基于核心素养的辽宁高考物理情境化试题分析

关丛妍 杨薇

摘 要 《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》提出落实“素养为本”课堂教学，教学评价应以素养为导向。基于核心素养视角对2022年辽宁高考物理卷中情境化试题的情境创设、核心素养内容、核心素养水平等进行了分析，并提出对培养物理学科核心素养的教学启示。

关键词 物理学科核心素养 辽宁高考物理 情境化试题

作者简介：关丛妍（1993— ），女，辽宁鞍山人，沈阳师范大学教师教育学院硕士研究生，研究方向：课程与教学论（物理）；杨 薇（1972— ），女，辽宁沈阳人，沈阳师范大学教师教育学院教授，硕士生导师，博士，研究方向：物理课程与教学论。

基金项目：本文系国家教育考试科研規划2021年度重点课题“基于物理学科教学知识PCK核心要素及教学关键能力评价的国家教师资格考试命题研究”（编号GJK2021004）、中国教育学会2021年科研规划课题“以PCK为核心基于中美国际比较的物理教师学科教学关键能力研究”（编号202100150702B）的阶段性研究成果。

《普通高中物理课程标准（2017年版2020修订）》（以下简称新课标）提出学科核心素养是学生通过学科学习逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力[1]4，这是学科育人价值的集中体现。物理学习评价应该以学生为本、基于物理学科核心素养开展，物理学科命题应从物理学科核心素养的水平层次、试题情境的合理性、复杂性和新颖性等多方面进行设计、考查。《中国高考评价体系》中“四层”指出，学生在面对生活实践和学习探索情境问题时，需要具备分析问题、解决问题的综合能力，在命制物理试题时需选择真实的生活情境，让学生运用必备知识和关键能力解决问题，全面发展学生的学科素养水平[2]10-20。本文从物理学科核心素养视角，对2022年辽宁高考物理卷中情境化试题进行分析，期望可以为物理学科课堂教学提供参考。

一、物理情境化试题概述

情境化试题是利用学生的认知结构解决现实生活中的实际问题，着重考查学生解决问题的能力，这些试题将知识置于实际生活情境中，能够有效地落实学生的学科核心素养[3]。物理情境化试题是指与物理学科知识、生活经验进行全面联系，旨在实现不同育人层次、发展不同能力水平的一种试题。试题通常选取真实存在的物理学现象、相关物理学研究事实作为背景材料。物理情境化试题来源广泛、形式多样，学生需要在真实情境中解决真实的物理问题。

基于知识应用和产生方式的不同，可以将情境分为生活实践情境和学习探索情境[4]28-29。情境化试题中的情境主要选取日常生活现象、体育项目、生产劳动、科技前沿、学科教材、科学实验和科学研究等方面的材料。与传统的物理试题相比较，情境化试题的主要特征是生活性，强调学生要学会从物理学视角观察生活，用科学思维思考世界。情境化试题具有真实性、层次性、开放性、创造性、灵活性及与考查主题的适切性等特点，因此情境化试题越来越受到高考命题人的青睐，也逐渐成为检验考生核心素养发展水平的方式之一。

二、2022年辽宁高考物理试卷中情境化试题统计分析

2022年辽宁高考物理卷共15道题，试题类型分为选择题和非选择题。选择题共10道，其中情境化试题2道，占比20%；非选择题共5道，其中情境化试题2道，占比40%；情境化试题总占比26.67%。选择题中情境化试题的比重比非选择题中情境化试题的比重低，一是因为选择题的题干要求一般都要简洁，因此为题干设置情境的试题相对较少，二是因为选择题考查的知识点的综合性不强。

物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面[1]4-6。依据新课标中对物理学科核心素养的描述，从考查核心素养水平的角度，将2022年辽宁高考物理卷情境化试题整理分析，如表1所示。

