核心素養視域下的學考試題命制探索
——以山西省2024年（2022 級冬季）普通高中學業水平合格性考試物理試題為例

劉旭明 山西省陽泉市第一中學校

程永勝 山西省晉中市榆次區高中教育發展中心

吳雪飛 山西省臨汾市第五中學校

武 峰 山西省太原市第十二中學校

薄麗娟 山西省渾源中學

學業水平合格性考試是根據國家課程標準規定，依據課程標準要求對普通高中必修課學業進行的合格性水平檢測。考試成績是普通高中學生畢業和高中同等學力認定的主要依據，是評價普通高中學校教育教學質量的重要參考。2024 年（2022 級冬季）山西省學業水平合格性考試物理試題依據新課標和學業水平考試要求命制，可有效檢測學生是否達到新課程標準對學生的學業要求。

2024 年（2022 級冬季）山西省學業水平考試物理試題以普通高中課程標準（2017年版2020年修訂）的內容要求為依據，以反映學業質量水平和物理學科核心素養為基本要求，以學科、生活、科技等情境為串聯線，注重考查對必修課程中的基本概念和基本規律的了解和認識，體現學業水平考試的基礎性和全面性，可有效測量學生是否達到國家課程標準規定的學業質量要求，并對普通高中日常教學有一定指導意義。

一、命題思路及試題特點

（一）命題思路

2024 年（2022 級冬季）山西省學業水平考試物理試題命制堅持立德樹人根本任務，全面貫徹落實黨的教育方針，樹立正確的價值導向，促進學生全面發展。試題深挖新課程標準，體現高中物理課程觀念。試題命制以物理學科核心素養為指導，突出素養立意，將“物質觀”“運動與相互作用觀”“能量觀”融入試題中，對物理學科素養某個或多個具體要素進行設計，整份試卷涵蓋學業水平考試要求的可測量的物理學科核心素養，充分體現物理學科素養水平的考查，強調學生利用所學理論知識解決實際問題的能力。

試題注重對學生基礎知識、基本能力和方法的考查，難度控制在學業質量水平一、二的要求之內。試題內容包括：“機械運動與物理模型”“相互作用與運動規律”“曲線運動與萬有引力”“機械能及其守恒定律”“牛頓力學的局限性”“靜電場”“電路及其應用”“電磁學與電磁波初步”“能源與可持續發展”九個主題，涵蓋必修一、必修二、必修三全部主干知識。試題主要考查學生對基本概念的了解、通過簡單模型構建和基本規律進行簡單應用的能力，突出學科基礎知識、基本技能和基本方法。試題主要對“物理觀”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個方面的考查，注重知識的關聯，引導學生關注思維過程，突出對知識遷移與應用能力的考查。必修一、必修二、必修三占比分別約為40%、30%、30%。

試題命制以情境為載體，引導教學從“解題”向“解決問題”轉變。情境素材來源于生活情境、科技情境、學科情境等，以不同視角、不同層次的情境載體開闊學生視野、激發學生對物理的興趣。情境與學生所學知識有機融合，設置具有問題性、探究性、開放性的呈現方式和設問方式，綜合考查學生的模型構建、科學推理、科學論證等能力，力爭做到以情境為串聯線靈活考查學生應用所學知識解決實際問題的能力，注重學生科學探究意識和能力的考查。

試題從物理學科核心素養、知識內容和試題情境等方面合理設計難度、梯度，分為單項選擇題、多項選擇題、實驗探究題和計算題四類題型，合理配置試卷結構，保證不同題型的適當比例。試題所涉知識內容涵蓋必修一、必修二、必修三中的主干知識，所抽取知識內容具有代表性，具有合理的知識覆蓋面和適當的比例。試題中的情境具有一定的問題性、真實性。試卷評分標準清晰準確，可以比較準確地判斷學生的物理學科核心素養及其水平。試題立足學科特征和學科發展實際，命制規范、嚴謹，體現學科特色。試題的情境、設問角度及方式科學、可信、新穎、靈活，表達方式科學、合理、有效，符合學生認知特征和能力水平。試題內容科學、嚴謹、符合客觀實際，使用規定的專業術語和國際通用的計量單位，圖表清晰、準確，語言簡潔、規范，無歧視，無科學性、知識性錯誤。整體試卷長度、內容結構、難度結構、題型結構等符合學業水平合格性考試要求，整體設計符合物理學科基本理念，遵循學生認知規律，滿足課程標準要求。

