核心素養(yǎng)視角下的高考試題評析
——以2018年北京高考理綜物理試題為例

張 健 王 華 李春密

(1. 北京師范大學(xué)第二附屬中學(xué)，北京 100088; 2. 北京師范大學(xué)物理學(xué)院，北京 100875)

2016年9月,《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》研究成果公布,明確提出核心素養(yǎng)是學(xué)生應(yīng)該具備的“能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力”．2017年底,修訂版的各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布,其中《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》(以下簡稱“新課標(biāo)”)指出“高中物理課程是普通高中自然科學(xué)領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)課程,旨在落實(shí)立德樹人根本任務(wù),進(jìn)一步提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng),為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ),促進(jìn)人類科學(xué)事業(yè)的傳承與社會(huì)的發(fā)展”[1]．可以預(yù)見,如何發(fā)展和評價(jià)學(xué)生的核心素養(yǎng)將成為教育研究的熱點(diǎn)．

基于核心素養(yǎng)的高考試題評析,既是課程改革實(shí)施核心素養(yǎng)教育的必然要求,也是凸顯學(xué)科核心素養(yǎng)的高考改革的必然要求．本文通過對物理核心素養(yǎng)內(nèi)涵的解讀,分析物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任這4個(gè)維度在高考試卷中的考查方式,對2018年北京高考物理試題進(jìn)行評析,結(jié)合試題的命制特點(diǎn),提出對新課程物理教學(xué)的啟示,以期優(yōu)化教學(xué),提升教師的學(xué)科素養(yǎng)．

1 物理學(xué)科核心素養(yǎng)的概念與內(nèi)涵

物理學(xué)科核心素養(yǎng)是指學(xué)生在接受物理教育過程中逐漸形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力,是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)．高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分,是學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展的重要基礎(chǔ),反映了社會(huì)主義核心價(jià)值觀下物理學(xué)科育人的基本要求,是物理學(xué)科教育價(jià)值的集中體現(xiàn)．

高中物理課程注重體現(xiàn)物理學(xué)科的本質(zhì),從物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任4個(gè)維度提煉學(xué)科育人價(jià)值,是對知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀三維目標(biāo)的整合與再聚焦,充分體現(xiàn)了物理學(xué)科對提高學(xué)生核心素養(yǎng)的獨(dú)特作用．這4個(gè)維度均立足于學(xué)生物理學(xué)習(xí)的實(shí)際過程,其中“物理觀念”既是物理學(xué)科世界觀教育的立足點(diǎn),又是物理學(xué)科的專屬特性;“科學(xué)思維”既是一種認(rèn)識(shí)方式又是開展科學(xué)探究的基礎(chǔ);“科學(xué)探究”是學(xué)科實(shí)踐能力的體現(xiàn),從實(shí)踐層面提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,培養(yǎng)其問題意識(shí)、質(zhì)疑精神與創(chuàng)新意識(shí);“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是物理學(xué)科高層次的價(jià)值追求和物理課程對學(xué)生價(jià)值觀發(fā)展的重要貢獻(xiàn)．

物理核心素養(yǎng)的4個(gè)方面是相互聯(lián)系、共同發(fā)展的,物理觀念的形成過程是學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)思維和科學(xué)探究的過程,同時(shí)伴隨著科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的發(fā)展過程,也是對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)不斷深化的過程[2]．

2 核心素養(yǎng)視角下的試題評析

2014年9月國務(wù)院頒布《關(guān)于深化考試招生制度改革的實(shí)施意見》,提出“科學(xué)設(shè)計(jì)命題內(nèi)容,增強(qiáng)基礎(chǔ)性、綜合性,著重考查獨(dú)立思考和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力”的命題原則．北京高考物理從2015年開始至今一直貫徹這一理念,重基礎(chǔ)、考能力,正向基于核心素養(yǎng)考查的新高考平穩(wěn)過渡,2018年高考具有承前啟后的作用．

2.1 核心素養(yǎng)視角下的試題評析框架

新課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后的命題要堅(jiān)持“素養(yǎng)立意”的原則,即每道試題要清楚地指向某個(gè)或多個(gè)核心素養(yǎng),明確考查核心素養(yǎng)中的哪個(gè)或哪些具體要素．試題的命制要體現(xiàn)綜合性和應(yīng)用性,注重考查學(xué)生對重要物理概念與規(guī)律的深入理解及靈活應(yīng)用情況;試題的任務(wù)情境要與生產(chǎn)生活、科技事件等緊密聯(lián)系,關(guān)注物理學(xué)前沿與成果應(yīng)用;注重探索設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)相關(guān)的問題情境,加強(qiáng)對學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)綜合解決實(shí)際問題能力的考查;強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的考查,能較好地區(qū)分學(xué)生在核心素養(yǎng)上的不同水平．

