基于核心素养的物理试题分析及教学启示

杨光和

摘 要：本文从核心素养的角度对典型物理试题进行分析，总结出高考试题对核心素养考查的方式，进而提出在平时教学中提高学生核心素养的策略。

关键词：核心素养；高考试题分析；教学策略

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）6-0076-3

1 物理核心素养

1.1 物理核心素养的界定

物理核心素养是物理学科中最基本、最重要的素养，是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的关键成分。物理学科素养包括物理观念、科学思维、实验探究和科学态度与责任四个方面[1]。

1.2 物理核心素养的内涵

通俗而言，物理核心素养就是当学生可能把所有物理知识都遗忘后，依然留下对学生终身有用的东西。通过培养物理核心素养，学生能够从物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念来观察和分析事物，能够通过建立物理模型、综合推理、论证分析解决实际问题。能够提出问题、解决问题，并对结果进行分析反思。对科学技术有正确的态度以及责任感，关心人类社会的发展。

2 基于核心素养的试题分析

2.1 以圆周运动模型为基础对物理观念进行考查

（2017年全国Ⅱ卷14）如图1，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力（ ）

A.一直不做功

B.一直做正功

C.始终指向大圆环圆心

D.始终背离大圆环圆心

本题是一道非常常见的圆周运动中的杆模型问题，试题主要考查了弹力方向、做功正负的判断等知识，难点在于要结合圆周运动的状态来进行受力分析。

在平时的教学中，大多数老师只分析最高点和最低点的情况，而本题所设问题是要分析从最高点开始下滑的过程中的受力和能量问题，这导致一部分学生无从下手。本题主要涉及物理观念中的运动观念、相互作用观念和能量观念，并且需要学生理解物理模型，并进行分析推理。

2.2 以生活实例为背景对科学思维进行考查

（2017年全国Ⅱ卷33）（1）如图2，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是________

A.气体自发扩散前后内能相同

B.气体在被压缩的过程中内能增大

C.在自发扩散过程中，气体对外界做功

D.气体在被压缩的过程中，外界对气体做功

E.气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变

（2）一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g。

（i）求该热气球所受浮力的大小；

（ii）求该热气球内空气所受的重力；

（iii）设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量。

本题主要考查了对气体做功的深入理解，考查了内能的定义、热力学第一定律和理想气体状态方程，大多数考生错在（1）问中的C选项，以为气体膨胀就对外做功。（2）问主要考查了理想气体状态方程、密度和平衡相关知识，难点在于物理模型的建立，找不到研究对象。平时热学题的研究对象大多是一定质量的气体或气缸、活塞、一段水银柱等，而该题需要自己建立物理模型，这让该题的难度上升了。该题涉及了科学思维中的对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，主要考查了构建物理模型的抽象概括过程。

2.3 以电动机制作为载体对科学态度与责任进行考查

（2017年全国Ⅱ卷21）某同学自制的简易电动机示意图如图3所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将（ ）

A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉

B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉

C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉

D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉

本题作为选择题的最后一题涉及的知识点较少，考查了通电导体在磁场中所受安培力的判断问题。但是由于情景比较新颖，所以很多考生没有读懂试题。学以致用是学习物理的目的，物理本身是一门以实验为基础的学科，通过对物理知识的学习要能够解决生活中的实际问题，从而培养学生对科学探究的兴趣。本题主要考查了科学态度和STSE等要素。

3 启 示

基于核心素养视角对物理高考试题进行分析，发现试题从素材的选择、问题的设置都体现了对物理学科核心素养的考查。物理核心素养的形成不可能一蹴而就，需要在整个教育过程中慢慢形成。笔者认为要提高学生的核心素养，教师可以从以下三个方面入手。

首先，适当重现物理概念和规律的形成过程。物理是由大量的概念和规律组成的，很多老师在讲概念和规律时直接给出结论，没有讲解提出概念的背景和规律的推演过程，比如在讲万有引力定律时直接告诉学生结论，而忽略从太阳对行星的引力，到地月检验，再到万有引力的提出的过程，让学生觉得万有引力的发现是理所当然的。这不利于学生形成科学的态度。当然由于时間限制，老师也不可能去重现所有的过程，这就需要老师进行适当的取舍，应用多媒体等现代教学技术手段提高教学效率。

其次，以生活为题材，实现物理思维的培养，提高学生的抽象思维和形象思维能力，提升学生的构建模型、科学推理、科学论证等能力。老师在教学过程中多联系生活实际，解决现实问题，这样不仅可以激发学生学习物理的兴趣，让学生觉得学有所用，还可以提升学生解决问题的能力。比如，在讲电磁感应时可以给学生展示录音机录音和放音的过程，结合实物来讲电磁感应问题，学生的学习积极性大大提高。为了达到这样的效果，老师就要多关注科技前沿，关注国家的科技大事件，关注生活中的物理知识。

最后，以探索为途径，实现实验探究和科学态度与责任的培养，在科学探究中增强学生的合作与交流、质疑与创新等精神。在平时教学中充分运用演示实验，让抽象问题具体化。充分运用分组实验，培养学生与人合作的精神。有些老师觉得分组实验不好控制，干脆不做，或者把分组实验改成演示实验。这不利于学生科学素养的培养。除了利用实验外，还可以充分利用教材中的“做一做”栏目，拓展学生的思维，锻炼学生的动手能力。

参考文献：

[1]田方娴，杨银海.物理核心素养下的“辩论”型课堂[J].中学物理，35（8）：39-41.

（栏目编辑 李富强）