“双新”背景下如何在命题中考查核心素养——山西省2022 年高中学业水平考试物理试题分析

王吉祥 山西省实验中学

孙爱生 山西省应县第一中学校

李 华 山西省孝义中学校

学业水平考试具有对教与学的评价性和导向性的作用，在新课标、新教材大背景下如何在学业水平考试命题中将核心素养和思维能力的考查有机融合，如何检测学科核心素养和思维能力融合的程度，2022 年山西省普通高中学业水平考试试题做了很多积极有益的探索。

2022 年山西省普通高中学业水平考试围绕着“为什么考，考什么，怎么考”的问题，针对新课标、新教材的教育教学理念，传递新教材、新课标的价值导向，坚持以《普通高中物理课程标准》为准绳，以必修1、必修2、必修3 的内容为依据，注重基础性、应用性、综合性、创新性的命题落点，有机融合了核心素养的贯彻落实和思维能力的考查。

由于近几年高中物理教学目标的提升和对新课程理念认识的加深，在学业水平命题中核心素养考核显得尤为重要。尤其在检测学生知识、技能形成的同时，还要考查学生的情感态度与科学素养，能够从学生解决问题的结果中反馈学生学习的过程体验和价值认可。学业水平考试是合格性考试，要注重基础性和应用性，还要兼顾创新性和综合性。一份好的试题，必须科学、严谨、规范，还要符合学生的认知水平和考试要求。本文以山西省2022 年高中学业水平考试物理试题为线索，就如何在试题中将核心素养和思维能力有机融合做了一些深入的思考。

一、试题考查应把握物理学科核心内容总体思路

落实立德树人根本任务，提升学生的物理学科核心素养，是普通高中自然科学领域的一门基础课程，为学生的终身发展奠定基础，最终促进人类科学事业的传承与社会的发展。高中物理课程的学习要培养学生从物理学的视角理解自然、认知自然，建构关于自然的物理图景；引导学生体会科学研究方法，经历科学探究过程，养成科学思维习惯，增强实践能力和创新意识；引领学生形成科学态度、认知科学的本质，把握科学、技术、社会、环境（STSE）的关系，形成正确的价值观和世界观，成为有强烈社会责任感的公民。

学科核心素养，是学生通过学习而逐步形成的必备品格和关键能力，是学科育人价值的集中体现。物理学科核心素养主要包括四个方面，分别是：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。

根据学业水平考试和与时俱进的综合要求，试题内容的设置要加强核心素养的考查，突出重点，要明确课程核心内容的总体思路。物理课程核心内容的框架概括如图1（为表达逻辑体系的完整，包括部分选修内容）：

图1

二、试题内容设计应基于核心素养和思维能力的要求

命题工作对科学性、专业性的要求较高。要在深入研究课程标准、充分了解高中物理教材的基础上，根据学业水平考试的评价目标，合理确定试卷结构，制定科学、有效的多维命题细目表；合理设计题型结构，合理搭配客观题和主观题的数量；根据知识要求的深度和广度、试题情境的新颖性和复杂性、物理学科核心素养的水平层次等方面科学合理地设计试题难度；有明确的测试目标且指向物理学科核心素养的某个或多个方面；设计试题时对应具有代表性的核心概念、规律、思想和方法等内容；创设具有真实性、开放性或探究性的情境；试题编制要科学规范；评分标准要清晰准确。

山西省2022 年普通高中学业水平考试物理试题，稳中有变，变中有新。试题结构有新的调整，全部为必做题，没有选做题。试题紧扣课本，立足基础，覆盖面大，体现主干核心知识；注重学以致用，渗透学科核心素养；密切联系生产生活实际以及科技领域的成就，体现物理学科的实用价值；注重物理思想以及科学探究的方法。

2022 年普通高中学业水平考试物理试题以考查学科核心素养为宗旨，从必备知识、关键能力、真实情境、解决问题等角度生成试题内容。整套试卷结构科学、合理、符合学业质量水平，下面逐一分析（见表1，附文后）。