這說明,基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高考試題評析可以從試題情境、必備知識(shí)和學(xué)科能力等方面進(jìn)行綜合分析．北京高考關(guān)于物理學(xué)科考查的能力主要有5種,它們分屬于基礎(chǔ)要求和較高要求兩個(gè)層次，基礎(chǔ)層次包括理解、推理、實(shí)驗(yàn);較高層次包括應(yīng)用、探究[3]．基于此,筆者提出如圖1所示的物理核心素養(yǎng)視角下的試題評析框架．

圖1 核心素養(yǎng)視角下的試題評析框架

2.2 核心素養(yǎng)視角下的試題評析

2018年北京高考物理試題評析見表1.

表1

續(xù)表

2.3 試題特點(diǎn)分析

縱觀2018北京高考物理試題,試卷整體貫徹了“核心知識(shí)、重要能力、學(xué)科素養(yǎng)、態(tài)度責(zé)任”的考查目標(biāo),落實(shí)了“基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、綜合性和創(chuàng)新性”,突出了物理學(xué)科核心素養(yǎng)不同維度、不同水平的考查[4]．試卷命題堅(jiān)持“穩(wěn)中求進(jìn)”的工作基調(diào),整體設(shè)計(jì)合理、難度穩(wěn)定、梯度適宜,體現(xiàn)了基于核心素養(yǎng)的命題導(dǎo)向,較好地實(shí)現(xiàn)了育人功能和人才選拔功能,實(shí)現(xiàn)了對中學(xué)物理教學(xué)的導(dǎo)向引領(lǐng)作用．具體特點(diǎn)總結(jié)如下．

(1) 貼近時(shí)代,呈現(xiàn)改革開放和中國特色社會(huì)主義新時(shí)代的偉大成就.

2016年9月25日,世界上最大的單口徑球面望遠(yuǎn)鏡FAST在我國貴州落成啟用,被譽(yù)為“中國天眼”．FAST是我國天文學(xué)家南仁東先生于1994年提出構(gòu)想,從預(yù)研到建成歷時(shí)22年,具有中國獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán),其綜合設(shè)計(jì)體現(xiàn)了我國的技術(shù)創(chuàng)新能力．它在基礎(chǔ)研究的眾多領(lǐng)域,如宇觀物理學(xué)、物質(zhì)深層次結(jié)構(gòu)和規(guī)律、脈沖星觀測等方向提供發(fā)現(xiàn)和突破的機(jī)遇,也會(huì)在日地環(huán)境研究、國防建設(shè)等方面發(fā)揮重大作用．

(2) 試題立意宏大高遠(yuǎn),能力考查寬廣融通.

第一,體現(xiàn)物理學(xué)的普適性和統(tǒng)一性．物理學(xué)邏輯結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是具有統(tǒng)一性,各分支領(lǐng)域有著內(nèi)在的聯(lián)系和共同的理論基礎(chǔ),不同領(lǐng)域的現(xiàn)象可能有相同或相似的數(shù)學(xué)表述．試卷第17題以月地檢驗(yàn)為背景素材,引導(dǎo)考生思考如何檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”和“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律,在思考中體會(huì)物理學(xué)的普適性和統(tǒng)一性．試卷第24題通過提取點(diǎn)電荷的電場分布和“宇宙中輻射電磁波的天體”的輻射在空間各位置單位面積功率之間的內(nèi)在聯(lián)系,將熟悉的點(diǎn)電荷物理知識(shí)有效引導(dǎo)和遷移到“電磁波點(diǎn)源”的輻射,深入思考與“源”與相關(guān)的物理量的空間分布規(guī)律,這是靜電學(xué)“平方反比律”的自然升華和延伸．

第二,突出對學(xué)科核心素養(yǎng)的考查．試卷第20題的內(nèi)容涉及了從受力到加速度的動(dòng)力學(xué)規(guī)律,以及從加速度到速度、從速度到位移、從位移到位置的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)概念的整體分析,體現(xiàn)了對物理觀念的“運(yùn)動(dòng)和相互作用觀”要素的深入考查;第20、24題體現(xiàn)了對科學(xué)思維的“模型建構(gòu)、科學(xué)推理”要素的考查;第23(2)b、 24(1)a是對科學(xué)思維的“科學(xué)論證”要素的考查;第21(5)體現(xiàn)了對質(zhì)疑創(chuàng)新要素的考查等．

