兌現“四個層面”考查承諾 發揮教學導引作用
——2018年高考全國I卷理綜物理試題評析

詹國榮 林廉義

（1.漳浦達志中學，福建 漳浦 3632 0 0；2.漳浦第一中學，福建 漳浦 3632 0 0）

在新高考模式下，物理學科門庭冷落，物理難學，已不可否認成為全社會的普遍認同，我們物理教師深感道業維艱，似有需改行易業的危機。其實，社會認同的物理難學，主要是物理難考。從2018年全國理綜I卷物理試題中，我們發現命題專家可能從實行新高考的上海、浙江等地了解到中學物理教師的心聲，才以2018年的高考物理試卷傳遞出他們的回答。

一、沿續“一體四層四翼”的命題思路，評價體系日趨成熟

2016年以來，國家考試中心提出了“一體四層四翼”的命題思路，希望通過四個層面和四個翼展來構建高考命題的體系。從物理學科試卷看，2017年的試卷有著承上啟下、繼往開來的功能，其新的思想剛剛開啟，舊的味道依然濃郁。而2018年的試卷則煥然一新。

1.兌現“四個層面”的考查承諾

第一層面是必備知識。考生回答試題需要用到的知識，全部是《2018年高考考試大綱（物理）》中所列的必備知識內容。在必考部分12道試題中，考查了考試大綱中所列72個必考知識的25個，占35%。與2017年的30%比較，有明顯增加。其中力學部分考查9個，占考綱中該部分要求的25個知識點的35%；電學部分考查16個，占考綱要求47個知識點的34%。全卷所考查到的知識點無一超出考綱，而且均是基礎中的基礎內容。值得一提的是，在有限題量下，試卷一方面努力增加所考查知識點的覆蓋面，另一方面對學科中最核心、最基礎的必備概念、定律進行重復的考察。比如第14、15、18、25題四次直接考及“勻變速直線運動”的知識內容；第15、18、25題三次考查動能定理；第21、25題兩次考查勻強電場；第15、22題兩次考查胡克定律；等等。這些重復絕非偶然，它強烈傳遞出高考評價對學生必備知識的重視，引領著中學物理教學必須著力于打牢學生的“雙基”。

第二層面是關鍵能力。哪些能力是物理學科關鍵能力呢？考試大綱要求很明確，就是：理解能力、推理能力、分析綜合能力、運用數學處理物理問題的能力、實驗能力等五項。從試題看，學生答題所須的能力要求均落在這五項之內，兌現了考察關鍵能力的承諾。也許有教師會問：不是年年都如此嗎？其實不然，請看2017年全國理綜I卷物理第24題：

24．（12分）（2017年全國理綜I卷）

一質量為8.00×104kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面。飛船在離地面高度1.60×105m處以7.50×103m/s的速度進入大氣層，逐漸減慢至速度為100 m/s時下落到地面。取地面為重力勢能零點，在飛船下落過程中，重力加速度可視為常量，大小取為9.8 m/s2。（結果保留2位有效數字）

（1）分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能；

（2）求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，已知飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的2.0%。

解答該題需要：①知道機械能、動能定理的含義；②較繁瑣的運算能力。前一能力絕大多數考生可以達到，而后一能力則成為學生失分的關鍵，也就是說，該題的區分度是運算能力——屬于數學能力的范疇。與“應用數學處理物理問題的能力”不同，后者強調的是“應用”而非“運算”。因此說，2017年該題的考查超越了物理學科的關鍵能力，而2018年的試卷則撥亂反正了。值得指出的是：運算能力仍然是十分必要的，物理學科學習中進行運算也是必要的。我們強調的是，不應該將運算能力作為物理試題的主要區分度進行考查。

第三層面是學科素養，第四層面是核心價值。在物理學科中，核心價值主要應該是尊重規律、實事求是和一絲不茍的科學態度。學科素養首先應該是獨立思考的習慣，考查學生是否具備這樣的素養與價值觀念，通?？梢栽趯W生熟悉的物理模型中植入新的元素。如果學生無視新的元素，一味套用舊的方法，就無法獲取正確結論。如果學生有獨立思考的習慣，就能將新的元素納入自己的思考范圍，重新構建解題策略，獲取正確結論。2018年全國理綜I卷物理試卷的第14、15、16、17、19、21、25、33（1）、34（1）均是通過這一形式來考查學生是否具備獨立思考的素養和嚴謹的學科態度的。這也是2018年的試卷看似簡單熟悉，但仍有很好區分度的緣故。

