重視學科素養考察深化高考制度改革

蔡本再

2014年9月，國務院發布《關于深化考試招生制度改革的實施意見》，把浙江省與上海市列為高考綜合改革全國試點城市.2015年10月，浙江省高考改革首次考試舉行，物理學科采用高中學業水平測試（必考題70分）與高校選拔考試（加試題30分）同一張試卷的創新方式.

與以往的理科綜合（物理部分）試題相比，題型仍由單選題、不定項選擇題、填空題（實驗）、計算題組成；考察的知識仍以物理1、物理2、選修3-1三個模塊為主，同時兼顧選修3-2、選修3-4、選修3-5三個模塊（分值分布如圖1）；試題非常注重物理學科主干知識的考察，同時也更加注重對學生物理學科核心素養的考察，主要體現為以下幾點.

1 考察學生的物理觀念

觀念是客觀事物在人腦中留下的概括性認識，物理觀念是物理學家經歷長期的實踐和理論研究，概括總結出的對物理世界的根本認識 .學生通過高中的學習，應該具備相應的物質觀和能量觀.試卷中的第3題考查學生的運動觀，即人們總選擇某一個參考系來描述物體的運動；第10題則考查學生的能量觀，即能量在轉移和轉化的過程中是守恒的觀點.

例1 （第10題）畫作《瀑布》如圖2所示.有人對此畫作了如下解讀：水流從高處傾瀉而下，推動水輪機發電，又順著水渠流動，回到瀑布上方，然后再次傾瀉而下，如此自動的周而復始.這一解讀違背了

A.庫侖定律

B.歐姆定律

C.電荷守恒定律

D.能量守恒定律

以一副畫為背景，考察了學生對能量守恒定律和第一類永動機的認識與理解，學生學習了物理知識后，對能量應該有正確的認識，即在孤立的系統中，能量守恒的，第一類永動機是不存在的.

2 考察學生的物理思維

科學思維是具有意識的人腦對科學事物包括科學對象、科學過程、科學現象、科學事實等本質屬性、內在規律性及事物間的聯系和相互關系的間接的和概括的反映 .在中學階段，學生學習物理科學思維體現在物理模型的建構、科學推理、科學解釋以及質疑和創新等方面.

2.1 考察物理模型的構建

物理模型是中學物理知識、思維方法的載體，是根據所研究問題的需要，把實際研究對象及其狀態、過程等進行合理的抽象，是實際物體的理想化.學生在學習物理的過程中，需要通過分析和抽象，抓住事物的本質特征和主要因素，建立物理模型.本卷中考察學生建模能力的題目主要體現在第8題、第20題和第22題.

例2 （第8題）質量為30 kg的小孩坐在秋千板上，秋千板離系繩子的橫梁的距離是2.5 m.小孩的父親從最低點拉起1.25 m高度后由靜止釋放，小孩沿圓弧運動到最低點時，他對秋千板的壓力約為

A.0 B.200 N C.600 N D.1000 N

此題考察學生將小孩模型化為質點，將運動過程模型化為忽略空氣阻力的圓周運動.應用機械能守恒分析初態和末態的速度關系、用牛頓第二定律分析小孩在最低點的受力、聯立方程求解.

2.2 考察學生的科學推理

科學推理能力是運用邏輯思維依據科學事實進行推理，進而做出解釋或得到結論的能力.具備基本的科學推理能力是進行科學探究的必要條件.通過考察學生的科學推理能力，也能考察學生的探究能力.

例3 （第21題）（1）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”實驗中，…….變壓器原、副線圈的匝數分別為120匝和60匝，測得的電壓分別為8.2 V和3.6V，據此可知電壓比與匝數比不相等，主要原因是________________________________________.

此題以“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”實驗為背景，考察實際變壓器的能量損耗.學生需知道沒有任何能量損耗的變壓器，也就是理想變壓器，電壓比才與匝數比相等，而實際變壓器存在能量損耗——線圈的發熱、漏磁、鐵芯的發熱，導致電壓比與匝數比不相等.

3 考察學生的科學探究

科學探究一般是指的是科學家們用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據提出種種解釋的多種不同途徑.中學的科學探究指的是學生們用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動，它包含了學生開展探究活動所需的能力和對科學探究的理解.高中物理課程標準指出科學探究應包含提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估等要素.一般來說提出問題這一要素通常可以滲透在物理問題的解決過程中考察，設計實驗要素通常在實驗題中進行考察，而分析與論證、評估要素可以在不同的情境中予以考察.

例4 （第9題）小張在探究磁場對電流作用的試驗中，將直線導線換做導體板，如圖3所示，發現a、b兩點之間存在電壓Uab.進一步實驗結果如表1.

由表中結果可知電壓Uab

A.與電流成正比 B.與磁感應強度無關

C.與電流可能成正比 D.與磁感應強度可能成正比

此題以控制變量法這一方法為實驗的背景，考察學生在對實驗數據分析與論證這一探究要素.

4 試題滲透STSE要素

高中物理是自然科學的基礎知識，它與社會的發展、科學的創新、技術的進步以及環境的維護具有非常密切的關系.高中的教材編寫和日常教學都非常關注STSE教育.在高考測試中應從命題角度引導物理教師和高中學生關注STSE.試題中絕大多數的背景都與STSE相關，比如第3題關注了反法西斯戰爭勝利70周年軍演這一時政背景，第7題關注一箭多星發射的先進技術、第16題以坦克觀測孔嵌入玻璃為背景考察幾何光學問題、第19題以飼養員吹注射器為背景考察平拋運動.第20題以交通運輸中避險車道為背景考察學生對勻變速運動的功能綜合問題.

例5 （第10題）我國某10兆瓦（1兆瓦=106 W）光伏電站，投入使用后每年可減少排放萬噸二氧化碳.已知該地區每年正常發電的時間約為1200 h，則該電站年發電量約為

A.1.2×106 kW·h B.1.2×107 kW·h

C.1.2×109 kW·h D.1.2×1010 kW·h

此題中以光伏發電為背景，考察了功和功率的簡單計算.題干中“投入使用后每年可減少排放萬噸二氧化碳”雖對求解問題不構成影響，但對考生而言在審題過程中，了解了光伏發電與環境保護、二氧化碳與環境之間的關系，引導學生對環境問題的關注.

物理的學考與高考在考察學生的科學知識的同時，還需要關注學生的物理學科素養，關注學生的科學探究能力和科學研究方法，也要讓學生了解科學責任與態度.浙江省的高考題較好的體現了這一點，也對我們今后的物理教學提供了很好的啟示.