（二）試題特點

1.效度高

效度指測量結果的準確程度。一份試卷效度比較高的標準是能確保平時成績和表現都很好的考生測出的成績也很高，為了確保本試卷有較高的效度，命題組成員在認真研究前幾年普通高中畢業會考試卷及對應考生成績的基礎上，結合全省部分不同地市考生前幾年效度較高的畢業會考試卷模擬測試成績作為校標，并在命題之前，根據《普通高中物理課程標準》的內容要求、學業質量標準、學科核心素養三個方面應該達到的目標要求，結合不同地市考生的實際情況，設計科學、合理的多維細目表，嚴格按照多維細目表要求進行命題。

試卷的知識點分布合理、覆蓋面廣，涵蓋課標對學業水平考試要求內容至少80%的知識點，重點知識做到全覆蓋，突出考查經典物理學中占主導地位的力學、電磁學的主干內容。借助核心概念、基本規律著重考查基本思維方法。如第1 題、第2 題、第5 題，考查比較思維；第13 題考查了類比思維；第6 題、第10 題考查抽象思維；第8 題考查歸納思維；第10 題A 選項考查演繹思維；第8 題、第4 題的D 選項考查假設思維；第3 題、第7題著重考查想象思維；絕大多數題目都涉及分析和綜合思維。

2.標準高

從內容上看，完全按照課程標準要求和學業質量水平二標準命題，將水平二的關鍵表現動詞落實到試題中。如第7 題以《流浪地球2》中太空電梯為情境，考查學生利用萬有引力定律內容簡單解釋現象，落實考查學生利用“物理觀念”解釋簡單自然現象的能力。第9 題以平拋實際情境為載體，設置利用平拋運動規律計算簡單問題；第10題A、B 選項，從功的基本概念和“能量觀”視角設置問題；第13 題以學科情境為載體，設置利用閉合電路歐姆定律進行簡單計算；第14 題以學科情境為載體，從“運動和相互作用觀” “能量觀”視角設置簡單計算問題，第9、10、13、14 題均考查學生利用必備知識和關鍵能力解決簡單的實際問題。

從形式上看，整份試卷圖文有機結合，圖像分布合理，給考生一種美的享受。圖片在保證科學的基礎上追求精雕細琢，美觀大方。同時，盡可能蘊含較多的信息，為考生順利回答問題掃清了不必要的障礙。如第7 題，利用圖乙詮釋題目中太空電梯的運行軌跡；第14 題圖，詮釋小球運動過程，兩題圖像均直觀形象地呈現題中的運動過程，輔助學生理解題意，有助于學生從題目中提取有用信息快速進行物理建模。

從語言表達上，試卷追求科學、簡潔明了，表述準確、清晰無贅述。如第10 題C 選項“腳蹬地的力小于地對腳的力”、D 選項就描述成“腳蹬地的力與地對腳的力‘大小’相等”。

3.立意高

試題堅持立德樹人的根本任務，滲透課程標準提出的核心素養內容，使考生在正確思想價值觀的引領下合理應用物理學基本思維方式、基本概念和基本規律分析和解決實際問題。整份試卷命題設計遵循“價值引領、素養導向、能力為重、知識為基”的指導思想，在“三個轉變”方面努力做出積極嘗試。因此，試題素材主要來源于教材，但又高于教材。在完成立德樹人根本任務的同時進一步引導學生回歸教材、回歸課標，真正起到引導教學的功能。如第2題、第8題均來源于課后習題，以學業質量水平二的要求為標準，對考查的必備知識和設問方式進行改變；第6 題、第9 題均來源于教材例題，但與教材不同的是，考查的必備知識和關鍵能力都進行了升維；第5 題基于教材中的STSE（指科學、技術、社會、環境）理念，創新設置問題，考查學生利用“物理觀念”簡單解釋物理現象的能力；第13 題源于教材中的參考案例，合理設置數據、創設問題，考查學生利用必備知識和關鍵能力解決簡單實際問題的能力。

4.情境新

情境作為試題的載體不獨立于問題而存在。在情境的創設上，一是選取貼近學生生活中常見的真實情境，根據學業質量水平二的標準“能在熟悉的問題情境中應用所學的常見的模型”，如第6題、第9題、第10題，都取材于生活情境。第6 題中滑滑梯對學生而言是非常熟悉的生活情境，但該情境出現在試題上，以新的角色呈現在學生面前，讓學生深刻體會物理源于生活、高于生活又回歸于生活，激發學生學習物理的興趣，培養學生利用理論知識解決實際問題的能力。同時為拓寬學生的視野，加入學生熟悉的科幻電影《流浪地球2》中的情境，起點高、落點低，考查學生能否將問題中的情境轉換成解決問題的物理情境，建立起相應的物理模型。二是實驗探索情境，根據學業質量水平二中“能根據已有的科學探究方案使用所學的基本的器材獲得數據；能對數據進行整理，得到初步的結論”的要求，試卷創設興趣小組利用打點計時器探究小車做勻變速直線運動規律的情境，利用學生熟悉的測量工具刻度尺、打點計時器、紙帶等器材，情境復雜程度符合學業質量水平二的標準，旨在考查學生從情境中提取信息、利用情境中所給信息解決物理問題的能力，通過完成相應探究活動的表現考查物理學科核心素養。