第三,體現(xiàn)了對科學(xué)思想方法的領(lǐng)悟．試卷第21(4)問以利用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度求某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度為素材,考查對極限思想的理解;第23(3)問結(jié)合電路對能量的轉(zhuǎn)化和守恒思想進(jìn)行了考查,豐富了考生對能量轉(zhuǎn)化和守恒的理解;第24題則要求考生類比點(diǎn)電荷的電場分布模型,建立天體輻射電磁波的球體分布模型,突出考查了考生的模型建構(gòu)能力和類比、遷移的思想．

(3) 堅(jiān)持“穩(wěn)中求進(jìn)”的命題理念,引領(lǐng)中學(xué)物理教學(xué).

第一,試題回歸學(xué)科本質(zhì),注重對物理思想方法的考查,引導(dǎo)中學(xué)物理教學(xué)及備考復(fù)習(xí)摒棄“題海戰(zhàn)術(shù)”．考查學(xué)生思維而不是記憶;要求考生真正理解并分析問題,而不是依靠記憶及程序化的模式思維解題;考查學(xué)生聯(lián)系實(shí)際“解決問題”的能力,而不是脫離實(shí)際情境的“解題”能力．

第二,試題注重從教材取材,引導(dǎo)教學(xué)回歸教材．縱觀歷年北京高考物理試題,絕大部分試題都能從教材中找到原型或相關(guān)內(nèi)容,有的源于教材中的正文、有的源于教材中的習(xí)題．2018年,客觀題有半數(shù)源于教材(13、14、15、17、19題),主觀題的前3題(21、22、23題)和24(1)問均源于教材．

第三,試題涉及情境常規(guī)簡單,引導(dǎo)教學(xué)回歸基礎(chǔ)．北京高考試題貼近中學(xué)教學(xué)實(shí)際,避免繁、偏、怪試題的出現(xiàn);題設(shè)條件交代到位、設(shè)問明確、語言表達(dá)簡潔,邏輯清晰,尊重中學(xué)語言習(xí)慣及思維特點(diǎn),讓考生能清晰地理解題意．

(4) 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾?將實(shí)驗(yàn)操作與理論思考相結(jié)合.

在強(qiáng)調(diào)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能考查的同時(shí),北京卷歷來把實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾榉旁谕怀鑫恢?2018年高考試題涉及4個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn),涵蓋1個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)、2個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)和1個(gè)光學(xué)實(shí)驗(yàn)．

首先,通過對實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟安排以及具體實(shí)驗(yàn)操作的考查,將做實(shí)驗(yàn)與沒有做過實(shí)驗(yàn)的考生分開,引導(dǎo)物理教學(xué)重視開展實(shí)驗(yàn)教學(xué),踏實(shí)地安排學(xué)生做實(shí)驗(yàn),如第21(1)(2)及選擇題第15題,均是對實(shí)驗(yàn)操作技能的考查．其次,通過對實(shí)驗(yàn)原理的深入理解以及對實(shí)驗(yàn)具體環(huán)節(jié)的深入思考,引導(dǎo)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視對原理的理解和過程的思考,如21(3)以及第19題都是對實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)分析能力的考查．再者,加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)全過程的整體思考的考查,把基于實(shí)驗(yàn)原理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的內(nèi)在邏輯考查出來,如第23題考查了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)整體的理解和深入思考．

3 教學(xué)啟示

3.1 回歸教材,夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)

教材是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的“根本”,本固而道生,只有基礎(chǔ)扎實(shí),才有學(xué)科素養(yǎng)養(yǎng)成的根基．高中物理理論經(jīng)典,系統(tǒng)完備:物理教材經(jīng)過長時(shí)間的使用和反復(fù)修訂,語言精練準(zhǔn)確、內(nèi)容豐富成熟,是高考試題取材的主要來源．在教學(xué)和備考復(fù)習(xí)中教師要重視使用教材、加強(qiáng)對教材的深入研究,研究教材內(nèi)容、插圖、“思考與討論”、“科學(xué)漫步”等內(nèi)容,分析教材選取的物理實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐研究活動(dòng)、聯(lián)系實(shí)際的問題情境等,研討課后習(xí)題的訓(xùn)練價(jià)值等．在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材并學(xué)習(xí)、思考教材,建立起知識(shí)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)關(guān)系和橫向聯(lián)系,形成結(jié)構(gòu)化、體系化的物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)．

