立足時代發展 凸顯科學素養
——2019年高考物理《考試大綱》解讀

安徽 王 云 宋萬松

起于時代背景，落實于科學素養。

近期教育部考試中心頒布了2019年版高考物理《考試大綱》，《考試大綱》是高考命題的綱領性文件，也是考試評價的依據?！犊荚嚧缶V》依據教育部2003年頒布的《普通高中物理課程標準(實驗)》和《普通高中課程方案(實驗)》，結合中學教學實際，確定高考理工類物理考試內容。本文結合2003年版和2017年版《普通高中物理課程標準》和《普通高中課程方案》對今年的《考試大綱》進行解讀，以期能起到拋磚引玉的作用。

一、高考命題的時代背景——立德樹人、全面發展，提升科學素養

落實“立德樹人、全面發展”的育人總目標，提升學生的科學素養是高中教育義不容辭的責任?？己四繕伺c要求中明確強調“根據普通高等學校對新生思想道德素質和科學文化素質的要求”，相比于2018年，今年考核目標中新增了“思想道德素質”，這與“立德樹人”的目標相互呼應；同時新增了“促進學生德智體美勞全面發展”，這是對“全面發展”目標的深度解讀；并且近年來高考命題角度已經從知識立意、能力立意轉變為核心素養立意，這也直接體現了新時代高考更加注重對學生的素質考核。

二、高考命題的材料背景——注重材料的時代性，關注科技進步和社會發展需求

高考命題注重理論聯系實際，注重物理與科學技術、社會和經濟發展的聯系，注重物理知識在日常學習生活、生產勞動實踐等方面的廣泛應用。相比較去年“在生產、生活等方面的廣泛應用”，今年強調“在日常學習生活、生產勞動實踐等方面的廣泛應用”，這不僅要求廣大考生關注科技進步，更要多留心生活中的生產實踐過程，將理論聯系實際，做到融會貫通。

三、高考命題的立足點凸顯科學素養

1.以圖象為信息載體，全面提升信息采集、處理能力

涉及圖象的考點有：勻變速直線運動及其公式、圖象(Ⅱ)；交變電流、交變電流的圖象(Ⅰ)；簡諧運動的公式和圖象(Ⅱ)；橫波的圖象(Ⅱ)等。

考查方向包括：

(1)質點的直線運動中考向：以圖象為依托，考查對直線運動的認識、理解和應用能力，涉及位移-時間圖象、速度-時間圖象等。

(2)相互作用與牛頓運動定律中考向：以圖象為依托考查學生對動力學中圖象的識別和理解，重點考察速度-時間圖象等，兩道樣題均是兩個階段的非平衡問題。

(3)機械能中考向：單體運動考查動能定理或功能關系，涉及動能-位移圖象、勢能-位移圖象、機械能-位移圖象等。

(4)電場中考向1：通過點電荷形成的電場考查電場力與能的性質，考查電勢φ與該點到點電荷的距離r的關系，充分利用圖象各點的切線斜率與電場強度的關系；考向3：通過圖象考查公式U=Ed的應用，在場強E與該點到點電荷的距離r的關系圖象中充分利用面積與兩點間電勢差的關系。

(5)電路中考向2：直流電路中的功率及其變化問題，考查電源總功率、輸出功率、電源內部的發熱功率與電流或電阻之間的變化關系圖象。

(6)電磁感應中考向6：結合圖象考查電磁感應的綜合問題，涉及的圖象類型極為豐富，有各物理量隨時間的變化，也有各物理量隨空間的變化；既有定量計算，也有半定量分析；既有有圖讀圖，也有無圖畫圖等。解題過程要注意運動過程的變化與法拉第電磁感應定律的結合。

(7)模塊3—4中考向1：通過圖象的形式考查機械振動和機械波，考查波的圖象、振動圖象以及兩圖象間的結合。

圖象貫穿整個物理學，函數圖象清晰地表明各物理量間的邏輯關系，反映物理量的變化規律以及發展趨勢。學生在復習過程中應注意不同圖象間的相互轉換，以及通過坐標轉換把非線性圖象轉換為線性圖象。圖象是信息的載體和處理信息的工具，應充分利用圖象斜率和面積的物理意義，達到有圖看圖、無圖畫圖。

