孟衛(wèi)東 何龍

(清華大學(xué)附屬中學(xué)永豐學(xué)校 北京 100094)

編者按：孟衛(wèi)東、何龍老師在此文中對(duì)2019年高考物理試題的特征及用意進(jìn)行了全面、深入的分析。以此為基礎(chǔ)，提岀了“完整的高中物理教育應(yīng)該是一線教學(xué)與高考的結(jié)合體”這一富有教育哲理的見解，值得深思；希望對(duì)廣大一線教師更好處理高考與日常教學(xué)關(guān)系方面有所啟發(fā).

2019年的高考可以說背負(fù)著繼往開來的使命．一方面，就高中教育本身來說，2019年是全國很多地區(qū)最后一年現(xiàn)有形式的高考；另一方面，值此民族復(fù)興的重要時(shí)期，高考是為國家、社會(huì)、民族選拔后備人才的重要方式．高考是基礎(chǔ)教育和高等教育銜接的關(guān)鍵一環(huán)，在“立德樹人”的核心訴求下，其導(dǎo)向?qū)傩院瓦x拔屬性顯得十分突出．其中，物理學(xué)科作為重要的基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)科，我們可以從其試題中找到清晰的命制脈絡(luò)．

“少年強(qiáng)則國強(qiáng)”，教育強(qiáng)則少年強(qiáng)，在遵循“立德樹人、服務(wù)選材、引導(dǎo)教學(xué)”為核心目標(biāo)的前提下，高考全國卷理科綜合3套試卷中物理學(xué)科試題從“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”4個(gè)層面切實(shí)完成對(duì)考生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的考查，并在實(shí)驗(yàn)探究類題目中重視經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)，回歸物理教材和物理本質(zhì)．同時(shí)物理試題整體考查的難度適宜，兩個(gè)選考模塊題型穩(wěn)定、難度相當(dāng)，很好地體現(xiàn)了公平性．期盼后續(xù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)公布后各套物理試題會(huì)有較好的區(qū)分度和恰當(dāng)?shù)碾y度值，為高校選拔人才做出優(yōu)質(zhì)保障．

1 從“四翼”命題原則看國家對(duì)人才需求的層次關(guān)系

“四翼”考查要求，是對(duì)各學(xué)科高考命題的原則性約束，要求考生完成考試后能夠通過其成績體現(xiàn)不同層次的知識(shí)、能力水平，同時(shí)也體現(xiàn)了國家對(duì)人才知識(shí)能力需求的定義[1]．具體來講“四翼”間的關(guān)系可以大致分為兩類：基礎(chǔ)性與綜合性可以歸結(jié)為對(duì)學(xué)科知識(shí)能力難易度的區(qū)分；應(yīng)用性和創(chuàng)新性是從學(xué)以致用層面對(duì)考生進(jìn)行評(píng)估．考生完成相應(yīng)能力層次的試題，即會(huì)得到相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，在大樣本數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)之上不同的分?jǐn)?shù)區(qū)間就代表考生相應(yīng)的物理學(xué)科能力層次．這就是對(duì)不同層次人才甄別需求的國家意志在高考中的集中體現(xiàn)．

(1)試題注重對(duì)物理必要基礎(chǔ)知識(shí)和技能的考查

近幾年的高考物理十分注重對(duì)基本物理概念、基本物理規(guī)律、基本實(shí)驗(yàn)技能的考查，也就是突出考試內(nèi)容的基礎(chǔ)性．在物理學(xué)科的高考命題中，基礎(chǔ)性絕不是要給出所謂的“送分題”，“基礎(chǔ)”并不等同于“簡單”，而應(yīng)把“基礎(chǔ)性”理解為“必要性”．2019年物理試題考查的落腳點(diǎn)大都是在教材中經(jīng)過千錘百煉的經(jīng)典模型、經(jīng)典方法和重要規(guī)律上．

【例1】(2019年高考全國Ⅰ卷理科綜合第14題)氫原子能級(jí)示意圖如圖1所示．光子能量在1.63 eV～3.10 eV的光為可見光．要使處于基態(tài)(n=1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應(yīng)給氫原子提供的能量為( )

A．12.09 eV B．10.20 eV

C．1.89 eV D．1.5l eV

圖1 例1題圖

答案：A.

