核心素养视域下的学考试题命制探索——以山西省2024年（2022 级冬季）普通高中学业水平合格性考试物理试题为例

刘旭明 山西省阳泉市第一中学校

程永胜 山西省晋中市榆次区高中教育发展中心

吴雪飞 山西省临汾市第五中学校

武 峰 山西省太原市第十二中学校

薄丽娟 山西省浑源中学

学业水平合格性考试是根据国家课程标准规定，依据课程标准要求对普通高中必修课学业进行的合格性水平检测。考试成绩是普通高中学生毕业和高中同等学力认定的主要依据，是评价普通高中学校教育教学质量的重要参考。2024 年（2022 级冬季）山西省学业水平合格性考试物理试题依据新课标和学业水平考试要求命制，可有效检测学生是否达到新课程标准对学生的学业要求。

2024 年（2022 级冬季）山西省学业水平考试物理试题以普通高中课程标准（2017年版2020年修订）的内容要求为依据，以反映学业质量水平和物理学科核心素养为基本要求，以学科、生活、科技等情境为串联线，注重考查对必修课程中的基本概念和基本规律的了解和认识，体现学业水平考试的基础性和全面性，可有效测量学生是否达到国家课程标准规定的学业质量要求，并对普通高中日常教学有一定指导意义。

一、命题思路及试题特点

（一）命题思路

2024 年（2022 级冬季）山西省学业水平考试物理试题命制坚持立德树人根本任务，全面贯彻落实党的教育方针，树立正确的价值导向，促进学生全面发展。试题深挖新课程标准，体现高中物理课程观念。试题命制以物理学科核心素养为指导，突出素养立意，将“物质观”“运动与相互作用观”“能量观”融入试题中，对物理学科素养某个或多个具体要素进行设计，整份试卷涵盖学业水平考试要求的可测量的物理学科核心素养，充分体现物理学科素养水平的考查，强调学生利用所学理论知识解决实际问题的能力。

试题注重对学生基础知识、基本能力和方法的考查，难度控制在学业质量水平一、二的要求之内。试题内容包括：“机械运动与物理模型”“相互作用与运动规律”“曲线运动与万有引力”“机械能及其守恒定律”“牛顿力学的局限性”“静电场”“电路及其应用”“电磁学与电磁波初步”“能源与可持续发展”九个主题，涵盖必修一、必修二、必修三全部主干知识。试题主要考查学生对基本概念的了解、通过简单模型构建和基本规律进行简单应用的能力，突出学科基础知识、基本技能和基本方法。试题主要对“物理观”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面的考查，注重知识的关联，引导学生关注思维过程，突出对知识迁移与应用能力的考查。必修一、必修二、必修三占比分别约为40%、30%、30%。

试题命制以情境为载体，引导教学从“解题”向“解决问题”转变。情境素材来源于生活情境、科技情境、学科情境等，以不同视角、不同层次的情境载体开阔学生视野、激发学生对物理的兴趣。情境与学生所学知识有机融合，设置具有问题性、探究性、开放性的呈现方式和设问方式，综合考查学生的模型构建、科学推理、科学论证等能力，力争做到以情境为串联线灵活考查学生应用所学知识解决实际问题的能力，注重学生科学探究意识和能力的考查。

试题从物理学科核心素养、知识内容和试题情境等方面合理设计难度、梯度，分为单项选择题、多项选择题、实验探究题和计算题四类题型，合理配置试卷结构，保证不同题型的适当比例。试题所涉知识内容涵盖必修一、必修二、必修三中的主干知识，所抽取知识内容具有代表性，具有合理的知识覆盖面和适当的比例。试题中的情境具有一定的问题性、真实性。试卷评分标准清晰准确，可以比较准确地判断学生的物理学科核心素养及其水平。试题立足学科特征和学科发展实际，命制规范、严谨，体现学科特色。试题的情境、设问角度及方式科学、可信、新颖、灵活，表达方式科学、合理、有效，符合学生认知特征和能力水平。试题内容科学、严谨、符合客观实际，使用规定的专业术语和国际通用的计量单位，图表清晰、准确，语言简洁、规范，无歧视，无科学性、知识性错误。整体试卷长度、内容结构、难度结构、题型结构等符合学业水平合格性考试要求，整体设计符合物理学科基本理念，遵循学生认知规律，满足课程标准要求。

