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(玉環(huán)中學(xué) 浙江 臺(tái)州 317600)

在新一輪高中課程改革和考試招生制度改革的背景下，“核心素養(yǎng)”成為一線教師和命題教師關(guān)注的焦點(diǎn).核心素養(yǎng)是最基礎(chǔ)、最具生長(zhǎng)性的關(guān)鍵素養(yǎng)，就像房屋的地基，它決定房屋的高度.物理學(xué)科的核心素養(yǎng)包括物理概念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，核心素養(yǎng)的命題立意在2021年1月浙江普通高校招生選考科目物理試題中得到了很好的體現(xiàn).

1 立足物理概念或事實(shí) 考查物理觀念

“物理觀念”是指基本知識(shí)、基本概念、基本規(guī)律和基本方法等在頭腦中的提煉和升華.主要包括物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)觀念、相互作用觀念、能量觀念等要素.

1.1 通過(guò)量子概念 考查物質(zhì)觀

【例1】(2021年1月浙江卷第2題)2020年12月我國(guó)科學(xué)家在量子計(jì)算領(lǐng)域取得了重大成果，構(gòu)建了一臺(tái)76個(gè)光子100個(gè)模式的量子計(jì)算機(jī)“九章”，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”快一百萬(wàn)億倍.關(guān)于量子，下列說(shuō)法正確的是( )

A.是計(jì)算機(jī)運(yùn)算的一種程序

B.表示運(yùn)算速度的一個(gè)單位

C.表示微觀世界的不連續(xù)性觀念

D.類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子

1.2 通過(guò)光子、量子、原子、電子、α粒子等概念 考查物質(zhì)觀和相互作用觀

【例2】(2021年1月浙江卷第10題)下列說(shuō)法正確的是( )

A.光的波動(dòng)性是光子之間相互作用的結(jié)果

B.玻爾第一次將“量子”引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念

C.光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，證明了光子除了能量之外還具有動(dòng)量

D.α射線經(jīng)過(guò)置于空氣中帶正電驗(yàn)電器金屬小球的上方，驗(yàn)電器金屬箔的張角會(huì)變大

1.3 通過(guò)具體的能量轉(zhuǎn)化案例 考查能量觀

【例3】(2021年1月浙江卷第11題)一輛汽車在水平高速公路上以80 km/h的速度勻速行駛，其1 s內(nèi)能量分配情況如圖1所示.則汽車( )

圖1 例3題圖

A.發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為70 kW

B.每1 s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是

5.7×104J

C.每1 s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是

6.9×104J

D.每1 s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是

7.0×104J

點(diǎn)評(píng):這3道題都從物理觀念立意，例1和例2考查了對(duì)量子、光子、原子、電子、α粒子等基本概念的理解和領(lǐng)悟，例3從能量分配流程圖讀取發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能，考查了對(duì)能量轉(zhuǎn)化、能量守恒、能量耗散的本質(zhì)理解.物理基本觀念包括物質(zhì)觀、時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀、相互作用觀、能量觀、物理價(jià)值觀等.隨著時(shí)間流逝，學(xué)生在學(xué)校所學(xué)的大量學(xué)科知識(shí)都將逐漸淡化甚至遺忘，真正伴隨一生發(fā)展并持續(xù)發(fā)揮作用的不是具體的學(xué)科知識(shí)，而是知識(shí)升華后留存在我們思想意識(shí)層面的東西.當(dāng)學(xué)生將具體的物理知識(shí)都忘掉的時(shí)候，在他的頭腦中“剩下的東西”是什么呢？應(yīng)該是學(xué)生通過(guò)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，所形成的從物理的視角認(rèn)識(shí)事物和解決問(wèn)題的思想、方法、觀點(diǎn)，即植根于學(xué)生頭腦中的物理基本觀念.

2 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境 考查科學(xué)思維

“科學(xué)思維”是從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)性，內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式，是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)理想模型的抽象概括，主要包括物理模型的構(gòu)建、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等相關(guān)要素.

