踐行高考內(nèi)容改革理念　促進中學教學模式變革

宗文鳴　楊寧

２０２３年，山西、安徽、黑龍江、吉林、云南等省使用了新教材，采用的是以往的高考模式，被稱為新教材老高考，其中文科綜合、理科綜合均由教育部考試中心統(tǒng)一命題．近年來，教育部考試中心對高考逐步形成“一體四層四翼”的頂層設計思想．從本次考試的試題來看，考試中心命制試題的思路在保持穩(wěn)定的基礎上不斷深入，堅定不移推進高考內(nèi)容改革．這要求中學教學模式順勢而變，以適應高校人才選拔的要求和社會發(fā)展對高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需要．

１總體評價

高考作為上接高等教育下連基礎教育的重要環(huán)節(jié)，對基礎教育怎么教、學生怎么學有重要的導向作用．２０２３年全國新課標Ⅱ卷理綜物理試題（以下簡稱“試題”）著力優(yōu)化考試內(nèi)容，提高命題質(zhì)量，以教材主干知識和前人對科學的探究歷程為素材，創(chuàng)設真實而有價值的問題情境;加強試題的開放性，體現(xiàn)新課程理念，對應新教材編寫思想，能夠有效地反映學生思維品質(zhì)的差異和學生學科素養(yǎng)水平層級．

２試題特點

試題聚焦物理學科的主干內(nèi)容和要求，圍繞考生終身發(fā)展和繼續(xù)學習必須掌握的基礎知識設計試題，適當減少復雜、煩瑣的運算，引導考生從物質(zhì)觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等整體視角思考問題，考查考生的思維水平;以各種類型的情境為素材設計試題，引導考生獲取有用信息，將實際問題中的對象和過程轉(zhuǎn)化成物理模型，進行推理論證，考查考生解決問題的能力;對教材中的基礎實驗改編創(chuàng)新設計試題，引導考生理解實驗原理，合理處理數(shù)據(jù)，思考實驗誤差來源，考查考生的實驗探究能力;試題內(nèi)容聯(lián)系生活實踐和科技創(chuàng)新，引導考生思考理論與實踐的聯(lián)系，關注科技發(fā)展與社會進步．為加強對考生邏輯推理、模型建構、信息提取、探究論證等學科關鍵能力的考查，試題的命制還凸顯了以下特點．

２．１創(chuàng)設真實問題情境，考查考生解決實際問題的能力

真實問題情境試題相較于封閉物理問題多了模型轉(zhuǎn)化和建構的過程，需要學生有意識地從題設素材中提取有效信息，思考選用合適的物理模型去解決問題．比如，試卷第１４題以船上的人和水下的潛水員聽到汽笛聲為情境，要求考生判斷聲波在空氣和水中傳播時波速和波長的差異;第２４題考查使石子能在水面上“打水漂”的條件，要求考生求解石子水平拋出的速度與拋出時高度的關系．

多數(shù)同學在物理學習過程中更多地關注“解題”而非“解決實際問題”，遇到問題時想到的往往仍是解題的各種“套路”，可謂得其形而失其意．試題需要考生具備一定的抽象能力，設法整合信息，提煉模型，把握問題的實質(zhì)．

例１ （２０２３年全國新課標Ⅱ卷第１５題）無風時，雨滴受空氣阻力的作用在地面附近會以恒定的速率豎直下落．一質(zhì)量為m 的雨滴在地面附近以速率v下落高度h 的過程中，克服空氣阻力做的功為__________（重力加速度大小為g）．

分析 本題主要考查考生的理解能力和推理能力，要求考生能夠理解做功的確切涵義，并應用動能定理和功能關系分析和推導．試題設置雨滴以恒定的速率_{豎直下落的情境，可以從能量觀念思考，由動能定理mgh－Wf＝０即可得出克服空氣阻力做功}W_f＝mgh．問題并不復雜，但理解基本概念和基本規(guī)律的涵義才是解決問題的根本，沒有了這個根本，就會像題海中的游魚一樣空游而無所依．