表1

三、核心素养和思维能力的融合在命题中应遵循的理念和实践原则

（一）注重立德树人，以“文”化“育”，引领学生形成科学的态度，追求立意高远

考试具有测试水平、引导教学的作用，要把立德树人根本任务放在物理课程最重要的落脚点上，即学科核心素养和思维能力的培养，这在2022 年的试题中有着明显的体现。第1 题从经典的寓言故事入手设立情境，富含哲理，耐人寻味。第6 题的北京冬奥会开幕式二十四节气倒计时惊艳全球，作为题目情景引入，既能让学生感受到物理和实际生活的处处关联，又能产生共情，引发自豪感和文化自信。第10 题依托世界上最大的500 m 口径球面射电望远镜（简称FAST）为题材设置关联问题亦有异曲同工之妙。第11题的“2022年6月5日神舟十四号飞船将陈冬、刘洋和蔡旭哲三位航天员送入了空间站，进行为期183 天的太空之旅”、12 题的“2022年6 月4 日世界女排联赛土耳其站中，中国队对阵意大利队，以3∶1 取得了胜利”、21 题的“2022 冬奥会在中国的圆满举行掀起了冰雪运动的热潮，某地建设了一条滑雪道”等信息与题目有机融合，开阔了学生的视野，升华了学生的精神世界。

（二）注重宏观把控，考查学生的科学观念，检验认知程度

学科育人价值集中体现在学科核心素养的形成上，学生通过学习能够逐步形成关键能力、必备品格和正确的价值观。物理学科中的物质观念、运动与相互作用观念、能量观念影响深远，可以解释自然现象和解决实际问题。第7题有关“拔河比赛、推铅球、跳绳、跳远”设置的四个判断，贴近学生生活实际，又高于生活实际，定性考查学生具备的物理观念。第8 题更是从能量角度直接考查学生对“2021 年和2022 年全国青年科普创新实验大赛中两个项目”的认知。题目设计的目的主要是为了在解决问题的过程中，渗透节约能源、保护环境的意识，也为“如何利用新能源处理好开发和生态保护的关系”抛砖引玉，拓展思路，开阔视野。学生在本题的考查中，通过情景的阅读和解题过程，能量观念得到强化。

可以说，观念和意识的考查渗透在每一道题目当中。

（三）注重基础覆盖，考查学生的科学思维，着眼能力培养

模型构建、科学推理、科学论证、质疑创新是科学思维的要素。学业水平考试的要求为水平1 和水平2，难度不能太大，所以侧重点放在基础知识和覆盖核心内容上。2022 年试题中必修一、必修二、必修三的主干核心概念规律都有涉及，不仅在内容上，在思想方法、核心素养方面也都做到了全面覆盖，突出重点。基本的推理、判断、分析、综合能力融入在大多数题目中，质疑创新也有很多体现，比如第18 题开放性提问“能否计算出该楼的高度？如能算出，请算出结果；若不能，请说明理由。”其中包含着质疑精神和批判性思维的考查，引导思考的独立性，辩证地看问题。学生的兴趣更多的在于通过标准自由落体计量物体位移，很少有人考虑现实因素，比如空气阻力、海拔等实际条件。第12 题排球的擦网和出界两种临界状态的考虑、第14 题传送带上物品运动的可能性分析，同样包含着对发散思维的考量。

从本质上看，这种类型的题目表面上是考查知识的运用，但实际上能够强化学生的思维方法和科学意识，启迪教师在平时教学中要注重学生科学思维能力的培养。

（四）注重实际创新，考查学生的迁移应用，体现综合水平

增强原创性和真实性，学以致用，摆脱“题海战术”，真正解决现实问题，真切体验、融合应用性和综合性。在实践中提升，在提升中实践，从实际问题情境到物理模型的抽象都需要抓主要因素，忽略次要因素，形成清晰准确的信息表述。情境是问题的载体，问题融入情境之中，相辅相成。2022年试题准确把握了知识、能力、问题、情境、素养几个要素的有机融合，做到了情境的设计、知识的运用、能力的体现、问题的解决均围绕核心素养的考查。

第1题中龟兔赛跑简化为直线运动，用运动图像直观表达，考查学生识别信息、把握事物关系的能力。第11 题空间站理想化为匀速圆周运动模型、第2 题“班级活动中，物理老师提出一个方案，每个同学从一副扑克牌中随机抽取3 张牌，牌上的数字代表力的大小，若三个力合力可以为0，则该同学表演节目”、第5题“某学生玩转笔时，以大拇指为轴，将两端相距为L 的笔水平转起来”等，很多都是学生熟悉而有趣的生活情境。物理不光有抽象的理论和计算，更有厚重、丰富、立体的现实基础。第12 题世界女排联赛中将排球看成质点，如何击出有效球的考虑。第13题中运送救援物资的汽车保持额定功率静止开始在平直公路上的运动研究、第14 题中疫情防控期间用倾斜传送带传送生活用品的动力学问题研究、第18 题学生的测楼高实验探究、第20题无人机的电动机能量转化问题研究、第21 题将滑雪道看成光滑轨道，滑雪爱好者看成质点，构建模型和情境的滑雪过程”的研究，又分别从力和运动关系角度、功能关系能量守恒角度研究，都表明了物理的广博和多元，对世界描述的多角度、综合性。

