兑现“四个层面”考查承诺 发挥教学导引作用——2018年高考全国I卷理综物理试题评析

詹国荣 林廉义

（1.漳浦达志中学，福建 漳浦 3632 0 0；2.漳浦第一中学，福建 漳浦 3632 0 0）

在新高考模式下，物理学科门庭冷落，物理难学，已不可否认成为全社会的普遍认同，我们物理教师深感道业维艰，似有需改行易业的危机。其实，社会认同的物理难学，主要是物理难考。从2018年全国理综I卷物理试题中，我们发现命题专家可能从实行新高考的上海、浙江等地了解到中学物理教师的心声，才以2018年的高考物理试卷传递出他们的回答。

一、沿续“一体四层四翼”的命题思路，评价体系日趋成熟

2016年以来，国家考试中心提出了“一体四层四翼”的命题思路，希望通过四个层面和四个翼展来构建高考命题的体系。从物理学科试卷看，2017年的试卷有着承上启下、继往开来的功能，其新的思想刚刚开启，旧的味道依然浓郁。而2018年的试卷则焕然一新。

1.兑现“四个层面”的考查承诺

第一层面是必备知识。考生回答试题需要用到的知识，全部是《2018年高考考试大纲（物理）》中所列的必备知识内容。在必考部分12道试题中，考查了考试大纲中所列72个必考知识的25个，占35%。与2017年的30%比较，有明显增加。其中力学部分考查9个，占考纲中该部分要求的25个知识点的35%；电学部分考查16个，占考纲要求47个知识点的34%。全卷所考查到的知识点无一超出考纲，而且均是基础中的基础内容。值得一提的是，在有限题量下，试卷一方面努力增加所考查知识点的覆盖面，另一方面对学科中最核心、最基础的必备概念、定律进行重复的考察。比如第14、15、18、25题四次直接考及“匀变速直线运动”的知识内容；第15、18、25题三次考查动能定理；第21、25题两次考查匀强电场；第15、22题两次考查胡克定律；等等。这些重复绝非偶然，它强烈传递出高考评价对学生必备知识的重视，引领着中学物理教学必须着力于打牢学生的“双基”。

第二层面是关键能力。哪些能力是物理学科关键能力呢？考试大纲要求很明确，就是：理解能力、推理能力、分析综合能力、运用数学处理物理问题的能力、实验能力等五项。从试题看，学生答题所须的能力要求均落在这五项之内，兑现了考察关键能力的承诺。也许有教师会问：不是年年都如此吗？其实不然，请看2017年全国理综I卷物理第24题：

24．（12分）（2017年全国理综I卷）

一质量为8.00×104kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60×105m处以7.50×103m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s2。（结果保留2位有效数字）

（1）分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；

（2）求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。

解答该题需要：①知道机械能、动能定理的含义；②较繁琐的运算能力。前一能力绝大多数考生可以达到，而后一能力则成为学生失分的关键，也就是说，该题的区分度是运算能力——属于数学能力的范畴。与“应用数学处理物理问题的能力”不同，后者强调的是“应用”而非“运算”。因此说，2017年该题的考查超越了物理学科的关键能力，而2018年的试卷则拨乱反正了。值得指出的是：运算能力仍然是十分必要的，物理学科学习中进行运算也是必要的。我们强调的是，不应该将运算能力作为物理试题的主要区分度进行考查。

第三层面是学科素养，第四层面是核心价值。在物理学科中，核心价值主要应该是尊重规律、实事求是和一丝不苟的科学态度。学科素养首先应该是独立思考的习惯，考查学生是否具备这样的素养与价值观念，通常可以在学生熟悉的物理模型中植入新的元素。如果学生无视新的元素，一味套用旧的方法，就无法获取正确结论。如果学生有独立思考的习惯，就能将新的元素纳入自己的思考范围，重新构建解题策略，获取正确结论。2018年全国理综I卷物理试卷的第14、15、16、17、19、21、25、33（1）、34（1）均是通过这一形式来考查学生是否具备独立思考的素养和严谨的学科态度的。这也是2018年的试卷看似简单熟悉，但仍有很好区分度的缘故。

例2018年全国理综I卷物理第15题

如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（ ）。

这是一道学生十分熟悉的弹簧连接体模型，应用牛顿第二定律容易写出：F-mg+f=ma。

接下来有两个节点区分学生能否得分：

一是因为选项中图像的自变量是x,有的同学即由得代入上式进行讨论，结果因为有时间变量t的干扰，自然难以修成正果，这是典型的不独立思考的表现：不能抓住加速度a是恒定值这一特征，因地制宜调整解题策略，是平时养成套用公式习惯酿成的苦果。