例2018年全國理綜I卷物理第15題

如圖，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P，系統處于靜止狀態，現用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線運動，以x表示P離開靜止位置的位移，在彈簧恢復原長前，下列表示F和x之間關系的圖像可能正確的是（ ）。

這是一道學生十分熟悉的彈簧連接體模型，應用牛頓第二定律容易寫出：F-mg+f=ma。

接下來有兩個節點區分學生能否得分：

一是因為選項中圖像的自變量是x,有的同學即由得代入上式進行討論，結果因為有時間變量t的干擾，自然難以修成正果，這是典型的不獨立思考的表現：不能抓住加速度a是恒定值這一特征，因地制宜調整解題策略，是平時養成套用公式習慣釀成的苦果。

另一種是以f=kx代入公式得：F=m（g+a）-kx。

以上式進行選項，因x的系數是-k，圖像應該是向右下傾斜，可是四個選項的圖像均向右上傾斜，找不到合適的選項。此類學生此時又會發生分化：一部分學生缺乏一絲不茍、實事求是的態度，在這一節骨眼上，缺乏冷靜思考的定力，采用掩耳盜鈴的猜辦法，結果自然是兇多吉少。而另一部分同學，發現問題后，能尊重事實，細致分析，容易發現f=kx中的x與圖像中的x的含義不同，從而重新校正參考點，最后獲得正確結論。

物理學科的素養還體現在聯系實際的習慣養成方面。善于將理論與實際聯系才能更好、更深刻有效、更有創造性地開展學科理論的學習，今后也才能更好服務社會。因此，該素養是考察、預示學生今后發展前景的關鍵。考查學生是否具備這樣的素養，通常是將試題設計成某一現實或者新穎的情境。解題過程中如學生能：①理解情景的過程、目的及其原理；②將情景過程簡化成物理模型，再應用模型進行求解；③對情景形成預見性的直覺判斷，以優化解決問題的策略。達到這三個層面，說明其具備聯系實際和解決實際問題的能力和品格，而且由①到③的過程，這種品格越顯成熟。

試題第22、23的情景較為新穎和現實。學生如平時有聯系實際的習慣，自然很容易理解其中的操作過程和實驗的原理，獲得正確結論也是順風順水的事。但如平時不常觀察體味生活現實，就不容易看清題目的意思，也很難有正確的回答。第20題，需要學生依據題干的現實描述，建立雙星互繞做圓周運動的模型。第25題學生如有聯系實際的習慣和素養，對第（3）問很容易形成的直覺判斷：氕核在電場、磁場中的運動情況已確定。那么氘核在相同的電場、磁場中的路徑也必然確定。且兩者是關聯的，由此做出求解氘核時，采用與氕核類比的方法這一策略，可以很大程度地簡化運算過程，縮短運算時間，提高解答準確率。試題第18題，則是對考生必備知識、關鍵能力、學科素養、核心價值進行全面考查的一道好題。

例 2018年全國理綜I卷物理第18題

如圖，abc是豎直面內的光滑固定軌道，ab水平，長度為2R：bc是半徑為R的四分之一的圓弧，與ab相切于b點。一質量為m的小球。始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點處從靜止開始向右運動，重力加速度大小為g。小球從a點開始運動到其軌跡最高點，機械能的增量為（ ）。

A.2mgRB.4mgRC.5mgRD.6mgR

首先，學生由于平常訓練中形成的思維定勢，容易將軌道c點當成題中所求的最高點，由此求得機械能增量△E=3mgR。

其次，發現選項中沒有3mgR，這時，部分學生就此冥思苦想，由于其思維一直將小球的運動局限于軌道之內，終不能跳出苦海。這是平時缺乏獨立思考，不善于聯系生活現實，思路被局限于題中設定的環境中，無法主動結合現實對情景展開想象的緣故。另一部分同學，平時常聯系實際情景，自然很容易意識到小球到達c點后，會繼續向空中運動的事實，再對照題目，發現是“軌跡最高點”而非“軌道最高點”，由此，能繼續將求解范圍擴展到空中。