3.2 關(guān)注科技動(dòng)態(tài),體現(xiàn)學(xué)科育人價(jià)值

聯(lián)系實(shí)際并解決實(shí)際問題是考查創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的體現(xiàn),2018年北京高考物理試題注重結(jié)合當(dāng)代中國的重大科技成果,展現(xiàn)我國科學(xué)技術(shù)日新月異的進(jìn)步,凸顯了物理學(xué)是工程技術(shù)的基礎(chǔ)和源泉．在教學(xué)實(shí)踐中,要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理研究領(lǐng)域的最新科技成果及進(jìn)展,落實(shí)“立德樹人”的根本任務(wù);要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活及社會(huì)熱點(diǎn)問題,認(rèn)識(shí)物理學(xué)對人類社會(huì)生活和可持續(xù)發(fā)展的重要貢獻(xiàn);要有意識(shí)選取優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和物理學(xué)史,使學(xué)生感悟物理學(xué)對人類發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的巨大貢獻(xiàn),在民族優(yōu)秀文化的傳承中增強(qiáng)民族自豪感．

3.3 追本溯源,挖掘物理學(xué)史的教育價(jià)值

物理學(xué)的發(fā)展軌跡反映了人類探索自然的過程,是曲折前進(jìn)且不斷發(fā)展的,一部物理學(xué)史蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)研究方法、科學(xué)探索精神和無數(shù)物理學(xué)家的執(zhí)著追求．在中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)注重挖掘物理學(xué)史的教育價(jià)值,使學(xué)生體驗(yàn)探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅,感受思想形成的生動(dòng)過程．如伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn),是自然科學(xué)發(fā)展進(jìn)程中十分重要的一個(gè)實(shí)驗(yàn),他通過對運(yùn)動(dòng)的研究,不僅確立了許多描述運(yùn)動(dòng)的基本概念,還創(chuàng)立了一套對近代科學(xué)極為有益的科學(xué)方法,即把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)演算)結(jié)合起來的方法,極大發(fā)展了人類科學(xué)思維方式和科學(xué)研究方法．教師可以將此實(shí)驗(yàn)過程在課堂展現(xiàn),讓學(xué)生親歷探究過程,體會(huì)邏輯推理和實(shí)驗(yàn)結(jié)合分析問題的魅力．

在物理教學(xué)中,應(yīng)該結(jié)合物理學(xué)史講清理論的由來和發(fā)展,講述它的成功,講它解決了哪些問題;但也要講清楚它的缺陷和局限,講清它存在的矛盾和發(fā)展前景．要讓學(xué)生理解任何物理知識(shí)的獲得都是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、歷史的過程,是“繼承——發(fā)展——突破”這一過程反復(fù)循環(huán)的結(jié)果,不斷經(jīng)歷著“問題——試探——除錯(cuò)”的多次選擇,在豐富的史料中使學(xué)生感受到物理基本觀念的變革,深刻領(lǐng)會(huì)物理學(xué)思想的真諦[5]．

3.4 重視實(shí)驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展

實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的重要途徑和方式,是增加學(xué)生物理學(xué)習(xí)體驗(yàn)性的重要手段．演示實(shí)驗(yàn)是師生共同探究物理問題的學(xué)習(xí)方式,也是體驗(yàn)性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)方式,教師應(yīng)該積極利用身邊資源與器材,積極創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方式,自己動(dòng)手制作教具或演示板,也可以發(fā)揮“一物多用”的功能,盡可能多地開發(fā)出可視性強(qiáng)、證據(jù)性強(qiáng)、有趣的演示實(shí)驗(yàn)．

學(xué)生實(shí)驗(yàn)是實(shí)踐體驗(yàn)性最強(qiáng)的物理學(xué)習(xí)方式,經(jīng)歷基于原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手操作、觀察現(xiàn)象和記錄數(shù)據(jù)、分析歸納得出結(jié)論等環(huán)節(jié),一次實(shí)驗(yàn)即一次完整的科學(xué)探究過程,要引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)全過程有整體性把握、系統(tǒng)性布局,思考實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)的內(nèi)在邏輯聯(lián)系,全方位地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力;實(shí)驗(yàn)還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神,教師要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真對待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度,尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果與事實(shí),杜絕編造和修改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并把實(shí)事求是的作風(fēng)帶到平時(shí)的學(xué)習(xí)和生活中．因此,教師一方面要最大限度地安排學(xué)生實(shí)驗(yàn),也可以把一些探索性問題轉(zhuǎn)化成學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．