（二）试题特点

1.效度高

效度指测量结果的准确程度。一份试卷效度比较高的标准是能确保平时成绩和表现都很好的考生测出的成绩也很高，为了确保本试卷有较高的效度，命题组成员在认真研究前几年普通高中毕业会考试卷及对应考生成绩的基础上，结合全省部分不同地市考生前几年效度较高的毕业会考试卷模拟测试成绩作为校标，并在命题之前，根据《普通高中物理课程标准》的内容要求、学业质量标准、学科核心素养三个方面应该达到的目标要求，结合不同地市考生的实际情况，设计科学、合理的多维细目表，严格按照多维细目表要求进行命题。

试卷的知识点分布合理、覆盖面广，涵盖课标对学业水平考试要求内容至少80%的知识点，重点知识做到全覆盖，突出考查经典物理学中占主导地位的力学、电磁学的主干内容。借助核心概念、基本规律着重考查基本思维方法。如第1 题、第2 题、第5 题，考查比较思维；第13 题考查了类比思维；第6 题、第10 题考查抽象思维；第8 题考查归纳思维；第10 题A 选项考查演绎思维；第8 题、第4 题的D 选项考查假设思维；第3 题、第7题着重考查想象思维；绝大多数题目都涉及分析和综合思维。

2.标准高

从内容上看，完全按照课程标准要求和学业质量水平二标准命题，将水平二的关键表现动词落实到试题中。如第7 题以《流浪地球2》中太空电梯为情境，考查学生利用万有引力定律内容简单解释现象，落实考查学生利用“物理观念”解释简单自然现象的能力。第9 题以平抛实际情境为载体，设置利用平抛运动规律计算简单问题；第10题A、B 选项，从功的基本概念和“能量观”视角设置问题；第13 题以学科情境为载体，设置利用闭合电路欧姆定律进行简单计算；第14 题以学科情境为载体，从“运动和相互作用观” “能量观”视角设置简单计算问题，第9、10、13、14 题均考查学生利用必备知识和关键能力解决简单的实际问题。

从形式上看，整份试卷图文有机结合，图像分布合理，给考生一种美的享受。图片在保证科学的基础上追求精雕细琢，美观大方。同时，尽可能蕴含较多的信息，为考生顺利回答问题扫清了不必要的障碍。如第7 题，利用图乙诠释题目中太空电梯的运行轨迹；第14 题图，诠释小球运动过程，两题图像均直观形象地呈现题中的运动过程，辅助学生理解题意，有助于学生从题目中提取有用信息快速进行物理建模。

从语言表达上，试卷追求科学、简洁明了，表述准确、清晰无赘述。如第10 题C 选项“脚蹬地的力小于地对脚的力”、D 选项就描述成“脚蹬地的力与地对脚的力‘大小’相等”。

3.立意高

试题坚持立德树人的根本任务，渗透课程标准提出的核心素养内容，使考生在正确思想价值观的引领下合理应用物理学基本思维方式、基本概念和基本规律分析和解决实际问题。整份试卷命题设计遵循“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”的指导思想，在“三个转变”方面努力做出积极尝试。因此，试题素材主要来源于教材，但又高于教材。在完成立德树人根本任务的同时进一步引导学生回归教材、回归课标，真正起到引导教学的功能。如第2题、第8题均来源于课后习题，以学业质量水平二的要求为标准，对考查的必备知识和设问方式进行改变；第6 题、第9 题均来源于教材例题，但与教材不同的是，考查的必备知识和关键能力都进行了升维；第5 题基于教材中的STSE（指科学、技术、社会、环境）理念，创新设置问题，考查学生利用“物理观念”简单解释物理现象的能力；第13 题源于教材中的参考案例，合理设置数据、创设问题，考查学生利用必备知识和关键能力解决简单实际问题的能力。

4.情境新

情境作为试题的载体不独立于问题而存在。在情境的创设上，一是选取贴近学生生活中常见的真实情境，根据学业质量水平二的标准“能在熟悉的问题情境中应用所学的常见的模型”，如第6题、第9题、第10题，都取材于生活情境。第6 题中滑滑梯对学生而言是非常熟悉的生活情境，但该情境出现在试题上，以新的角色呈现在学生面前，让学生深刻体会物理源于生活、高于生活又回归于生活，激发学生学习物理的兴趣，培养学生利用理论知识解决实际问题的能力。同时为拓宽学生的视野，加入学生熟悉的科幻电影《流浪地球2》中的情境，起点高、落点低，考查学生能否将问题中的情境转换成解决问题的物理情境，建立起相应的物理模型。二是实验探索情境，根据学业质量水平二中“能根据已有的科学探究方案使用所学的基本的器材获得数据；能对数据进行整理，得到初步的结论”的要求，试卷创设兴趣小组利用打点计时器探究小车做匀变速直线运动规律的情境，利用学生熟悉的测量工具刻度尺、打点计时器、纸带等器材，情境复杂程度符合学业质量水平二的标准，旨在考查学生从情境中提取信息、利用情境中所给信息解决物理问题的能力，通过完成相应探究活动的表现考查物理学科核心素养。

