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山东省2020年普通高中学业水平等级考试物理试题评析
2020-07-09
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  2020年是山东省高考综合改革的落地之年,纵览2020年等级考物理试题,稳重清新之风扑面而来,试题风格既有传承更有发展。试题依据《课程标准》和《指导意见》,紧密联系考生实际,突出立德树人总要求,充分彰显素养导向理念和育人功能,为满足高校选才需求,引导和助力持续推进基础教育改革必将起到积极的作用。

  一、突出立德树人要求,彰显高考育人功能

  试题通过恰当选取背景素材,将立德树人的要求融入到物理试题的解答过程中,厚植爱国主义情怀,彰显了高考的育人功能。

  改革开放以来,我国科技发展取得了举世瞩目的伟大成就。近年来,我国的航天技术更是发展迅速,今年将计划实施火星探测任务“天问1号”。第7题以此为背景,考查考生对万有引力定律、牛顿运动定律的理解与应用。引导考生关注我国航空航天事业的发展,可以提升考生学习物理的兴趣,激发考生的民族自豪感和使命感。第13题攀登珠峰并进行高程测量、第15题中医拔罐治疗疾病的物理原理、第16题冬季奥运会U型池比赛等,这些试题充分发挥物理学科特点,设计与体育运动和生产劳动相联系的实际情境,培养考生热爱体育和劳动,引导考生增强体育健康意识、树立劳动观念,在展现我国科技、文化、体育等方面成果的同时,弘扬中华优秀传统文化,充分体现了立德树人的要求。

  二、遵循核心价值要求,注重关键能力考查

  试题在核心价值和学科素养的引领下,注重对关键能力和必备知识的考查。这对中学物理教学改革有良好的导向作用,为全面落实素质教育提供了强有力的支撑。

  第2题有机地将原子核衰变和电流结合在一起形成新的物理情境,要求考生综合利用衰变的特点、电流、元电荷的概念等知识综合求解,考查了考生在新情境中对综合性物理问题进行分析和推理并得到正确结论的能力。

  第16题以冬奥会中的单板滑雪U型池比赛为问题情境,考查考生运用运动的合成与分解的方法处理曲线运动的能力。处理抛体运动一般需要沿水平和竖直两个方向分解,而解答本题时,若将抛体运动沿平行和垂直边界两个方向进行分解,则更能体现物理过程的意义,物理思维更清晰明确,使考生体会到物理学中化繁为简、化曲为直研究方法的奥妙。这种设计提高了试题的开放性和探究性,可以引导考生打破常规进行独立思考和判断,考查了考生创造性解决物理问题的能力。

  第17题利用质谱仪工作环境中的加速电场、偏转电场和偏转磁场构建物理场景,需要考生将粒子的三维运动简化为匀加速直线运动、匀速圆周运动和类平抛等平面或直线运动,考查了考生将复杂实际问题中的对象、过程转换成物理模型的能力。

  三、试题情境特征鲜明,联系生活实际密切

  纵观全卷,2020年物理试题情境化特征鲜明,有的情境来源于生活,与日常生活以及生产实践密切相关,这类问题重在考查考生运用所学知识解释生活中的现象、解决生产实践中的问题的能力;有的情境来源于真实的研究过程或实际的探索过程,考生在解决这类情境中的问题时,必须启动已有知识,运用创新的思维方式开展智力活动。

  第1题的问题情境是与考生生活联系密切的“乘坐电梯的过程”,是一道典型的体现生活实践情境的试题。试题还原知识应用的实际过程,要求考生具有关于运动与相互作用的基本认识,能够运用物理概念和规律在头脑中的提炼与升华来解释相关现象和解决实际问题。

  第11题以“弹簧振子与物块连接”这一学习探索问题为情境,需要考生对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系进行抽象概括,基于事实证据和科学推理提出创造性的见解。试题通过新情境、新设问和新的呈现方式,促使考生主动思考,发现新问题、找到新规律、得出新结论。

  第15题的问题情境是取材于我国传统文化的“中医拔罐”,通过对火罐和抽气罐内气体状态变化的对比研究,考查考生对气体实验定律的理解与应用,展示了中华优秀传统文化中蕴含的魅力。试题通过引入源于生活的问题和现象,鼓励考生理论联系实际,关心日常生活、生产活动中蕴含的物理原理,思考课堂所学内容的应用价值。

