基于核心素养的高中物理命题实践探究

包祥龙

【摘要】考试是学科教学质量评价的主要手段，也是选拔和考核人才的主要方式。而试题做为考试的载体，试题质量的高低将决定考试的科学性与有效性。本文将以“冬奥会”为背景材料探讨如何在高中物理命题中考查学生的物理核心素养。

【关键词】核心素养;高中物理;命题;冬奥会

物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任四个方面。物理核心素养是学生通过学习物理而内化为学生自身带有物理学科特征的一种品质和能力。如何在高中物理命题中突出对物理核心素养的考查，这需要命题者巧设情境、精妙构思、巧妙设问。

一、高中物理的命题原则与策略

（一）导向性。以高中物理的《课程标准》为指导，以《普通高考考试说明》为依据，命题应具有较高的信度、效度，必要的区分度和适当的难度。

（二）基础性。侧重基础知识特别是主干知识的考查，考核学生掌握基础知识与基本技能，理解和掌握基本概念、基本理论、基本规律，注重培养动手动脑，运用所学的知识发现问题、解决问题的能力。

（三）创新性。试题内容与形式要有创新，题目必须原创或改编。题目设计要体现深化普通高中课程改革和高考改革的新趋势。题目考查目标要指向一个或多个物理核心素养。

（四）规范性。考核目标明确，命题科学规范。试题严格按照考试说明规定的内容、结构和题型要求编写;题干要简洁，参考答案要规范，不能出现科学性错误。

二、高考试题对物理核心素养的考查

这些年来的高考命题已逐渐从知识立意向能力立意发展，向核心素养立意转化。浙江省的物理选考试题特别注重对学生物理核心素养的考查。

【典型例题】（浙江省2022年1月选考物理试题第20题）第24届冬奥会将在我国举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图1所示，长12m水平直道AB与长20m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15°。运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑（图2所示），到C点共用时5.0s。若雪车（包括运动员）可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110kg，sin15°=0.26，求雪车（包括运动员）

（1）在直道AB上的加速度大小;

（2）过C点的速度大小;

（3）在斜道BC上运动时受到的阻力大小。

[考核目标]本题以冬奥会钢架雪车比赛为素材，试题背景紧扣时代热点，主要考查学生的物质观、运动观、相互作用观，核心是考查模型构建的抽象概况能力。

【试题点评】建立水平直道上与倾斜直道上的两段匀加速直线运动模型，抓住B点为过渡点，利用运动学公式即可求解。第2问C点的速度大小为12m/s，让学生体会这项运动的危险性，而实际上钢架雪车的最快速度达到将近150km/h，这是一项极其危险和极具挑战的运动，体现奥林匹克运动会“更快、更高、更强”的精神。充分表达了奥林匹克运动不断进取、永不满足的奋斗精神和不畏艰险、勇攀高峰的拼搏精神。

三、模拟命题实践探究

2022年北京冬奥会举世瞩目，在10多天的时间里我们目睹了拼搏和超越，见证了欢笑与泪水。冬奥会里的众多比赛项目都是物理命题的好素材，跳台滑雪、花样滑冰、钢架雪车、冰壶、短道速滑、U型池场地技巧赛等，笔者命制了以下模拟试题对学生的物理核心素养进行考查。

【模拟试题1】下列说法正确的是

A.甲图中，研究花样滑冰运动员旋转动作时，可将运动员看成质点

B.乙圖中，运动员推“钢架雪车”加速前进时，运动员对雪车的力大于雪车对运动员的力

C.丙图中，运动员用球杆击打冰球时，冰球对球杆的弹力是由于冰球的形变产生的

D.丁图中，高亭宇在500m短道速滑决赛中获得金牌，用时34.32s，则他在整个过程的平均速度约为14.6m/s

【命题意图】取材冬奥会四项比赛，考查学生的物质观、运动观与相互作用观。

【试题解答】答案选C

【答题情况】此题在测试中的正确率达到95.46%。1.23%的学生误选B，表明这部分学生没有掌握牛顿第三定律，相互作用观薄弱。2.76%的学生误选D，未区分平均速度与平均速率概念的差别。

