物理學科能力表現視域下高考試卷的比較分析
——以2018年高考全國新課標Ⅰ和江蘇卷為例

姜楠 袁海泉

(蘇州大學物理科學與技術學院 江蘇 蘇州 215006)

高考試題的研究一直是基礎教育研究的熱點，而高考物理試卷作為理科試卷的重要組成部分，每年的研究層出不窮.現有關于高考物理試卷的研究主要分為：試題賞析類、問題爭鳴類、復習建議類、反思教學類、命題分析類、對比分析類等[1].可見，目前對高考物理試卷研究多傾向于知識點的研究.而在新課改的背景下，高考物理試題不僅僅要以知識立意為導向，還應以能力立意為導向，強調對學生物理學科能力的考查.本文基于物理學科能力表現框架，選取了具有代表性的2018年高考全國物理卷Ⅰ和2018高考江蘇物理卷，嘗試對兩份試卷考查的物理學科能力進行比較分析，以期為探索基于核心素養的物理教學提供參考和依據.

1 物理學科能力表現的整體架構

物理學科能力是指學生順利進行物理學科的認識活動和問題解決活動所必需的、穩定的心理調節機制.其內涵是系統化、結構化的物理學科知識技能及核心活動經驗圖式(穩定的學科經驗結構)對學習行為的定向調節和執行調節.從物理學科核心素養的角度來說，物理學科能力是學生的物理觀念、科學思維、探究能力和創新精神的統一體[2].

郭玉英老師系統梳理了國內外關于物理學科能力表現的相關研究，并結合物理學科特色，提出了物理學科能力表現的理論框架，如圖1所示.

圖1 物理學科能力表現的理論框架

首先，物理學科能力表現框架由3個能力維度構成，即學習理解能力、應用實踐能力、遷移創新能力.每個維度下又劃分為3個一級指標，因此共有9個一級指標[2].隨后，郭玉英老師團隊采用書簽法結合項目反應理論擬合出的實測指標和專家的經驗判斷，將物理學科能力的表現水平分成了7個層級.這7個水平層次初步描述了學生物理學能力發展的進階脈絡，如表1所示.

表1 物理學科能力表現的水平劃分

2 基于物理學科能力表現框架之高考試卷的比較分析

2018年高考新課標Ⅰ理科綜合試卷在全國共有10個省份的考生使用，具有廣泛的代表性.而江蘇省作為教育強省，髙考命題工作在歷經探索與發展后，命題質量和水平顯著提升， 試卷強調創新和知識遷移，形成獨特的蘇派風格，在全國范圍內都具有風向標的作用[1].因此，筆者在這里以2018年高考物理全國卷Ⅰ和江蘇卷為例，分析比較二者在考查能力維度、能力表現水平兩個方面的異同.

2.1 試題分析實例

根據上述物理學科能力表現的理論框架，以兩份試卷中具有代表性的題目為例，說明對物理學科能力表現維度和表現水平劃分的方法.

圖2 例1題圖

(2)磁場的磁感應強度大??；

2.1.1 厘清題意 明確已知條件和求解問題

這是一道電磁場綜合類題目.依據題意可知：能量相等的氕核和氘核在電場力的作用下，做類平拋運動并以某一入射角度進入磁場，之后在洛倫茲力的作用下做圓周運動.由于磁場的有界性，二者將在偏轉一定角度后從磁場飛出，求解兩種粒子在進入磁場和飛出磁場時的位置坐標及磁感應強度的大小.題目中已知兩種粒子做類平拋運動的豎直位移和氕核進入磁場時的角度信息和出射時的位置信息，以及帶電荷量、質量等一些基本信息.

2.1.2 剖析題目 關注考查的能力維度

以(2)為例，求解磁感應強度的大小.涉及了氕核在電場中的類平拋運動以及在磁場中的圓周運動兩段過程，需要根據氕核進入磁場時的角度和出射時的位置確定粒子做圓周運動的半徑，進而利用洛倫茲力充當向心力求出磁感應強度.這是一個多過程的情境，考察的是學生應用圓周運動的規律、帶電粒子在磁場中偏轉的相關規律，解決復雜情境中問題的能力，因此應歸為應用實踐中的綜合應用(B3)維度.