5.設問巧

試題能否按照學業質量要求實現對學生應達到的素養水平的考查，衡量標準之一是試題的設問是否巧妙。巧妙的設問有助于對學生思維及關鍵能力的考查，有助于培養學生發散性思維，沿不同途徑去思考解決問題的方法，有助于培養學生豐富的想象力和獨特的風格，進而提升創造力，有助于促進教師教學方式的轉變和學生學習方式的轉變。如第8 題的設問一改往日練習題中出現的小球所受繩子拉力及拉力F 如何變化，而是直接問最小值，考生可以采用多種方法求解，這就給了學生充分發揮的空間，可以通過畫圖利用幾何方法處理，亦可以用三角函數直接求解。再如，第6 題沒有用摩擦力直接設問，而是求動摩擦因素μ，考生首先要知道μ與滑動摩擦力的關系，同時需要根據題目所給的情境以及系列的科學推理科學論證才能最終得到結果。又如，第10 題考生在地對腳的作用力是否做功、做什么功的問題上，可以從物理觀念中的“能量觀”出發，若地面對腳做功，人將從地面獲得能量，人的能量在跳繩中源源不斷的增加，這與現實不符。經過這樣的推理從而證明地對腳不做功，考查學生的物理觀念、科學推理、科學論證能力，同時拓展學生的想象力；或者也可以從“功”的概念出發，地面對腳作用力方向上沒有發生位移，因此地對腳不做功，有助于考查學生對概念的深入理解。

二、信度、效度、難度的控制

《普通高中物理課程標準》學業質量水平部分對考試的具體測量目標進行了權威界定，給出參考邊界，學業質量水平二是指高中學生在完成本學科的學習后所應具備的關鍵能力和學科素養，因此，本次學業水平考試每道試題的命制均以此為依據，力爭最后達到合理的信度、效度和難度。

信度簡單說就是測量結果的穩定性程度。根據誤差來源，信度反映了隨機誤差對測量結果的影響大小。具體到學科就是對同一知識點的多次測試，其測量結果間的一致性程度的表示。本試題命制時，圍繞所考查知識設置情境，減少干擾的數量和難度，側重檢測學生對必備知識點的真實掌握情況和在高中階段應具備的關鍵能力和核心素養。例如，第I卷的第3題，該題以神舟十七號載人飛船成功發射導入，源于真實生活情境，題目考查的知識點涉及運動學中的v-t圖像和超重失重的概念，學生通過簡單理解、建構模型、推理論證等關鍵能力解決物理問題，可反映學科核心素養目標的完成度。此題用真實情境激發學生學習物理的興趣，提升學生的愛國主義責任感和使命感，屬于綜合性考查；設問典型、直接，便于檢測基礎知識水平，可以近乎真實反映學生對該知識點的實際掌握情況。另外，全卷力爭與往年試卷的難度相當，將客觀、主觀試題按照由易到難的順序排列，便于學生考試心態的過渡，降低隨機誤差對測試結果的影響，難題也以關鍵能力和核心概念為主，考試結果統計學生得分傾向正態分布。結合參考人數眾多，異質性強，所以本套試題的信度系數應該在一個符合學業水平質量要求的范圍內。

