坚持立德树人 践行核心素养——2020年天津市普通高中学业水平等级性考试物理试题评析

肖燃 薄莹雷

2020年天津市普通高中学业水平等级性考试物理卷（以下简称“物理卷”）命题遵循《普通高中物理课程标准（2017年版）》和天津市使用的《2017级物理学科教学指导意见》，从高中物理教学的实际出发，注重考查学生在“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四方面的核心素养水平。考查的物理知识涵盖力学、电磁学、热学、光学、原子物理学、原子核物理学等部分，各认知目标层次的试题分值比例恰当。试题情境及选材注重与生活实际紧密联系，注重弘扬国家重大科技的进步，引导考生关注科学的发展和技术的进步，激发考生的爱国情怀，培养考生的社会责任感和正确价值观，激发其自主创新的意识。考查方式注重基础性与综合性的统一，同时加大了对实验原理、操作规范和数据处理的考查，以引导教师重视实验，并开发适合的实验资源，引导学生动手多做实验，促进学生物理学科核心素养的提升。

2020年物理卷以力学和电磁学为重点，试卷的框架结构、题型题量与“适应性测试”保持一致，各认知目标层次的试题分值比例恰当。试卷设置了较大比例的基础题，这些试题大多源于教材，是学生比较熟悉的情境。选择题素材新颖，形式丰富，概念清晰，图文并茂；实验题设计精细，注重实验细节和素养的考查；计算题物理过程清楚，设问指向明确、层层递进。全卷试题语言表述科学严谨，简洁明了，版式规范，具有良好的区分度，能够较准确地反映出不同考生物理学习的综合水平。

一、关注新时代科技发展重大成就，落实铸魂育人任务

（一）关注我国最新科技发展新成果，落实立德树人根本任务

2020年物理卷在素材选择上充分体现了时代性，大量选取近期国内科技发展成果作为试题背景材料，引导学生关注我国科学技术的现状和发展趋势，体会物理学对社会进步及科技发展的重要作用，彰显了物理学科的育人功能。如第2题的试题情境为北斗三号系统最后一颗全球组网卫星成功发射及顺利入轨，第8题为复兴号动车在世界上首次实现时速350公里自动驾驶功能等关键技术的重大突破，试题从不同视角彰显了新时代中国在科学技术上的重大成就，引导学生关注国家重大科技进步，激发考生强烈的爱国情怀和民族自豪感，激励考生肩负起时代赋予的使命与责任，积极投身到祖国发展与建设的洪流中去。

（二）关注物理学科前沿科技发展新成果，坚持服务选才

2020年物理卷第12题取材于《Physical Review Letters》杂志上发表的文章，以多反射飞行时间质谱仪（MRTOF-MS）为素材背景，情境新颖，关注物理学前沿，紧密联系科技发展，具有问题性、真实性、探究性。试题考查考生对匀变速直线运动、静电场力做功、动能定理等主干知识点的理解程度，突出应用性和综合性，对考生的理解能力、推理论证能力、模型建构能力、创新能力都有较高的要求，有利于甄别考生的物理学科核心素养水平，符合新课标的要求。该质谱仪是一种根据离子飞行时间测量离子质量的新型实验仪器，具有测量精度高、测量过程简单且不受杂质干扰、测量质谱范围广等特点。为适合中学生的认识水平，试题对该实验仪器的结构进行了合理简化，既符合中学生的认知与知识体系，又没有偏离多反射飞行时间质谱仪的工作原理。命题坚持服务选才，选拔出可以服务国家、服务高校的高素质人才，为建设人力资源强国提供有力保障。