5.设问巧

试题能否按照学业质量要求实现对学生应达到的素养水平的考查，衡量标准之一是试题的设问是否巧妙。巧妙的设问有助于对学生思维及关键能力的考查，有助于培养学生发散性思维，沿不同途径去思考解决问题的方法，有助于培养学生丰富的想象力和独特的风格，进而提升创造力，有助于促进教师教学方式的转变和学生学习方式的转变。如第8 题的设问一改往日练习题中出现的小球所受绳子拉力及拉力F 如何变化，而是直接问最小值，考生可以采用多种方法求解，这就给了学生充分发挥的空间，可以通过画图利用几何方法处理，亦可以用三角函数直接求解。再如，第6 题没有用摩擦力直接设问，而是求动摩擦因素μ，考生首先要知道μ与滑动摩擦力的关系，同时需要根据题目所给的情境以及系列的科学推理科学论证才能最终得到结果。又如，第10 题考生在地对脚的作用力是否做功、做什么功的问题上，可以从物理观念中的“能量观”出发，若地面对脚做功，人将从地面获得能量，人的能量在跳绳中源源不断的增加，这与现实不符。经过这样的推理从而证明地对脚不做功，考查学生的物理观念、科学推理、科学论证能力，同时拓展学生的想象力；或者也可以从“功”的概念出发，地面对脚作用力方向上没有发生位移，因此地对脚不做功，有助于考查学生对概念的深入理解。

二、信度、效度、难度的控制

《普通高中物理课程标准》学业质量水平部分对考试的具体测量目标进行了权威界定，给出参考边界，学业质量水平二是指高中学生在完成本学科的学习后所应具备的关键能力和学科素养，因此，本次学业水平考试每道试题的命制均以此为依据，力争最后达到合理的信度、效度和难度。

信度简单说就是测量结果的稳定性程度。根据误差来源，信度反映了随机误差对测量结果的影响大小。具体到学科就是对同一知识点的多次测试，其测量结果间的一致性程度的表示。本试题命制时，围绕所考查知识设置情境，减少干扰的数量和难度，侧重检测学生对必备知识点的真实掌握情况和在高中阶段应具备的关键能力和核心素养。例如，第I卷的第3题，该题以神舟十七号载人飞船成功发射导入，源于真实生活情境，题目考查的知识点涉及运动学中的v-t图像和超重失重的概念，学生通过简单理解、建构模型、推理论证等关键能力解决物理问题，可反映学科核心素养目标的完成度。此题用真实情境激发学生学习物理的兴趣，提升学生的爱国主义责任感和使命感，属于综合性考查；设问典型、直接，便于检测基础知识水平，可以近乎真实反映学生对该知识点的实际掌握情况。另外，全卷力争与往年试卷的难度相当，将客观、主观试题按照由易到难的顺序排列，便于学生考试心态的过渡，降低随机误差对测试结果的影响，难题也以关键能力和核心概念为主，考试结果统计学生得分倾向正态分布。结合参考人数众多，异质性强，所以本套试题的信度系数应该在一个符合学业水平质量要求的范围内。

