新高考模式下物理學科高考命題的實踐探索

周文闊+高嵩

摘 要：2014年高考綜合改革啟動，上海、浙江成為首批試點省份，高考綜合改革提出了“3+3”的考試模式，新模式下蘊含著國家育人和選才理念的變化。本文通過對近幾年高考典型試題的梳理和分析，認為高考試題中反映出的信息，可以引領中學物理教育教學改革的發(fā)展方向，促進人才的科學選拔。并在此基礎上歸納出對命題實踐具有指導意義的命題策略和實施建議。

關鍵詞：新高考；物理；高考命題；實踐探索

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）10-0024-5

高考的基本功能是為高等院校選拔人才，“育人為本、科學選才”是對高考改革的總要求，“有利于高校選拔人才，有利于推進基礎教育課程改革，有利于中學實施素質教育”是高考命題的總目標。高考試題作為為國選才的載體，不僅承載選拔和評價的功能，也是重要、有效的育人方式。在命題實踐中應遵循教育發(fā)展的內在規(guī)律和學生的認知特點，依據(jù)考試大綱和高校人才選拔的要求，結合學科特點和材料屬性科學設計考試內容和考查方式，引領中學正確的育人方向。

1 結合中國古代科技成果，加強對中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的考查，提高學生的人文素養(yǎng)、傳承民族精神，樹立民族自信心和自豪感

中國古代科技成果對人類社會發(fā)展和進步作出了重要貢獻，反映了中國人民的勤勞和智慧。適當選擇反映中國古代科技成果的內容作為高考試題，有利于促使考生主動了解燦爛的中國古代文明，提升民族自豪感和文化自信力，有利于弘揚民族精神、凝聚中國力量。

例1 （2016年全國高考理科綜合試題北京卷第17題）

中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖1。結合上述材料，下列說法不正確的是（ ）

A.地理南、北極與地磁場的南、北極不重合

B.地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近

C.地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行

D.地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用

評析 根據(jù)題目信息和所給圖像可以判斷選項A、B說法正確；在兩極附近地磁場方向顯然與地面不平行，因此選項C錯誤；帶電宇宙射線粒子在磁場中運動將受到洛倫茲力的作用，選項D正確。題中所述地磁偏角，歐洲人是在哥倫布海上探險途中（1492年）發(fā)現(xiàn)的，比沈括晚四百多年。中國關于地磁現(xiàn)象的研究歷史悠久、積累豐富，為磁現(xiàn)象的研究和應用作出了巨大的貢獻。

中國古人對許多自然現(xiàn)象有深刻認識，磁現(xiàn)象的研究僅是中國古代文明的一小部分。唐人張志和在《玄真子·濤之靈》中寫道：“雨色映日而為虹”；《春秋緯·考異郵》中關于玳瑁吸引輕小物體之說，表明我國早在西漢末年已有對靜電現(xiàn)象的記載。試題借助前人成就來展現(xiàn)中華文明的魅力，集聚考生對前人的崇敬，以此鼓舞考生學習前人的優(yōu)秀品質，再接再厲、努力創(chuàng)造中華文化新的輝煌。

考查中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，需要依托聯(lián)接古今的素材進行弘揚，不是簡簡單單地考查死記硬背的知識，而是要遵循繼承、弘揚、創(chuàng)新的發(fā)展路徑。在我們所處的信息化時代，電磁現(xiàn)象、電磁應用隨處可見，追古溯源，磁現(xiàn)象從古代記載到今天的廣泛應用，在繼承的基礎上還經(jīng)過了上千年的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，試題以此為素材進行設計，打開了一條連接古代文明與現(xiàn)代生活的主線，使試題有了根基和厚重感，在帶給考生激勵和自豪的同時，潛移默化地實現(xiàn)了對優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的考查。

2 借助我國科技前沿的新發(fā)展科學設計試題，激發(fā)考生的愛國熱情，弘揚社會主義核心價值觀

新中國成立以后，尤其是改革開放以來，我國科技發(fā)展取得了舉世矚目的成就，在很多領域已處于世界領先的地位。試題中引入這些科技成果，對考生的民族自豪感、自信心和愛國熱情將起到極大的點燃和激發(fā)作用。一個學生的全面健康發(fā)展既需要豐富知識和技能的支撐，還必須有正確價值觀的引領。弘揚社會主義核心價值觀，不能靠簡單的說教，在日常教學中應結合物理學科的特點，通過選取那些具有張力、能夠引起考生劇烈思想震動的科技新發(fā)展，并將之巧妙融入到教學設計中去，恰到好處地引領和激勵考生樹立正確的人生觀，積極培育和踐行社會主義核心價值觀。