二、强调基础，注重实验，突出科学素养及学科本质

（一）注重“四翼”考查，培养学生学科素养

2019年教育部考试中心正式公布了 “一核四层四翼”的高考评价体系，为新时代的高考命题提供了理论支撑和实践指南[1]。2020年物理卷突出基础性、综合性、应用性、创新性，考查内容涵盖了物理学科的主干知识，重点考查学生对基本概念、基本原理和思想方法的理解和把握。试题立足于学科知识体系，将相关概念、定理定律、性质、公式等基础知识，合理分布在选择题、实验题和计算题中，多角度、多层次地考查考生对物理基础知识的掌握和物理学科的能力要求。选择题难度较以往有所降低，更加切合考生实际。如选择题第1题从物理学史上著名的实验中选择了杨氏双缝干涉、光电效应、赫兹证实电磁波存在、α粒子散射四个实验，要求考生从中找出导致发现原子具有核式结构的实验；第2题以“北斗三号系统”收官之星为命题素材，考查了天体运动的知识；第3题考查了红外线和紫外线的特点及其应用；第4题考查了机械振动和机械波；第5题考查了气体定律和热力学第一定律；第6题考查了电磁感应现象、互感、正弦式交变电流、理想变压器等必备知识；第7题以带电粒子在有界匀强磁场中的运动为情境，考查了左手定则、洛伦兹力、向心力、匀速圆周运动等基本物理概念和主干物理知识；第8题考查了匀变速直线运动、加速度、牛顿第二定律、功和功率等知识。试题要求考生具备将实际问题的对象和过程转换成物理模型，并能在新的情境中对综合性物理问题进行分析和推理、获得结论并做出解释的学科素养。

（二）注重物理学科基础考查，培养学生分析与解决问题能力

素养和能力是建构于知识之上的，对于物理学科而言，考试要加强对基本概念、基本规律的考查，增强考试内容的基础性，引导学生重视对基本概念、基本规律的理解和掌握，引导学生夯实学科基础[2]。2020年物理卷在总结多年命题经验的基础上，继续加强每一道试题中的“物理味道”。在计算题的命制上，充分考虑考生的心理承受能力。第10题以金属框在均匀变化的磁场中发生电磁感应现象为背景，涉及法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、安培力的大小和方向、电流的电功率等相关知识，题设共分为三问，考查步步递进，具有层次感，没有复杂的数学计算，注重物理基础知识的考查。第11题考查了匀速圆周运动的向心力、牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律、动能、机械能守恒定律等必备知识。要求考生能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，具备根据已知的知识和物理事实、条件，对待求解的物理问题进行逻辑推理，得出正确的结论，并能把推理过程正确地表达出来的关键能力。该题在考生较为熟悉的物理情境下，对考生的科学思维水平进行了高层次的考查。试题难度逐渐上升，层次分明。

（三）注重实验素养考查，培养学生创新意识与科学态度

物理学研究自然规律，是一门实验学科。科学探究是高中学生发展的学科核心素养之一。试卷第9题“认识平抛运动的规律”“测定电源电动势和内阻”是学生必做的分组实验。试题通过巧妙的设问，重点考查了学生是否真正进入过实验室、动手完成过实验、获得过实验体验，并在实验中真正地理解了实验的原理，从误差产生和减小误差的角度反思过实验方案，从而具备了改进实验方案、提高实验准确程度的能力。电学实验要求利用给定仪器设计一个尽量准确地测量电池组的电动势和内阻的实验方案。从实验电路的调整、实验的操作规范到实验数据处理等多方面，对考生基本实验素养进行考查。物理实验教学是培养人才科学素质的重要环节，实验试题的考查必然会引起中学生对物理实验的重视，理解和掌握实验原理、方法，亲手操作，认真处理数据，学会分析总结，这将有利于培养学生的创新意识和科学态度，满足学生终身发展需求。对学生未来接受专业教育、职业技术教育以及步入社会成为有用人才都是非常重要的。

三、情境真实，贴近生活，增强创新意识和实践能力

《普通高中物理课程标准（2017年版）》提出“试题的任务情境要与生产生活、科技发展等紧密联系，要关注物理学前沿与成果应用；要探索设计与现实相关的问题情境，加强对考生应用物理学知识综合解决实际问题能力的考查”[3]。2020年物理卷在素材选择上体现了物理学科的鲜明特色，即物理来源于社会发展、日常生活，这就使得试题更加生动鲜活。

选择题第3题选取新冠肺炎疫情防控中的必备工具非接触性测温仪、紫外线消毒灯；第5题以儿童喜爱的水枪玩具为背景；第6题以手机无线充电为素材，选取了电磁感应式无线充电器为背景等等，都紧密联系了科学技术发展和生产生活实际的内容，让考生知道生活中时时、处处都有物理，物理学是真实存在于我们身边的，是生活中不可缺失的一部分。试题命制坚持应用导向，鼓励考生运用所学知识，以自身的能力和素养去解决实际问题，促进考生对于科学、技术与社会之间关系的关注。试题情境真实，贴近生活，引考生关注物理知识在日常学习生活、生产劳动实践等方面的应用，认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响。

