張超

摘要：2018年《普通高中課程方案和學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》由國(guó)家教育部正式頒布實(shí)施，當(dāng)我們?cè)俅位仨苌钌铙w會(huì)到新課標(biāo)在這一年間為高中教學(xué)所帶來的變化、發(fā)展和革新.本文作者將基于自身理論學(xué)習(xí)和教學(xué)實(shí)踐研究，例析2018年高考地方卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)題目中，物理學(xué)科四大核心素養(yǎng)和五層水平劃分的體現(xiàn)，總結(jié)命題規(guī)律，以供師生參考與探討.

關(guān)鍵詞：課程標(biāo)準(zhǔn);物理學(xué)科素養(yǎng);命題研究

2018年《普通高中課程方案和學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》由國(guó)家教育部正式頒布實(shí)施，相較于2004年版有著重大的發(fā)展和革新.首先是系統(tǒng)性的改革，高考和學(xué)考評(píng)價(jià)方式的改革，重構(gòu)高中課程方案，選課走班的教學(xué)管理模式巳成高中教學(xué)新常態(tài);其次是觀念的變化，基于中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)框架，明確劃分各學(xué)科核心素養(yǎng)，提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)成為學(xué)科教學(xué)核心任務(wù);第三是課程結(jié)構(gòu)的變化，由傳統(tǒng)的“必修+選修”轉(zhuǎn)變?yōu)椤氨匦?選擇性必修+選修”，減少必修學(xué)分，增加選擇性必修學(xué)分，著重提升物理學(xué)科的必修分量;第四是明確學(xué)業(yè)要求與質(zhì)量水平，為教學(xué)內(nèi)容和考試命題提供重要參考.

“物理觀念”“科學(xué)思維…科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是《普通高中課程方案和學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》對(duì)于高中物理學(xué)科素養(yǎng)最精準(zhǔn)的概括.同時(shí)，明確提出“物理學(xué)科核心素養(yǎng)的水平劃分”的五個(gè)層次，可以說，物理學(xué)科四大核心素養(yǎng)和五層水平劃分，已成為高中物理教學(xué)和考試命題的重要標(biāo)準(zhǔn)和核心依據(jù)，因此深度提升學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)是高中物理教學(xué)的核心目標(biāo).

物理作為一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，高中階段的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)提升提供了“肥沃的土壤”.立足課程標(biāo)準(zhǔn)，深入研究高考物理命題規(guī)律，明確素養(yǎng)考查及其水平層次，對(duì)高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展有著極其重要和積極的指導(dǎo)意義.筆者基于自身理論學(xué)習(xí)和教學(xué)實(shí)踐研究，例析2018年高考地方卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)題目中物理學(xué)科四大核心素養(yǎng)和五層水平劃分的體現(xiàn)，總結(jié)命題規(guī)律，以供師生參考與探討.

題1 （2018年高考北京卷）用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材.接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次.

b.選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)0（t=0），然后每隔相同的時(shí)間間隔T選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中A、B、C、D、E、F……所示.

c.通過測(cè)量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E……點(diǎn)時(shí)小車的速度，分別記作v1、v2、v3 、v4、v5 …….

d.以速度v為縱軸、時(shí)間￡為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖3所示.

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)：

（1）在下列儀器和器材中，還需要使用的有___ 和____（填選項(xiàng)前的字母）.

A.電壓合適的50Hz交流電源

B.電壓可調(diào)的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平（含砝碼）

（2）在圖3中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出v一t圖象.

（3）觀察v-t圖象，可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其依據(jù)是____ .v-t圖象斜率的物理意義是____.

（4）描繪v-t圖象前，還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng).用平均速度△x/△t表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從理論上講，對(duì)△t的要求是____（選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”）;從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的△x大小與速度測(cè)量的誤差____（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）.

