立足课程标准 明确素养考查

张超

摘要：2018年《普通高中课程方案和学科课程标准（2017年版）》由国家教育部正式颁布实施，当我们再次回眸，能深深体会到新课标在这一年间为高中教学所带来的变化、发展和革新.本文作者将基于自身理论学习和教学实践研究，例析2018年高考地方卷力学实验题目中，物理学科四大核心素养和五层水平划分的体现，总结命题规律，以供师生参考与探讨.

关键词：课程标准;物理学科素养;命题研究

2018年《普通高中课程方案和学科课程标准（2017年版）》由国家教育部正式颁布实施，相较于2004年版有着重大的发展和革新.首先是系统性的改革，高考和学考评价方式的改革，重构高中课程方案，选课走班的教学管理模式巳成高中教学新常态;其次是观念的变化，基于中国学生发展核心素养框架，明确划分各学科核心素养，提升学生学科核心素养成为学科教学核心任务;第三是课程结构的变化，由传统的“必修+选修”转变为“必修+选择性必修+选修”，减少必修学分，增加选择性必修学分，着重提升物理学科的必修分量;第四是明确学业要求与质量水平，为教学内容和考试命题提供重要参考.

“物理观念”“科学思维…科学探究”和“科学态度与责任”是《普通高中课程方案和学科课程标准（2017年版）》对于高中物理学科素养最精准的概括.同时，明确提出“物理学科核心素养的水平划分”的五个层次，可以说，物理学科四大核心素养和五层水平划分，已成为高中物理教学和考试命题的重要标准和核心依据，因此深度提升学生物理学科素养是高中物理教学的核心目标.

物理作为一门实验科学，高中阶段的实验教学为学生学科素养提升提供了“肥沃的土壤”.立足课程标准，深入研究高考物理命题规律，明确素养考查及其水平层次，对高中实验教学的开展有着极其重要和积极的指导意义.笔者基于自身理论学习和教学实践研究，例析2018年高考地方卷力学实验题目中物理学科四大核心素养和五层水平划分的体现，总结命题规律，以供师生参考与探讨.

题1 （2018年高考北京卷）用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律.

主要实验步骤如下：

a.安装好实验器材.接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次.

b.选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点0（t=0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示.

c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……點时小车的速度，分别记作v1、v2、v3 、v4、v5 …….

d.以速度v为纵轴、时间￡为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示.

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：

（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有___ 和____（填选项前的字母）.

A.电压合适的50Hz交流电源

B.电压可调的直流电源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平（含砝码）

（2）在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v一t图象.

（3）观察v-t图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是____ .v-t图象斜率的物理意义是____.

（4）描绘v-t图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动.用平均速度△x/△t表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是____（选填“越小越好”或“与大小无关”）;从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差____（选填“有关”或“无关”）.

（5）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的.当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想.请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽刹略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的.

题2（2018年高考天津卷）某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）.

（1）具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是____.

A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上

B.重复实验再次进行验证时，结点0的位置可以与前一次不同

C.使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度

D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力

（2）该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O，力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如图5所示，其中对于提高实验精度最有利的是____.题目分析如下：

题3 （2018年高考海南卷）学生课外实验小组使用如图6所示的实验装置测量重力加速度大小.实验时，他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离s;然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水刚好从漏斗的下端滴落;用秒表测量第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t.

（1）重力加速度大小可表示为g=____（用s、n、t表示）;

（2）如果某次实验中，s=0.90m，n=30，t=13.Os，则测得的重力加速度大小g=____m/s2（保留2位有效数字）;

（3）写出一条能提高测量结果准确程度的建议：

.

题目分析如下：

题4（2018年高考江苏卷）某同学利用如图7所示的实验装置来测量重力加速度g.细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤.实验操作如下：

①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H;

②在重锤1上加上质量为m的小钩码;

③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止.释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间;

④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t.请回答下列问题：

（1）步骤④可以减小对下落时间t测量的____（选填“偶然”或“系统”）误差.

（2）实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了_____.

A.使日测得更准确

B.使重锤1下落的时间长一些

C.使系统的总质量近似等于2M

D.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等

（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差.现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做？

（4）使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m0.用实验中的测量量和已知量表示g，得g=______.

题目分析如下：

题5（2018浙江选考卷）（1）用图8所示装置做“探究功与速度变化的关系”实验时，除了图中已给出的实验器材外，还需要的测量工具有____（填字母）;

A.秒表

B.天平

C.刻度尺

D.弹簧测力计

（2）用图9所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时，释放重物前有以下操作，其中正确的是____（填字母）;

A.将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上

B.手提纸带任意位置

C.使重物靠近打点计时器

（3）图10是小球做平抛运动的频闪照片，其上覆盖了一张透明的方格纸.已知方格纸每小格的边长均为0. 80cm.由图可知小球的初速度大小为____m/s.（结果保留两位有效数字）

例析2018年北京卷、天津卷、海南卷、江苏卷和浙江选考卷力学实验题目，其素养类型考查特点非常显著，即要求学生在力学实验中，以“物理观念”素养为基础，拥有较强的“科学探究”素养，并具备一定层次的“科学思维”素养.立足课程标准，明确素养考查，结合上述高考实验命题规律，为提升高中实验教学和备考的效度，提供几点切实可行的建议：首先，“物理观念”素养是高考实验考查的基础，考查形式以基础性选择题或填空题为主.在教学中，教师应注重以教材为出发点，提升学生对基本概念和基本规律的理解掌握程度，从而帮助学生加深对物理实验原理和规律的理解层次.对于具体实验，应注重学生对实验原理的理解，对实验器材的熟悉、对实验基本方案的明确、对实验数据的获取等基本实验能力的培养.其次，“科学探究”素养是高考实验考查的核心，考查形式多以分析类、设计类和结论类为主.其对学生知识掌握的精度和知识迁移的能力要求层次较高，对于具体实验，应注重学生对实验原理的运用和迁移、对实验器材的灵活选取、对实验方案的精准设计、对实验数据的综合处理分析等核心能力的培养.第三，“科学思维”素养是高考实验考查的难点，考查形式多以创新设计类、推理判断类和综合论述类为主.其对学生的推理能力、逻辑思维、创新能力等方面要求层次较高.特别对于高考命题，创新型题目是对学生“科学思维”素养考查的有效方式，也是试题区分度的主要构成因素之一.对于具体实验，应注重学生对实验原理的深度拓展、对实验器材的改进创新、对实验方案的多维度设计、对实验数据灵活获取和深度分析等關键能力的培养.同时，开展STEM校本创新实验也是提升学生“科学思维”素养的有效手段之一.第四，“科学态度与责任”素养是高中物理实验教学的深层次追求.尽管在高考实验命题中，并没有直接具象化的呈现，但提升“科学态度与责任”素养是物理学科的核心精神，是影响着学生终生学习发展的关键品格和重要能力，更是教师应该在物理教学中实现的关键性目标.

综上，物理学科核心素养和五层水平划分已成为高中物理教学和考试命题的重要标准和核心依据，深度提升学生物理学科素养是物理实验教学的核心目标.作为高中物理一线教师，应深入研究高考物理命题规律，立足课程标准，明确素养考查，进而准确把握物理学科教学和备考的方向.

参考文献：

[1]教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]教育部.普通高中课程方案（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.