例2 （2015年全國高考理科綜合試題新課標1卷第21題）

我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經(jīng)過一系列過程，在離月面4 m高處做一次懸停（可認為是相對于月球靜止）；最后關閉發(fā)動機，探測器自由下落。已知探測器的質量約為1.3×103 kg，地球質量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8 m/s2，則此探測器（ ）

A.在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9 m/s

B.懸停時受到的反沖作用力約為2×103 N

C.從離開近月圓軌道到著陸這段時間內，機械能守恒

D.在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度

評析 星球表面萬有引力提供重力，即=mg，重力加速度g=，地球表面g=9.8 m/s2，由題中已知數(shù)據(jù)可知月球表面g'=g，所以探測器重力G=mg'≈2 000 N，選項B正確。

探測器自由落體，末速度

v== m/s≠9.8 m/s

選項A錯誤。

關閉發(fā)動機后，僅在月球引力作用下機械能守恒，而離開近月軌道后還有制動懸停，所以機械能不守恒，選項C錯誤。

近月軌道萬有引力提供向心力，線速度

選項D正確。

目前，我國在航天領域已取得了巨大的進步和成就。“嫦娥廣袖終登月，千年夢想今朝圓”，對接和落月的成功標志著我國已成為世界上第三個完整掌握空間交會對接技術的國家和第三個實現(xiàn)地外天體軟著陸的國家。試題以我國航天工程的兩大成就為素材，立足科技前沿的新發(fā)展，通過展現(xiàn)我國取得的新成果、新成就來傳播正能量，在完成能力考查任務的同時，還可以提升考生的民族自豪感和自信心。endprint

近年來我國在“北斗導航工程”“蛟龍?zhí)柹顫撎綔y工程”“艦載機成功著艦”“量子反?；魻栃钡阮I域的研究取得了巨大的成就，試題以這些素材為背景進行設計，可以極大地激發(fā)考生的愛國熱情，激勵考生刻苦學習，為實現(xiàn)偉大中國夢而努力奮斗，彰顯了社會主義核心價值觀。

3 遵循教育發(fā)展的內在規(guī)律和學生的認知特點，引導學生知曉法理、自覺守法，滲透依法治國的理念

“法治觀念”是“立德樹人”的重要組成部分，引導學生“知法”“守法”，做到知行統(tǒng)一是法治教育的重點和難點。心理學研究表明，只有那些通過學習、理解、內化后的知識，才能有效影響學生的行為，遵規(guī)守法的自覺行為是以充分認識理解為前提的。命題過程中，可通過合理設置試題背景，充分發(fā)揮考試的教育功能，使考生在運用物理規(guī)律解答試題的同時，接受“懂法”的教育，領悟到法規(guī)背后的科學道理，進而自覺自愿地規(guī)范指導自己的行為。

例3 （2014年全國高考理科綜合試題山東卷第23-2題）

研究表明，一般人的剎車反應時間（即圖2中“反應過程”所用時間）t0=0.4 s，但飲酒會導致反應時間延長。在某次試驗中，志愿者少量飲酒后駕車以v0=72 km/h的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛，從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止，行駛距離L=39 m。減速過程中汽車位移s與速度v的關系曲線如圖3所示，此過程可視為勻變速直線運動。取重力加速度的大小g=10 m/s2。求：飲酒使志愿者的反應時間比一般人增加了多少。

評析 對于嚴禁酒后駕車的法律常識，絕大多數(shù)考生是熟悉的。但是，關于飲酒對駕駛員的反應時間產(chǎn)生的影響到底有多大，估計知道的考生就比較少了。

設志愿者的反應時間為t'，反應時間的增加量為Δt，由運動學公式得

L=v0t'+s，Δt=t'-t0

聯(lián)立兩式代入數(shù)據(jù)得Δt=0.3 s。

酒后反應時間增加了0.3 s，這與一般人的反應時間0.4 s相比，超出了近一倍。

如果我們以試驗的初速度（72 km/h=20 m/s）代入計算，可以發(fā)現(xiàn)酒后反應過程導致汽車多行駛了20×0.3=6 m，酒駕危險性之大由此可見一斑。