（5）早在16世紀(jì)末，伽利略就猜想落體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是均勻變化的.當(dāng)時(shí)只能靠滴水計(jì)時(shí)，為此他設(shè)計(jì)了如圖4所示的“斜面實(shí)驗(yàn)”，反復(fù)做了上百次，驗(yàn)證了他的猜想.請(qǐng)你結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，分析說明如何利用伽剎略“斜面實(shí)驗(yàn)”檢驗(yàn)小球的速度是隨時(shí)間均勻變化的.

題2（2018年高考天津卷）某研究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)，所用器材有：方木板一塊，白紙，量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)，橡皮條（帶兩個(gè)較長(zhǎng)的細(xì)繩套），刻度尺，圖釘（若干個(gè)）.

（1）具體操作前，同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議，其中正確的是____.

A.橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上

B.重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，結(jié)點(diǎn)0的位置可以與前一次不同

C.使用測(cè)力計(jì)時(shí)，施力方向應(yīng)沿測(cè)力計(jì)軸線;讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度

D.用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮條時(shí)的拉力必須都小于只用一個(gè)測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力

（2）該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn)，白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O，力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn)，如圖5所示，其中對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是____.題目分析如下：

題3 （2018年高考海南卷）學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)小組使用如圖6所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量重力加速度大小.實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們先測(cè)量分液漏斗下端到水桶底部的距離s;然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，調(diào)整閥門使水滴落到桶底發(fā)出聲音的同時(shí)，下一滴水剛好從漏斗的下端滴落;用秒表測(cè)量第1個(gè)水滴從漏斗的下端滴落至第n個(gè)水滴落到桶底所用的時(shí)間t.

（1）重力加速度大小可表示為g=____（用s、n、t表示）;

（2）如果某次實(shí)驗(yàn)中，s=0.90m，n=30，t=13.Os，則測(cè)得的重力加速度大小g=____m/s2（保留2位有效數(shù)字）;

（3）寫出一條能提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議：

.

題目分析如下：

題4（2018年高考江蘇卷）某同學(xué)利用如圖7所示的實(shí)驗(yàn)裝置來測(cè)量重力加速度g.細(xì)繩跨過固定在鐵架臺(tái)上的輕質(zhì)滑輪，兩端各懸掛一只質(zhì)量為M的重錘.實(shí)驗(yàn)操作如下：

①用米尺量出重錘1底端距地面的高度H;

②在重錘1上加上質(zhì)量為m的小鉤碼;

③左手將重錘2壓在地面上，保持系統(tǒng)靜止.釋放重錘2，同時(shí)右手開啟秒表，在重錘1落地時(shí)停止計(jì)時(shí)，記錄下落時(shí)間;

④重復(fù)測(cè)量3次下落時(shí)間，取其平均值作為測(cè)量值t.請(qǐng)回答下列問題：

（1）步驟④可以減小對(duì)下落時(shí)間t測(cè)量的____（選填“偶然”或“系統(tǒng)”）誤差.

（2）實(shí)驗(yàn)要求小鉤碼的質(zhì)量m要比重錘的質(zhì)量M小很多，主要是為了_____.

A.使日測(cè)得更準(zhǔn)確

B.使重錘1下落的時(shí)間長(zhǎng)一些

C.使系統(tǒng)的總質(zhì)量近似等于2M

D.使細(xì)繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等

（3）滑輪的摩擦阻力會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差.現(xiàn)提供一些橡皮泥用于減小該誤差，可以怎么做？

（4）使用橡皮泥改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，并測(cè)出所用橡皮泥的質(zhì)量為m0.用實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量量和已知量表示g，得g=______.

