推理，對多個研究對象和研究過程，運動性質和受力情況等復雜問題分析、綜合，是落實核心素養(yǎng)的有效手段。

2.呈現(xiàn)圖像任務，進行科學推理

第17題以醫(yī)學治療中常用放射性核素為背景，考查學生對放射性核素本質屬性的認識，分析剩余質量與原有質量的比隨時間的變化關系，理解和應用半衰期；

第21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，要求學生綜合分析兩幅圖像的特點，建立物塊和木板的整個運動過程，從而提取圖像中的關鍵信息，利用牛頓運動定律進行邏輯推理，考查學生信息加工能力、情境想象與推理能力、分析綜合能力；

第33(1)題理想氣體p-V圖像中，描述理想氣體經歷了一個熱力學循環(huán)過程。分析圖像提供的信息量，獲知研究系統(tǒng)的狀態(tài)參量，以及經歷的不同熱力學變化過程，運用實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程等規(guī)律，結合熱力學第一定律，解決實際問題；

第34(1)題為一簡諧橫波的波形曲線y-x，從中可以獲得該橫波的波長和傳播特點，利用題設提供的信息，科學推理和綜合分析，得出兩種不同傳播方向的周期。

注重利用圖像呈現(xiàn)豐富的物理信息，增加試題信息的廣度，要求學生能夠從圖像中獲取信息，建立文字、公式、圖像等不同信息呈現(xiàn)方式之間的聯(lián)系，從而構建正確的物理圖景，抽象出熟悉的物理模型，考查學生的信息加工、邏輯推理等關鍵能力。

3.利用創(chuàng)新思維，進行科學論證

認真研讀試題不難發(fā)現(xiàn)，直接套用公式幾乎不可能得到結果。解答的過程中，不僅需要縝密的思考和嚴謹?shù)耐评恚€注重創(chuàng)新思維的考查。比如對稱思想，因為對稱是凌駕于物理規(guī)律之上的自然界的一條基本規(guī)律。把創(chuàng)新思維和學習能力考查滲透到命題全過程，增強試題的開放性，引導學生更加注重思維的靈活性。

第15題提供的電場背景，實際是在考查等量異種電荷的電場特點；第18題恒星的運動軌跡——橢圓軌道呈現(xiàn)的對稱；第20題研究帶電粒子在電場中的類平拋運動，不同荷質比的粒子運動軌跡異和同的本質；第24題對比籃球自由運動和運動員拍籃球兩種情境；第25題兩物體在磁場中的勻速運動；第33(2)題緩慢注入水銀時，對于A、B兩管的水銀柱高度；第34(2)題從平行玻璃磚到不平行玻璃磚對光的折射問題，經過一系列嚴謹、科學的推理之后，有的是空間對稱但原理不對稱，有的是原理對稱但空間不對稱。這就需要考生基于事實證據和科學推理，對不同觀點和結論提出質疑和批評，進行檢驗和修正，進而提出創(chuàng)造性的見解。

從基本概念、基本規(guī)律出發(fā)，突出對物理的核心規(guī)律的理解和應用，考查學生理解能力、情境想象與推理能力、分析綜合能力、運用數(shù)學工具解決物理問題的能力等，淡化特殊技巧、注重通性通法，增大試題的思維量。

三、基于真實情境，考查科學探究素養(yǎng)

物理不僅是一門邏輯體系嚴謹?shù)睦碚搶W科，更是以實驗為基礎的實驗學科。物理試題突出對基礎實驗的考查，需要考生真正體驗、經歷科學的探究過程，走進實驗室，認真進行實驗探究，真正落實科學探究素養(yǎng)的養(yǎng)成。

第22、23、34(2)題以探究為主線，考查科學探究中問題、證據、解釋、交流等要素。

第22題以小球平拋運動的影像作為背景，考查基于觀察和實驗，獲取和處理信息，利用科學思維，得出和解釋結論，涉及處理平拋運動的基本方法和實驗數(shù)據的處理技巧等知識；

第23題測量電池的電動勢和內阻，考查基于科學探究過程，對結果進行評估和反思，涉及電路保護、原理推理、圖像應用及誤差分析等知識；

第34(2)題用插針法測量玻璃磚的折射率，只有經過對平行玻璃磚的實驗探究過程和結果交流，才能對不平行玻璃磚問題作出理性分析和正確解釋。

這些實驗均是教材中的基礎實驗，加強基礎實驗的考查，促進回歸教材，有利于考教銜接，引導教師認真開展基礎性實驗教學。在實驗探究過程中體現(xiàn)人文關懷，在整個研究過程中提煉物理學科的思想方法，在經歷科學探究過程之后，進行嚴密的數(shù)學表達，才能真正充分發(fā)揮物理學科的應用價值。

四、堅持五育并舉，考查科學態(tài)度與責任素養(yǎng)

2021年高考全國乙卷理綜的物理試題加強理論聯(lián)系實際，結合物理學科特點，嘗試在落實“五育”并舉方針的高度進行整體設計，貫徹德智體美勞全面發(fā)展的要求，提升科學態(tài)度與責任素養(yǎng)。

第17、18、22、24題以育人為宗旨，堅持五育并舉方針，滲透科學態(tài)度與責任中的科學本質、科學態(tài)度、社會責任等要素。

第17題以醫(yī)學治療中常用放射性核素為背景，關注社會和生命，遵守道德規(guī)范，保護環(huán)境并推動可持續(xù)發(fā)展的責任感，反映“從生活走向物理、從物理走向社會”理念；第18題以2020年諾貝爾物理學獎為情境，關注最新的前沿科學成果，形成實事求是和持之以恒的科學態(tài)度和探索自然的內在動力；第22題使用頻閃儀和照相機對平拋運動的小球拍攝影像，形成嚴謹認真的科學態(tài)度，探索物理學科的本質；第24題以運動員拍籃球創(chuàng)設情境，引導學生增強體育健康意并積極參加體育鍛煉，滲透健康第一的理念。

讓物理走向生活，與生產實踐、體育運動、科技前沿等方面的緊密聯(lián)系，由“解答試題”向“解決問題”轉變，學以致用，增強學生的社會責任感，引導學生關注科技、關注社會、關注生命。

2021年高考全國乙卷理綜的物理仍然以“高考評價體系”為依托，以“核心素養(yǎng)立意”為導向，以“重思維、重應用、重創(chuàng)新”的理念，充分體現(xiàn)基礎性、綜合性、應用性和創(chuàng)新性的考查要求，進一步豐富基礎性的考查內涵，拓展考查的方式方法。貼近中學物理教學和中學生生活實際，創(chuàng)設典型的問題情境，遵循教育教學規(guī)律，提升學生物理核心素養(yǎng)的形成和深化。