从科学发展史可以清楚地看到，科学是通过大量的观察与实验逐步发展、完善起来的知识体系。选择题第1题以人们研究物理学的进程中，通过某些重要物理实验特点的深入观察和研究，获得正确的理论认识为背景，从物理学史上著名的实验中选择了四个实验，题目并没有给出这四个实验的名称，仅给出了实验的装置和实验过程的示意。命题意图在于考查考生对实验装备设置的了解情况，根据实验装置反推探究问题的情境，引导学生关注物理学发展过程中的著名实验，了解这些实验对物理理论发展的促进作用。要求考生具备能够运用已学过的理论，识别实验仪器及方法，理解相关问题的关键能力。考查考生是否具有物质观念，能从物理学的视角描述和解释自然现象，对问题做出正确判断等方面的学科素养。试题对考生渗透了物理学科基于实验事实、事实证据等进行科学推理、抽象概括的科学思维教育，同时有利于引导考生关注物理学史，提升科学态度与责任。

命题坚持“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”的原则，适当引入新情境、新事件、新问题，但所有的这些“新”都是基于要求考生须掌握的知识和能力，都是考生经过思考审辨、分析评价可解决的，强调考查考生的阅读理解、信息加工、逻辑推理、实验探究、独立思考、语言表达等关键能力，考查考生在比较复杂的情境下发现问题、分析问题、解决问题的学科能力。通过比较新颖的现实问题情境或科学研究问题情境，考查考生的迁移能力和一定的应用实践能力，以及在解决问题过程中所展现的思维品质、学科素养和创新精神。

四、对中学物理教学的建议

（一）立足教材，夯实基础

试卷侧重课程标准中明确提出的高中阶段各学科基础知识和基本技能的考查。这些基础知识和基本技能在教材中都得到了充分体现和覆盖，只要利用好教材，精通课标要求的内容，在作答试卷的过程中，总能在教材中找到知识的落脚点。

引导教学是基础教育对高考的现实要求，其作用对我国教育的整体发展意义更为重大[4]。在教学中要高度重视基本物理概念、基本物理实验和基本物理规律的教学，充分开发和利用教材，使其发挥最大的作用。在教学中不能单纯地按照教材照本宣科，而是应依托教材进行教学，引导学生理解教材中的相关知识，这对提高学生能力至关重要。

（二）导向素养，重视应用

回归教材，夯实基础，并不意味着照搬教材。学科素养是学生在面对生活实践或学习探索问题时，能够在正确的思想价值观念指导下，合理运用科学的思维方式方法，有效地整合学科相关知识，运用学科相关能力，高质量地认识问题、分析问题和解决问题的综合品质[5]。培养学科基本素养仅仅依靠死记硬背教材知识和内容是远远不够的，需要在理解掌握教材内容的基础上，灵活运用所学的知识、方法、态度和思维方式，去发现、分析、解释并解决现实生活中可能遇到的一些现象和问题。提高知识迁移能力，灵活掌握教材内容，做到活学活用。

教学中要经常引导学生提出一些具有启发和研究性的问题，组织学生进行探究性活动，学习科学探究方法。适当研究具有较高科技含量的、具有新鲜感的物理问题，针对问题深入剖析，弄清本质，不要盲目陷入各种复习资料的“题海战术”之中，更不要刻意追求难、偏、怪题。

物理实验是物理教学中不可或缺的部分，它为探究性学习提供了丰富的素材。在实验教学过程中，要在帮助学生学会使用实验仪器，掌握实验方法的基础上，重点引导学生针对实验目的、原理、方法，以及对影响实验结果的诸多因素进行研究。教学中要更多地强调学生主动参与，乐于研究，勤于动手，培养学生获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，提高学生的实验素养。

（三）关注现实，勤于思考

技术革新与知识创新将不断给世界带来变化，也将彻底改变我们的生存方式。生活在这样的时代，希望考生关注当今时代的科技发展、技术变革和社会进步，用在学校所学的情感态度、知识技能、思维方式和科学方法，去思考人与自然、人与社会的发展关系，以独特视角理解我国及世界所面临的挑战与机遇，做一个“胸怀天下”“志存高远”，充满自信的中华好青年。

总之，2020年物理卷既有利于高校选拔新生，又有利于激发考生学习物理、选考物理的兴趣。难度梯度设计符合天津考生的实际，没有偏题怪题，降低了高难度试题的比例，减轻学生过重的课业负担，完成了从高考到学业水平等级性考试的平稳过渡，保障了高考改革的有序推进。同时也为后续合理进行课程安排提供了重要参考，既要立足教材，也要夯实基础，注重提高学生的实验素养，关注科技发展的同时，也要学会思考与创新。