从表1可以看出，情境化试题在物理学科核心素养四个方面均有所涉及，但是在各个方面考查要素上存在差异。物理观念方面，四道试题均未考查能量观念要素，其它两个要素主要考查两个水平层次，即水平2和水平3；科学思维方面，均未考查质疑创新要素，其它要素涉及三个水平层次，即水平1、水平2和水平3；科学探究方面，均未考查问题要素，其它要素均对水平3进行考查；科学态度与责任方面，未考查科学态度要素，其它要素均对水平1进行考查。

2022年辽宁高考物理卷情境化试题倾向于从多水平层次对物理观念和科学思维进行考查，从单一水平层次对科学探究、科学态度与责任进行考查。同时，情境化试题对核心素养各个要素考查均未涉及到水平4和水平5，集中于水平2与水平3。

三、2022年辽宁高考物理试卷中情境化试题的特点分析

（一）2022年辽宁高考物理卷第1题

如图所示，桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成。在某次作业中桥架沿轨道单向移动了8 m，小车在桥架上单向移动了6 m。该次作业中小车相对地面的位移大小为（  ）

情境创设分析：本题以生产劳动情境为载体。通过桥式起重机的结构、桥架轨道，引导学生建立在桥式轨道上小车的运动模型，关注起重机在生产生活中实际应用，从而激发学生学习物理的兴趣。

核心素养内容及水平分析：以小车在桥式起重机上移动为背景信息，考查学生对运动观念的初步理解，形成建构桥式轨道模型的科学思维。同时，选取科学技术情境，彰显了我国劳动技术的发展成就，增强学生的民族自豪感、国家认同感和社会责任感。物理学科核心素养水平层级及表现如表2所示。

（二）2022年辽宁高考物理卷第9题

如图所示，行星绕太阳的公转可以看作匀速圆周运动。在地图上容易测得地球-水星连线与地球-太阳连线夹角[α]，地球-金星连线与地球-太阳连线夹角[β]，两角最大值分别为[αm]、[βm]则（  ）

A.水星的公转周期比金星的大。

B.水星的公转向心加速度比金星的大。

C.水星与金星的公转轨道半径之比为[sinαm：sinβm]。

D.水星与金星的公转线速度之比为[sinαm：sinβm]。

情境创设分析：本题以天文科学情境为载体。通过行星绕太阳公转，引导学生关注天体运动现象，激发学生探索天体运动规律。

核心素养内容及水平分析：以行星运动为背景信息，引导学生建构行星运动的物理模型。考查学生对匀速圆周运动观念的理解，从定量角度对行星运动问题进行科学推理，物理学科核心素养水平层级及表现如表3所示。

表3 第9题核心素养水平层级及表现

[核心素养 水平层级 具体表现 物理观念 水平2 从天文情境中，初步形成圆周运动观念 科学思维 水平2 能在熟悉的问题情境中应用常见的行星运动模型 水平3 能對圆周运动进行分析与推理，进行相关计算并作出解释 ]

（三）2022年辽宁高考物理卷第11题

某同学要将一小量程电流表（满偏电流为[250 μA]，内阻为[1.2 kΩ]）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻[R1=40 Ω]，[R2=360 Ω]。

（1）当开关S接A端时，该电流表的量程为[0 ～]__________[mA]；

（2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时________（填“大”或“小”）

（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻[Rx]的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用__________（填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。

情境创设分析：本题以学习探索情境为载体。通过改装电流表，理解实验原理，在变换实验情境时能够透过现象看本质。

核心素养内容及水平分析：从改装电流表出发，考查学生应用物理知识解决实际问题的能力。运用简单的电路模型对常见电流表进行改装，能够结合实际情况分析具体电路问题。通过使用改装电流表测量电阻值问题，能够根据实验证据解释实验误差，从而得出正确结论，物理学科核心素养水平层级及表现如表4所示。

（四）2022年辽宁高考物理卷第12题

某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带（宽度用d表示）。实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔[Δt]。

（1）除图中所用的实验器材外，该实验还需要_____________（填“天平”或“刻度尺”）。

（2）该同学测得遮光带（透光带）的宽度为[4.50 cm]，记录时间间隔的数据如表所示，

根据上述实验数据，可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为[v3=]___[ms]（结果保留两位有效数字）。

