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核心素养视域下的高考物理试题分析与思考

2023-05-30杨慧

高考·中 2023年2期
关键词:物理试题高考高中物理

杨慧

摘 要:高考是大部分高中生需要经历的一次重大考试,而物理则是高考重要的组成部分。在社会不断进步的影响下,学校教学越发重视培育学生核心素养,高中物理教学也不例外。在此情形下,高考物理当中关于核心素养的试题占比也在不断提升。基于此,本文对核心素养下的高考物理试题进行了分析,对其中体现的趋势进行了总结,最后提出相应的教学策略,希望可以给高中物理教师以参考。

关键词:核心素养;高中物理;高考;物理试题

2014年,我国修订了普通高中课程标准,根据新课标要求物理教师需帮助学生实现核心素养的增强,之后高考也变得越发重视考查学生的核心素养。而高考对于高中物理教学起着引导和参考作用,所以需要对核心素养视域下的高考物理试题进行分析和研究。

一、相关概念界定

(一)核心素养

2016年召开的中国学生核心素养新闻发布会上提出了核心素养概念,将其定义为不仅包括文化基础和社会参与,还包括自主发展以促使学生在接受教育过程中实现全面发展必备的品格和能力。其主要包括六大素养:一是人文背景,二是科学精神,三是学习能力,四是责任感,五是健康生活能力,六是实践创新。

(二)物理学科核心素养

2015年,教育部颁布的一份关于修订高中物理课程标准的文件中,将物理核心素养定义概括为学生物理学习过程中必须具备的满足社会发展需要、个人和社会需要以及个体成长需要的素质和能力[1]。过了两年之后,新的高中物理课程标准正式颁布,其中将物理学科核心素养概括为学生在学习过程中逐步形成的性格、能力和价值观念,是教育价值的集中体现。物理学科核心素养大体上由四方面内容构成,如图1所示。

对于物理学科核心素养的认识,有些学者有着不同意见,这些意见大多集中在“物理观念”方面,有的学者认为物理观念需要让学生在解决问题过程中逐步形成,也有学者认为物理观念中的相互作用观只存在于高中物理某些知识当中,主要就是万有引力,但是因为其不属于四大作用力,所以严格来说高中物理教学并不能有效培养学生的相互作用观。其实类似的观点还有不少,因此,在2020年修订的高中物理课程标准中又对物理学科核心素养概念进行了细化,将其定义为由物理观念、科学思维、科学探究、科学态度和责任构成。这里提到的物理观念指的是学生通过对学到的物理相关观念进行加工和转换,最终能够利用物理相关观念解释身边事物、解决生活中物理问题的素质和能力,而不仅仅是指记忆这些物理相关观念。科学思维主要包括四方面含义,第一是基于物理学阐释客观事物本质、探究事物内在规律、探寻事物之间的关联的过程;第二是基于经验和事实将抽象知识构建为模型的过程;第三是通过分析、推理和验证将知识转化为自身能力的过程;第四是以科学事实为指导对各种观点进行改正并形成创造性见解的过程。至于科学探究主要包括五个环节,第一个环节是发现问题,第二个环节是提出假设,第三个环节是收集证据,第四个环节是获得结论,第五个环节是交流反思。在高中物理教学中教师想要锻炼和提升学生的科学探究能力,需要先引导学生发现问题并提出假设,然后采取多种方法进行分析验证,最终得到结论,在此过程中学生之间需要积极合作交流。最后的科学态度和责任其实就是学习物理的积极主动性,和他人积极合作、格物致知、热爱自然、节约资源的责任感。

二、近三年高考考查物理观念素养的试题分析

(一)物理观念素养试题统计

为了更好地了解近三年来全国试卷中对于物理观念的考查情况,笔者特意对这三年来全国试卷中包括的关于物理观念素养相关习题进行了统计,具体情况如表1所示。

对表1进行分析可以发现,近三年来高考物理习题中考查物理观念素养的习题或是选择题,或是计算题和选考题,这些习题主要测试学生的推理和理解能力,题目难度也不太大,最大难度也就到中等。由此可以说明,高考物理关于这方面的考查难度并不大,考生只要能扎实掌握物理概念和规律就可以得出答案[2]。从表1中不难发现,高考物理对于这方面的考查主要集中在三方面,分别是能量观念、物質观念、运动和相互作用观念。另外,高考物理全国卷中还包括一些物理情境习题,这种习题主要测试学生学以致用的能力,学生解答这种习题时需要从掌握的物理知识中提取关键信息构成系统物理观念,从而可以用物理知识解决实际问题。

