突出考查學生學科核心素養和學習能力

仇立新 劉建平 趙遠成

2021年山西省學業水平考試試題緊緊圍繞“立德樹人”的育人目標，加強對學生核心素養的考查。試題突出考查學生物理學科核心素養和學習能力，以促進學生全面而有個性的發展。試題關注物理與社會和技術的聯系，創設真實的情境，使學生在真實情境中通過解決問題，促進學科核心素養的達成。

一、2021年山西省學業水平考試試題命制的指導思想及試題結構

2021年山西省學業水平考試試題以《普通高中物理課程標準》（2017年版2020年修訂）為依據，并參考《山西省普通高中學業水平考試標準》，充分挖掘物理課程獨特的育人價值，依據本屆學生所使用的人教版教材而命制。試題命制既滿足了對普通高中畢業生合格性的考查任務，又對普通高中教育、教學起到了導向性作用。

2021年山西省學業水平考試試題考查內容包括必修Ⅰ、必修Ⅱ、選修1-1和選修3-1，共四個模塊。試題延續了近年學業水平考試題型設計，維持題型穩定性。本試題分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分，第Ⅰ卷為選擇題，題型設計有單項選擇題（10道）、多項選擇題（5道）。第Ⅱ卷為非選擇題，設計有實驗題（2道）、計算題（3道），選考部分仍采用計算題形式。針對目前文理科學生比例和各學校分科時段，按照0.75的難度系數要求，在綜合考慮覆蓋面和知識點的情況下，對必修Ⅰ、必修Ⅱ略作傾斜。試題共8頁，滿分100分，考試時間90分鐘。

二、2021年山西省學業水平考試試題特點及命題思路解讀

（一）基于學科核心素養，確定試題考查的目標和內容

2021年山西省學業水平考試試題命制實現了由能力立意向素養立意的轉變。試題既注重促進物理觀念的形成，又注重有效發展學生的科學思維能力。

“物理觀念”是物理概念和規律等在頭腦中的提煉和升華，是從物理學視角解釋自然現象和解決實際問題的基礎。物理觀念不僅是物理核心素養的主要內容，而且是其他物理核心素養的重要基礎。要求學生不僅要理解和掌握物理知識，還要將所學的具體知識圍繞學科核心概念進行整合和內化，在此基礎上形成對物質世界的整體認識。

例1：用力傳感器做“驗證牛頓第三定律”的實驗時，把兩個傳感器測力探頭的掛鉤勾在一起對拉，計算機屏幕上顯示出力隨時間變化的情況（如圖1所示）。由此可以得出（）

A.兩物體之間的作用力與反作用力總是方向相同

B.兩物體之間的作用力與反作用力總是方向相反

C.兩物體之間的作用力與反作用力大小總是不相等

D.兩物體之間的作用力與反作用力總是同時變化且大小相等

試題特點：本題通過用力傳感器做“驗證牛頓第三定律”的實驗數據的處理，考查對“牛頓第三定律”的理解以及學生識圖和析圖的能力。

命題思路解讀：作用力與反作用力總是大小相等方向相反，并且作用在不同的物體上。關鍵是如何從所給圖中得出作用力與反作用力總是同時變化、大小相等且方向相反這一規律。命題時更加注重物理觀念的形成過程，知道規律的來龍去脈，體現學科的思維能力。

（二）創設真實的情境，使學生在真實情境中通過問題解決，促進學科核心素養的達成

運用物理知識解決實際問題能力的高低，往往取決于學生將情境與知識相聯系的水平，即能否把問題中的實際情境轉化為物理模型，并運用物理知識分析和解決問題。

縱觀2021年山西省學業水平考試試題，有13道題目的背景材料與學生生活、現代社會及科技發展有關，6道題目的背景材料源于教材，充分將物理學的基本概念、基本規律與生產實踐、生活實際、體育運動、科研成果、衛生醫療緊密聯系起來，通過問題情境，考查學生運用物理知識解決實際問題的能力。這些試題在物理觀念、科學思維、科學探究等方面考查考生從試題中獲取加工物理信息的能力，使考生充分體會物理知識的應用價值。

