核心素养视角下的物理高考题

卜声慧 周丽萍

摘 要：文章选取2020年全国II卷理科综合能力测试中物理学科的电磁学类部分真题进行深入分析，剖析真题考查核心素养在学科中的具体表现，以此在实际教学中予以更多的关注，这样既可以帮助学生更快更好地适应新的高考选拔标准，也利于促进学生核心素养的养成，最大化发挥高考的育人导向功能。

关键词：学科核心素养;2020高考题;综合能力

新高考的招生標准已经发生了改变，它是一项综合的设计，包含学业水平考试、综合素质评价和统一考高成绩在内的一种新标准。这种改革措施打破了过去高考只见分不见人的弊端，体现出为人的发展服务的理念。高考是教学的指挥棒，各中小学应对此种考查趋势做出相应的教学改革，以适应新的选拔标准，发挥高考的育人导向功能。本文以2020年全国高考II卷物理科目中的电磁学有关试题为例，从核心素养角度出发，剖析物理学科的高考真题，再研究包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”等四个维度在试题中的具体呈现，以此提升学生的核心素养。

一、辨明观念夯基础

例1：管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（  ）

A. 库仑 B. 霍尔 C. 洛伦兹 D. 法拉第

分析：从题干内容可以看出，本题最基础的意义是在于如何将创设管道高频焊机与实际使用的高频焊接技术联系起来，以及对电磁感应定律重点内容的理解和运用，体现对物理观念核心素养的要求。

在解题时，学生需要具备分析、处理信息的素养，从题目中获取“交变电流”“交变磁场”“电流产生的热量”等关键信息，抓住交变磁场产生交变电流这一试题内核，在理解电磁感应定律的基础上与之建立联系。

在试卷中体现对物理观念的评价的试题比比皆是，例如，第19题创设特高压输电技术的实际应用损耗为情境，考查学生对电能输送过程中的功率、输电导线损失电压、电功率等关系的理解;第20题考查学生在题目设置条件下，电场中4个不同方位点的电场强度、电势分布情况，其实就是巧妙考查学生对于电场中场强、电势的分布规律的理解。

这些对物理观念的考查，都潜移默化引导学生，“从生活走向物理，从物理走向生活”，不要让学习仅停留在课本上，要灵活运用物理知识解释物理现象，习惯从物理学视角解释问题，从而对学生的物理观念产生正面影响，为后续学习工作奠定良好的基础。

二、科学思维利发展

例2：CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所示。图（b）中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场;经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）;将电子束打到靶上的点记为P点。则（  ）

A. M处的电势高于N处的电势

B. 增大M、N之间的加速电压可使P点左移

C. 偏转磁场的方向垂直于纸面向外

D. 增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移

分析：本题考查的重点是带电粒子的知识，包括其在电场中和在匀强磁场中的运动规律等，需要学生在构建物理模型基础上运用科学方法进行推理论证，从物理学视角对事物规律进行认识、理解、解释和运用。

题目以医院中常用设备——CT扫描机的工作原理为依托创设情境，本题在给出CT机剖面图的基础上添加X射线示意图，降低了学生进行模型建构的难度，同时仍能体现题目对建模的要求。即需要学生理解题干情境后，建构起带电粒子经过加速电场改变运动速度，通过偏转磁场改变运动方向，最后打在固定靶点上的物理模型。学生代入情境分析，要进行根据粒子经过加速电场后的运动判断M、N两点电势的高低，根据粒子方向的改变推理偏转磁场的方向等高阶思维活动;答案选项设置了加速电压、磁感应强度改变等复杂的情境条件。该题能够测试学生的思维深度和灵活度，充分反映出学生的科学思维素养水平。若在教学活动中采用此类题目对学生进行训练，可以拓宽学生的思维宽度，促进学生科学思维的养成。

三、科学探究促养成

例3：某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。所用器材有：电流表A1（量程200 mA，内阻Rg1=10.0 Ω）、电流表A2（量程500 mA，内阻Rg2=1.0 Ω）、定值电阻R0（阻值R0=10.0 Ω）、滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图（a）所示。

分析：试题借由伏安法测电阻的经典实验，重点考查评价学生科学探究素养。题干中详细列出设计电路图中会使用到的元件，并且分别标明各元件的量程、内阻、额定电压及额定电流等基本信息。

第（1）题要求学生画出实物图连接方式，难度较小，考查学生对实验器材和使用方法的熟悉程度;在第（2）题中，想要推出灯泡两端的电压、流过灯泡的电流，学生需要具备基于证据（本次实验目的、器材和实施方案）得出结论的能力，根据电路图、元件规格等条件推理结果;第（3）题调节滑动变阻器的滑片于某位置，该步操作的目的是闭合开关后，电流表A1、A2的示数为零。在此基础上再进行滑动变阻器的调节，得到相应的电流大小I1、I2，记录实验数据，制成表格。第（3）题需要正确处理实验数据，得到灯丝电阻值，这就要求学生具备从实验数据表格中得到信息，并且解释相关方案中对于探究的结果和变化的趋势。第（4）题改变了电路条件，增加“为了能够测量完整的伏安特性曲线”限制前提，学生需要正确理解这句话的含义，在具有科学意识的基础上对题目条件进行不同角度的思考和推理，即要能使用不同方法分析处理信息，从而得到“能够测量完整的伏安特性曲线，灯泡两端的电压要达到3.6V”的分析结果，开启隐藏条件。

试题从不同角度灵活考查了学生的科学探究能力，让学生重视“问题”“证据”“解释”“交流”等探究要素，使学生养成科学探究的意识。

参考文献

[1]教育部考试中心.加强关键能力考查，促进学科素养提升——2020年高考物理全国卷试题评析[J].中国考试，2020（08）：39-42.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准[M].北京人民教育出版社，2018.