例1描述的物理情景運(yùn)用的是氫原子光譜的能級(jí)量子化模型，該模型的重要性在物理學(xué)史已有評(píng)述，對(duì)考生建構(gòu)原子物理知識(shí)框架十分重要．解題過程中考生需要真正理解氫原子線狀光譜的產(chǎn)生原因，了解能級(jí)躍遷的物理規(guī)則，并根據(jù)題設(shè)對(duì)可見光的限定做出最終選擇：只有基態(tài)電子吸收選項(xiàng)A中的能量后躍遷至第3能級(jí)，然后再向第2能級(jí)躍遷，才能產(chǎn)生可見光范圍內(nèi)的光子輻射．

如果考生對(duì)該模型理解到位，應(yīng)該很快意識(shí)到選項(xiàng)C和D的能量根本無法被基態(tài)電子吸收，而選項(xiàng)B只能讓電子躍遷到第2能級(jí)，向外輻射光子能量也只有10.20 eV一種，排除法就可以很快選擇選項(xiàng)A．可見，題目考查的重點(diǎn)在于基礎(chǔ)模型的認(rèn)知，而不是解題過程的難易．類似的試題還有全國Ⅰ卷的第17題、第22題，全國Ⅱ卷的第14題、第15題、第22題，全國Ⅲ卷的第15題、第16題、第24題等．這些題目都體現(xiàn)了考查內(nèi)容的基礎(chǔ)性，其命題角度和考查方式也可圈可點(diǎn)．

(2)試題突出綜合性特征，從經(jīng)典到融通的升華

2019年物理試題對(duì)綜合性的考查，主要體現(xiàn)在要求考生能夠綜合運(yùn)用物理學(xué)科的概念、規(guī)律分析問題和解決問題，考查其知識(shí)結(jié)構(gòu)和從整體上分析各種現(xiàn)象的本質(zhì)、規(guī)律的能力．一般來說綜合性試題較基礎(chǔ)性試題的難度要高，試題往往是脫胎于某一真實(shí)的物理情境，經(jīng)由命題者依照物理規(guī)律的內(nèi)在聯(lián)系對(duì)其進(jìn)行抽象提煉而成．但這類題目的組成元素依舊取材于經(jīng)典物理模型．其目的在于考查考生的物理學(xué)科知識(shí)脈絡(luò)是否清晰、框架是否完整，能否綜合運(yùn)用物理知識(shí)和規(guī)律解決較為真實(shí)和復(fù)雜的問題．

【例2】(2019年高考全國Ⅲ卷理科綜合第17題)從地面豎直向上拋出一物體，物體在運(yùn)動(dòng)過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反的外力作用．距地面高度h在3 m以內(nèi)時(shí)，物體上升、下落過程中動(dòng)能Ek隨h的變化如圖2所示．重力加速度取10 m/s2．該物體的質(zhì)量為( )

A.2 kg B.1.5 kg

C.1 kg D.0.5 kg

圖2 例2題圖

答案：C.

在這道題目中，考生首先要清楚經(jīng)典的豎直上拋和自由落體過程，然后通過對(duì)運(yùn)動(dòng)過程的分解確定兩個(gè)過程中阻力的方向和整體受力情況，進(jìn)而根據(jù)動(dòng)能定理和實(shí)際的運(yùn)動(dòng)過程完成對(duì)題目的求解．具體分析如下.

由以上分析不難看出，除了考查對(duì)物理模型以及相關(guān)物理規(guī)律的綜合運(yùn)用外，本題的一大易錯(cuò)點(diǎn)就是從題干函數(shù)圖像中找到對(duì)應(yīng)物理量數(shù)值時(shí)容易出錯(cuò)．這不僅考查了考生對(duì)物理過程細(xì)節(jié)的把握，也體現(xiàn)其運(yùn)用物理規(guī)律的嚴(yán)謹(jǐn)性，正是其物理學(xué)科素養(yǎng)的體現(xiàn)．類似的試題還有全國Ⅰ卷的第15題、第24題，全國Ⅱ卷的第17題、第25題，全國Ⅲ卷的第15題、第17題、第19題等．

(3)試題強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用，考查在真實(shí)情境中建立物理模型的能力

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，2019年的試題十分注重物理情境的創(chuàng)設(shè)，注重理論聯(lián)系實(shí)際，這是在紙筆測試模式下對(duì)物理學(xué)科實(shí)踐精神的一種體現(xiàn)．這類物理試題的核心是考生要通過分析真實(shí)問題情境，抽象建構(gòu)出物理模型，進(jìn)而達(dá)到考查考生獨(dú)立思考、合理運(yùn)用物理知識(shí)和方法分析解決問題的能力．

【例3】(2019年高考全國Ⅰ卷理科綜合第16題)最近，我國為“長征九號(hào)”研制的大推力新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)試成功，這標(biāo)志著我國重型運(yùn)載火箭的研發(fā)取得突破性進(jìn)展．若某次實(shí)驗(yàn)中該發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴射的氣體速度約為3 km/s，產(chǎn)生的推力約為4.8×106N，則它在1 s時(shí)間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為( )

A．1.6×102kg B．1.6×103kg

C．1.6×105kg D．1.6×106kg

答案：B.