例２ （２０２３年全國新課標Ⅱ卷第２４題）將扁平的石子向水面快速拋出，石子可能會在水面上一跳一跳地飛向遠方，俗稱“打水漂”．要使石子從水面跳起產(chǎn)生“水漂”效果，石子接觸水面時的速度方向與水面的夾角不能大于θ ．為了觀察到“水漂”，一同學將一石子從距水面高度為h 處水平拋出，拋出速度的最小值為多少？ （不計石子在空中飛行時的空氣阻力，重力加速度大小為g）分析 本題主要考查考生的推理能力和模型建構能力，考查內(nèi)容涉及平拋運動、運動的合成與分解等．試題設計了“打水漂”的實際情境，需要考生將文字信息轉(zhuǎn)化成物理情境，再把物理情境轉(zhuǎn)化成平拋模型．平拋運動主要用運動的合成與分解分析，分解時要考慮為什么分解、怎樣分解、分解什么物理量，分解完要用數(shù)學語言表述，不能具體問題抽象分析，靠“回憶”解題．解答物理問題要秉承具體問題具體分析的態(tài)度，從題設的具體情境入手，分析試題中描述的具體狀態(tài)和運動過程及其相互關系，選擇合適的物理規(guī)律和數(shù)學工具求解．

２.２增加試題的綜合性和創(chuàng)新性，考查考生的思維品質(zhì)

試題通過創(chuàng)新組合，選取多個知識的交叉點命題，考查思維的廣度與深度．如同自近山而看遠山，所見橫鋪平陳，謂之平遠，挖掘所涉及多個物理要素之間的深層聯(lián)系;又如同自山前而窺山后，進深幽遠，謂之深遠，著力于設置有思考空間的素材讓考生進行深度閱讀和思考，考查深層次的認知水平和思維品質(zhì)．比如試卷中第１９題設計了在粗糙的桌面上兩磁鐵相互吸引靠近的情境，考查系統(tǒng)與個體動量大小的關系，知識的組合自然而有新意，既基于經(jīng)典的物理模型又做到了創(chuàng)新變化;第２６題以學生熟悉的線框進入磁場中運動的模型命題，考查受力、運動、電路、能量和動量等各知識之間的聯(lián)系，其中各要素間勾連關系井然有序，互為因果密不可分，需要考生在解答時有較強的綜合能力和一定的思維深度．

例３ （２０２３年全國新課標Ⅱ卷第１９題）如圖１所示，使甲、乙兩條形磁鐵隔開一段距離，靜止于水平桌面上，甲的N極正對著乙的S極，甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，二者與桌面之間的動摩擦因數(shù)相等．現(xiàn)同時釋放甲和乙，在它們相互接近過程中的任一時刻（ ）．

A．甲的速度大小比乙的大

B．甲的動量大小比乙的小

C．甲的動量大小與乙的相等

D．甲和乙的動量之和不為零

分析 本題主要考查考生的理解能力和推理能力，考查內(nèi)容涉及牛頓運動定律、動量定理、動量守恒定律等．本題若對系統(tǒng)運用動量定理，則避開了系統(tǒng)內(nèi)部繁雜的相互作用及運動過程，甲受到的摩擦力較大，產(chǎn)生向左的沖量較大，整個系統(tǒng)的總動量向左增加，即可得到選項B、D 正確．靈活選取研究對象是解決問題的基本方法，選取合適的研究對象往往能更簡潔、本質(zhì)地展現(xiàn)出物理關系．這需要學生在學習時不但從邏輯上理解概念和規(guī)律，更要對其有自己內(nèi)心的體會和自我的感悟．學生聽懂了方法不等于會用方法，運用某種方法的前提是具有使用該方法的意識，而這種意識來自于學生經(jīng)歷的相關思維過程．

例４ （２０２３年全國新課標Ⅱ卷第２６題）一邊長為L、質(zhì)量為m 的正方形金屬細框，每邊電阻為R０，置于光滑的絕緣水平桌面（紙面）上，寬度為２L 的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度大小為B，兩虛線為磁場邊界，如圖２Ｇ甲所示．

（１）使金屬框以一定的初速度向右運動，進入磁場．運動過程中金屬框的左、右邊框始終與磁場邊界平行，金屬框完全穿過磁場區(qū)域后，速度大小降為它初速度的一半，求金屬框的初速度大?。?/p>

（２）在桌面上固定兩條光滑長直金屬導軌，導軌與磁場邊界垂直，左端連接電阻R_１＝２R_０，導軌電阻可忽略，金屬框置于導軌上，如圖２Ｇ乙所示．讓金屬框以與（１）中相同的初速度向右運動，進入磁場．運動過程中金屬框的上、下邊框處處與導軌始終接觸良好．求在金屬框整個運動過程中，電阻R_１產(chǎn)生的熱量．