另一种是以f=kx代入公式得：F=m（g+a）-kx。

以上式进行选项，因x的系数是-k，图像应该是向右下倾斜，可是四个选项的图像均向右上倾斜，找不到合适的选项。此类学生此时又会发生分化：一部分学生缺乏一丝不苟、实事求是的态度，在这一节骨眼上，缺乏冷静思考的定力，采用掩耳盗铃的猜办法，结果自然是凶多吉少。而另一部分同学，发现问题后，能尊重事实，细致分析，容易发现f=kx中的x与图像中的x的含义不同，从而重新校正参考点，最后获得正确结论。

物理学科的素养还体现在联系实际的习惯养成方面。善于将理论与实际联系才能更好、更深刻有效、更有创造性地开展学科理论的学习，今后也才能更好服务社会。因此，该素养是考察、预示学生今后发展前景的关键。考查学生是否具备这样的素养，通常是将试题设计成某一现实或者新颖的情境。解题过程中如学生能：①理解情景的过程、目的及其原理；②将情景过程简化成物理模型，再应用模型进行求解；③对情景形成预见性的直觉判断，以优化解决问题的策略。达到这三个层面，说明其具备联系实际和解决实际问题的能力和品格，而且由①到③的过程，这种品格越显成熟。

试题第22、23的情景较为新颖和现实。学生如平时有联系实际的习惯，自然很容易理解其中的操作过程和实验的原理，获得正确结论也是顺风顺水的事。但如平时不常观察体味生活现实，就不容易看清题目的意思，也很难有正确的回答。第20题，需要学生依据题干的现实描述，建立双星互绕做圆周运动的模型。第25题学生如有联系实际的习惯和素养，对第（3）问很容易形成的直觉判断：氕核在电场、磁场中的运动情况已确定。那么氘核在相同的电场、磁场中的路径也必然确定。且两者是关联的，由此做出求解氘核时，采用与氕核类比的方法这一策略，可以很大程度地简化运算过程，缩短运算时间，提高解答准确率。试题第18题，则是对考生必备知识、关键能力、学科素养、核心价值进行全面考查的一道好题。

例 2018年全国理综I卷物理第18题

如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为（ ）。

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

首先，学生由于平常训练中形成的思维定势，容易将轨道c点当成题中所求的最高点，由此求得机械能增量△E=3mgR。

其次，发现选项中没有3mgR，这时，部分学生就此冥思苦想，由于其思维一直将小球的运动局限于轨道之内，终不能跳出苦海。这是平时缺乏独立思考，不善于联系生活现实，思路被局限于题中设定的环境中，无法主动结合现实对情景展开想象的缘故。另一部分同学，平时常联系实际情景，自然很容易意识到小球到达c点后，会继续向空中运动的事实，再对照题目，发现是“轨迹最高点”而非“轨道最高点”，由此，能继续将求解范围扩展到空中。

接着，考生判断：小球离开c点时，速度竖直向上，合外力方向指向右下方与竖直面成45°，这是类斜抛运动。而平时练最多的是类平抛运动。在此新问题面前，不同的品格和素养的考生得到进一步的区分：平时少独立思考、怕难、没有毅力的部分就此止步，举手投降；平时能独立思考，能深入理解物理概念规律的内涵的同学，很容易将抛体运动的本质——运动的独立性原理迁移到本题中，即将球在空中的运动分解成两个相互正交并彼此独立的分运动，而后逐一进行求解。这是学生是否真正把握物理本质，学习的物理方法是否获得内化的分水岭。

紧接着，在能思考得出采用正交分运动进行求解的同学中，又出现不同人群：两坐标轴方向的选取问题，是选取水平—竖直系，还是选与之成45°角的坐标系。理论上说，两种方法并没有质的区别，前一种方法不用分解初速度而要分解力，后一种办法不用分解力，但要分解初速度，两者相差不大，但因求解的终点是“最高点”，也就是竖直方向的最大高度。因此，如果采用后一种坐标系，将会为寻找最高点而陷入十分艰难的境地，运算十分繁杂。而选用前一种坐标系的，却可顺势而为。在y轴上寻出最高点，再求出此时的水平位移……一气呵成。这是体现考生综合能力的关键节点，思考问题是否连贯，方法决策有无思前想后，在此体现得淋漓尽致。

而这些分化区别，差异于一丝一毫的意念之中，可谓是见微知著。一个试题，能将学生的潜能、品格，区分得清清楚楚。

2.着力对教学发挥导引作用

按“一体四层四翼”的命题思路，立德树人，服务选拔，导向教学，是高考的目标要求。为此，高考试题的情景和内容一直力争展示国家的发展和科技的进步，并与生产生活实际相结合，以引导和培养考生情系家国、放眼世界的胸襟，注重实际、服务社会的责任意识。如2018年试卷第14、20、22分别展示了我国高铁的发展、引力波的探测和爱因斯坦的广义相对论的进一步验证，游标卡尺在实际生活中应用等，以体现立德树人的教育目标。

