核心素養視域下的高考物理試題分析與思考

楊慧

摘 要：高考是大部分高中生需要經歷的一次重大考試，而物理則是高考重要的組成部分。在社會不斷進步的影響下，學校教學越發重視培育學生核心素養，高中物理教學也不例外。在此情形下，高考物理當中關于核心素養的試題占比也在不斷提升。基于此，本文對核心素養下的高考物理試題進行了分析，對其中體現的趨勢進行了總結，最后提出相應的教學策略，希望可以給高中物理教師以參考。

關鍵詞：核心素養；高中物理；高考；物理試題

2014年，我國修訂了普通高中課程標準，根據新課標要求物理教師需幫助學生實現核心素養的增強，之后高考也變得越發重視考查學生的核心素養。而高考對于高中物理教學起著引導和參考作用，所以需要對核心素養視域下的高考物理試題進行分析和研究。

一、相關概念界定

（一）核心素養

2016年召開的中國學生核心素養新聞發布會上提出了核心素養概念，將其定義為不僅包括文化基礎和社會參與，還包括自主發展以促使學生在接受教育過程中實現全面發展必備的品格和能力。其主要包括六大素養：一是人文背景，二是科學精神，三是學習能力，四是責任感，五是健康生活能力，六是實踐創新。

（二）物理學科核心素養

2015年，教育部頒布的一份關于修訂高中物理課程標準的文件中，將物理核心素養定義概括為學生物理學習過程中必須具備的滿足社會發展需要、個人和社會需要以及個體成長需要的素質和能力[1]。過了兩年之后，新的高中物理課程標準正式頒布，其中將物理學科核心素養概括為學生在學習過程中逐步形成的性格、能力和價值觀念，是教育價值的集中體現。物理學科核心素養大體上由四方面內容構成，如圖1所示。

對于物理學科核心素養的認識，有些學者有著不同意見，這些意見大多集中在“物理觀念”方面，有的學者認為物理觀念需要讓學生在解決問題過程中逐步形成，也有學者認為物理觀念中的相互作用觀只存在于高中物理某些知識當中，主要就是萬有引力，但是因為其不屬于四大作用力，所以嚴格來說高中物理教學并不能有效培養學生的相互作用觀。其實類似的觀點還有不少，因此，在2020年修訂的高中物理課程標準中又對物理學科核心素養概念進行了細化，將其定義為由物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度和責任構成。這里提到的物理觀念指的是學生通過對學到的物理相關觀念進行加工和轉換，最終能夠利用物理相關觀念解釋身邊事物、解決生活中物理問題的素質和能力，而不僅僅是指記憶這些物理相關觀念。科學思維主要包括四方面含義，第一是基于物理學闡釋客觀事物本質、探究事物內在規律、探尋事物之間的關聯的過程；第二是基于經驗和事實將抽象知識構建為模型的過程；第三是通過分析、推理和驗證將知識轉化為自身能力的過程；第四是以科學事實為指導對各種觀點進行改正并形成創造性見解的過程。至于科學探究主要包括五個環節，第一個環節是發現問題，第二個環節是提出假設，第三個環節是收集證據，第四個環節是獲得結論，第五個環節是交流反思。在高中物理教學中教師想要鍛煉和提升學生的科學探究能力，需要先引導學生發現問題并提出假設，然后采取多種方法進行分析驗證，最終得到結論，在此過程中學生之間需要積極合作交流。最后的科學態度和責任其實就是學習物理的積極主動性，和他人積極合作、格物致知、熱愛自然、節約資源的責任感。

二、近三年高考考查物理觀念素養的試題分析

（一）物理觀念素養試題統計

為了更好地了解近三年來全國試卷中對于物理觀念的考查情況，筆者特意對這三年來全國試卷中包括的關于物理觀念素養相關習題進行了統計，具體情況如表1所示。

對表1進行分析可以發現，近三年來高考物理習題中考查物理觀念素養的習題或是選擇題，或是計算題和選考題，這些習題主要測試學生的推理和理解能力，題目難度也不太大，最大難度也就到中等。由此可以說明，高考物理關于這方面的考查難度并不大，考生只要能扎實掌握物理概念和規律就可以得出答案[2]。從表1中不難發現，高考物理對于這方面的考查主要集中在三方面，分別是能量觀念、物質觀念、運動和相互作用觀念。另外，高考物理全國卷中還包括一些物理情境習題，這種習題主要測試學生學以致用的能力，學生解答這種習題時需要從掌握的物理知識中提取關鍵信息構成系統物理觀念，從而可以用物理知識解決實際問題。