分析 本題主要考查考生的分析綜合能力和運用數(shù)學處理物理問題的能力，考查內(nèi)容非常綜合全面，涉及變加速運動、安培力、牛頓運動定律、電路、電荷量、做功與能量變化、動量定理等．

這類“綜合應用”題的難點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

１）問題隱蔽性．如本題中需要分析線框切割磁感線運動的速度變化、感應電動勢、感應電流、安培力、不斷變化的加速度、安培力在時間上累積的沖量、通過電路的電荷量、磁通量變化、線框所處的位置變化、電路結構的變化、電阻R_１上分配的熱量變化等多個物理量關系，它們彼此關聯(lián)，牽一發(fā)而動全身，必須以知識為經(jīng)思維為緯交織聯(lián)系，統(tǒng)籌考慮;

２）條件煩瑣性．物理情境較長，條件敘述比較瑣碎，對物理情境的提煉能力要求較高;

３）問題發(fā)散性．以極限思維尋找時空的邊界，需要討論線框到了不同位置時電路結構的變化，要注意到長導軌不計電阻會使金屬框上下邊電阻短路;

４）數(shù)學復雜性．解題時需要多個代數(shù)方程聯(lián)立且求解過程煩瑣，需要具備高超的數(shù)學技巧及運算能力．通常來說，解決這類綜合問題的思路是在掌握知識和方法的前提下，通過讀題、審題、畫圖將問題涉及的過程顯化．學生分析能力的高低就體現(xiàn)在能否畫出圖形體現(xiàn)過程，用各物理過程示意圖體現(xiàn)思路，找出物理量之間的關系．本題解題的關鍵在于考生能否清晰地把握金屬框運動過程的各個階段，以及各階段中物理量的關聯(lián)，靈活選取物理規(guī)律將物理過程的特征表達出來，對考生的綜合能力要求較高．

２.３增加實驗的過程性和細節(jié)性問題，考查考生的真實實驗能力

試題中實驗所占比重相比２０２２年有所提升，從原來的１５分提升到１８分，解答題中第２５題也是基于實驗背景改編而來的．原因可能有三：

１）實驗是物理學科的基礎，與理論知識密不可分，完全可以和理論知識結合命題;

２）實驗題能很好地考查學生的推理分析能力，與解答題的設置目的一致，且更能體現(xiàn)知識在真實問題中的應用;

３）現(xiàn)在中學教學中往往重推理運算輕實踐操作，學生的動手能力薄弱，亟須糾偏．實驗題的問題設置聚焦在實驗操作過程和操作細節(jié)上，是對學生動手與實踐能力的考查．比如試卷中第２２題考查紅黑表筆的連接、放電過程燈泡亮度的變化、負載電阻對電容器充放電的影響等，都是追求“只有動手做過才能得高分”的考查目標;第２３題則將理論計算滲透在實驗中，重點考查擺長與擺線長的差異、測單擺周期的操作、角度盤固定位置變化時的讀數(shù)誤差等實驗操作細節(jié);第２５題基于密立根油滴實驗命題，考查根據(jù)油滴受力變化時運動過程的變化情況計算油滴的質(zhì)量及電荷量的比值，復刻了這一經(jīng)典實驗的探究過程．

例５ （２０２３年全國新課標Ⅱ卷第２３題）一學生小組做“用單擺測量重力加速度的大小”實驗．

（１）用實驗室提供的螺旋測微器測量擺球直徑．首先，調(diào)節(jié)螺旋測微器，擰動微調(diào)旋鈕，使測微螺桿和測砧相觸時，發(fā)現(xiàn)固定刻度的橫線與可動刻度上的零刻度線未對齊，如圖３Ｇ甲所示，該示數(shù)為______mm;螺旋測微器在夾有擺球時示數(shù)如圖３Ｇ乙所示，該示數(shù)為______mm;則擺球的直徑為______mm．

（２）單擺實驗的裝置示意圖如圖３Ｇ丙所示，其中角度盤需要固定在桿上的確定點O 處，擺線在角度盤上所指的示數(shù)為擺角的大?。魧⒔嵌缺P固定在O 點上方，則擺線在角度盤上所指的示數(shù)為５°時，實際擺角______５°．（填“大于”或“小于”）

（３）某次實驗所用單擺的擺線長度為８１.５０cm，則擺長為______cm．實驗中觀測到從擺球第１次經(jīng)過最低點到第６１次經(jīng)過最低點的時間間隔為５４．６０s．則此單擺周期為______s，該小組測得的重力加速度大小為______m·s^－２．（結果均保留三位有效數(shù)字，π^２?。梗福罚埃?/p>