效度简单说就是测量结果的准确程度。根据误差来源，效度反映了随机误差和系统误差对测量结果的影响大小，具体到学科就是如果一份试卷把一个平时成绩表现都很好的考生，测出的成绩很好，则表明该试题有较好的效度。无论什么样的考试，测量结果准确，有一个合理的效度系数是命题老师的目标。我们以即将参加2024年（2022级冬季）普通高中学业水平合格性考试的学生模拟2022 年山西省普通高中毕业会考试题上的作答表现作为效标，利用预测学生在新编试卷中的表现，估算效标，关联效度，合理调整试题内容。首先根据考试内容范围及最近两年的相关考试内容制订多维细目表，表中内容聚焦知识点的覆盖程度、学科素养的达成度、关键能力的多元化，并以此为限定，逐题设计。最后对成题进行专家评价，把一些预估效度不理想的试题重新整理和改编。例如，第I 卷的第10 题，该题以大家熟悉的原地跳绳运动作为背景，旨在探究运动过程中的运动与相互作用观和能量观。命题意图是希望用物理理论解释生产生活中的有关现象，借以培养学生的科学素养、科学态度和社会责任；同时考查学生的理解、模型构建、推理论证和创新的关键能力，使学生进一步明确科学来源于生活，必将走向生活，从而极大地激发学生的学习兴趣。选项A原来的内容是“地对脚的作用力对人做负功”，选项B的内容是“地对脚的作用力对人不做功”，经过专家评价量表的估计，本题效度不高，各层异质性学生可能都会出现得分率较高的现象，因此我们将选项A的内容修改为“地对脚的作用力对人做正功”，既满足了学考要求，又降低了试题系统误差对效度的影响，使预估效度在可控范围内。

学业水平考试的难度系数是评判一份试题优劣的重要参数之一。社会关注度、敏感性较高，过难、过易都无法准确检测学生是否达到高中毕业水平要求。本次考试要求试卷的整体难度遵循易、中、难比例7∶2∶1，满足学业水平要求，物理试题最后难度系数控制在0.7～0.8 之间。难度系数的控制首先必须精研《普通高中物理课程标准》（2017 年版2020 年修订）中学业质量水平一、学业质量水平二，明确各题目设计需要达到的深度，保证全部试题都在要求水平之内。学业水平考试是合格性考试，注重研究问题的基础性，但是基础性并不是对基本知识点的直接考查，而是要借助情境反映学生的关键能力和综合素养。所以命题组充分考虑到我省普通高中物理教学的实际情况，减少“是什么”的直接问题，适当增加“为什么”的探究问题，利用试题立意、情境、设问等方式尽量合理把控难度系数。例如，第I 卷第5 题，原计划4 个小磁针出现在4 个不同的磁场源当中，这种题目对知识点的考查过于直接，背离“无情境不命题”的当代命题建议，而且难度系数不好控制。因此，我们在修改试题时通过设置地球磁场这个真实、鲜活的情境，转变考查方式，重点考查学生的理解、模型构建、推理论证的关键能力，既考查学生对基本知识的掌握程度，又可以反映学生在高中阶段科学思维的提升度；变“解答试题”为“解决问题”，题目具有简单的应用性，展示物理学中理论与实践的完美融合。知识因素和解题因素共同决定试题的难度系数，除了控制好知识点的覆盖面、每题考查知识点的个数，试题描述的结构程度和解题因素也是我们控制难度系数的重要手段。试题的结构程度越高，学生抽象模型、加工过程越容易，得分率越高。解决定态问题相比解决动态问题简单，学生容易上手。例如，第I 卷第8 题，原试题以悬崖秋千为背景，题干较长，物理量数字复杂，所以学生无论是提炼模型，还是逻辑推理计算都可能丢分，难度系数不可控。因此，我们首先精炼试题结构，降低模型建构难度。其次修改研究对象，改变物理量数据，减少运算量，始终铭记学业水平考试所重点考查的内容。第一次修改后的设问为“计算此时该拉力的大小”，结合整张试卷的难度分布，计划将本题设为难题，但如果是定态设问将无法达到预设难度要求，因此对本题进行二次修改，将设问改为“该拉力的最小值为”，变“定”为“动”，增加本题的难度，使其满足试卷结构要求。

三、物理符号的使用规范

试题命制过程中，经常涉及英文符号、数学符号、数字的使用，如果使用不规范，既会影响学生的正常作答，也使试题显得不够严谨、专业。依据现行教材，我们对符号、数字等的使用规则做了研究和分析，整理如下：

（一）物理量的符号

（1）无论是在文字叙述还是图像、表格中，所有物理量及物理常量的英文符号均使用新罗马（Times New Roman）斜体字符，如：重力G、重力加速度g、密度ρ、动摩擦因数μ、劲度系数k、磁通量Φ、波长λ、长度l、引力常量G、普朗克常量h等。

（2）如果物理量带有右下角角标，则分为如下两种情况：

①角标为正体的情况：专有名称，如摩擦力Ff、电表内阻Rg、满偏电流Ig、动能Ek等；角标为汉字或数字的，如压力F压、合力F合、初速度v0、末动能Ek2、某支路电流I3等；用于区分不同研究对象的，如A 物体受力FA、B物体的动能EkB、C物体的带电量qc等。

