許月仙 董麗君 袁海泉

(蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215006)

備受關(guān)注的山東新高考物理模擬考試在2019年12月2日落下帷幕.這是實(shí)行新高考3+3模式之后，山東省在教育部考試中心的指導(dǎo)下按照新課標(biāo)的學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行命題的第一次考試.它對(duì)當(dāng)前高三備考和2020年的高考命題都有重要意義，而且對(duì)同屬第二批試點(diǎn)省份的北京、天津、海南的物理教學(xué)也會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，對(duì)未來(lái)的物理教學(xué)也具有重要的導(dǎo)向作用.本文將從2017年版高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，對(duì)山東省2020年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試(模擬卷)試題學(xué)業(yè)質(zhì)量水平進(jìn)行整體分析與研究.

1 分析框架設(shè)計(jì)

山東省2020物理模擬卷結(jié)構(gòu)為：?jiǎn)芜x8題，每題3分；多選4題，每題4分；兩道實(shí)驗(yàn)題，共14分；4道計(jì)算題，共46分，總分100分.本文依據(jù)試卷所涉知識(shí)點(diǎn)在各模塊的分布、試題達(dá)到的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平、核心素養(yǎng)的考查情況進(jìn)行分析.

本文分析過(guò)程：分析試題內(nèi)容，確定考查的知識(shí)點(diǎn)，對(duì)考查知識(shí)點(diǎn)的分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；分析各試題的問(wèn)題情境的復(fù)雜程度、推理水平、數(shù)學(xué)工具應(yīng)用層次，從而確定每一小題所達(dá)到的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平；進(jìn)行各學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的分值統(tǒng)計(jì)及權(quán)重計(jì)算；最后定性研究試卷中物理核心素養(yǎng)的具體體現(xiàn).

2 分析過(guò)程描述

不同課程模塊的考查分值統(tǒng)計(jì)方法為：對(duì)涉及不同模塊知識(shí)點(diǎn)的綜合試題，則根據(jù)考查的知識(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù)和次數(shù)將總分拆分到具體的課程模塊.例如第8題，考查了機(jī)械能守恒定律、彈性碰撞、動(dòng)量守恒定律、原子與原子核4個(gè)知識(shí)點(diǎn)，分別屬于必修2、選擇性必修1、選擇性必修3，該題總分為3分，因此必修2模塊考查分值為0.75分，選擇性必修1模塊(兩個(gè)知識(shí)點(diǎn))考查分值為1.5分，選擇性必修3模塊考查分值為0.75分.

新課標(biāo)將高中物理學(xué)業(yè)質(zhì)量分為5級(jí)水平，既是學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教師開(kāi)展日常教學(xué)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，也是高中學(xué)業(yè)水平考試命題的重要依據(jù).學(xué)業(yè)水平4是用于高等院校招生錄取的學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試的命題依據(jù).[1]本文細(xì)化課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的個(gè)數(shù)、問(wèn)題情境的復(fù)雜程度、推理水平、數(shù)學(xué)工具應(yīng)用層次，將物理試題劃分為不同的水平，不同水平之間具有由低到高逐漸遞進(jìn)的關(guān)系，如表1所示.

表1 物理試題學(xué)業(yè)質(zhì)量水平評(píng)價(jià)框架

其中問(wèn)題情境需要綜合考慮試題的背景(熟悉問(wèn)題、實(shí)際問(wèn)題、較復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題等)和設(shè)問(wèn)方式，才能確定復(fù)雜程度；推理水平依據(jù)推理的次數(shù)確定；數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用分為簡(jiǎn)單(利用概念或者公式的簡(jiǎn)單計(jì)算可以直接作出正確答案)、較復(fù)雜(存在隱含的條件，是要運(yùn)用到公式推導(dǎo)或者計(jì)算才能作出正確答案)、復(fù)雜(利用多重推導(dǎo)或者計(jì)算十分繁瑣)三個(gè)水平.

例如第3題，該題考查了“功和功率”，考查知識(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù)為1；背景為“我國(guó)自主研制的絞吸挖泥船天鯤號(hào)”的實(shí)際問(wèn)題，但設(shè)問(wèn)直截了當(dāng)，因此問(wèn)題情境界定為較復(fù)雜；有兩步推理(由流量推理出排泥的速度，由瞬時(shí)功率的定義推理到力)，推理水平為較復(fù)雜；用概念或者公式的簡(jiǎn)單計(jì)算得到正確答案，數(shù)學(xué)工具應(yīng)用為簡(jiǎn)單.綜合幾個(gè)方面，我們將該題界定為學(xué)業(yè)水平2級(jí).