這道題目引入當(dāng)下重大的科技事件，但在處理過程中卻把現(xiàn)實(shí)中明顯極度復(fù)雜的技術(shù)問題完全切除，僅留下了適合高中生水平的基礎(chǔ)物理規(guī)律——?jiǎng)恿慷ɡ恚瑫r(shí)考生在解題過程中也能夠體會(huì)基礎(chǔ)物理規(guī)律對(duì)實(shí)際方案可行性的決定作用．

此外，本次命題把物理學(xué)與社稷民生、科技進(jìn)步聯(lián)系在一起，也會(huì)激發(fā)考生學(xué)習(xí)物理的自豪感和學(xué)習(xí)興趣．類似的試題還有全國Ⅰ卷第25題，全國Ⅱ卷第16題、第19題、第25題,全國Ⅲ卷的第16題、第24題等．

(4)試題體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐精神，側(cè)重考查物理知識(shí)方法的遷移運(yùn)用

無論對(duì)于考生這樣的個(gè)體還是一個(gè)國家這樣龐大的社會(huì)群體，創(chuàng)新都代表了其發(fā)展的生命力和動(dòng)力，所以在高考中對(duì)于考生創(chuàng)新能力的考查必不可少．2019年高考試題物理學(xué)科的創(chuàng)新性，主要體現(xiàn)在良好學(xué)科知識(shí)能力積淀之上對(duì)物理方法規(guī)律的遷移應(yīng)用．

【例4】(2019年高考全國Ⅱ卷理科綜合第24題)如圖3所示，兩金屬板P和Q水平放置，間距為d．兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網(wǎng)G，P,Q,G的尺寸相同．G接地，P和Q的電勢均為φ(φ>0)．質(zhì)量為m，電荷量為q(q>0)的粒子自G的左端上方距離G為h的位置，以速度v0平行于紙面水平射入電場，重力忽略不計(jì)．

(1)求粒子第一次穿過G時(shí)的動(dòng)能，以及它從射入電場至此時(shí)在水平方向上的位移大??；

(2)若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開電場，則金屬板的長度最短應(yīng)為多少？

圖3 例4題圖

這道題目通過搭建一個(gè)新穎的物理情境，讓考生完成了兩次知識(shí)方法的遷移：

(1)在已有平拋運(yùn)動(dòng)模型的基礎(chǔ)之上，遷移到由電場力代替重力作用的類平拋模型；

(2)通過對(duì)稱的電場設(shè)計(jì)，完成在G上下運(yùn)動(dòng)過程的空間反演對(duì)稱求解，這是類比自由落體與豎直上拋運(yùn)動(dòng)的反演關(guān)系．

可以說新模型的構(gòu)建，是對(duì)原有物理模型和規(guī)律深刻理解后的升華，從而體現(xiàn)考生的創(chuàng)新意識(shí)．類似的試題還有全國Ⅰ卷的第18題、全國Ⅲ卷的第14題等．

(5)回歸教材，關(guān)注重點(diǎn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)

此次試題的一大特征是實(shí)驗(yàn)題目重新回到教材重點(diǎn)學(xué)習(xí)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，其中力學(xué)實(shí)驗(yàn)部分3套試卷都選擇了考查打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相關(guān)實(shí)驗(yàn)；電學(xué)實(shí)驗(yàn)部分全國Ⅰ卷和全國Ⅲ卷全都選擇考查電表改裝，全國Ⅱ卷略有創(chuàng)新地引入了硅二極管，但其內(nèi)容依舊考查的典型電學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和分析策略．

2 從高考評(píng)價(jià)體系看一線物理教學(xué)的實(shí)施策略

理綜3套試卷中的物理試題很好地體現(xiàn)了考綱的命題要求，考查內(nèi)容可以概括為“必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價(jià)值”4個(gè)層次[2,3]，命題視野廣闊．命題的立足點(diǎn)是人才選拔，而不是站在考生的對(duì)立面難為考生．總的來說此次試題已經(jīng)跳出過度重視應(yīng)用解題的窠臼，能夠從多角度多層次完成對(duì)考生核心素養(yǎng)的考查，為未來新課程的展開和新高考的施行做好鋪墊．有了這樣的認(rèn)識(shí)后，出于一種最本能的反應(yīng)，我們一線物理教師就應(yīng)該思考如何在日常教學(xué)中滲透新的高考方向，落實(shí)核心素養(yǎng)教學(xué)．