接著，考生判斷：小球離開c點時，速度豎直向上，合外力方向指向右下方與豎直面成45°，這是類斜拋運動。而平時練最多的是類平拋運動。在此新問題面前，不同的品格和素養的考生得到進一步的區分：平時少獨立思考、怕難、沒有毅力的部分就此止步，舉手投降；平時能獨立思考，能深入理解物理概念規律的內涵的同學，很容易將拋體運動的本質——運動的獨立性原理遷移到本題中，即將球在空中的運動分解成兩個相互正交并彼此獨立的分運動，而后逐一進行求解。這是學生是否真正把握物理本質，學習的物理方法是否獲得內化的分水嶺。

緊接著，在能思考得出采用正交分運動進行求解的同學中，又出現不同人群：兩坐標軸方向的選取問題，是選取水平—豎直系，還是選與之成45°角的坐標系。理論上說，兩種方法并沒有質的區別，前一種方法不用分解初速度而要分解力，后一種辦法不用分解力，但要分解初速度，兩者相差不大，但因求解的終點是“最高點”，也就是豎直方向的最大高度。因此，如果采用后一種坐標系，將會為尋找最高點而陷入十分艱難的境地，運算十分繁雜。而選用前一種坐標系的，卻可順勢而為。在y軸上尋出最高點，再求出此時的水平位移……一氣呵成。這是體現考生綜合能力的關鍵節點，思考問題是否連貫，方法決策有無思前想后，在此體現得淋漓盡致。

而這些分化區別，差異于一絲一毫的意念之中，可謂是見微知著。一個試題，能將學生的潛能、品格，區分得清清楚楚。

2.著力對教學發揮導引作用

按“一體四層四翼”的命題思路，立德樹人，服務選拔，導向教學，是高考的目標要求。為此，高考試題的情景和內容一直力爭展示國家的發展和科技的進步，并與生產生活實際相結合，以引導和培養考生情系家國、放眼世界的胸襟，注重實際、服務社會的責任意識。如2018年試卷第14、20、22分別展示了我國高鐵的發展、引力波的探測和愛因斯坦的廣義相對論的進一步驗證，游標卡尺在實際生活中應用等，以體現立德樹人的教育目標。

在“服務選擇”與“導向教學”兩個目標要求的權衡上，以往強調，為了選拔就必須有難度。有難度，就必須提高基礎；而提高基礎，就會導引中學教學走向拔高要求、忽視基礎的錯誤軌道。近幾年，為了修正這一現象，試題轉而將考查的知識要求放在基礎上，而將考查的難點和區分度放在能力點上。由于突出有難度的能力考查，考試涉及的知識覆蓋面大幅度減少，一線教師和考生們感覺到學習課本知識與獲得高考分數關聯不大，紛紛拋開課本，迫不及待地將學習的精力和時間轉向解題和評題上，結果是失去了基礎也得不到能力，丟了西瓜，連芝麻也沒撿到。

在此教學方式下，物理難考自然是鐵的事實，物理難以學會也是必然的現象。上海、浙江選科發生傾斜的現象，正是由此產生的后果。

也許有鑒于此，2018年物理試卷難度把控一改往昔。首先從主觀上感覺，其難度是自有高考I卷以來最低的；其次從實測的效果看，平均成績顯著提高，而區分度又相當合理。區分度好，說明能很好服務高校選拔，平均成績提高，在以各科裸分相加決定錄取權的方式下。這對提高物理學科的權重地位，爭取學習物理的熱度是十分有意義的舉措。

與以往試題比較，2018年的試題由如下特點：

（1）試題的區分節點從“數學能力”轉向“物理能力”。

這里所說的“區分節點”是指引發學生失分的關鍵障礙，也是試題區分不同層次考生的節點。比較2018、2017年全國理綜I卷對應題號的試題，可以明顯感受到2017年試題難在數學，而2018年試題難在物理。進一步與2016、2015兩年比較，這樣感覺更為明顯。