例如第7題，考查了“光的折射”和“全反射”2個(gè)知識(shí)點(diǎn)；在配圖中雖標(biāo)出了光的全反射和折射路徑、張角大小，一定程度上簡(jiǎn)化了題目的難度，但該題結(jié)合了光的全反射和折射的知識(shí)，涉及到折射時(shí)入射角和折射角的判斷，問(wèn)題情境較復(fù)雜；問(wèn)題解決包含了兩步推理，根據(jù)光的全反射和折射規(guī)律列出方程組，因此推理水平劃分為較復(fù)雜；解方程組求出折射率的大小，需要運(yùn)用較復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具(三角函數(shù)的相關(guān)知識(shí)).綜合考慮，該題屬于學(xué)業(yè)水平4級(jí).

模擬卷共計(jì)18道題，其中2道實(shí)驗(yàn)題和4道計(jì)算題又包含不同的小題，每一小題的分值從該題總分中拆分出來(lái)統(tǒng)計(jì)，共計(jì)26道小題，根據(jù)本文構(gòu)建的物理試題學(xué)業(yè)質(zhì)量水平評(píng)價(jià)框架，找出與每道小題相吻合的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平.由于對(duì)每道考試題目的問(wèn)題情境、推理水平、數(shù)學(xué)工具的分析存在主觀性，使得學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的劃分存在一定的主觀性.為提高學(xué)業(yè)質(zhì)量水平劃分的可靠性，由兩位有一定教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的高三物理教師，進(jìn)行背靠背的獨(dú)立分析，最終得到山東2020新高考模擬卷的一個(gè)相對(duì)準(zhǔn)確的分析結(jié)果，再對(duì)試卷整體進(jìn)行分析.

3 分析結(jié)果及討論

研究結(jié)果表明，山東2020年物理模擬卷在試題考查的知識(shí)點(diǎn)覆蓋面、試題的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平指向和試題體現(xiàn)的核心素養(yǎng)方面具有一定的特點(diǎn).

3.1 試題考查的知識(shí)點(diǎn)覆蓋面廣

該模擬卷共考查了38個(gè)知識(shí)點(diǎn)，試題考查范圍廣，知識(shí)點(diǎn)覆蓋面大，包含力、熱、光、電、磁、原子物理，考查知識(shí)點(diǎn)更細(xì)更全.將各題考查的知識(shí)點(diǎn)按照題號(hào)從前往后排列在各課程模塊中，重復(fù)的知識(shí)點(diǎn)將不再列出.不同課程模塊考查的知識(shí)點(diǎn)分布及考查分值如表2所示.

表2 考查知識(shí)點(diǎn)分布

對(duì)38個(gè)知識(shí)點(diǎn)所屬的知識(shí)模塊、課程模塊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1、2.

圖1 各知識(shí)模塊考查知識(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù)及占比

由圖1、2可知，模擬卷中知識(shí)點(diǎn)的考查分布廣，以力學(xué)為主，共計(jì)20個(gè)知識(shí)點(diǎn)，占比52.63%，凸顯了力學(xué)的基礎(chǔ)性地位；必修1和必修2課程模塊的知識(shí)點(diǎn)均屬于力學(xué)模塊，考查總分值為49.5分，考查分值相對(duì)較高； 電學(xué)部分考查知識(shí)點(diǎn)為7個(gè)，占比18.42%，熱、原子物理、磁模塊考查知識(shí)點(diǎn)均為3個(gè)，光考查知識(shí)點(diǎn)為2個(gè).

圖2 各課程模塊考查知識(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù)及占比

除選擇性必修2僅考查3個(gè)知識(shí)點(diǎn)外，其他5個(gè)模塊中被考查的知識(shí)點(diǎn)分布較為均勻，必修模塊共考查知識(shí)點(diǎn)為22個(gè)，占比57.89%，共考查了64.25分；選擇性必修模塊共考查知識(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù)為16個(gè)，占比42.11%，共考查了35.75分，整個(gè)試卷18道題中有11題考查了選擇性必修模塊的相關(guān)知識(shí)，占比61.11%，機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波、沖量、動(dòng)量定理等都有所考查，說(shuō)明山東2020新高考重視了對(duì)選擇性必修模塊的考查.

3.2 試題的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平指向明確

根據(jù)構(gòu)建的物理試題學(xué)業(yè)質(zhì)量水平評(píng)價(jià)框架，對(duì)2020年山東省模擬卷試題的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3所示.

