重视学科素养考察深化高考制度改革

蔡本再

2014年9月，国务院发布《关于深化考试招生制度改革的实施意见》，把浙江省与上海市列为高考综合改革全国试点城市.2015年10月，浙江省高考改革首次考试举行，物理学科采用高中学业水平测试（必考题70分）与高校选拔考试（加试题30分）同一张试卷的创新方式.

与以往的理科综合（物理部分）试题相比，题型仍由单选题、不定项选择题、填空题（实验）、计算题组成；考察的知识仍以物理1、物理2、选修3-1三个模块为主，同时兼顾选修3-2、选修3-4、选修3-5三个模块（分值分布如图1）；试题非常注重物理学科主干知识的考察，同时也更加注重对学生物理学科核心素养的考察，主要体现为以下几点.

1 考察学生的物理观念

观念是客观事物在人脑中留下的概括性认识，物理观念是物理学家经历长期的实践和理论研究，概括总结出的对物理世界的根本认识 .学生通过高中的学习，应该具备相应的物质观和能量观.试卷中的第3题考查学生的运动观，即人们总选择某一个参考系来描述物体的运动；第10题则考查学生的能量观，即能量在转移和转化的过程中是守恒的观点.

例1 （第10题）画作《瀑布》如图2所示.有人对此画作了如下解读：水流从高处倾泻而下，推动水轮机发电，又顺着水渠流动，回到瀑布上方，然后再次倾泻而下，如此自动的周而复始.这一解读违背了

A.库仑定律

B.欧姆定律

C.电荷守恒定律

D.能量守恒定律

以一副画为背景，考察了学生对能量守恒定律和第一类永动机的认识与理解，学生学习了物理知识后，对能量应该有正确的认识，即在孤立的系统中，能量守恒的，第一类永动机是不存在的.

2 考察学生的物理思维

科学思维是具有意识的人脑对科学事物包括科学对象、科学过程、科学现象、科学事实等本质属性、内在规律性及事物间的联系和相互关系的间接的和概括的反映 .在中学阶段，学生学习物理科学思维体现在物理模型的建构、科学推理、科学解释以及质疑和创新等方面.

2.1 考察物理模型的构建

物理模型是中学物理知识、思维方法的载体，是根据所研究问题的需要，把实际研究对象及其状态、过程等进行合理的抽象，是实际物体的理想化.学生在学习物理的过程中，需要通过分析和抽象，抓住事物的本质特征和主要因素，建立物理模型.本卷中考察学生建模能力的题目主要体现在第8题、第20题和第22题.

例2 （第8题）质量为30 kg的小孩坐在秋千板上，秋千板离系绳子的横梁的距离是2.5 m.小孩的父亲从最低点拉起1.25 m高度后由静止释放，小孩沿圆弧运动到最低点时，他对秋千板的压力约为

A.0 B.200 N C.600 N D.1000 N

此题考察学生将小孩模型化为质点，将运动过程模型化为忽略空气阻力的圆周运动.应用机械能守恒分析初态和末态的速度关系、用牛顿第二定律分析小孩在最低点的受力、联立方程求解.

2.2 考察学生的科学推理

科学推理能力是运用逻辑思维依据科学事实进行推理，进而做出解释或得到结论的能力.具备基本的科学推理能力是进行科学探究的必要条件.通过考察学生的科学推理能力，也能考察学生的探究能力.

例3 （第21题）（1）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，…….变压器原、副线圈的匝数分别为120匝和60匝，测得的电压分别为8.2 V和3.6V，据此可知电压比与匝数比不相等，主要原因是________________________________________.

此题以“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验为背景，考察实际变压器的能量损耗.学生需知道没有任何能量损耗的变压器，也就是理想变压器，电压比才与匝数比相等，而实际变压器存在能量损耗——线圈的发热、漏磁、铁芯的发热，导致电压比与匝数比不相等.

3 考察学生的科学探究

科学探究一般是指的是科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径.中学的科学探究指的是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动，它包含了学生开展探究活动所需的能力和对科学探究的理解.高中物理课程标准指出科学探究应包含提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估等要素.一般来说提出问题这一要素通常可以渗透在物理问题的解决过程中考察，设计实验要素通常在实验题中进行考察，而分析与论证、评估要素可以在不同的情境中予以考察.

例4 （第9题）小张在探究磁场对电流作用的试验中，将直线导线换做导体板，如图3所示，发现a、b两点之间存在电压Uab.进一步实验结果如表1.

由表中结果可知电压Uab

A.与电流成正比 B.与磁感应强度无关

C.与电流可能成正比 D.与磁感应强度可能成正比

此题以控制变量法这一方法为实验的背景，考察学生在对实验数据分析与论证这一探究要素.

4 试题渗透STSE要素

高中物理是自然科学的基础知识，它与社会的发展、科学的创新、技术的进步以及环境的维护具有非常密切的关系.高中的教材编写和日常教学都非常关注STSE教育.在高考测试中应从命题角度引导物理教师和高中学生关注STSE.试题中绝大多数的背景都与STSE相关，比如第3题关注了反法西斯战争胜利70周年军演这一时政背景，第7题关注一箭多星发射的先进技术、第16题以坦克观测孔嵌入玻璃为背景考察几何光学问题、第19题以饲养员吹注射器为背景考察平抛运动.第20题以交通运输中避险车道为背景考察学生对匀变速运动的功能综合问题.

例5 （第10题）我国某10兆瓦（1兆瓦=106 W）光伏电站，投入使用后每年可减少排放万吨二氧化碳.已知该地区每年正常发电的时间约为1200 h，则该电站年发电量约为

A.1.2×106 kW·h B.1.2×107 kW·h

C.1.2×109 kW·h D.1.2×1010 kW·h

此题中以光伏发电为背景，考察了功和功率的简单计算.题干中“投入使用后每年可减少排放万吨二氧化碳”虽对求解问题不构成影响，但对考生而言在审题过程中，了解了光伏发电与环境保护、二氧化碳与环境之间的关系，引导学生对环境问题的关注.

物理的学考与高考在考察学生的科学知识的同时，还需要关注学生的物理学科素养，关注学生的科学探究能力和科学研究方法，也要让学生了解科学责任与态度.浙江省的高考题较好的体现了这一点，也对我们今后的物理教学提供了很好的启示.