延續“北京特色”,鞏固改革成果,穩步推動創新
——北京市2022年普通高中學業水準等級性考試物理卷試題特點
在實現2020年高考理綜卷向等級考單科卷的改革平穩落地和2021年等級考命題的進一步穩定發展的背景下,2022年物理卷命題進一步深化考試內容改革,力求物理命題有利於導向中學教學,有利於高校選拔新生,促進高中、高校人才培養的有效銜接。
一、 總體概況
堅持“穩中求進”命題工作總基調,延續“北京特色”,鞏固改革成果,穩步推動創新。
命題理念的穩定。2022年物理卷命題繼續堅持對“物理本質”的考查,注重選擇日常教學經常涉及的常規問題和簡單情境為命題素材,注重從日常生活實際情境中選取素材,考查考生對基本概念和規律的物理本質的理解;考查考生分析並解決原始問題、實際問題的能力;考查考生發現問題、表述問題、分析論證並解決問題的能力。
能力考查的持續探索。以考查科學探究能力的實驗題為例,2022年繼續拓寬實驗能力考查的範圍,首次將實驗過程中的故障分析作為考查內容,引導教學打破一線實驗教學中的“按部就班假探索”的實驗教學弊端,切實引導中學“真做實驗真探究”。此外,在學生實驗的拓展性考查上進一步深入創新,要求考生基於學生實驗原理,但跳出學生實驗情境和實驗室環境,利用生活中物品開展實驗探究活動。
內容體系的逐步完善。充分發揮高考命題的育人功能和積極導向作用,構建引導學生德智體美勞全面發展的考試內容體系。如試題對中國科學院全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)、“天宮課堂”、我國首座國際標準跳臺滑雪場地“雪如意”等內容的呈現,引導考生關注時代發展,呈現我國新時代科技發展的新成就。利用壓力感測器設計水庫水位預警系統、居家測量重力加速度、搖繩粗測和運用現代科技準確測量地磁場等試題,引導考生開展創新性實踐和創造性勞動。對排球運動中“墊球”過程和跳臺滑雪運動過程中蘊含的物理原理的考查,引導學生在體育活動中思考其中的科學原理,提升參與體育活動興趣和運動技能。開普勒定律和引力的平方反比律等試題內容,引導學生感悟物理學“大道至簡”的科學美感。
順應學情變化的適度調整。根據教學端學情的變化,物理命題進行了針對性的技術調整。一是切實回歸教材,加大從教材選取素材的比例,大量試題源於教材內容。二是優化難度設計,低起點切入逐步提升,避免考生作答過程中心態的大幅波動。選擇題、實驗題、論述題三部分均從最基礎、最簡單、學生最熟悉、最易上手的問題作為起點,有利於考生調節心態,緩解緊張情緒。此後逐層遞進,逐步深入,力求讓考生在物理考試過程中心態平和,適度緊張。
二、 試題特色
1、素材選取的鮮活多樣
貫穿古往今來。第19(2)題即以引力平方反比律為素材,要求考生親歷先賢的思維過程,考查考生的模型建構和推理論證的科學思維。第14題以中國科學院在托卡馬克核聚變實驗裝置運作的世界紀錄為背景素材,考查了考生獲取新資訊解決實際問題的能力。
打通課堂內外。2022年物理卷命題緊密結合生活實際創設問題情境,引導學生運用物理觀念認識自然現象,理解生活情境。第6題將生活中常見的“繩波”為素材考查機械波的基礎知識,第8題將“手持細線拉著小球做圓周運動”的情境從課堂移至“天宮”、第16(4)題將“利用自由落體運動測量重力加速”實驗由實驗室環境移至“居家學習”環境等,這些試題均深入結合實際生活情境,引導學生運用物理學知識從物理學視角認識思考生活情境。
連接現實科幻。2022年物理試卷既有對於生活情境的思考,也有基於科普科幻情境的問題創設。第8題以“天宮課堂”為背景,通過對在“天宮”和地面進行同一實驗的對比分析,第19(3)題以電影《流浪地球》涉及的科幻題材切入,以為地球尋找繞某新恒星運動的適宜人類居住的公轉軌道設置問題情境。
2、問題設計的靈活開放
第16(4)題要求考生寫出實驗需要測量的物理量及相應的測量方法,答案並不唯一,考生答案言之成理、科學可行即可。第20題是物理學科命題在“開放性”上的進一步嘗試,尤其是第(3)問的解答也具有較強的開放性,考生可設計多種不同測量思路,為學生思維的靈活性和發散性提供了充分展示的平臺。
3、能力考查的綜合深入
突出實踐能力。第13題以某同學設計利用壓力感測器設計水庫水位預警系統為背景設置問題情境,引導學生學會把實際情境轉化為解決問題的物理情境,把情境中需要完成的工作轉化為相應的物理問題。第16(4)、20(3)題則直接考查考生的實踐能力,要求考生根據題目要求設計測量思路。
考查學科本質。以第12題為例。試題要求學生能夠根據題目資訊,分析並理解跳臺滑雪各個動作背後的物理學原理。第14題則突出考查考生對學科概念、規律的物理本質的深入認識,如對核反應中釋放的核能與參與反應的粒子的機械能的辨析與理解,對托卡馬克裝置需高溫運作的內在原理的思考等。
4、素養立意的逐步進階
2022年物理卷探索了不同核心素養以及核心素養的各個組成要素的考查,在此基礎上,基於不同物理情境,通過設計不同層次和能力要求的問題,力圖體現核心素養不同水準的考查和區分。
以模型建構為例。第19題完整呈現了三個水準的考查。第(1)問要求學生熟練運用行星繞太陽做橢圓運動的模型,符合“能在熟悉的問題情境中應用常見的物理模型”的水準2要求;第(2)問要求學生根據問題需要選擇行星繞太陽做圓周運動的模型完成引力平方反比律的證明,符合“能在熟悉的問題情境中根據需要選用恰當的模型解決簡單的物理問題”的水準3要求。第(3)問則要求學生將地球在新公轉軌道的溫度與接收恒星的輻射量進行關聯,並建立恒星向外輻射能量的模型,符合“能將實際問題中的對象和過程轉換成物理模型”的水準4要求。
以制定探究方案為例。第16(1)(2)(3)問要求考生根據已有的科學探究方案,使用基本的器材獲得數據,符合水準2的要求。第(4)問符合“能在他人幫助下制定科學方案,使用基本的器材獲得數據”的水準3要求。第20(3)問更進一步,要求學生僅根據第(2)問的結論,制定測量北京地區地磁場強度的思路,符合“面對真實情境,制定有一定新意的科學探究方案”的水準5要求。