表3 物理試題的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平分析結(jié)果

由表3可知，山東省2020物理模擬卷中，處于學(xué)業(yè)質(zhì)量水平1到4的試題均有涉及，未涉及水平5.處于2、3、4水平層次的題目個(gè)數(shù)趨于均勻分布，3個(gè)水平的試題分值權(quán)重呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，處于學(xué)業(yè)水平3及以下的試題分值為61分，說(shuō)明學(xué)業(yè)水平3是及格分?jǐn)?shù)的命題依據(jù)，主要區(qū)分學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量的試題處在水平4.2017年版高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出：學(xué)業(yè)水平4是用于高等院校招生錄取的學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試的命題依據(jù)，因此山東2020模擬卷與課程標(biāo)準(zhǔn)的要求相吻合，是對(duì)新課標(biāo)的一次良好踐行.

不同學(xué)業(yè)質(zhì)量水平層級(jí)試題的均勻分布有利于照顧到不同學(xué)習(xí)程度和能力的學(xué)生，使得既不會(huì)因?yàn)楦咚綄蛹?jí)知識(shí)點(diǎn)較多，學(xué)生得分太低，失去對(duì)物理學(xué)科學(xué)習(xí)的信心和興趣，又不會(huì)因?qū)W業(yè)質(zhì)量水平層級(jí)不夠，拉不開(kāi)學(xué)生能力表現(xiàn)差距，失去高考的選拔性功能.[2]

3.3 試題體現(xiàn)了物理核心素養(yǎng)的導(dǎo)向功能

山東省2020新高考嚴(yán)格遵循2017年版高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)，注重體現(xiàn)物理學(xué)科的本質(zhì)，以物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任為導(dǎo)向.

物理觀念的考查：物理觀念主要包括物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀、能量觀，除第14題以外，其它試題均有對(duì)物理觀念的考查，每題考查的具體物理觀念和具體體現(xiàn)的內(nèi)容如表4所示.

表4 試題考查物理觀念的分析結(jié)果

續(xù)表

由表4可知，試卷有考查物質(zhì)觀的5題，占比27.78%，考查運(yùn)動(dòng)與相互作用觀的11題，占比61.11%，考查能量觀的4道，占比22.22%，可見(jiàn)新高考重視學(xué)生物理觀念的考查，尤其是學(xué)生的運(yùn)動(dòng)與相互作用觀.

科學(xué)探究的考查：對(duì)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的考查主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中，科學(xué)探究?jī)?nèi)容主要考查證據(jù)和解釋，問(wèn)題和交流考查的較少.如第13題，學(xué)生需要從紙帶中分析、獲取有效的信息計(jì)算碰前和碰后速度，考查了學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)中的證據(jù)意識(shí).紙帶的分析為該題亮點(diǎn)，突破了以往認(rèn)為紙帶只能反映速度的局限認(rèn)識(shí)，若該題沒(méi)有實(shí)驗(yàn)裝置圖，也能從這個(gè)紙帶分析出紙帶承載的物理過(guò)程.通過(guò)該紙帶，不僅能夠計(jì)算出碰前速度，碰后速度，兩個(gè)物體碰撞中的相互作用時(shí)間在紙帶中也有所體現(xiàn)，可以為動(dòng)量定理的考查留下伏筆.第14題最后一問(wèn)從理想模型向?qū)嶋H問(wèn)題過(guò)渡了，考查了學(xué)生科學(xué)探究中的誤差分析意識(shí)，若電流表A2的內(nèi)阻不能忽略，仍用(1)中方法，則筆芯電阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比如何變化.科學(xué)探究過(guò)程中進(jìn)行誤差分析能夠有效的加深理解,以誤差為紐帶,將理論與實(shí)驗(yàn)緊密相連,也能培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的考查往往伴隨物理觀念和科學(xué)思維的考查進(jìn)行，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會(huì)責(zé)任，考查題目和具體表現(xiàn)如表5所示.

表5 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任考查

由表5可知，山東省2020年模擬卷中有8題通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境的方式，伴隨性地考查了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，占比44.44%，涉及物理學(xué)史、體育運(yùn)動(dòng)、生產(chǎn)生活、科技前沿，充分體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念，要求學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建物理模型、分析實(shí)際問(wèn)題.例如第15題，以高速公路避險(xiǎn)車道為背景，第2問(wèn)中假設(shè)的斜面傾角為15°，而不再?gòu)谋阌谟?jì)算的特殊角出發(fā)，更加貼近生活實(shí)際；另外以科技時(shí)事為命題背景，反映現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果和科學(xué)思想，不僅展示了我國(guó)強(qiáng)大的科技能力，增加學(xué)生的民族自豪感，還能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生社會(huì)擔(dān)當(dāng)?shù)呢?zé)任意識(shí).