  四、创新实验方案设计,加强探究能力考查

  物理学是一门以实验为基础的学科,物理规律的发现、物理理论的建立大多以实验为基础。实验探究是培养学生物理学科素养的重要途径。今年的两道实验题均在必做实验的基础上进行了创新设计,旨在考查科学探究能力和素养,有利于引导中学物理教学重视实验教学和学生实验能力的培养。

  第13题创新性地利用手机、木板等身边的器材重新组合、构建新的实验方案来测量重力加速度的大小;要求考生利用已学基础知识和实验原理,依据新的实验目的,结合实验数据分析图像中物理量,并在此基础上根据物体下滑加速度与重力加速度的关系求解问题,这对考生的自主探究意识和能力提出了较高的要求。考查了考生的“设计实验与制订方案、获取和处理信息”等科学探究能力。

  第14题是对“测量电源电动势和内阻”实验方案的探究。实验发现“电压表示数的变化范围比较小”,若用图像法处理数据,会发现实验数据点集中在比较小的区域内,作图误差大。解决这个问题的一般做法是减小图像坐标的最小分度值。本题要求考生找出“电压表示数的变化范围比较小”的原因,从新的角度设计解决这个问题的实验方案,并根据改进设计方案,选择合适的器材,处理给出的数据,模拟连接电路图。体现了对“设计实验与制订方案,基于证据得出结论并作出解释,对探究过程和结果进行交流和反思”等科学探究素养的考查。

  提出一个好的问题比解决一个问题重要得多。第14题中问题设计巧妙、立意新颖,具有创新性。本题需要考生深入理解实验原理,基于事实证据和科学推理分析,考查考生对不同观点和结论大胆提出质疑和批判,进行检验和修正,进而提出创造性见解的能力与品格,重点突出对科学探究素养的考查。引导中学物理教学注重培养考生的科学思维能力,对待问题的科学态度和提出问题、解决问题的科学精神。

  五、紧扣课程标准要求,彰显素养导向理念

  物理学科的核心素养能够为学生适应现代及未来社会生活、应对社会发展的挑战打下必备的基础,对学生的终身发展有着独特作用,是物理学科育人价值的集中体现。

  试题紧扣《课程标准》和《指导意见》,准确把握其精神内涵,聚焦物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等物理学科核心素养,注重引领中学物理教学重视必备知识教学和关键能力培养,注重联系实际、关注生活变化、关心社会发展与科技进步,以期满足学生终身发展的需求。

  第5题考查的内容涉及变压器、串并联电路、交变电流等必备知识。需要考生从物质和能量观念等学科素养出发,综合运用电磁学基本概念和基本规律解决问题。该题涉及的电路元件,都是与日常生活紧密关联的,这将有助于提升考生对电气化的现代生活的适应能力。

  第12题以电磁学中常见的感应电流的产生过程为情境,体现了对“获取和处理信息、基于证据得出结论、探究运动状态变化与相互作用关系”等素养的要求。考查了演绎推理、抽象思维等关键能力。该题可以有效引导中学物理教学,加强对考生核心素养和综合能力的培养,彰显了试题素养导向的理念。

  第18题考查立意和问题设置尤其精彩,既突出动量守恒定律、机械能守恒定律、牛顿运动定律、运动学等基本规律的考查,又对基本知识和基本规律的熟练掌握和综合运用提出了较高的要求。

  第18(2)题要求考生基于对多次碰撞的分析,归纳第n次碰撞后上升的高度,涉及科学探究素养中的分析综合、推理论证等元素。

  第18(3)题既可以利用等比数列求和公式进行求解,也可以综合运用能量守恒定律得到正确答案,为不同思维倾向的考生均提供了展示的机会,适度开放性的同时亦有公平性的坚守。

  第18(4)题的设问回扣题中约束条件,很好地体现了物理问题的严谨性,引导考生养成严谨认真、实事求是的科学态度。同时,不同的解决思路得出相同的正确结果,充分体现出物理学的自洽和内在和谐。

  该题的顺利解决需要考生具备合理运用科学的思维方法、有效整合学科知识、调动运用学科能力,高质量地认识问题、分析问题、解决问题等综合思维品质。在观念方面,体现了物质观、运动与相互作用观和能量观等要素;在科学思维方面,考查了建模、论证、质疑和创新的过程;在科学探究方面,需要考生基于证据进行大胆的判断和创新;在科学态度与责任方面可以让考生体会到物理学科的严谨性、自洽性和内在的和谐,感受物理学的魅力和美。该题能够有效鉴别考生在“物理观念”、“科学思维”、“科学探究”、“科学态度与责任”等素养方面的综合水平。

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