效度簡單說就是測量結果的準確程度。根據誤差來源，效度反映了隨機誤差和系統誤差對測量結果的影響大小，具體到學科就是如果一份試卷把一個平時成績表現都很好的考生，測出的成績很好，則表明該試題有較好的效度。無論什么樣的考試，測量結果準確，有一個合理的效度系數是命題老師的目標。我們以即將參加2024年（2022級冬季）普通高中學業水平合格性考試的學生模擬2022 年山西省普通高中畢業會考試題上的作答表現作為效標，利用預測學生在新編試卷中的表現，估算效標，關聯效度，合理調整試題內容。首先根據考試內容范圍及最近兩年的相關考試內容制訂多維細目表，表中內容聚焦知識點的覆蓋程度、學科素養的達成度、關鍵能力的多元化，并以此為限定，逐題設計。最后對成題進行專家評價，把一些預估效度不理想的試題重新整理和改編。例如，第I 卷的第10 題，該題以大家熟悉的原地跳繩運動作為背景，旨在探究運動過程中的運動與相互作用觀和能量觀。命題意圖是希望用物理理論解釋生產生活中的有關現象，借以培養學生的科學素養、科學態度和社會責任；同時考查學生的理解、模型構建、推理論證和創新的關鍵能力，使學生進一步明確科學來源于生活，必將走向生活，從而極大地激發學生的學習興趣。選項A原來的內容是“地對腳的作用力對人做負功”，選項B的內容是“地對腳的作用力對人不做功”，經過專家評價量表的估計，本題效度不高，各層異質性學生可能都會出現得分率較高的現象，因此我們將選項A的內容修改為“地對腳的作用力對人做正功”，既滿足了學考要求，又降低了試題系統誤差對效度的影響，使預估效度在可控范圍內。

學業水平考試的難度系數是評判一份試題優劣的重要參數之一。社會關注度、敏感性較高，過難、過易都無法準確檢測學生是否達到高中畢業水平要求。本次考試要求試卷的整體難度遵循易、中、難比例7∶2∶1，滿足學業水平要求，物理試題最后難度系數控制在0.7～0.8 之間。難度系數的控制首先必須精研《普通高中物理課程標準》（2017 年版2020 年修訂）中學業質量水平一、學業質量水平二，明確各題目設計需要達到的深度，保證全部試題都在要求水平之內。學業水平考試是合格性考試，注重研究問題的基礎性，但是基礎性并不是對基本知識點的直接考查，而是要借助情境反映學生的關鍵能力和綜合素養。所以命題組充分考慮到我省普通高中物理教學的實際情況，減少“是什么”的直接問題，適當增加“為什么”的探究問題，利用試題立意、情境、設問等方式盡量合理把控難度系數。例如，第I 卷第5 題，原計劃4 個小磁針出現在4 個不同的磁場源當中，這種題目對知識點的考查過于直接，背離“無情境不命題”的當代命題建議，而且難度系數不好控制。因此，我們在修改試題時通過設置地球磁場這個真實、鮮活的情境，轉變考查方式，重點考查學生的理解、模型構建、推理論證的關鍵能力，既考查學生對基本知識的掌握程度，又可以反映學生在高中階段科學思維的提升度；變“解答試題”為“解決問題”，題目具有簡單的應用性，展示物理學中理論與實踐的完美融合。知識因素和解題因素共同決定試題的難度系數，除了控制好知識點的覆蓋面、每題考查知識點的個數，試題描述的結構程度和解題因素也是我們控制難度系數的重要手段。試題的結構程度越高，學生抽象模型、加工過程越容易，得分率越高。解決定態問題相比解決動態問題簡單，學生容易上手。例如，第I 卷第8 題，原試題以懸崖秋千為背景，題干較長，物理量數字復雜，所以學生無論是提煉模型，還是邏輯推理計算都可能丟分，難度系數不可控。因此，我們首先精煉試題結構，降低模型建構難度。其次修改研究對象，改變物理量數據，減少運算量，始終銘記學業水平考試所重點考查的內容。第一次修改后的設問為“計算此時該拉力的大小”，結合整張試卷的難度分布，計劃將本題設為難題，但如果是定態設問將無法達到預設難度要求，因此對本題進行二次修改，將設問改為“該拉力的最小值為”，變“定”為“動”，增加本題的難度，使其滿足試卷結構要求。

三、物理符號的使用規范

試題命制過程中，經常涉及英文符號、數學符號、數字的使用，如果使用不規范，既會影響學生的正常作答，也使試題顯得不夠嚴謹、專業。依據現行教材，我們對符號、數字等的使用規則做了研究和分析，整理如下：

（一）物理量的符號

（1）無論是在文字敘述還是圖像、表格中，所有物理量及物理常量的英文符號均使用新羅馬（Times New Roman）斜體字符，如：重力G、重力加速度g、密度ρ、動摩擦因數μ、勁度系數k、磁通量Φ、波長λ、長度l、引力常量G、普朗克常量h等。

（2）如果物理量帶有右下角角標，則分為如下兩種情況：

①角標為正體的情況：專有名稱，如摩擦力Ff、電表內阻Rg、滿偏電流Ig、動能Ek等；角標為漢字或數字的，如壓力F壓、合力F合、初速度v0、末動能Ek2、某支路電流I3等；用于區分不同研究對象的，如A 物體受力FA、B物體的動能EkB、C物體的帶電量qc等。