（3）某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为[Δt1、Δt2]，则重力加速度[g=]__________。（用d、[Δt1、Δt2]表示）

（4）该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因：______。

情境创设分析：本题以科技产品情境为载体。以科技产品“光电传感器”的应用为背景，将表中的“遮光带”信息与熟悉的打点计时器相联系，考查物体在做自由落体运动中的相关计算。

核心素养内容及水平分析：以“光电传感器”为背景，学生初步形成运动观念。在面对不同特征的真实问题情境时，选用恰当的自由落体模型，能够从不同的角度提出可探究的科学假设和合理的科学推理，能够整合所学物理知识，得出正确结论，并进行相关的科学解释，物理学科核心素养水平层级及表现如表5所示。

4.情境化试题分析对高中物理教学的启示

（1）关注生活情境，培养物理观念

教师在进行物理教学时，应该关注概念在真实生活情境中的应用，以生活中的物理现象作为教学素材，将概念讲解转变为动态模型建立过程。将生活情境中的问题作为新课导入素材，建立物理知识与生活现象之间的联系，依托情境探索事物本质，学会用科学的眼光探索生活的奥秘。教师应该从概念构建开始，指导学生进行积极地思考和探索。学生将所学到的物理知识运用到现实中，并结合现实条件，在实践中不断地提升自己的能力。

（2）关注问题情境，提升科学思维

教师在进行物理教学时，应该指导学生从问题情境中寻找题目的已知条件信息，构建相关的物理模型，培养发散思维，运用问题情境培养学生模型建构能力及问题解决能力。同时，对逻辑推理、物理建模等学科核心素养的考查和建构都具有十分重要的意义。在教学中教师要重视问题情境，重视情境与问题结合的程度，选用开放性试题，给学生思考空间，加深对问题情境的理解。采取一题多解的形式，在不同的问题情境中分析问题，从不同的角度分析问题并表达自己的观点，引发认知冲突，引导学生对物理现象进行辩证地思考与分析、有根据地提出解决方案，并通过验证科学猜想方式培养学生质疑创新能力。

（3）关注创新情境，注重科学探究

教师在进行物理教学时，应该指导学生关注国内外教学中的热点问题，关注创新性问题、创新性思路、创新性路径和创新性方法等对创设物理情境的价值。在进行教学实践时，可以把某些确定的验证实验转变成开放式的、探索实验，前者给学生提供了一个可以借鉴的方案，后者让学生在实验过程中拥有更多的探索空间，从而让学生持续地提高自己的科学探究能力。通过对实验结果的进一步分析，加深对实验机理的认识，完善实验方法。经历科学探究过程，激发学生科学探究意识。

（4）关注多元情境，培养科学态度与责任

教师在进行物理教学时，应该指导学生关注日常生活、中国传统文化、科学技术、体育项目和物理学史等情境，提升自身素养，将不同情境应用于物理教学之中，将素养目标内隐于教学情境之中。素养立意的教学背景下倡导以情境为教学载体，在教学中依据教学目标引入多元情境活动，学生在真实情境中形成科学态度与责任。教师还可以指导学生参加一些科普活动或劳动活动，以此来提升学生自身的科学素养，还可以利用教科书中“科学漫步”“科学足迹”等栏目为素材，感受物理学家发现问题的过程以及科学的深刻认识与探索，培育持之以恒和实事求是的科学态度。

新高考改革背景下，情境化试题正逐渐成为热点，物理高考试题将会更加灵活运用多元情境。教师唯有转变传统的评价观念与教学模式，才能够更有效地提升学生学科核心素养，实现学生的全面发展。

[参 考 文 献]

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]教育部考试中心.中国高考评价体系[M].北京：人民教育出版社，2019.

[3]巫阳朔.情境化试题的设计、开发与编制规范[J].教学与管理，2017（7）：78-81.

[4]教育部考试中心.中国高考评价体系说明[M].北京：人民教育出版社，2019.

（责任编辑：姜显光）