例2：2021年5月29日，我國成功發射的“天舟二號”貨運飛船入軌后順利完成入軌狀態設置，于5月30日5時01分采用自主快速交會對接模式，精準對接于“天和核心艙”后向端口，整個過程歷時約8小時。下列說法正確的是（）

A.“5月30日5時01分”指的是時間間隔

B.“約8小時”指的是時刻

C.研究“天舟二號”從發射到入軌的路徑時，“天舟二號”可視為質點

D.研究“天舟二號”與“天和核心艙”交會對接時，“天舟二號”可視為質點

試題特點：該試題以我國“天舟二號”貨運飛船發射及其與“天和核心艙”對接過程為情境材料，聯系運動描述的相關內容，讓學生了解大國重器，具有鮮明的時代特色和學科素養。旨在引導學生從具體問題中提煉物理模型（質點），同時對描述運動的時間和時刻進行區別和聯系。

命題思路解讀：對時刻、時間的區別，大部分學生應該沒有太大問題。在C選項中，“天舟二號”的大小和形狀對研究的問題是次要因素，可以把它看做質點。D選項中，“天舟二號”的大小和形狀對研究的問題是主要因素，不能把它看做質點。考查能不能把物體看成質點的決定因素是所研究問題的性質。

例3：最近，太原天龍山旅游公路上一座三層環形高架橋成了不少市民甚至是外地人的“打卡”勝地。據建造者介紹：這座“網紅橋”的設計，主要有兩方面的考量，一是緩解坡度大的問題，二是減少對山體的開挖，保護環境。減小橋面坡度的主要目的是（）

A.減小過橋車輛重力

B.減小過橋車輛對橋面的壓力

C.減小過橋車輛重力沿平行于橋面方向的分力

D.減小過橋車輛重力沿垂直于橋面方向的分力

試題特點：本題通過太原天龍山“網紅橋”，了解力學知識在橋梁中的應用，考查力的分解知識和模型建構的能力。同時引導學生多關注生活中的物理，激發學生對物理的興趣，提高對“物理來源于生活又回歸生活”的認識。6D5465C4-0FA7-4A33-B55C-9702861D5285

命題思路解讀：這是一道簡單的力的分解問題，但從實際運用中提煉物理模型卻是一個難點。要想突破難點，建構模型是本題的關鍵。同時，必要的數學知識是解決此題的基礎。通過設計試題，引導學生養成理論聯系實際的思維習慣。

（三）試題重視科學探究能力的培養和信息技術的應用

科學探究能力是指在科學研究中的創新和發現能力。

例4：某實驗小組設計實驗探究彈簧的勁度系數與彈簧圈數的關系。

（1）如圖2所示，將彈簧豎直懸掛，彈簧靜止時選取材料相同、直徑相同、粗細相同、長度相同、圈數不同的彈簧1和彈簧2進行實驗。這種實驗方法稱為。（選填“等效替代法”或“控制變量法”）

（2）圖2中，彈簧1的圈數多，彈簧2的圈數少。

在兩個彈簧下端懸掛質量為m的重物，當重物靜止時，測出兩個彈簧的伸長量x。改變懸掛重物的質量，得到兩彈簧的伸長量x與質量m的關系圖像（如圖3所示）。由圖3可知，彈簧1的勁度系數（選填“大于”或“小于”）彈簧2的勁度系數；彈簧單位長度的圈數越（選填“多”或“少”），彈簧的勁度系數越大。

試題特點：物理是一門以實驗為基礎的學科。胡克定律是物理學科的必備知識，本題通過控制變量法來“探究彈簧的勁度系數與彈簧圈數的關系”，考查考生在實驗中的科學探究能力。

