對2023年全國卷高考物理試題模型與情境設計的研究

摘要： 自《 中國高考評價體系》 發(fā)布以來， “ 一核、 四層、 四翼” 的高考命題指導思想已經(jīng)逐漸深入物理學科命題之中， 對高中物理教學有著積極的引導作用。本文通過對高考物理試題模型與情境設計的研究， 嘗試挖掘設計的思路和目標， 汲取高考命題的智慧與理念， 從而助力教師提升課堂情境教學質(zhì)量， 把握教學內(nèi)容與難度， 合理地篩選和設計問題， 提高階段性教學評價設計的質(zhì)量， 促進課程目標的達成。

關鍵詞： 高考命題 "核心素養(yǎng) "關鍵能力 "模型與情境

一、 研究高考物理試題的意義

《 普通高中物理課程標準（ 2 0 1 7年版2 0 2 0年修訂） 》 提出了兩個方面的要求： 一是學生應形成物質(zhì)觀念、 運動與相互作用觀念、 能量觀念等， 并能用其解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題; 二是學生應具有建構模型的意識和能力， 能運用科學思維方法和科學探究意識對相關問題進行分析探究。

《 中國高考評價體系》 提出高考評價體系由“ 一核、 四層、 四翼” 三個要素構成， 三要素從“ 為什么考”“ 考什么” “ 怎么考” 的角度詮釋了高考評價的方式與目的。高考考查學生的核心價值、 學科素養(yǎng)、 關鍵能力和必備知識。試卷試題的設計具備基礎性、 綜合性、 應用性和創(chuàng)新性。研究高考命題規(guī)律， 感受高考命題理念， 有助于教師提升教學水平， 把握教學內(nèi)容與難度， 提高課程目標達成的可能性。其可以幫助教師在課堂教學中創(chuàng)設有質(zhì)量的問題情境， 提升教學引導的效果， 促進學生思維的發(fā)散拓展。其也可以幫助教師篩選和設計有效的問題， 提升學生課后自主學習的質(zhì)量， 避免學生無思考、 無意義刷題， 實現(xiàn)教學的減負增效， 提高教學評價設計的質(zhì)量， 防止出現(xiàn)教考分離、 無效評價等現(xiàn)象。

如何實現(xiàn)課程目標、 如何把握教學內(nèi)容和難度、如何篩選和設計有質(zhì)量的問題、 如何設計有效的評價試題等， 都是教師在實際教學中經(jīng)常遇到的問題。據(jù)此， 本文對2 0 2 3年全國高考物理試題（ 新課標卷、全國甲卷和全國乙卷） 模型和情境設計進行研究。通過對模型與情境設計的思路和理念的挖掘， 分析試題是如何考查學生的必備知識、 學科素養(yǎng)和關鍵能力的， 從中獲得如何在教學中幫助學生提升學科核心素養(yǎng)和關鍵能力的啟發(fā)。

二、 高考物理試題中基礎性模型與情境設計分析

（ 一） 高考物理試題中基礎性模型與情境設計

基礎性模型是基于單一的知識點， 對應基本層面的問題情境的模型。新課標卷、 全國甲卷和全國乙卷都設計了基礎性試題（ 見表1） ， 通過回歸教材中的經(jīng)典物理模型來考查學生的學習規(guī)律和思維方法。試題模型涵蓋了勻速直線運動、 勻變速直線運動、 平拋運動與勻速圓周運動， 蘊含的知識規(guī)律主要為牛頓運動定律、 曲線運動與相互作用的關系和機械能守恒定律。

（ 二） 高考物理試題中基礎性模型與情境設計分析

雖然是基礎性試題， 但是其對學生物理核心素養(yǎng)和關鍵能力還是有一定的要求。例如， 題2的設置包含了對質(zhì)量、 萬有引力、 受力平衡和圓周運動等基本概念的理解， 這是對學生物質(zhì)觀、 運動與相互作用觀和科學思維的考查， 也是對學生理解能力、 邏輯推理能力以及信息加工能力的檢驗， 同時還讓學生了解到我國擁有空間站和世界現(xiàn)役運輸能力最大的貨運飛船天舟六號。

題3利用打水漂考查平拋運動規(guī)律， 體現(xiàn)了命題的應用性與創(chuàng)新性。學生處理這個問題時需要琢磨題目， 提取有效信息， 構建平拋運動模型， 找準高度與角度才能解決問題。這需要學生具備一定的模型建構能力和分析綜合能力。

題5考查的是多過程勻變速運動圖像問題， 位移與時間圖像相對抽象。題6設計模型雖然簡單，卻是多過程運動， 需要學生倒推運動過程， 從而得出運動的初始參數(shù)。

三、 高考物理試題中綜合性模型與情境設計分析

（ 一） 高考物理試題中綜合性模型與情境設計綜合性模型與情境設計一般以帶電粒子在重力場、 靜電場和磁場中的運動為主， 這樣設計可以讓研究對象的受力、 運動以及能量動量等情況的分析更為復雜， 以免學生答題時只知“ 生搬硬套” 。這對學生物理核心素養(yǎng)與關鍵能力也就有了更高的要求。