本題以酒駕試驗為情境，通過給定科學的試驗數(shù)據(jù)，引導考生在解答問題的同時，意識到酒駕的危險性，深刻理解了酒駕入刑的法理所在?，F(xiàn)實生活中的很多法規(guī)都內含著相關物理規(guī)律的要求，比如“高速公路上的車距與限速問題”，“冰雪雨霧等惡劣天氣的限速與限行問題”，“橋梁設計的限重問題”，“超高壓輸電線的架設問題”，等等。試題以這些素材為背景進行設計時，通過適當?shù)男畔⒁龑?，在知法和守法之間增加了懂理的環(huán)節(jié)，會極大增強考生的法律意識，提高考生在社會生活中自覺守法的能力。

4 以教育測量學和教育目標分類學的理論為指導，通過設置新情境，引入新概念，布置新任務，考查考生的創(chuàng)新意識和實踐能力

從錢學森之問到國家發(fā)展之需，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)已經(jīng)迫在眉睫。通過高考命題加強對考生創(chuàng)新意識和實踐能力的考查，引導中學改革教學模式，積極培育學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，是落實“立德樹人”精神的有效途徑。從布盧姆教育目標分類學（修訂版）來看，實踐和創(chuàng)新對應了其中的“應用”和“創(chuàng)造”兩個較高水平的認知目標?！皯谩卑藞?zhí)行和實施，對“應用”水平的考查，主要讓考生在新的情境中執(zhí)行或實施某些程序性知識，它代表高水平的認知水平?！皠?chuàng)造”包含了生成、計劃和構建，對“創(chuàng)造”水平的考查，是要求考生將要素重新組合為新的模式或者結構，這是最高認知水平的學習結果。增強試題的開放性和探究性，是考查考生創(chuàng)新意識和實踐能力的重要方法。

例4 （2015年全國高考理科綜合試題新課標2卷第23題）

電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表的電流的兩倍。某同學利用這一事實測量電壓表的內阻（半偏法），實驗室提供材料器材如下：

待測電壓表 V （量程3 V，內阻約為3 000 Ω），電阻箱R0（最大阻值為99 999.9 Ω），滑動變阻器R1（最大阻值100 Ω，額定電流2 A），電源E（電動勢6 V，內阻不計），開關2個，導線若干。（圖4為該同學設計的測量電壓表內阻的電路圖的一部分）請根據(jù)設計的電路寫出步驟。

評析 試題一改以往的“填空”式設問方式，要求學生設計電路并寫出步驟，試題開放性大大增強了。對于實驗步驟的表述，不同能力水平、不同思維特點的考生會給出不同的答案，這為不同層次的考生展現(xiàn)思維水平提供了平臺。

首先，為安全起見，開始時要移動滑動變阻器的滑片到合適位置，以保證通電后電壓表所在支路分壓最小。再利用題干中“電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表的電流的兩倍”這一信息，應讀取滿偏和半偏兩組數(shù)據(jù)，接下來閉合開關S1、S2，調節(jié)R1，使電壓表指針滿偏；保證滑動變阻器的滑片的位置不變，斷開S2，調節(jié)電阻箱R0，使電壓表的指針半偏；讀取電阻箱的電阻值，即為測得的電壓表內阻。

通過對課內實驗的拓展、創(chuàng)新，設計情景新穎、解答途徑多樣、答案表述不唯一的試題，鼓勵考生發(fā)散思維，充分考查考生的創(chuàng)新意識和實踐能力，試題如此設計也切合了多元智能理論提出的“世界上并不存在誰聰明誰不聰明的問題，而是存在哪一方面聰明以及怎樣聰明的問題”的觀點。

物理是一門以實驗為基礎的科學，在高考試題中通過實驗試題考查考生的創(chuàng)新意識和實踐能力，可以引導中學開齊、開好課標中要求的物理實驗，帶領學生到實驗室做實驗，為學生提供盡可能多的參與實踐活動的機會，避免“講實驗、看實驗”的做法，將“扭轉片面應試教育傾向，堅持正確育人導向”的要求落實到位。