在“服务选择”与“导向教学”两个目标要求的权衡上，以往强调，为了选拔就必须有难度。有难度，就必须提高基础；而提高基础，就会导引中学教学走向拔高要求、忽视基础的错误轨道。近几年，为了修正这一现象，试题转而将考查的知识要求放在基础上，而将考查的难点和区分度放在能力点上。由于突出有难度的能力考查，考试涉及的知识覆盖面大幅度减少，一线教师和考生们感觉到学习课本知识与获得高考分数关联不大，纷纷抛开课本，迫不及待地将学习的精力和时间转向解题和评题上，结果是失去了基础也得不到能力，丢了西瓜，连芝麻也没捡到。

在此教学方式下，物理难考自然是铁的事实，物理难以学会也是必然的现象。上海、浙江选科发生倾斜的现象，正是由此产生的后果。

也许有鉴于此，2018年物理试卷难度把控一改往昔。首先从主观上感觉，其难度是自有高考I卷以来最低的；其次从实测的效果看，平均成绩显著提高，而区分度又相当合理。区分度好，说明能很好服务高校选拔，平均成绩提高，在以各科裸分相加决定录取权的方式下。这对提高物理学科的权重地位，争取学习物理的热度是十分有意义的举措。

与以往试题比较，2018年的试题由如下特点：

（1）试题的区分节点从“数学能力”转向“物理能力”。

这里所说的“区分节点”是指引发学生失分的关键障碍，也是试题区分不同层次考生的节点。比较2018、2017年全国理综I卷对应题号的试题，可以明显感受到2017年试题难在数学，而2018年试题难在物理。进一步与2016、2015两年比较，这样感觉更为明显。

比如：上面列举的2017年第24题考查机械能的认知和动能定理的理解两个知识点，但因运算量大，运算成为该题的区分节点；而2018年的第24题，考查动量定理、动能定理的理解及匀变速直线运动的运用，过程计算简单，其“区分节点”在物理概念、定理的理解上。

又如：2018年的第25题，考查电场、磁场、平抛运动、圆周运动、牛顿第二定律等知识点，过程计算量虽不少，但涉及数学技巧较少也较常规，因此区分节点主要在物理概念、定律的理解运用上。在对运动过程的分解、综合、比较等处理手法上，这些区分点均属于物理能力，是考生在物理课上学习的重要内容。为了比较，不妨看2017年的第25题：

（20分）真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0。在油滴处于位置A时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变。持续一段时间t1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B点。重力加速度大小为g。

①求油滴运动到B点时的速度。

②求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t1和v0应满足的条件。已知不存在电场时，油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。

该题考查匀变速直线运动、电场力、牛顿第二定律等简单物理知识，还考查学生能否将粒子的运动分化成“匀速，匀加速，匀减速”三阶段的分析能力。可以说这些物理知识和能力，绝大多数学生是没有问题的。但因解题过程中牵涉的方程太多，运算繁杂，数学技巧要求较高，成为学生失分的关键原因。数学能力成为该题的区分节点。

其实，这两年中不仅第24、25题有这样的不同，第16、17、19、21、22、23等对应比较，均可发现，2017年的试题，数学能力的要求要高于2018年。

试题的难点由数学能力转向物理能力，可以引导中学教学把主要精力放在物之理的学习上。

（2）设置多个区分节点，让一分耕耘者有一分的收获

高考试卷要引导好中学教学，除引导好教学方向外，还要努力体现“一分耕耘一分收获”这一人间正道，让认真学习者有更多的收获，以此鼓励学习的信心与热情。2018年的试卷在这点上也做得较好，其方法是较好地应用“多节点区分设置”这一命题手段。

“多节点区分设置”是一种命题方法，由“多问题设置”发展而来。“多问题设置”是在主问题之前，分步设置若干小问题，对考生进行提问。由于小问题是在完成主问题过程中必须完成的，所以小问题设置后，即有指引考生解题方向的作用，还能使无法完成整个问题的考生能完成若干个小问题，分步给予赋分，达到增加区分度的功能。这一方法多用于问答题。