2.1.3 慎重劃定 確定考查的能力水平

為了盡量提高統計的可靠性，降低主觀因素的影響，本次統計采用兩組獨立評判的方法，對于評判結果存在不一致的題目，請學科專家進行判定.本題在對(2)的求解中,需要學生具備將平拋運動和勻速圓周運動這兩個重要物理模型遷移至新的情境中解決綜合性問題的能力水平，因此應歸為水平6.

2.2 統計數據

需要說明的是，在試題選擇范圍上本次分析針對兩份試卷中的必考題部分進行；對于一道題目有多個小題的情況，進行逐題分析；對于能力表現水平以題目所需的最高水平為準.下文分別列出了針對高考全國卷和高考江蘇卷的統計數據，詳見表2和表3.

表2 2018年高考全國物理卷統計數據

表3 2018年高考江蘇物理卷統計數據

2.3 統計結果分析

由于全國卷中必做題共計18題，而江蘇卷必做題共計25題，因此在這里以各自試卷中試題考查的能力維度和能力表現水平占題目總數的百分比進行比較分析.圖3為兩份試卷中考查能力維度對比.

圖3 試卷考查能力維度對比

圖4為二者考查能力表現水平對比.

圖4 試卷考查能力表現水平對比

3 結論與思考

3.1 試卷考查的能力維度結論

(1)對學習理解能力考查不足

在學習理解維度上，兩份試卷都只有3次考查，考查頻率較低.從一級指標來看，觀察記憶(A1)考查2次，概括論證(A2)考查1次，而關聯整合(A3)均未有考察，兩份試卷一致.可見，兩份高考試卷對于學生學習理解能力的關注不足，特別是關聯整合能力，均未見考察.究其原因，可能是因為關聯整合強調的是學生基于對于概念間關系的認識構建學科的知識體系，而在實際考題中難以呈現.因此，教師在教學中對這一能力的訓練普遍不足，這也可以解釋為什么學生的知識呈現碎片化、零散化，缺乏系統性的原因.而在新課改的背景下，物理學科強調對學生核心素養的培養，物理教學應促進學生物理大概念的形成，因此筆者認為高考試卷作為教師教學和學生備考的指揮棒，應注重探索考查學生關聯整合能力的命題方向.

(2)注重應用實踐能力的考查

在應用實踐維度上，全國卷共有14次考查，占試題總數的77.8%；而江蘇卷有20次考查，占試題總數的80%.可見，兩份試卷都非常注重對學生應用實踐能力的考查.從一級指標來看，除在分析解釋(B1)指標中全國卷高于江蘇卷外，在推論預測(B2)和綜合應用(B3)指標中全國卷均低于江蘇卷.可見即使都注重應用實踐能力，但兩套試卷也各有側重，江蘇卷更注重對學生深層次應用實踐能力的考查.

(3)初步探索遷移創新能力的考查

在遷移創新維度上，兩份試卷都進行了初步探索，其中全國卷有一題考查了遷移與質疑(C2)，江蘇卷有2題，分別考查了遷移與質疑(C2)、建構新模型(C3).可見，江蘇卷在經歷自主命題的探索中，更加關注學生的遷移創新能力的發展，命題方向更加契合當下新課改的時代背景.

3.2 試卷考查的能力表現水平結論

(1)試卷考查的能力水平契合學生現有發展水平

高考試卷的考察對象是高三年級的學生，筆者查閱了郭玉英老師基于大樣本的物理學科能力表現水平調查結果，表明高三年級學生物理能力水平總體來說處于水平4和水平5之間.對于全國卷和江蘇卷，處于水平4和水平5的題目總比例分別占到50%和52%.也就是說對于這部分題目，總的來說學生們現有的能力水平是可以勝任的.

(2)江蘇卷對于學生物理學科能力表現的要求更高

在全國卷中，能力表現水平占比最多的是水平4，占比達27.78%.而在江蘇卷中，占比最多的是水平5，占比達28.00%，并且水平6、水平7的題目所占比例江蘇卷均高于全國卷，可見江蘇卷對于學生物理學科能力提出了更高要求.這也就能解釋為什么師生普遍認為高考江蘇卷比全國卷更難的原因.