②角標為斜體的情況：用于區分不同位置或過程的，如A 點的電場強度EA、由A點移動到B點某力的功WAB等。

（二）單位的符號

所有物理量單位符號均為新羅馬（Times New Roman）正體字符。

（三）其他情況下英文字母正斜體的區別

無論在文字表述還是圖像中，用于區分研究對象的一律用大寫正體，如小球A、滑塊B、帶電體C等；用于標注位置的則用大寫斜體，如A點、懸點O、圓心O、焦點O、坐標原點O等；用于表示圖線的，則用小寫斜體，如線段α、曲線b等。以上英文亦均為新羅馬（Times New Roman）字符。

（四）數字及角度的書寫

（1）超過百位的數字，從個位開始，每三位數中間用半個字符隔開，數字為正體，如同步衛星高度36 000km；若是小數點后有多位，則從十分位開始，每三位數中間用半個字符隔開，數字為正體，如普朗克常量h=6.626 070 15×10-34J·s，引力常量G=6.674 08×10-11N· m2/kg等。

（2）無論是文字敘述還是圖像、表格，用符號表示的角度一律用新羅馬（Times New Roman）斜體，如α、β、θ等；用數字表示的角度則用正體，如30°等。

四、思考與建議

學業水平合格性考試旨在檢驗高中生是否達到畢業水平，對日常教學有一定的指導作用，對試題的命制及日常教學有如下思考和建議。

（一）圍繞立德樹人，實現育人功能

高中物理課程是普通高中自然科學領域的一門基礎課程，旨在落實立德樹人的根本任務，進一步提升學生的物理學科核心素養，為學生的終身發展奠定基礎，促進人類科學事業的傳承與社會發展。學業水平合格性考試面對全體高中學生，命題人有責任和義務把立德樹人落實到合格性考試命題中。例如，以我國古代科技的成就及現代科技的進展為情境命題，引導學生了解我國優秀傳統文化，增強學生民族文化自信，培養學生的家國情懷；通過對世界物理學史的考查，使學生了解科學家探索真理的歷程以及科學成果對人類發展的巨大作用，促進學生形成尊重科學、崇尚科學的態度。因此，教師在教學中要關注我國教育教學方針政策、關注我國在科技領域的重大突破和進展，將其與學科知識有機融合，踐行立德樹人的初心使命。

（二）突出主干知識，設問簡潔明晰

學業水平合格性考試要滿足課程標準中學業質量水平二以內的要求。考查內容以高中物理課本必修一、必修二、必修三中的主干知識為主，設問宜簡潔明晰。如選擇題的題干要圍繞一個核心知識展開，錯誤選項要具有較強的干擾性，設問直接、科學、可信、新穎，不設陷阱，降低試題難度，提高試題難度系數。試題整體體現基礎性和全面性，以有效反映學業質量水平基本要求。

（三）關注科技創新，創設真實情境

無情境不命題，無思維不命題，“情境化命題”這一教學改革導向，要求教師不僅要具有系統的完整的專業知識，更要了解相關學科知識，尤其是要為理化生引入大量實驗背景、生活現實等作為閱讀材料，因為僅靠傳統教育方式已很難應付現代教學需要，所以教師要加強學習，開闊視野，儲備大量與本學科相關的生活常識和科學前沿知識等。同時，教師還應該加強橫向聯系意識，關注學科與學科間的關聯。這樣才能在課堂上把社會科學知識、教育科學知識、系統科學知識有機地結合起來。

（四）追求試卷完美，質量達到極致

整份試卷的命制應精益求精，立足學科特征，命制規范、嚴謹，體現學科特色。試卷整體布局、字母的大小寫、角標表示、單位的表示，都要科學規范。作圖的比例要嚴格。同時，一份試題還存在多學科的知識聯系，要注意表述的科學性，如語言的表述是否合理，時政的材料來源是否真實，與地理有關的知識是否準確，數字的呈現是否符合數學語言習慣等，都需要進行學科綜合教研，做到科學精準。

總之，2024 年（2022 級冬季）山西省學業水平考試物理試題命制堅持以國家相關教育教學理論為導向，以高中物理新課程標準為依據，緊緊圍繞課本主干知識進行命制。作為命題人，必須要熟悉國家相關教育方針、高中課程標準、課本內容，了解相關教育測量理論，能用教育測量理論指導平時的命題工作。試題對教學有一定的導向作用，一線教師應當認真分析試題，解讀試題所傳達的信息，從而使自己的教學更具科學性和針對性。