通过试题情境折射出学好物理的重要性。创新思维能力根基于厚实的生活积淀和融合意识，若眼里处处有题，从动态变化的眼光看问题，时时心中想题，就能做到“从生活中来，到生活中去”。

（五）注重实验探究，考查学生的科学实践，立足未来发展

除了其他题目中的实验和探究情境，2022 年试题还专门设置16、17两道有代表性的实验题目，考查学生的观察和实验操作、数据处理、误差分析等方面的能力，彰显物理学习从实践中来又反馈到实践中去的重要途径和科学方法，为进一步学习奠定基石。第16 题“探究加速度与力、质量的关系”的实验重在数据采集方法和探究能力的考查，重视不同事物的内在关联及依据科学事实形成结论的科学体验和能力。第17 题“验证机械能守恒定律”重在验证，寻找证据支撑结论。这些涉及科学实践的活动立足长远，为未来的创新能力、实践能力奠定了基础。

（六）注重科学规范，逻辑表达简练精准，强化规范标准

2022 年试题特别注意科学规范、反复斟酌模型和情境的构建，反复推敲语言的准确表达，追求文字、符号、单位、图表、标点、格式等细节的完美呈现。

试题特别注重规范、逻辑和语言的顺畅；特别注重矢量和矢量大小的表述区别，字母的大写与小写、正体和斜体等概念、内涵的把握；特别注重不产生歧义，确定性和发散性相统一。比如，第5题中“将两端相距为L的笔水平转起来”比“将长为L的笔水平转起来”逻辑上更加严谨。解题时考虑笔两端的线速度和角速度关系时，笔的直弯不会影响对题意的理解。第7 题“在平整的水泥地面上跳绳时，地面对脚的支持力不做功”比“在平整的水泥地面上跳绳时，地面对人的支持力不做功”更符合学业水平的考试要求。第12题“垂直网面将可看成质点的排球水平击出”的表述比“将排球水平击出”更加清晰明确，把排球击出的运动方向和物理模型做了严格的约束。第14 题“倾斜传送带从A 端到B 端长10 m，AB 与水平面之间的夹角θ为37°”比传统的“传送带长为10 m，与地面之间夹角θ为37°”在表达传送带长度和与地面夹角的意思时更加准确。第15 题“极短的一段通电导线在空间某处不受磁场力，该处的磁感应强度不一定为0”比“极短的一段通电导线在空间某点不受磁场力，该点的磁感应强度不一定为0”更符合学生的认知。“电容器所带的电荷量增加，电容器的电容就会增大”比“电容器所带的电荷量增大，电容器的电容就会增大”更准确。第16题将常用的说法“每相邻两计数点间还有4 个点（图中未画出）”表达为“每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出）”表明打点的客观和实验属性，而非人为画出。第17题将常用的说法“在实验误差允许的范围内”表达为“在实验误差允许的条件下”表明前提控制高于结果判断的内在逻辑。第18题是“在一次实验中，……”故当地重力加速度大小g=9.8m/s2，而不是其他题目中g=10 m/s2。第21 题中严格约束“整个运动轨迹在同一竖直平面内”等。诸如此类的试题就不一一枚举了。

总的来讲，学业水平考试试题应充分考查学生的物理学科素养和逻辑思维能力，能够做到既综合又基础，既规范又严谨，既符合标准又立意高远，“高起低落”，高在立意，落在教和学，真正导教导学。在试题中应增加原创性和真实性，在新课标、新教材、新评价的大背景下，要有新的思维，匹配新的行为模式，凸显创造性思维，促进学生自我突破、全面发展。

因此，学生在学习中应增强情境和模型的积淀，对物理学科领域前沿的科学成就、生活中的物理情境、一些热点的事件中可关联物理问题的部分都要有相应的积累和敏感度。教师在教学中应增强核心素养与思维能力的有机融合，提高逻辑思维能力。这需要长时间的训练和培养，循序渐进，厚积薄发，这也是2022 年试题给予的启迪和导引。教师要以终为始，在教学设计环节真正重视核心素养与思维能力的有机融合，为学生终身发展服务，让学生成为全面发展的高素质人才。