②角标为斜体的情况：用于区分不同位置或过程的，如A 点的电场强度EA、由A点移动到B点某力的功WAB等。

（二）单位的符号

所有物理量单位符号均为新罗马（Times New Roman）正体字符。

（三）其他情况下英文字母正斜体的区别

无论在文字表述还是图像中，用于区分研究对象的一律用大写正体，如小球A、滑块B、带电体C等；用于标注位置的则用大写斜体，如A点、悬点O、圆心O、焦点O、坐标原点O等；用于表示图线的，则用小写斜体，如线段α、曲线b等。以上英文亦均为新罗马（Times New Roman）字符。

（四）数字及角度的书写

（1）超过百位的数字，从个位开始，每三位数中间用半个字符隔开，数字为正体，如同步卫星高度36 000km；若是小数点后有多位，则从十分位开始，每三位数中间用半个字符隔开，数字为正体，如普朗克常量h=6.626 070 15×10-34J·s，引力常量G=6.674 08×10-11N· m2/kg等。

（2）无论是文字叙述还是图像、表格，用符号表示的角度一律用新罗马（Times New Roman）斜体，如α、β、θ等；用数字表示的角度则用正体，如30°等。

四、思考与建议

学业水平合格性考试旨在检验高中生是否达到毕业水平，对日常教学有一定的指导作用，对试题的命制及日常教学有如下思考和建议。

（一）围绕立德树人，实现育人功能

高中物理课程是普通高中自然科学领域的一门基础课程，旨在落实立德树人的根本任务，进一步提升学生的物理学科核心素养，为学生的终身发展奠定基础，促进人类科学事业的传承与社会发展。学业水平合格性考试面对全体高中学生，命题人有责任和义务把立德树人落实到合格性考试命题中。例如，以我国古代科技的成就及现代科技的进展为情境命题，引导学生了解我国优秀传统文化，增强学生民族文化自信，培养学生的家国情怀；通过对世界物理学史的考查，使学生了解科学家探索真理的历程以及科学成果对人类发展的巨大作用，促进学生形成尊重科学、崇尚科学的态度。因此，教师在教学中要关注我国教育教学方针政策、关注我国在科技领域的重大突破和进展，将其与学科知识有机融合，践行立德树人的初心使命。

（二）突出主干知识，设问简洁明晰

学业水平合格性考试要满足课程标准中学业质量水平二以内的要求。考查内容以高中物理课本必修一、必修二、必修三中的主干知识为主，设问宜简洁明晰。如选择题的题干要围绕一个核心知识展开，错误选项要具有较强的干扰性，设问直接、科学、可信、新颖，不设陷阱，降低试题难度，提高试题难度系数。试题整体体现基础性和全面性，以有效反映学业质量水平基本要求。

（三）关注科技创新，创设真实情境

无情境不命题，无思维不命题，“情境化命题”这一教学改革导向，要求教师不仅要具有系统的完整的专业知识，更要了解相关学科知识，尤其是要为理化生引入大量实验背景、生活现实等作为阅读材料，因为仅靠传统教育方式已很难应付现代教学需要，所以教师要加强学习，开阔视野，储备大量与本学科相关的生活常识和科学前沿知识等。同时，教师还应该加强横向联系意识，关注学科与学科间的关联。这样才能在课堂上把社会科学知识、教育科学知识、系统科学知识有机地结合起来。

（四）追求试卷完美，质量达到极致

整份试卷的命制应精益求精，立足学科特征，命制规范、严谨，体现学科特色。试卷整体布局、字母的大小写、角标表示、单位的表示，都要科学规范。作图的比例要严格。同时，一份试题还存在多学科的知识联系，要注意表述的科学性，如语言的表述是否合理，时政的材料来源是否真实，与地理有关的知识是否准确，数字的呈现是否符合数学语言习惯等，都需要进行学科综合教研，做到科学精准。

总之，2024 年（2022 级冬季）山西省学业水平考试物理试题命制坚持以国家相关教育教学理论为导向，以高中物理新课程标准为依据，紧紧围绕课本主干知识进行命制。作为命题人，必须要熟悉国家相关教育方针、高中课程标准、课本内容，了解相关教育测量理论，能用教育测量理论指导平时的命题工作。试题对教学有一定的导向作用，一线教师应当认真分析试题，解读试题所传达的信息，从而使自己的教学更具科学性和针对性。