【模拟试题2】北京冬奥会冰壶比赛精彩纷呈，运动员可以通过冰壶刷摩擦冰壶前方的冰面来控制冰壶的运动。在某次练习中，A壶与B壶在水平冰面上发生了对心碰撞（碰撞时间不计），碰后运动员立即用冰壶刷摩擦B壶前方的冰面，刷冰后B壶与冰面间的动摩擦因数变小。碰撞前后一段时间内两壶运动的v-t图象如图3所示，已知直线①与直线③平行，且两冰壶质量相等，不计冰壶所受的空气阻力及冰壶的旋转，求：

（1）0～1s内A壶的位移;

（2）碰后B壶的加速度;

（3）图象中横坐标t1与t2的比值。

【命题意图】取材冬奥会冰壶比赛，考查学生的模型构建能力、科学推理能力、利用图象解决问题能力。学生首先要区分A壶、B壶的v-t图象是哪条，再利用v-t图象面积求位移，利用斜率得到加速度，并且要应用动量守恒定律算出A壶碰后的速度，对学生的科学思维能力提出了一定的要求。

【试题解答】

（1）A壶的初速度为v0=1m/s，1s末碰前A壶速度为vA=0.8m/s

【答题情况【此题在测试中的得分率达到86.40%。错因1是利用图象面积时，把梯形上部分三角形的面积当做位移，没有明确是图线与横纵坐标所围的面积才代表位移。错因2是列出动量守恒定律后，认为A壶碰前的速度是1m/s。

【模拟试题3】我国选手谷爱凌在北京冬奥会自由式滑雪女子U型场地技巧决赛中夺得金牌。如图所示，某比赛用U型池场地长度L=160m、宽度d=20m、深度h=7.25m，两边竖直雪道与池底平面雪道通过圆弧雪道连接组成，横截面像“U”字形状，池底雪道平面与水平面夹角为θ=20°。为测试赛道，将一质量m=1kg的小滑块从U型池的顶端A点以初速度v0=m/s滑入;滑块从B点第一次冲去U型池，冲出B点的速度vB=10m/s，与竖直方向夹角为α（α未知），再从C点重新落回U型池（C点图中未画出）。已知A、B两点间直线距离为25m，不计滑块所受的空气阻力，sin20°=0.34，cos20°=0.94，tan20°=0.36。

（1）A点至B点过程中，求小滑块克服雪道阻力所做的功Wf ;

（2）忽略雪道对滑块的阻力，若滑块从池底平面雪道离开，求滑块离开时速度v的大小;

（3）若保持vB大小不变，调整速度vB与竖直方向的夹角为 α0时，滑块从冲出B点至重新落回U型池的时间最长，求tanα0。

【命题意图】取材冬奥会U型池场地技巧赛，考查学生的模型构建、科学推理、科学论证、分析综合、数形结合、数据运算等多项综合能力。学生首先要有良好的建模能力与空间想象能力，要具有把立体空间转化为平面图形的能力，对学生的科学思维能力提出了较高的要求。通过对谷爱凌的介绍，加强对科学态度与责任的培养，让学生对祖国充满自豪，提升学生自信心。

（此问也可以垂直斜面、平行斜面分解速度，为了时间最长，垂直斜面速度最大即可）

[答题情况]此题在测试中的得分率为51.60%。失分的最主要原因是学生缺乏把立体空间转化为平面图形的能力，在建模时出现了差错，导致第2问学生错误地写成。学生失分的第2个原因是对斜抛运动的处理方法不当，列示繁琐，找不到规律，缺乏处理复杂问题的综合分析能力。还有一个失分原因是学生的数据运算能力较差，耗时耗力。

总之，一道好的物理试题要达到预先设定的考核目标，还要能够反映学生的核心素养水平，培养学生的探究与创新能力，并且在题目中还能渗透科学态度与责任。生活中除了冬奥会，还有很多真实情景，可以用来命制物理试题，体现物理来源于生活、服务于生活。

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[M].北京：人民教育出版社2017：4-8

[2]胡路军.基于核心素养高中物理命题的实践研究[J].考试周刊，2018，（8）：150