所謂“四層”即考綱中要求高考出于最本能的應(yīng)試策略：高考考什么，我們就學(xué)(教)什么．可見其對(duì)于高中物理教學(xué)的指導(dǎo)意義巨大．以下就將從這4個(gè)層面逐一剖析高中物理教學(xué)的實(shí)施策略．

(1)注重學(xué)科基礎(chǔ)，回歸物理本質(zhì)

物理學(xué)科在高中階段有其完整的知識(shí)框架和脈絡(luò)，主要以經(jīng)典牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)，研究宏觀低速下的物體相互作用與運(yùn)動(dòng)規(guī)律，原子物理等近現(xiàn)代物理多以了解性知識(shí)出現(xiàn)．即使面臨全面更新教材，所有這些必備知識(shí)、經(jīng)典物理規(guī)律、經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，依然會(huì)是物理教學(xué)的核心和根基．相信信守“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的高中物理教材，其核心內(nèi)容不會(huì)發(fā)生變化．

任何一種能力或素養(yǎng)的形成，都不可能成為空中樓閣，只能是在相應(yīng)知識(shí)學(xué)習(xí)的過程中逐步去培養(yǎng)、塑形．鑒于物理學(xué)科的科學(xué)屬性，其根基來源于人們對(duì)自然的認(rèn)知和探索，有著很強(qiáng)的實(shí)踐特征和認(rèn)知邏輯特征，于是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)的探究過程就是在物理教學(xué)中體現(xiàn)核心素養(yǎng)教學(xué)的有效手段，也是回歸物理本質(zhì)的體現(xiàn)．

(2)確立學(xué)生學(xué)習(xí)主體，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)

選擇恰當(dāng)?shù)奈锢斫虒W(xué)方式方法，是能否培養(yǎng)學(xué)生“關(guān)鍵能力”與“學(xué)科素養(yǎng)”的重要問題．關(guān)鍵能力強(qiáng)調(diào)獨(dú)立思考、合作交流等共性能力，學(xué)科素養(yǎng)突出物理學(xué)科特有的核心素養(yǎng)．這就要求在常規(guī)教學(xué)中，要確立學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，在教學(xué)中我們要盡量避免灌輸式、講授式教學(xué)，想辦法讓學(xué)生自主產(chǎn)生學(xué)習(xí)的愿望，通過獨(dú)立思考和同學(xué)間的合作交流，完成知識(shí)能力的學(xué)習(xí)．

具體的教育教學(xué)方法有很多，如“基于問題(項(xiàng)目)的學(xué)習(xí)(PBL)”、深度學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂等等．在教育理念和教學(xué)手段極大豐富的今天，教師們也要抱著終身學(xué)習(xí)的態(tài)度去研究自己的課堂，找到最適合自己學(xué)生的教學(xué)方法．我們的教育要從終身學(xué)習(xí)的角度出發(fā)，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，即培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，掌握科學(xué)合理的學(xué)習(xí)方法．

另外，建議廣大物理教師一定要認(rèn)真研讀最新版的《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》，其中不僅對(duì)物理學(xué)科核心素養(yǎng)有詳細(xì)的論述，還對(duì)每一種核心素養(yǎng)進(jìn)行了5個(gè)層次的水平劃分，其目的就在于讓教師清楚地把握學(xué)生目前的學(xué)習(xí)狀態(tài)水平[5]．有了這樣具體細(xì)致的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，教師就可以以此為依據(jù)，合理設(shè)置課程目標(biāo)、安排教學(xué)活動(dòng)．

高考與教學(xué)的核心訴求一致，兩者互為支撐與補(bǔ)充，共同構(gòu)成完整的高中教育體系．前者以考核的形式確立人才分層標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)于國家、服務(wù)于高校選拔各類人才，從需求側(cè)為供給側(cè)的高中教學(xué)定好方向．后者積極響應(yīng)高考的方向指引，在長時(shí)間的教育過程中，培養(yǎng)學(xué)生掌握必備知識(shí)、獲得關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)、樹立正確的核心價(jià)值．好的高中教育應(yīng)當(dāng)忠于“一體”，行于“四層”，成于“四翼”，物理學(xué)科亦是如此．教師要用更高的站位重新審視、設(shè)計(jì)物理課堂，整合物理知識(shí)模塊，傳遞科學(xué)信仰，合理運(yùn)用現(xiàn)代化的教育技術(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)課堂．作為一線教師，與改革同行，助力教育改革發(fā)展，才能為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢添磚加瓦！