命題思路解讀：對胡克定律，考生應該很熟悉。但對勁度系數內涵的理解和彈簧勁度系數大小的決定因素就不一定很清楚。本題（1）問中先取材料相同、直徑相同、粗細相同、長度相同、圈數不同的彈簧1和彈簧2進行實驗，很明顯采用了“控制變量法”的實驗方法。在（2）問中只要對勁度系數的內涵理解到位，即在相同拉力作用下彈簧1的伸長量小，彈簧2的伸長量大，說明彈簧1“硬”勁度系數大；彈簧2“軟”勁度系數小。最終得出彈簧單位長度的圈數越多，彈簧的勁度系數越大。設計該試題，旨在引導學生對實驗數據進行解釋，一是對所收集的信息進行分析，二是根據分析對探究結果進行描述，歸納形成結論。

（四）試題重視通過問題解決促進學科核心素養的達成

現實生活中很多情境能生成有價值的科學探究問題。學生把物理課程中所學習的物理知識和方法用于分析解決現實生活中的各種實際問題，在解決實際問題的過程中進一步提高探究能力，促進核心素養的形成。

試題特點：本題以卡車運輸卷材為素材，考查物體受力分析、物體平衡條件和“牛頓第三定律”的相關知識，考查考生靈活運用物理知識和方法解決實際問題的能力，以及學生運用圖解法和數學工具解決物理問題的能力。

命題思路解讀：分析鋼卷受3個力的作用，由勻速行駛可知這3個力的合力為零，再由數學知識得出它們之間的關系。關鍵是要正確畫出鋼卷的受力示意圖，由物體平衡條件和數學知識找到力之間的定量關系。通過設計該試題，旨在增強學生對科學的求知欲，強化理論聯系實際的意識，拉近物理學與生活的距離，使考生充分體會物理知識的應用價值。

三、2021年山西省學業水平考試試題對高中物理教學的啟示

學業水平考試的首要任務是對高中畢業生的合格性考查。在考查的同時，更重要的作用是要引導教育、教學。為此，對高中階段物理教學提出以下建議：

（一）樹人先立德，把錘煉品格和奉獻祖國貫穿教育、教學始終

完成立德樹人根本任務，把培養“德、智、體、美、勞”全面發展的人作為教育的首要目標。歷史的發展和國家的進步充分說明了德育和體育在人才培養中的重要作用，切不可只重視智育而忽略德育、體育。采取必要措施，切實提高德、體、美、勞在學校教育中的地位，尤其是提高德、體、美、勞在教育工作者心中的位置。

（二）更新理念，有效落實學科核心素養

真正轉變教學觀念。改變“兩耳不聞窗外事，一心只讀圣賢書”的傳統觀念，把“潛心問道”和關注社會有機結合，解放思想，關注社會、科技和生活。時刻了解時代發展動態，緊緊把握時代發展脈搏，把學科知識和實踐應用相結合，激發學生的興趣和求知欲，充分挖掘學生的潛能，培養和提高學生的創新意識與能力。

（三）注重學科思維教育

教給學生知識不如教給學生獲取知識的方法。物理學科的特點要求學生具有縝密的科學思維。在高中物理學習中形成的思維方式和養成的思維習慣將會影響學生一生的發展，所以在教學活動中，教給學生思維方式比教給學生知識更加重要。試題命制過程中淡化了對識記性知識的考查，突出了對思維能力的考查，旨在引導教師教育、教學方式的轉變。

一份試題，雖然無法傳遞物理學科對學生發展核心素養的所有意圖，但是通過對該份試題的思考與分析及對試題命制過程的詮釋，能夠給大眾傳遞我們對學科知識的理解與把握，傳遞我們對學科思維的重視，傳遞我們對實施學科素養教育的期待，喚醒更多的教師加快課堂教學的改革步伐，為社會培養更多的創新人才。

綜上所述，在試題命制過程中，我們始終把立德樹人放在首位，充分考慮社會進步和時代發展對創新人才的需求，加大了在創新意識、創新能力等方面的考查。同時，盡量融入對科技知識的普及和對態度與責任的引導，教育學生去關注生活、關注社會、了解時代發展動態，有意識培養具有探究精神和探究能力的創新型人才，培養能引領時代發展和促進社會進步的杰出人才。6D5465C4-0FA7-4A33-B55C-9702861D5285