(二)科学思维素养试题统计

对表2进行分析可以发现,近三年来全国卷物理对于科学思维素养的考查题型或是选择题,或是计算题、选考题,试题难度包括三个等级,既有容易的题目,也有比较难的题目,但总体来说还是容易和中等难度的题目占据比例更高,由此可以说明,全国卷物理对于这方面的考查还是非常重视的[3]。从表2中还可以看出,高考物理试题对于这方面的考查多是从两方面着手,一是科学推理,二是模型建构,涉及科学论证、质疑创新方面的试题并没有多少。另外,对近三年全国卷物理试卷考查这方面的试题内容进行分析,还可以发现其中出现了一些背景题,这种题目主要测验学生的理解、模型构建、信息搜集等能力。解答这种题目时学生需要先分析题目内容,从中获取有效信息,并根据这些信息建立模型进行推理,最终获得结论。这种类型的题目对于培育学生物理学科核心素养有着重大作用,同时可以检测学生对其的掌握程度。

(三)科学探究素养试题统计

对表3进行分析可以发现,近三年来全国卷物理对于科学探究素养的考查多是以实验题的形式出现,选做题只出现了一年,之后的两年都没有再出现。从表3中还可以看出全国卷物理对于这方面的考查多集中在两方面,一是解释,二是证据,关于交流、问题等方面的考查并不多,这些试题主要测试学生的实践能力和科学探究能力。例如,依据实验原理设计实验方案,通过实验验证猜想是否正确并获得结论。

(四)科学态度和责任素养试题统计

对表4进行分析可以发现,近三年来全国卷物理对于科学态度和责任素养的考查题型主要就是选择题和计算题,选考题只出现了一年,且只出了一题。对这些试题内容进行分析可以发现,试题考查知识点主要涉及五方面,难度并不高,主要测试了学生的社会责任和对科学本质的理解。近三年来全国卷物理对于这方面的考查试题具有以下两方面特点:首先理论和实际进行了结合,构建了真实物理情境;其次关注先进科学技术,培育学生科学态度和责任[4]。例如,2021年全国甲卷物理试卷中就出现了这样的习题“2021年2月,执行我国火星探测任务的‘天问一号探测器成功实施第三次制动后,进入运行周期约为1.8×105s的椭圆形停泊轨道,轨道与火星表面的最近距离约为2.3×105m,已知火星半径约为3.4×106m,火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2,则‘天问一号的停泊轨道与火星表面的最远距离约为( )”用这种试题作用高考试题不仅可以凸显物理的神奇,增强学生对物理知识的学习积极性,还可以让学生关注我国前沿科技,提升他们的民族自信心,使他们能够成为合格的社会主义建设接班人。

三、基于物理核心素养分析的教学策略

(一)深入挖掘物理教材,帮助学生建立物理观念

近三年的全国卷物理试卷中考查物理核心素养的选择题中大部分是考查物理观念,在计算题中则会留出专门的一道题或两道题考查这方面,至于选考题也多是针对这方面进行测试,由此可以说明物理观念的重要性,特别是在高考物理中的重要作用。为此,高中物理教师就需要积极引导学生建立物理观念,而这需要深入挖掘物理教材。下面就以新人教版物理必修教材为例,谈一谈应该如何帮助学生建立物理观念。例如:教导学生学习“匀变速直线运动的研究”这部分知识时,教师不仅要指导学生理解匀变速直线运动概念、计算公式等,更为重要的是要引导学生建立物质观念,这样学生就可以借助辩证唯物主义思想理解世界的物质性。为此,教师需要深入挖掘教材,利用伽利略自由落体运动作为范例引导学生对物质观念形成深入认识,指导学生运用其处理实际物理问题[5]。再如:教导学生学习“相互作用——力”这部分知识时,就需要引导学生建立运动和相互作用观念。物理教师进行这部分教学时可以深入挖掘教材将现实中的天体运动作为案例进行讲解,指引学生通过案例探寻事物本质,研究其中经典力学的作用,这样学生就可以更深入地理解运动和相互作用,从而慢慢形成运动和相互作用观念,而且掌握这一观念之后学生还可以更好地理解运动学和动力学的不同点和相同点以及加速度的作用。最后,教导学生学习机械守恒定律時需要指引学生懂得做功是力对空间的积累效应,在此过程中同时会出现能量变化,因此说功是能量的转化量度,这样学生就会慢慢形成能量观念,其是最高层次的物质观念,而物质观念又是促使学生形成能量观念的根基,运动和相互作用观念则是两者互通的桥梁。