（ 二） 高考物理試題中綜合性模型與情境設計分析

通過表2可以看出綜合性模型的構建與情境的設計是依托教材內(nèi)容的， 是建立在教學典型模型的基礎上的， 為了考查學生的能力， 情境的設計在典型模型基礎上進行了深化。

一是讓物理的受力情況更多樣。例如， 題2是在“ 動量守恒” 模型基礎上加入地面摩擦力， 兩個磁鐵所受的摩擦力不同。題6是在“ 豎直上拋” 模型基礎上加入了空氣阻力的影響，排球在運動過程中所受空氣阻力大小和速度大小成正比， 也就是說排球上升過程和下降過程阻力都是變力， 問題涉及對時間、 速度、 加速度和運動性質(zhì)的考查。學生在分析情境時， 不但要對特殊位置進行分析， 還要對上升和下降過程進行對比分析。題8是在點電荷的電場中放入小球， 教材典例分析的是帶電粒子（ 不考慮重力） 。題3也是在“ 帶電粒子在勻強電場中的加速運動” 模型基礎上將帶電粒子改為油滴。題3作為新課標卷的2 5題， 綜合性要更高， 不但要考慮重力的影響還要考慮空氣阻力的影響， 并且這兩個力都需要考慮油滴的半徑， 空氣阻力還需考慮運動速率。

二是讓物體的運動過程多樣化。例如， 題4是電子在非勻強電場中運動軌跡的推導， 這個電場對學生來說是陌生的， 考查學生靜電場相關知識、 運動與相互作用觀、 邏輯推理能力以及分析綜合能力。這個試題的設計并不是讓學生自行繪制出軌跡， 而是讓學生從四個軌跡中選擇一個合理軌跡， 在一定程度上算是表1中題7的升級版。題5在“ 帶電粒子在圓形有界磁場” 模型的基礎上進行設計， 將圓形磁場的邊緣設計為可彈性碰撞的絕緣圓筒， 學生就無法靠常規(guī)套路去解決問題， 需要在平時的學習中有思考與理解， 結(jié)合對題目情境的分析才能解決問題。

三是讓學生分析過程復雜化。題1是在“ 速度選擇器” 的模型基礎上設計情境， 沿著直線打在屏幕a點的粒子速度滿足速度選擇題的條件， 明白速度選擇題的原理， 理解試題對電子和α粒子速度的設計， 進行邏輯推理和綜合分析才能得出結(jié)論。題7是“ 有界磁場” 和“ 速度選擇器” 模型的結(jié)合， 通過對兩種環(huán)境下帶電粒子運動的對比分析， 得出粒子的比荷。

四、 高考物理試題模型與情境設計對高中物理教學的啟發(fā)

（ 一） 落實教材回歸， 夯實學科基礎

高中物理教學在注重基本模型規(guī)律的教學的同時， 要注重以基本模型分析為依托， 引導學生對物理基本概念和思想進行理解與思考。比如拋體運動的分析， 可以從運動和相互作用力、 功與能量、 沖量與動量等多個角度進行引導， 同時挖掘生活中的拋體運動， 啟發(fā)學生學以致用， 最終提升學生的物理核心素養(yǎng)。

（ 二） 重視情境創(chuàng)設， 注重模型整合

在課堂模型與情境設計中， 可以通過情境的微調(diào)和新影響因素的融入， 提高分析的復雜性和難度，從而發(fā)散學生的思維， 提升學生的分析能力， 加深學生對概念與模型的理解， 最終促進學生物理核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。同時， 要注重引導學生對模型與情境進行整合與提煉。許多情境問題的設計所基于的物理模型是共通的， 一些模型的原理是相同的。在高中物理的學習中， 學生經(jīng)常疲于應付繁多的題目和情境， 盲目刷題而忽略了模型 與思維方法的整合與思考， 情境一變就不知如何分析， 物理核心素養(yǎng)難以提升。以圓周運動模型（ 見表3） 為例， 所列舉的情境可以歸納為“ 圓錐擺” 模型 ， 而分析的思路都是先確定圓周運動所在平面、 圓心和半徑， 再對曲線運動進行分析， 最終通過數(shù)學表達式的聯(lián)立解決問題。

（ 三） 提升練習和評價設計的質(zhì)量

教師要篩選和設計有效的問題， 提升學生課后自主學習的質(zhì)量， 避免學生無思考、 無意義刷題， 實現(xiàn)教學的減負增效。利用情境創(chuàng)設延伸課堂教學，豐富課后實踐活動， 提升學生學以致用的能力， 提高學生的學習體驗。立足核心素養(yǎng)， 提高教學評價設計的質(zhì)量， 側(cè)重情境化試題對學生物理核心素養(yǎng)的考查， 避免教考分離。

參考文獻：

[ 1] 教育部考試中心. 中國高考評價體系[ M] . 北京： 人民教育出版社， 2 0 1 9.

[ 2] 中國高考報告學術委員會. 高考評價體系解讀[ M] . 北京： 社會科學文獻出版社， 2 0 2 0.

[ 3] 中華人民共和國教育部. 普通高中物理課程標準（ 2 0 1 7年版2 0 2 0年修訂） [ M] . 北京： 人民教育出版社， 2 0 2 0.

責任編輯： 唐丹丹