比如：上面列舉的2017年第24題考查機械能的認知和動能定理的理解兩個知識點，但因運算量大，運算成為該題的區分節點；而2018年的第24題，考查動量定理、動能定理的理解及勻變速直線運動的運用，過程計算簡單，其“區分節點”在物理概念、定理的理解上。

又如：2018年的第25題，考查電場、磁場、平拋運動、圓周運動、牛頓第二定律等知識點，過程計算量雖不少，但涉及數學技巧較少也較常規，因此區分節點主要在物理概念、定律的理解運用上。在對運動過程的分解、綜合、比較等處理手法上，這些區分點均屬于物理能力，是考生在物理課上學習的重要內容。為了比較，不妨看2017年的第25題：

（20分）真空中存在電場強度大小為E1的勻強電場，一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動，速度大小為v0。在油滴處于位置A時，將電場強度的大小突然增大到某值，但保持其方向不變。持續一段時間t1后，又突然將電場反向，但保持其大小不變；再持續同樣一段時間后，油滴運動到B點。重力加速度大小為g。

①求油滴運動到B點時的速度。

②求增大后的電場強度的大小；為保證后來的電場強度比原來的大，試給出相應的t1和v0應滿足的條件。已知不存在電場時，油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍。

該題考查勻變速直線運動、電場力、牛頓第二定律等簡單物理知識，還考查學生能否將粒子的運動分化成“勻速，勻加速，勻減速”三階段的分析能力?？梢哉f這些物理知識和能力，絕大多數學生是沒有問題的。但因解題過程中牽涉的方程太多，運算繁雜，數學技巧要求較高，成為學生失分的關鍵原因。數學能力成為該題的區分節點。

其實，這兩年中不僅第24、25題有這樣的不同，第16、17、19、21、22、23等對應比較，均可發現，2017年的試題，數學能力的要求要高于2018年。

試題的難點由數學能力轉向物理能力，可以引導中學教學把主要精力放在物之理的學習上。

（2）設置多個區分節點，讓一分耕耘者有一分的收獲

高考試卷要引導好中學教學，除引導好教學方向外，還要努力體現“一分耕耘一分收獲”這一人間正道，讓認真學習者有更多的收獲，以此鼓勵學習的信心與熱情。2018年的試卷在這點上也做得較好，其方法是較好地應用“多節點區分設置”這一命題手段。

“多節點區分設置”是一種命題方法，由“多問題設置”發展而來?！岸鄦栴}設置”是在主問題之前，分步設置若干小問題，對考生進行提問。由于小問題是在完成主問題過程中必須完成的，所以小問題設置后，即有指引考生解題方向的作用，還能使無法完成整個問題的考生能完成若干個小問題，分步給予賦分，達到增加區分度的功能。這一方法多用于問答題。

“多節點區分設置”是在讓考生解決一個問題過程中設置多個難點，讓越過部分難點的同學也能部分得分，以提高試題區分度。問答題、多選題、填空題均可采用這一方法。

2018年多選題第19、20、21題，均設置多個區分節點，以不相關選項體現越過節點的情況，讓不同層次的考生有不同程度的得分。

例2018年全國理綜I卷物理第21題

圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強電場內間距相等的一組等勢面，已知平面b上的電勢為2V。一電子經過a時的動能為10eV，從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV。下列說法正確的是

A.平面c上的電勢為零

B.該電子可能到達不了平面f

C.該電子經過平面d時，其電勢能為4eV

D.該電子經過平面b時的速率是經過d時的2倍

該題A選項難點在理解電場力做功與電勢的關系。C選項難點在是否理解電勢能與電勢關系。D選項要求應用動能定理加以判斷。B選項除有A、C、D的要求外，還要求具有發散思維，能考慮到電子經過a時有各種不同方向。一般說，能判斷B選項的考生也能判斷其他選項。能判斷D選項的，也能判斷A與C，但不一定能判斷B。所以，這類多選題，不同層次的考生均可以有不同的得分。也許有教師不以為然，認為多選題均是這樣的。

例 2017年全國理綜I卷的第21題

如圖，柔軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點M拴一重物，用手拉住繩的另一端N。初始時，OM豎直且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為現將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角不變。在OM由豎直被拉到水平的過程中（ ）。