(二)改进教学设计,培育学生科学思维

以往高中物理教师想要培育学生形成科学思维,多会在课堂上采用提问教学法,有时也会让学生进行分组讨论,但这两种教学方式并不能让所有学生都参与到学习当中,长久如此,一些学生对于物理课堂教学会产生抗拒心理。基于核心素养的高中物理教学应更加注重锻炼和提升学生解决问题的能力,而不是记忆理论知识的能力,只有具备了良好的问题解决能力才能满足社会人才要求。从表2可以看出,高考物理对于科学思维素养的考查主要就是从两方面着手,一是科学推理,二是模型建构,其实就是分析物理问题提取关键信息建立物理模型,依据模型运用物理知识进行科学推理,最终获得结论。基于此,高中物理教师进行教学时不应再采用传统提问和分组讨论的教学方法,而是应进行教学改革,注重引起学生学习主观能动性,教师可以在每章教学中针对章节知识点构建实际物理情境,让学生在情境中思考问题、寻找问题答案,并以小论文的形式提交答案,这样可以很好地锻炼和提升学生的实际问题解决能力。需要注意的是,教师可以根据当前国家重大科研成果提问,也可以根据当前物理学最新结论提问。通过改进教学设计可以让学生养成运用科学思维素养思考问题的好习惯,长而久之就可以形成科学思维素养,从而可以更好地应对物理高考。

(三)注重课堂实验,提高学生的科学探究兴趣

从表3中可以发现,近三年全国卷物理关于考查科学探究素养的试题内容主要包括两方面内容,一是现象解释,二是证据搜集,由此可以说明物理实验在高考物理中的重要作用。其实高中物理教材中本来就包含实验内容,然而有些学校并没有让学生进行物理实验操作,只是进行理论知识讲解,这会让学生的科学探究兴趣不断降低,对于实验结果也会质疑,所以必须开设物理实验课堂,让学生真正看到并能亲自动手进行物理实验。例如学习必修一“研究样例”部分时,教师就需要在上课之前先将教材中提到的球形物体空气阻力大小与速率关系研究实验具有的效用详细向学生介绍,同时还要将实验操作过程录制为微视频发送给每个学生,让学生可以提前了解实验。等到进行课堂教学时,教师只需对实验原理、具体操作进行详细讲解既可。在让学生实践时,如果学生操作出现错误,教师不应直接指出正确做法,而是应引导学生分析这一步操作的作用,并思考应该如何正确操作,以此来锻炼和增强学生的科学探究能力。此外,教师还应鼓励学生采取不同方式处理实验数据,探究最有效的数据处理方法,得到最准确的实验结果。等到课堂教学结束后进行实验报告时,教师还可以让学生谈谈自己的推理过程,阐述证据的使用方式,以便可以进一步增强学生的科学探究兴趣和素养。

(四)关注物理和科技前沿信息,培养学生科学态度和责任

从表4可以看出,近三年全国卷物理关于考查科学态度和责任的试题主要包括两方面内容,一是科学本质,二是社会责任,其中很多试题都是用物理或科技前沿信息作为题目背景。例如2019年全国Ⅰ卷、2020年全国Ⅱ卷都出现了这样的习题,前者是用长征九号作为试题背景,后者是用CT扫描仪作为试题背景。再如:2020年全国Ⅲ卷、2021年全国甲卷和乙卷也出现了类似的习题,一个用嫦娥四号探测器作为试题背景,一个用天问一号成功实施第三次制动作为试题背景,还有一个用2020年诺贝尔物理学奖作为试题背景。

结束语

这些情况的出现可以说明高中物理教学应关注物理和科技前沿信息,这些信息不仅体现了当前我国科技最高成就,还体现了物理学本质,经常让学生了解这些信息,指引学生探究这些信息背后蕴含的伟大精神,对于培育学生科学态度和责任感是非常有益的。

参考文献

[1]杜明荣,秦煜茜.核心素养导向下高考物理试题的情境化研究:以2022年全国甲乙卷为例[J].物理教学探讨,2022,40(10):40-43,70.

[2]张照康.培养关键能力 提升核心素养:基于SOLO分类理论的2021年湖北高考物理试题分析及备考策略探讨[J].教学考试,2022(31):65-68.

[3]杨鸿恩.夯实基础知识,提高核心素养:以2022年广东高考物理试题第14题为例[J].广东教育(高中版),2022(7):61-62,70.

[4]邓艾,张海深.指向核心素养的物理试题特点分析及教学启示:以2021年高考物理湖南卷、河北卷、广东卷为例[J].中学生理科应试,2021(12):22-25.

[5]崔立香.立足经典模型 指向核心素养:山东省2020年高考物理试题第16题评析及备考建议[J].中学物理教学参考,2021,50(13):57-59.

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