2.1 考查物理模型的建立條件

【例4】(2021年1月浙江卷第2題)2020年11月10日，我國(guó)“奮斗者”號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，坐底深度10 909 m.“奮斗者”號(hào)照片如圖2所示，下列情況中“奮斗者”號(hào)一定可視為質(zhì)點(diǎn)的是( )

圖2 例4題圖

A.估算下降總時(shí)間時(shí)

B.用推進(jìn)器使其轉(zhuǎn)彎時(shí)

C.在海溝中穿越窄縫時(shí)

D.科學(xué)家在其艙內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)

【例5】(2021年1月浙江卷第8題)如圖3所示是通有恒定電流的環(huán)形線圈和螺線管的磁感線分布圖.若通電螺線管是密繞的，下列說(shuō)法正確的是( )

圖3 例5題圖

A.電流越大，內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)

B.螺線管越長(zhǎng)，內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)

C.螺線管直徑越大，內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)

D.磁感線畫得越密，內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)

2.2 考查物理模型的辨別能力

【例6】(2021年1月浙江卷第15題)為了提高松樹(shù)上松果的采摘率和工作效率，工程技術(shù)人員利用松果的慣性發(fā)明了用打擊桿、振動(dòng)器使松果落下的兩種裝置，如圖4(a)、(b)所示.則( )

圖4 例6題圖

A.針對(duì)不同樹(shù)木，落果效果最好的振動(dòng)頻率可能不同

B.隨著振動(dòng)器頻率的增加，樹(shù)干振動(dòng)的幅度一定增大

C.打擊桿對(duì)不同粗細(xì)樹(shù)干打擊結(jié)束后，樹(shù)干的振動(dòng)頻率相同

D.穩(wěn)定后，不同粗細(xì)樹(shù)干的振動(dòng)頻率始終與振動(dòng)器的振動(dòng)頻率相同

2.3 考查物理模型的推理與估算

【例7】(2021年1月浙江卷第9題)某一滑雪運(yùn)動(dòng)員從滑道滑出并在空中翻轉(zhuǎn)時(shí)經(jīng)多次曝光得到的照片如圖5所示，每次曝光的時(shí)間間隔相等.若運(yùn)動(dòng)員的重心軌跡與同速度不計(jì)阻力的斜拋小球軌跡重合，A，B，C和D表示重心位置，且A和D處于同一水平高度.下列說(shuō)法正確的是( )

圖5 例7題圖

A.相鄰位置運(yùn)動(dòng)員重心的速度變化相同

B.運(yùn)動(dòng)員在A，D位置時(shí)重心的速度相同

C.運(yùn)動(dòng)員從A到B和從C到D的時(shí)間相同

D.運(yùn)動(dòng)員重心位置的最高點(diǎn)位于B和C中間

【例8】(2021年1月浙江卷第7題)嫦娥五號(hào)探測(cè)器是我國(guó)首個(gè)實(shí)施月面采樣返回的航天器，由軌道器、返回器、著陸器和上升器等多個(gè)部分組成.為等待月面采集的樣品，軌道器與返回器的組合體環(huán)月做圓周運(yùn)動(dòng).已知引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，地球質(zhì)量m1=6.0×1024kg，月球質(zhì)量m2=7.3×1022kg，月地距離r1=3.8×105km，月球半徑r2=1.7×103km.當(dāng)軌道器與返回器的組合體在月球表面上方約200 km處做環(huán)月勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其環(huán)繞速度約為( )

A.16 m/s

B.1.1×102m/s

C.1.6×103m/s

D.1.4×104m/s

點(diǎn)評(píng):這幾道試題都強(qiáng)調(diào)模型及其建構(gòu)，著重考查學(xué)生在真實(shí)或模擬真實(shí)情境中，分析物理現(xiàn)象中的關(guān)鍵特征和主要因素，建立合適的物理模型來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題.例5突出考查勻強(qiáng)磁場(chǎng)模型的建構(gòu)條件分析，利用環(huán)形電流磁場(chǎng)類比判斷通電螺線管長(zhǎng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)弱的關(guān)系；例6考查了物體做受迫振動(dòng)和自由振動(dòng)兩種模型的特征及其模型的識(shí)別；例7考查斜拋運(yùn)動(dòng)的模型建構(gòu)及其對(duì)稱分析推理方法，例8基于一種科學(xué)假設(shè)的情況下，考査對(duì)組合體繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)環(huán)繞速度的估算.

另外，試卷的計(jì)算題也強(qiáng)調(diào)模型建構(gòu)，著重考查學(xué)生在真實(shí)或模擬真實(shí)情境中解決問(wèn)題的能力.例如，試卷第21題以嫦娥五號(hào)成功實(shí)現(xiàn)月球著陸和返回為背景，設(shè)計(jì)了一種新型著陸裝置.該題情境新穎，需要學(xué)生建構(gòu)等效電路模型、棒相對(duì)磁場(chǎng)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)模型、電容器穩(wěn)態(tài)模型等，考查學(xué)生對(duì)電路、電磁感應(yīng)定律、電容器、安培力等基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論的綜合應(yīng)用.第22題以芯片制造技術(shù)為背景，設(shè)計(jì)了離子注入晶圓的問(wèn)題情境，考查學(xué)生對(duì)電場(chǎng)、磁場(chǎng)、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律等基本知識(shí)和基本模型的綜合應(yīng)用.這些問(wèn)題都體現(xiàn)出試題以實(shí)際問(wèn)題為背景，要求學(xué)生分析物理現(xiàn)象中的關(guān)鍵特征和主要因素，建立合適的物理模型，具有分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