“多节点区分设置”是在让考生解决一个问题过程中设置多个难点，让越过部分难点的同学也能部分得分，以提高试题区分度。问答题、多选题、填空题均可采用这一方法。

2018年多选题第19、20、21题，均设置多个区分节点，以不相关选项体现越过节点的情况，让不同层次的考生有不同程度的得分。

例2018年全国理综I卷物理第21题

图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是

A.平面c上的电势为零

B.该电子可能到达不了平面f

C.该电子经过平面d时，其电势能为4eV

D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍

该题A选项难点在理解电场力做功与电势的关系。C选项难点在是否理解电势能与电势关系。D选项要求应用动能定理加以判断。B选项除有A、C、D的要求外，还要求具有发散思维，能考虑到电子经过a时有各种不同方向。一般说，能判断B选项的考生也能判断其他选项。能判断D选项的，也能判断A与C，但不一定能判断B。所以，这类多选题，不同层次的考生均可以有不同的得分。也许有教师不以为然，认为多选题均是这样的。

例 2017年全国理综I卷的第21题

如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N。初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中（ ）。

A．MN上的张力逐渐增大

B．MN上的张力先增大后减小

C．OM上的张力逐渐增大

D．OM上的张力先增大后减小

该题的区分节点也有三处：一是能否在连续的平衡态中，选取一个普通平衡态为代表作为研究对象；二是对该平衡态进行平衡条件分析；三是依平衡条件进行数学处理。但是，该题在选项设置上，没有呼应上述的前两个区分节点，造成只要越不过第三个节点，即数学处理过不了的，整题都无法得分。选项中虽有两个正确的，但能选出其中一个的，另一个一般也能选出，除非失误或是采用猜测得出的，试题区分度较低。可见，为有利于引导中学教学，在试题的命制方法上，2018年做了很大的改进。

（3）实验题难度大幅度降低，符合中学现实需要

2018年实验题的考查抓住中学教学的根本和现实，情景设置朴实、考点浅显。重点考查学生是否看懂实验器材的作用及其操作过程，是否理解实验的目的原理，是否能进行基本数据读取，是否能对数据进行简单的分析处理。与之前高考试题比，难度大幅度下降。相对于实验的设计、仪器选择、步骤斟酌、误差分析、数据的数学技巧处理等实验能力，2018年的考查更显基本和基础，其意义在于践行“一体四层四翼”的命题思想，引导中学教学切实做好课本实验，扎实培养学生基本的实验技能。唯有如此，才能谈得上实验能力的进一步培养。

二、几个商榷的问题

1.个别地方的表述似有瑕庇

试题第19题：先交代小球始终受力，再说小球从a点由静止开始向右运动，求到达轨迹最高点的机械能增量。这样的表述，将试题的要素交代得很清楚。但有以下不足：①考生容易将轨迹误看为轨道，由此造成失分，影响试题的信度；②要素虽然完整，但试题的情景破缺。本来小球是在已知外力作用下发生运动，现在变成已知小球的运动，要判断力的方向。条件与结果相互穿插，情景不流畅。加上考生受思维定势影响，思考的范围更易局限在试题提供的轨道范围内，造成解答困难。

笔者认为，如表达为：“……小球静置于a点，现有一方向水平向右、大小与重力相等的外力始终作用在其上，在小球向右运动达到最高点的……”，这样情境较连贯，小球产生运动的原因明确，考生自然容易由此完整地想象出球的运动情景，不易引发误解。类似的，第22题：关于指针与游标卡尺刻度线对齐的表述也处理得不够好。一是“装置”两字容易让学生想得复杂；二是主尺只要放竖直，指针不一定要与游标卡尺零刻度线对齐，与游标卡尺上任意一个固定参考点对齐均不影响实验。这样设置实验步骤，有违方便性原则。如表述为：“……在弹簧下端与托盘间固定一指针……，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其上的某点A与指针对齐……”，似乎更好些。

2.关于游标的标示

在现实中，游标卡尺游标上标示的数值是直接用来读取数据的，不是标示格数。因此，第22题中，游标是20分度的，其精度值为0.05mm，故第10格、20格处对应读数应为0.5毫米和1毫米，其标示应为5和10，而非1和2。试题这样的标示，与现实存在不同。既然是实验题，就应该尽量尊重现实情境。练习题如此，考题更应如此。

概言之，2018年全国理综I卷物理试题命制一是坚持考必备知识，考独立思考习惯养成，考解决问题的能力，考尊重客观规律和一丝不苟的态度；二是坚持物理内容为重，重点考查了学生在中学物理课程中学习的知识、方法，以及所培养的能力；三是改进试卷的结构，提高命题艺术，在服务好选拔的同时，让认真学习物理的莘莘学子所流出的汗水能结出幸福的果实，发挥好对中学教学良好的导向作用。我们期待保持命题指导思想的稳定性。指导思想如不稳定，就会使中学教学摇摆不定，由于两者有一年的相位差，造成中学教学永远跟不上高考的指挥棒，会影响教与学的热情。