（二）科學思維素養試題統計

對表2進行分析可以發現，近三年來全國卷物理對于科學思維素養的考查題型或是選擇題，或是計算題、選考題，試題難度包括三個等級，既有容易的題目，也有比較難的題目，但總體來說還是容易和中等難度的題目占據比例更高，由此可以說明，全國卷物理對于這方面的考查還是非常重視的[3]。從表2中還可以看出，高考物理試題對于這方面的考查多是從兩方面著手，一是科學推理，二是模型建構，涉及科學論證、質疑創新方面的試題并沒有多少。另外，對近三年全國卷物理試卷考查這方面的試題內容進行分析，還可以發現其中出現了一些背景題，這種題目主要測驗學生的理解、模型構建、信息搜集等能力。解答這種題目時學生需要先分析題目內容，從中獲取有效信息，并根據這些信息建立模型進行推理，最終獲得結論。這種類型的題目對于培育學生物理學科核心素養有著重大作用，同時可以檢測學生對其的掌握程度。

（三）科學探究素養試題統計

對表3進行分析可以發現，近三年來全國卷物理對于科學探究素養的考查多是以實驗題的形式出現，選做題只出現了一年，之后的兩年都沒有再出現。從表3中還可以看出全國卷物理對于這方面的考查多集中在兩方面，一是解釋，二是證據，關于交流、問題等方面的考查并不多，這些試題主要測試學生的實踐能力和科學探究能力。例如，依據實驗原理設計實驗方案，通過實驗驗證猜想是否正確并獲得結論。

（四）科學態度和責任素養試題統計

對表4進行分析可以發現，近三年來全國卷物理對于科學態度和責任素養的考查題型主要就是選擇題和計算題，選考題只出現了一年，且只出了一題。對這些試題內容進行分析可以發現，試題考查知識點主要涉及五方面，難度并不高，主要測試了學生的社會責任和對科學本質的理解。近三年來全國卷物理對于這方面的考查試題具有以下兩方面特點：首先理論和實際進行了結合，構建了真實物理情境；其次關注先進科學技術，培育學生科學態度和責任[4]。例如，2021年全國甲卷物理試卷中就出現了這樣的習題“2021年2月，執行我國火星探測任務的‘天問一號探測器成功實施第三次制動后，進入運行周期約為1.8×105s的橢圓形停泊軌道，軌道與火星表面的最近距離約為2.3×105m，已知火星半徑約為3.4×106m，火星表面處自由落體的加速度大小約為3.7m/s2，則‘天問一號的停泊軌道與火星表面的最遠距離約為（ ）”用這種試題作用高考試題不僅可以凸顯物理的神奇，增強學生對物理知識的學習積極性，還可以讓學生關注我國前沿科技，提升他們的民族自信心，使他們能夠成為合格的社會主義建設接班人。

三、基于物理核心素養分析的教學策略

（一）深入挖掘物理教材，幫助學生建立物理觀念

近三年的全國卷物理試卷中考查物理核心素養的選擇題中大部分是考查物理觀念，在計算題中則會留出專門的一道題或兩道題考查這方面，至于選考題也多是針對這方面進行測試，由此可以說明物理觀念的重要性，特別是在高考物理中的重要作用。為此，高中物理教師就需要積極引導學生建立物理觀念，而這需要深入挖掘物理教材。下面就以新人教版物理必修教材為例，談一談應該如何幫助學生建立物理觀念。例如：教導學生學習“勻變速直線運動的研究”這部分知識時，教師不僅要指導學生理解勻變速直線運動概念、計算公式等，更為重要的是要引導學生建立物質觀念，這樣學生就可以借助辯證唯物主義思想理解世界的物質性。為此，教師需要深入挖掘教材，利用伽利略自由落體運動作為范例引導學生對物質觀念形成深入認識，指導學生運用其處理實際物理問題[5]。再如：教導學生學習“相互作用——力”這部分知識時，就需要引導學生建立運動和相互作用觀念。物理教師進行這部分教學時可以深入挖掘教材將現實中的天體運動作為案例進行講解，指引學生通過案例探尋事物本質，研究其中經典力學的作用，這樣學生就可以更深入地理解運動和相互作用，從而慢慢形成運動和相互作用觀念，而且掌握這一觀念之后學生還可以更好地理解運動學和動力學的不同點和相同點以及加速度的作用。最后，教導學生學習機械守恒定律時需要指引學生懂得做功是力對空間的積累效應，在此過程中同時會出現能量變化，因此說功是能量的轉化量度，這樣學生就會慢慢形成能量觀念，其是最高層次的物質觀念，而物質觀念又是促使學生形成能量觀念的根基，運動和相互作用觀念則是兩者互通的橋梁。