從以上試題分析看出，這些問(wèn)題突出了物理思維和物理建模能力的考查，適度淡化了復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，有利于引導(dǎo)師生重視基本概念和基本模型的教與學(xué)，提高學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律和物理原理分析和解決具有真實(shí)背景問(wèn)題的能力，使中學(xué)教學(xué)逐步走出題海，回歸核心素養(yǎng)的培養(yǎng).啟示在今后的教學(xué)中，應(yīng)該創(chuàng)設(shè)物理真實(shí)情境，建立模型表象，提取模型特征，研究模型遵循的規(guī)律，研究模型變式，應(yīng)用模型解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生建構(gòu)模型的意識(shí)和能力，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維方法、從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行科學(xué)推理和論證的關(guān)鍵能力.

3 基于探究要素 考查實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h2>

“科學(xué)探究”是指基于證據(jù)的猜想和假設(shè)，獲取證據(jù)信息和處理信息，并對(duì)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)估.

3.1 考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

【例9】[2021年1月浙江卷第18題(1)]在“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，②現(xiàn)有如圖6所示的實(shí)驗(yàn)器材，照片中電阻箱阻值可調(diào)范圍為0～9 999 Ω，滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍為0～10 Ω，電流表G的量程為0～3 mA、內(nèi)阻為200 Ω，電壓表的量程有0～3 V和0～15 V.請(qǐng)?jiān)趫D中選擇合適的器材，在答題紙相應(yīng)方框中畫出兩種測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路圖.

圖6 例9題圖

3.2 考查物理原理

【例10】[2021年1月浙江卷第18題(2)]在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，可拆變壓器如圖7所示.為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量，鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成.硅鋼片應(yīng)平行于(單選).

圖7 例10題圖

A.平面abedB.平面abfe

C.平面abghD.平面aehd

點(diǎn)評(píng):浙江省往年物理選考對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的考查包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等方面的內(nèi)容，這次選考試題例9出現(xiàn)了考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，而實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)探究的重要環(huán)節(jié)，體現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)探究中的核心素養(yǎng)的全面考查.例10通過(guò)可拆變壓器硅鋼片的疊放位置考查學(xué)生對(duì)渦流的認(rèn)識(shí)和理解.這些基于教材高于教材的試題設(shè)計(jì)，重點(diǎn)考查了學(xué)生利用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，有利于引導(dǎo)學(xué)生積極探究，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和提高學(xué)生創(chuàng)新能力.

4 滲透科技成就 彰顯科學(xué)責(zé)任

“科學(xué)態(tài)度和責(zé)任”是指對(duì)待科學(xué)的正確態(tài)度和責(zé)任感，主要包括理解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境的關(guān)系，熱愛(ài)自然，珍惜生命，具有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感等.

這次選考試題緊扣時(shí)代性，在體現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)緊密結(jié)合的同時(shí)，大多以我國(guó)近年來(lái)重大工程和科技成就為背景，這不僅能滿足“通過(guò)真實(shí)情景下問(wèn)題的解決來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生物理素養(yǎng)”的要求，加強(qiáng)了物理與生活的聯(lián)系，使學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)物理是有用的，同時(shí)因?yàn)橥怀隽酥袊?guó)元素，彰顯了育人目標(biāo)，能激發(fā)學(xué)生愛(ài)國(guó)情懷，使學(xué)生產(chǎn)生民族自豪感，激勵(lì)學(xué)生勇攀科學(xué)高峰.如第1題以我國(guó)安裝在南極大陸昆侖站的自主研發(fā)的全自動(dòng)無(wú)人值守望遠(yuǎn)鏡為背景，第2題以我國(guó)量子計(jì)算機(jī)“九章”的重大成果為背景，第3題以我國(guó)“奮斗者”號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底為背景，第7題和第21題均以我國(guó)首個(gè)實(shí)施月面采樣返回的航天器嫦娥五號(hào)為背景，第14題以我國(guó)全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置為背景……試題很好地將知識(shí)作為育人的載體，充分挖掘知識(shí)建構(gòu)過(guò)程中蘊(yùn)含的情感因素和內(nèi)在價(jià)值，積極引導(dǎo)學(xué)生掌握物理的基本概念和基礎(chǔ)理論的同時(shí)，通過(guò)相應(yīng)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生強(qiáng)烈的家國(guó)情懷、積極的人生態(tài)度、事實(shí)求是的科學(xué)精神.