分析 本題主要考查考生以下能力：對基本實驗技能（如讀數(shù)）的掌握，對實驗操作細節(jié)的把握，對實驗數(shù)據(jù)的處理能力．試題在經(jīng)典實驗基礎上求“新”，設計了角度盤位置變化時對角度讀數(shù)的誤差分析;在常規(guī)實驗過程上求“變”，設計了螺旋測微器未能歸零的情境;在實驗操作上求“細”，設計“擺球第１次經(jīng)過到第６１次經(jīng)過”計算單擺周期的實驗細節(jié)．需要考生真正理解實驗原理，接觸并熟練操作實驗器材，在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、討論研究，目標還是考查學生真實的實驗探究能力．

２.４滲透豐富的物理思想，考查考生的學科素養(yǎng)水平

學生學習物理的長遠目的是為終身學習和發(fā)展奠定基礎，對于大部分人來說最有用的不是知識本身，而是在知識生成的過程中形成的科學思維方式和學科素養(yǎng)．試題嚴格遵循課程標準，通過高中物理主干知識及常見模型滲透豐富的物理思想，考查考生通過多年的學習能否形成一定水平的學科素養(yǎng)．比如試卷中的第２４題在將石子拋出“打水漂”的運動中需要用到運動的合成與分解的思想;第２５題研究兩個油滴質(zhì)量和電荷量之比時需要用到力和運動變化的因果關系;第２６題分析金屬線框在磁場中的運動過程時需要用到過程與狀態(tài)變化的關系．對這些物理思想和運用如“九尺之臺，始于微末”，只有長期滲透式地積累才能有質(zhì)的提升．

例６ （２０２３年全國新課標Ⅱ卷第２５題）密立根油滴實驗的示意圖如圖４所示，兩水平金屬平板上下放置，間距固定，可從上板中央的小孔向兩板間噴入大小不同、帶電量不同、密度相同的小油滴．兩板間不加電壓時，油滴a、b 在重力和空氣阻力的作用下豎直向下勻速運動．速率分別為v_０、v_０/４;兩板間加上電壓后（上板為正極），這兩個油滴很快達到相同的速率v_０^/２，均豎直向下勻速運動．油滴可視為球形，所受空氣阻力大小與油滴半徑、運動速率成正比，比例系數(shù)視為常數(shù)．不計空氣浮力和油滴間的相互作用．

（１）求油滴a 和油滴b 的質(zhì)量之比;

（２）判斷油滴a 和油滴b 所帶電荷的正負，并求a、b 所帶電荷量的絕對值之比．

分析 本題主要考查考生的理解能力和推理能力，考查的內(nèi)容涉及靜電場、空氣阻力的表達、牛頓運動定律、力的平衡等．試題分析入口較淺，便于學生理

解題意，但在解答的過程中需要對物理本質(zhì)有較為深刻的認識，同時對思維水平的要求有以下三個遞進的層次．

第一層次，表現(xiàn)在學生能夠?qū)㈩}設中的實驗情境從形象思維過渡到抽象思維，將帶電油滴的運動與受力聯(lián)系起來，選擇從牛頓運動定律的角度去分析其運動的本質(zhì)原因，并寫出其數(shù)學關系式;

第二層次，表現(xiàn)在應用物理規(guī)律解決問題時所體現(xiàn)的細節(jié)，能夠表述清楚兩個不同油滴在加上電場之后運動變化有差異的原因，這是試題對考生思維水平層次的主要區(qū)分點;

第三層次，表現(xiàn)在能夠在學習過程中形成科學思維方式和處理問題的視角，將個人的學習體驗投射在解題之中，應用雨滴下落的收尾速度的特點，以半徑為變量構建油滴重力和阻力的函數(shù)關系，推導加入電場力后的力學關系，達到知識的融會貫通．

３結束語

總體來看，２０２３年全國新課標Ⅱ卷理綜物理試題科學設置了考試的功能定位、考查內(nèi)容、考查要求、考查載體等，踐行了考試從“知識能力立意”評價向“價值引領、素養(yǎng)導向、能力為重、知識為基”評價轉(zhuǎn)變的思想．試題符合考試內(nèi)容改革的理念，突出考查理解能力、推理論證能力、模型建構能力、實驗探究能力和創(chuàng)新能力等五種關鍵能力，引導加強對考生學科素養(yǎng)的培養(yǎng)，很好地體現(xiàn)了“一體四層四翼”的評價要求．

（完）