（二）改進教學設計，培育學生科學思維

以往高中物理教師想要培育學生形成科學思維，多會在課堂上采用提問教學法，有時也會讓學生進行分組討論，但這兩種教學方式并不能讓所有學生都參與到學習當中，長久如此，一些學生對于物理課堂教學會產生抗拒心理。基于核心素養的高中物理教學應更加注重鍛煉和提升學生解決問題的能力，而不是記憶理論知識的能力，只有具備了良好的問題解決能力才能滿足社會人才要求。從表2可以看出，高考物理對于科學思維素養的考查主要就是從兩方面著手，一是科學推理，二是模型建構，其實就是分析物理問題提取關鍵信息建立物理模型，依據模型運用物理知識進行科學推理，最終獲得結論。基于此，高中物理教師進行教學時不應再采用傳統提問和分組討論的教學方法，而是應進行教學改革，注重引起學生學習主觀能動性，教師可以在每章教學中針對章節知識點構建實際物理情境，讓學生在情境中思考問題、尋找問題答案，并以小論文的形式提交答案，這樣可以很好地鍛煉和提升學生的實際問題解決能力。需要注意的是，教師可以根據當前國家重大科研成果提問，也可以根據當前物理學最新結論提問。通過改進教學設計可以讓學生養成運用科學思維素養思考問題的好習慣，長而久之就可以形成科學思維素養，從而可以更好地應對物理高考。

（三）注重課堂實驗，提高學生的科學探究興趣

從表3中可以發現，近三年全國卷物理關于考查科學探究素養的試題內容主要包括兩方面內容，一是現象解釋，二是證據搜集，由此可以說明物理實驗在高考物理中的重要作用。其實高中物理教材中本來就包含實驗內容，然而有些學校并沒有讓學生進行物理實驗操作，只是進行理論知識講解，這會讓學生的科學探究興趣不斷降低，對于實驗結果也會質疑，所以必須開設物理實驗課堂，讓學生真正看到并能親自動手進行物理實驗。例如學習必修一“研究樣例”部分時，教師就需要在上課之前先將教材中提到的球形物體空氣阻力大小與速率關系研究實驗具有的效用詳細向學生介紹，同時還要將實驗操作過程錄制為微視頻發送給每個學生，讓學生可以提前了解實驗。等到進行課堂教學時，教師只需對實驗原理、具體操作進行詳細講解既可。在讓學生實踐時，如果學生操作出現錯誤，教師不應直接指出正確做法，而是應引導學生分析這一步操作的作用，并思考應該如何正確操作，以此來鍛煉和增強學生的科學探究能力。此外，教師還應鼓勵學生采取不同方式處理實驗數據，探究最有效的數據處理方法，得到最準確的實驗結果。等到課堂教學結束后進行實驗報告時，教師還可以讓學生談談自己的推理過程，闡述證據的使用方式，以便可以進一步增強學生的科學探究興趣和素養。

（四）關注物理和科技前沿信息，培養學生科學態度和責任

從表4可以看出，近三年全國卷物理關于考查科學態度和責任的試題主要包括兩方面內容，一是科學本質，二是社會責任，其中很多試題都是用物理或科技前沿信息作為題目背景。例如2019年全國Ⅰ卷、2020年全國Ⅱ卷都出現了這樣的習題，前者是用長征九號作為試題背景，后者是用CT掃描儀作為試題背景。再如：2020年全國Ⅲ卷、2021年全國甲卷和乙卷也出現了類似的習題，一個用嫦娥四號探測器作為試題背景，一個用天問一號成功實施第三次制動作為試題背景，還有一個用2020年諾貝爾物理學獎作為試題背景。

結束語

這些情況的出現可以說明高中物理教學應關注物理和科技前沿信息，這些信息不僅體現了當前我國科技最高成就，還體現了物理學本質，經常讓學生了解這些信息，指引學生探究這些信息背后蘊含的偉大精神，對于培育學生科學態度和責任感是非常有益的。

參考文獻

[1]杜明榮，秦煜茜.核心素養導向下高考物理試題的情境化研究：以2022年全國甲乙卷為例[J].物理教學探討，2022，40（10）：40-43，70.

[2]張照康.培養關鍵能力 提升核心素養：基于SOLO分類理論的2021年湖北高考物理試題分析及備考策略探討[J].教學考試，2022（31）：65-68.

[3]楊鴻恩.夯實基礎知識，提高核心素養：以2022年廣東高考物理試題第14題為例[J].廣東教育（高中版），2022（7）：61-62，70.

[4]鄧艾，張海深.指向核心素養的物理試題特點分析及教學啟示：以2021年高考物理湖南卷、河北卷、廣東卷為例[J].中學生理科應試，2021（12）：22-25.

[5]崔立香.立足經典模型 指向核心素養：山東省2020年高考物理試題第16題評析及備考建議[J].中學物理教學參考，2021，50（13）：57-59.