时子豪 张晓琳 孟 岩

（北京市第一七一中学，北京 100013）

中国高考评价体系由一核、四层、四翼三部分内容组成，其核心功能为“立德树人、服务选才、引导教学”.2021年北京高考物理试题以中国高考评价体系为依托，注重问题情景的创设，注重核心规律和科学方法的考查，促使学生在问题解决的过程中，提升其学科关键能力与核心素养，发挥其育人功能.试卷第19题是一道创新性计算题，该题灵活的“融合”了实验探究与科学论证，引导学生运用物理科学方法（类比法），针对熟悉的力学和电磁学情景，进行问题探讨与解决.本文以此题为案例展开研究，通过对此题的讨论评析，谈谈北京高考试题与核心素养和关键能力的深层关联，以及今后的物理教学与备考策略.

1 试题展示

［2021年北京高考（等级考）物理试卷第19题］类比是研究问题的常用方法.

（2）情境2：如图1所示，电源的电动势为E，线圈的自感系数为L，电路中的总电阻为R.闭合开关S，发现电路中电流I随时间t的变化规律与情境1中的物体速率v随时间t的变化规律类似.写出电流I随时间t变化的方程；并在图2中定性画出I-t图线.

图1

图2

（3）类比情境1和情境2中的能量转化情况，完成表1内容.

表1

2 试题评析

2.1 立意与考点

本题分别选取了高中物理中力学和电磁学中的典型情景，以物体在有阻力作用下从静止下落和电感器充电为素材，考查通过类比方法对两种情景的现象认识和规律探索，并讨论两种情景能量转化的相似点.涉及到的知识点有：牛顿运动定律、自感电动势的概念、功能关系和能量转化与守恒定律等.特别值得一提的是，本题与往年同位置的试题相比较，风格大为不同，极具有创新性，体现在本题问题情景简单熟悉，数学运算要求不高，但对物理观念和科学方法的考查非常深入，需要学生能够准确的分析和理解两种情景所涉及到的物理量、物理过程、功能关系等.学生在求解本问题的过程中，将进一步加深对核心规律的理解，加强对科学方法的领悟.

2.2 关键能力考查

本题主要考查理解能力和推理论证能力.理解能力表现在对两种素材情景的认识、对能量转化与守恒定律的理解以及对类比思想方法的领悟.推理论证能力体现在引导学生通过类比“发现”和“寻找”新旧知识或两种物理情景间的联系与区别，通过将“未知”与“已知”进行类比，挖掘共性，建立横向联系，进而迁移，解决新的问题.

2.3 核心素养要素

本题涉及物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任4个方面的核心素养.物理观念方面考查运动与相互作用观和能量观，通过分析物体下落过程的受力特点，判断物体的运动情况，从而求得下落过程的最大速度，通过分析两个物理情景中的能量“来龙去脉”，进一步理解功是能量转化的量度和守恒思想的意义，建立完整的能量观念.科学思维与科学探究方面，通过正确使用类比思想方法，推理图1电路中电流I与时间t的表达式，以及定性分析电流的变化情况，准确画出变化图线.针对表格中已给的信息，进行类比分析，构建“证据”关联，对两种情景的能量转化情况进行推理论证与准确表述.科学态度与责任方面，要求学生对物理情景与问题进行大胆的质疑创新，对物理过程中的“能量观”发表自己的见解.

2.4 题目考查路径

本题没有复杂的运动情景，也不需要进行复杂的数学运算，甚至并没有传统计算题的演算过程，但通过上述分析可看出，2021年北京高考第19题无论是从学科核心素养还是学科关键能力要求的层级都比较高，试题创设典型的物理情境，设置新颖的呈现方式和设问方式，要求考生在解决问题的过程中能主动思考，进行问题探究，类比迁移已有的知识和思维方式，完成开放性和探究性任务，这是在为学生搭建更大的思维能力展示平台.

图3

第（2）问是以实验为背景的计算题，试题素材取自2019年人教版选择性必修二教材“自感”一节的“做一做”实验，使用电流传感器显示通电时电感线圈对电流影响（如图4）.

图4

图5

图6

表2

3 教学启示

2021年北京市学业水平等级性考试物理试题始终坚持以基础模型为依托，创设真实问题情景，增强知识体系的贯通，注重信息获取、模型建构、物理思想方法的考查，注重学生能力的提升，要求考生既要通过逻辑推理分析问题得到结论，同时更要进行准确严谨的表述.

近年来，北京高考物理试题极具“北京特色”，素材选取上有“人味儿”，试题呈现上有创新，问题设计上有层次.试题情景多选自教材，充分利用教材中的“问题”“实验”“做一做”“拓展阅读”以及课后练习等，题目背景对于学生并不陌生，以熟悉的情景探讨深层次问题，因此无论在新课教学还是高考备考中都应重视教材，挖掘教材.北京物理试题在呈现方式上也非常具有创新性，计算题以实验为背景，融入论述和证明，不涉及复杂的物理过程和繁难的计算过程，着重考查考生对情境的深入思考、对知识规律的深入理解，对思想方法的深入领悟，而这并不是能依靠“题海战术”能取得成效的，因此在教学过程中应注重对物理本质的理解和对核心思想方法的内化.试题每小问的设计既“向下兼容”，对于绝大多数的学生在解决问题时能轻松入门，同时又具备“高端发展”，真正考查学生的综合素养与关键能力，对新课程教学改革起到了积极的导向和推动作用，实现中国高考评价的核心功能.