從試題命制的角度談談高中物理學科核心素養的培養

湯建明 洪先露

(南昌市新建區第二中學 江西南昌 330100)

在近幾年高考中，我們注意到有相當部分的試題體現了物理學科核心素養的要求，本文以本人所原創的題目分析如何考查學生的核心素養，以及為我們今后在教育教學工作中培養學生核心素養提供一點借鑒。

一、對“物理觀念”的考查與培養

例題1：如圖所示，物體相同的A、B 兩物體用輕彈簧連接，靜止在光滑水平面上，其中B 物體靠在墻壁上。現用力推動物體A 壓縮彈簧至P 點，釋放物體A，當彈簧的長度最大時，彈性勢能為E1。現將物體A 的質量增大到原來的3 倍，仍使物體A 彈簧壓縮至P 點釋放，當彈簧的長度最大時，彈性勢能為E2。則E1：E2等于

A. 1 B.2 C.3 D.4

答案：B

本題考查運動規律、動能、動量及其相互聯系的知識，是一道典型的考查物理觀念的題目，要求學生利用物理概念、規律解決實際問題。把抽象的物理概念和規律在頭腦中提煉和升華，從物理學視角解決實際問題。

學生只有把所學的動量和能量關系以及力與運動的關系都爛熟于心，對概念理解透徹，對過程分析清楚，本題才能順利解答，這體現了對“物理觀念”素養的要求。這也要求我們在日常教學中多注重對學生的物理觀念素養的培養，引導學生用物理觀念解釋自然現象和實際問題，從而加強對物理概念與規律的理解。

二、對“科學思維”的考查與培養

例題2：石墨烯是近些年發現的一種新材料，其超高強度及超強導電、導熱等非凡的物理化學性質使21 世紀的世界發生革命性的變化，其發現者由此獲得諾貝爾物理學獎。用石墨烯制作超級纜繩，人類搭建“太空電梯”的夢想有望在本世紀實現。科學家們設想，通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉沿著這條纜繩運行實現外太空和地球之間便捷的物資交換。下列有關電梯倉的說法正確的是

A.電梯倉停在地球同步軌道站，纜繩對它有作用力

B.電梯倉停在地球同步軌道站，纜繩對它無作用力

C.電梯倉停在中間位置，纜繩對它有沿繩指向地心的作用力

D.電梯倉停在中間位置，纜繩對它有沿繩背向地心的作用力

答案：BD

本題考查萬有引力的規律及曲線運動的動力學分析，尤其考查學生模型建構能力和科學推理能力。

而解答本題的過程就是建立物理模型的過程，也是運用所學物理知識進行科學推理的過程，都體現了對學生“科學思維”素養能力的要求。這也要求我們在教學中加強對學生科學思維的訓練，鼓勵學生多問為什么，讓學生敢于說出自己的疑問和想法，在不斷的思維碰撞中加深對概念的理解。例如，在“伽利略對自由落體運動的研究”這一節課中，可以讓學生重現伽利略的研究過程，體會科學思維方法。

三、對“科學探究”的考查與培養

例題3：某物理興趣小組想測量一電源的的電動勢和內阻（電動勢約1.5V，內阻約10 Ω），身邊沒有電流表，僅有電壓表，定值電阻R0=150Ω，電阻箱R（0～999.9Ω），開關及導線。

圖甲

圖乙

圖丙

（1）小張同學設計了如圖甲所示的電路圖，小明同學設計了如圖乙所示的電路圖，小王設計了如圖丙所示的電路圖，你認為那位同學設計的電路圖不合適？_______，理由是______________。

圖丁

（2）小張同學通過實驗數據描出-R 圖象的一些點如丁圖所示，請將所描出的點作出一條直線，通過圖象求得電源的電動勢E=____________V，內阻r=_____________Ω。(結果保留三位有效數字)

本題考查電源電動勢和內阻的測量。要求進行實驗設計，考察了學生的動手探究能力。學生根據題目要求，在已有實驗器材基礎上，合理設計實驗，并通過觀察實驗現象、記錄數據等獲取證據，并基于獲取的諸多證據，合理推斷出符合要求的結果。

這一系列的過程，都體現出了對于科學探究能力的考查。我們在教學過程中，要經常設計一些探究性的課題以及實驗，讓學生多動手，親身實踐，體驗探究的樂趣，從而加深對物理知識的理解。

四、對“科學態度與責任”的考查與培養

例題4：如圖甲所示某高科技產品中的一個核心元件的原理，利用粗糙絕緣的水平傳送帶輸送一正方形單匝金屬線圈abcd，傳送帶以恒定速度v0運動。傳送帶的某正方形區域內，有一豎直向上的勻強磁場，磁感應強度為B。當金屬線圈的bc邊進入磁場開始計時，直到它離開磁場時，其速度與時間的關系如圖乙所示，且在傳送帶上始終保持ad、bc 邊平行于磁場邊界。已知金屬線圈質量為m，電阻為R，邊長為L，線圈與傳送帶間的動摩擦因數為μ，重力加速度為g。求：

(1)線圈剛進入磁場時加速度的大小；

(2)正方形磁場的邊長d。

甲

乙

本題考查的知識點十分豐富，包括安培力方向的判斷方法，安培力公式，法拉第電磁感應定律等知識。本題屬于與現代科學技術相關的題目，讓學生運用所學知識進行解答。電和磁是高中物理非常重要的兩塊知識，具有很緊密的聯系，本題結合書本知識，讓學生體會到物理學與現代生活息息相關及其與高科技技術的緊密聯系，使學生逐漸形成對科學和技術應有的正確態度以及責任感，體現了核心素養中的“科學態度與責任”。

科學態度與責任素養，是高中物理教學中應該特別關注的問題，是高中物理教學的靈魂，應貫穿落實在平常教學中的每一個環節，潛移默化，逐漸滲透。