A．MN上的張力逐漸增大

B．MN上的張力先增大后減小

C．OM上的張力逐漸增大

D．OM上的張力先增大后減小

該題的區分節點也有三處：一是能否在連續的平衡態中，選取一個普通平衡態為代表作為研究對象；二是對該平衡態進行平衡條件分析；三是依平衡條件進行數學處理。但是，該題在選項設置上，沒有呼應上述的前兩個區分節點，造成只要越不過第三個節點，即數學處理過不了的，整題都無法得分。選項中雖有兩個正確的，但能選出其中一個的，另一個一般也能選出，除非失誤或是采用猜測得出的，試題區分度較低?？梢姡瑸橛欣谝龑е袑W教學，在試題的命制方法上，2018年做了很大的改進。

（3）實驗題難度大幅度降低，符合中學現實需要

2018年實驗題的考查抓住中學教學的根本和現實，情景設置樸實、考點淺顯。重點考查學生是否看懂實驗器材的作用及其操作過程，是否理解實驗的目的原理，是否能進行基本數據讀取，是否能對數據進行簡單的分析處理。與之前高考試題比，難度大幅度下降。相對于實驗的設計、儀器選擇、步驟斟酌、誤差分析、數據的數學技巧處理等實驗能力，2018年的考查更顯基本和基礎，其意義在于踐行“一體四層四翼”的命題思想，引導中學教學切實做好課本實驗，扎實培養學生基本的實驗技能。唯有如此，才能談得上實驗能力的進一步培養。

二、幾個商榷的問題

1.個別地方的表述似有瑕庇

試題第19題：先交代小球始終受力，再說小球從a點由靜止開始向右運動，求到達軌跡最高點的機械能增量。這樣的表述，將試題的要素交代得很清楚。但有以下不足：①考生容易將軌跡誤看為軌道，由此造成失分，影響試題的信度；②要素雖然完整，但試題的情景破缺。本來小球是在已知外力作用下發生運動，現在變成已知小球的運動，要判斷力的方向。條件與結果相互穿插，情景不流暢。加上考生受思維定勢影響，思考的范圍更易局限在試題提供的軌道范圍內，造成解答困難。

筆者認為，如表達為：“……小球靜置于a點，現有一方向水平向右、大小與重力相等的外力始終作用在其上，在小球向右運動達到最高點的……”，這樣情境較連貫，小球產生運動的原因明確，考生自然容易由此完整地想象出球的運動情景，不易引發誤解。類似的，第22題：關于指針與游標卡尺刻度線對齊的表述也處理得不夠好。一是“裝置”兩字容易讓學生想得復雜；二是主尺只要放豎直，指針不一定要與游標卡尺零刻度線對齊，與游標卡尺上任意一個固定參考點對齊均不影響實驗。這樣設置實驗步驟，有違方便性原則。如表述為：“……在彈簧下端與托盤間固定一指針……，當托盤內沒有砝碼時，移動游標，使其上的某點A與指針對齊……”，似乎更好些。

2.關于游標的標示

在現實中，游標卡尺游標上標示的數值是直接用來讀取數據的，不是標示格數。因此，第22題中，游標是20分度的，其精度值為0.05mm，故第10格、20格處對應讀數應為0.5毫米和1毫米，其標示應為5和10，而非1和2。試題這樣的標示，與現實存在不同。既然是實驗題，就應該盡量尊重現實情境。練習題如此，考題更應如此。

概言之，2018年全國理綜I卷物理試題命制一是堅持考必備知識，考獨立思考習慣養成，考解決問題的能力，考尊重客觀規律和一絲不茍的態度；二是堅持物理內容為重，重點考查了學生在中學物理課程中學習的知識、方法，以及所培養的能力；三是改進試卷的結構，提高命題藝術，在服務好選拔的同時，讓認真學習物理的莘莘學子所流出的汗水能結出幸福的果實，發揮好對中學教學良好的導向作用。我們期待保持命題指導思想的穩定性。指導思想如不穩定，就會使中學教學搖擺不定，由于兩者有一年的相位差，造成中學教學永遠跟不上高考的指揮棒，會影響教與學的熱情。