題目分析如下：

題5（2018浙江選考卷）（1）用圖8所示裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了圖中已給出的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的測(cè)量工具有____（填字母）;

A.秒表

B.天平

C.刻度尺

D.彈簧測(cè)力計(jì)

（2）用圖9所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，釋放重物前有以下操作，其中正確的是____（填字母）;

A.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔調(diào)節(jié)到同一豎直線上

B.手提紙帶任意位置

C.使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

（3）圖10是小球做平拋運(yùn)動(dòng)的頻閃照片，其上覆蓋了一張透明的方格紙.已知方格紙每小格的邊長(zhǎng)均為0. 80cm.由圖可知小球的初速度大小為____m/s.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

例析2018年北京卷、天津卷、海南卷、江蘇卷和浙江選考卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)題目，其素養(yǎng)類型考查特點(diǎn)非常顯著，即要求學(xué)生在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，以“物理觀念”素養(yǎng)為基礎(chǔ)，擁有較強(qiáng)的“科學(xué)探究”素養(yǎng)，并具備一定層次的“科學(xué)思維”素養(yǎng).立足課程標(biāo)準(zhǔn)，明確素養(yǎng)考查，結(jié)合上述高考實(shí)驗(yàn)命題規(guī)律，為提升高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)和備考的效度，提供幾點(diǎn)切實(shí)可行的建議：首先，“物理觀念”素養(yǎng)是高考實(shí)驗(yàn)考查的基礎(chǔ)，考查形式以基礎(chǔ)性選擇題或填空題為主.在教學(xué)中，教師應(yīng)注重以教材為出發(fā)點(diǎn)，提升學(xué)生對(duì)基本概念和基本規(guī)律的理解掌握程度，從而幫助學(xué)生加深對(duì)物理實(shí)驗(yàn)原理和規(guī)律的理解層次.對(duì)于具體實(shí)驗(yàn)，應(yīng)注重學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的熟悉、對(duì)實(shí)驗(yàn)基本方案的明確、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取等基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng).其次，“科學(xué)探究”素養(yǎng)是高考實(shí)驗(yàn)考查的核心，考查形式多以分析類、設(shè)計(jì)類和結(jié)論類為主.其對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握的精度和知識(shí)遷移的能力要求層次較高，對(duì)于具體實(shí)驗(yàn)，應(yīng)注重學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的運(yùn)用和遷移、對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的靈活選取、對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合處理分析等核心能力的培養(yǎng).第三，“科學(xué)思維”素養(yǎng)是高考實(shí)驗(yàn)考查的難點(diǎn)，考查形式多以創(chuàng)新設(shè)計(jì)類、推理判斷類和綜合論述類為主.其對(duì)學(xué)生的推理能力、邏輯思維、創(chuàng)新能力等方面要求層次較高.特別對(duì)于高考命題，創(chuàng)新型題目是對(duì)學(xué)生“科學(xué)思維”素養(yǎng)考查的有效方式，也是試題區(qū)分度的主要構(gòu)成因素之一.對(duì)于具體實(shí)驗(yàn)，應(yīng)注重學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的深度拓展、對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)創(chuàng)新、對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的多維度設(shè)計(jì)、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)靈活獲取和深度分析等關(guān)鍵能力的培養(yǎng).同時(shí)，開展STEM校本創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)也是提升學(xué)生“科學(xué)思維”素養(yǎng)的有效手段之一.第四，“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”素養(yǎng)是高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深層次追求.盡管在高考實(shí)驗(yàn)命題中，并沒有直接具象化的呈現(xiàn)，但提升“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”素養(yǎng)是物理學(xué)科的核心精神，是影響著學(xué)生終生學(xué)習(xí)發(fā)展的關(guān)鍵品格和重要能力，更是教師應(yīng)該在物理教學(xué)中實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵性目標(biāo).

綜上，物理學(xué)科核心素養(yǎng)和五層水平劃分已成為高中物理教學(xué)和考試命題的重要標(biāo)準(zhǔn)和核心依據(jù)，深度提升學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心目標(biāo).作為高中物理一線教師，應(yīng)深入研究高考物理命題規(guī)律，立足課程標(biāo)準(zhǔn)，明確素養(yǎng)考查，進(jìn)而準(zhǔn)確把握物理學(xué)科教學(xué)和備考的方向.

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]教育部.普通高中課程方案（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.