5 高等教育進入新的發(fā)展階段，高考綜合改革對人才選拔提出了新的要求，積極探索獨立思考能力和個性發(fā)展的考查策略是形勢所需

目前，我國的高等教育錄取率得到大大提高，已由精英化轉入了大眾化發(fā)展階段，大眾教育更關注人的發(fā)展，人的個性千差萬別，為滿足差別化的大眾需求，現(xiàn)代社會發(fā)展更需要具有獨立思考能力和個性的人才。高考綜合改革確定取消文理分科，學生自主選擇考試科目，這充分體現(xiàn)了對學生個性和獨立思考能力的尊重，培養(yǎng)學生的獨立思考能力亦成為新時期重要的教育目標。而選拔出具有獨立思考能力的考生則是賦予高考命題的光榮使命，這個目標依靠設計科學的試題來實現(xiàn)。endprint

例5 （2016年全國高考理科綜合試題新課標1卷第35題）

某游樂園入口旁有一噴泉，噴出的水柱將一質量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中。為計算方便起見，假設水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出；玩具底部為平板（面積略大于S）；水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水的速度變?yōu)榱?，在水平方向朝四周均勻散開。忽略空氣阻力。已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g。求

（i）噴泉單位時間內噴出的水的質量；

（ii）玩具在空中懸停時，其底面相對于噴口的高度。

評析 香港迪士尼游樂園入口旁有一噴泉，在水泵作用下會從鯨魚模型背部噴出豎直向上的水柱，將站在沖浪板上的米老鼠模型托起。本試題素材來源于生活中一個非常有意思的現(xiàn)象。

在一段很短的時間Δt內，可以認為噴泉噴出的水柱保持速度不變。該時間內，噴出水柱高度為v0Δt，噴出水柱質量為ρv0SΔt，可得噴泉單位時間內噴出的水的質量為ρv0S。設玩具底面相對于噴口的高度為h，水體到達玩具底部時的速度為v，由運動學公式得v-v2=2gh，在很短時間Δt內，沖擊玩具的水柱的質量為Δm，由玩具受力平衡得，水柱對玩具的沖擊力為Mg，玩具對水柱的反作用力與之等大，以質量為Δm的水柱為研究對象，由動量定理得，（Mg+Δmg）Δt=Δmv，由于Δt很小，Δmg也很小，與Mg（下轉第33頁）（上接第27頁）相比可以忽略，得MgΔt=Δmv，聯(lián)立可以求得，h=-。

在試題的整個解答過程，考生總是會遇到一些疑問，而這些疑問又會在考生運用所學知識解決問題后逐一得以釋然?？忌莫毩⑺伎寄芰φ窃谶@個過程中得到了鍛煉和考查。生活中的很多現(xiàn)象蘊含著豐富的物理知識和規(guī)律，試題應以“發(fā)現(xiàn)問題、提出問題”為突破口，引導考生在生活中多觀察、勤思考，嘗試運用所學知識分析、解決實際問題。培養(yǎng)習慣、掌握方法、最終學會獨立思考，這正是高考綜合改革所倡導和要求的。

從以上各題目的分析來看，通過恰當選擇試題素材、科學設計試題情境、借助試題信息引導、布置新任務、展示新現(xiàn)象、聯(lián)系生活實際等方式進行試題設計，可以很好地實現(xiàn)對核心價值觀、依法治國、優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與創(chuàng)新能力等方面的考查。同時，在現(xiàn)實中，高考試題反映出的信息對中學教育教學，乃至整個基礎教育階段都具有極大的引領和激勵作用，高考與現(xiàn)實的教育教學間的良性互動，有助于教育目標的實現(xiàn)。

高考肩負著為國選才的歷史重任，考試命題應按照考試的相關要求和國家選才標準，積極推進命題改革與創(chuàng)新，在完成測量和評價任務的過程中實現(xiàn)“育德”和“增智”的彼此交融和共同促進，塑造出知行合一、具有社會責任感、創(chuàng)新精神和實踐能力的社會建設者。

參考文獻：

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（欄目編輯 劉 榮）endprint