2.以模型為載體，考查建構物理模型能力

今年《考試大綱》中的考核目標中明確強調：大力引導學生從“解題”向“解決問題”轉變。引導學生從“做題”向“做研究”轉變，更多地關注事物的本質，從表面的物理現象中提取主要因素、次要因素、可忽略因素，抓住主要因素，恰當考慮次要因素，剔除可忽略因素來建構恰當的物理模型。

物理模型包括物質模型、狀態模型、過程模型。物質模型有力學中的質點、輕質彈簧、輕桿、細線等；電磁學中的點電荷、平行板電容器、長直導線等；熱力學中的理想氣體等；光學中的薄透鏡、均勻介質等；場物質模型中的勻強電場、勻強磁場等。狀態模型包括研究力學時的動態平衡；研究理想氣體時氣體的平衡態、準靜態；研究原子物理時的基態和激發態等。過程模型包括在研究運動學時，涉及到的如勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動、拋體運動、簡諧運動等；在研究理想氣體狀態變化時，涉及到的如等溫變化、等壓變化、等容變化、絕熱變化等。

考查方向包括：

(1)相互作用與牛頓運動定律中考向1：利用連接體考查物體的受力分析和平衡；考向3：結合連接體考查牛頓運動定律的運用?？枷?和考向3是連接體模型在平衡和非平衡條件下的應用，解題方法包括整體法和隔離法?？枷?：多過程、多質點模型考查牛頓運動定律的綜合應用，涉及板塊模型、傳送帶模型、斜面模型等。

(2)拋體運動和圓周運動中考向2：單獨考查拋體運動的規律及分析方法；考向3：水平面內的圓周運動；考向4：豎直面內的圓周運動。拋體運動和圓周運動是兩類典型的曲線運動模型，拋體運動模型的思維方法是通過分解速度化曲線為直線，重點確定分解對象、分解方法。圓周運動的思維方法重點在于確定軌道平面、軌道圓心、軌道半徑、向心力來源，軌道平面又分為水平面、豎直面和斜面等。這兩類曲線模型可以很好地結合，也可以與斜面、輕桿、細線、圓管、拱橋等模型相結合。此類模型涉及的背景材料比較豐富，大到天體運動，小到原子。

(3)機械能中考向1：結合斜面模型考查功和功率的分析與計算；考向5：連接體考查機械能守恒定律的應用(樣題涉及連接體、斜面、彈簧等模型的綜合應用)；考向6：結合彈簧模型考查機械能守恒定律的應用(樣題涉及斜面、彈簧、質點等模型)。

(4)碰撞與動量守恒中考向3：通過典型模型考查動量和能量的綜合問題，比較常見的模型有碰撞、反沖、爆炸、人船模型等，分析的關鍵在于對運動過程的細化，確定每個階段力、功、能的特點，判斷所研究對象是否滿足動量守恒、機械能守恒等，對于細節問題需要結合圖象，基于動態思維的分析，明確相關臨界條件。

(5)磁場中考向2：通過組合場模型考查帶電粒子在復合場中的運動；考向3：通過疊加場模型考查帶電粒子在復合場中的運動；考向4：通過交變場模型考查帶電粒子在復合場中的運動。磁場問題是高考的難點，具有較強的區分度，考查的模型有組合場、疊加場、交變場等，根據磁場的邊界不同可分為單邊界磁場、雙邊界磁場、多邊界磁場、圓形邊界磁場等，研究對象的運動軌跡有勻速直線運動、變速直線運動、圓周運動、滾線等，涉及磁場的實際應用有質譜儀、回旋加速器(直線加速器、曲線加速器)、磁流體發電機、霍爾效應等。

(6)電磁感應中考向3：以導體框穿越磁場為模型考查法拉第電磁感應定律，導體框可以是矩形、三角形、圓形等；有界磁場可以是單邊界、雙邊界、圓邊界等?？枷?：以導體棒切割磁感線為模型考查電磁感應與電路的綜合問題，切割磁感線的可以是一根導體棒，也可以是兩根導體棒；軌道可以平行，也可以不平行；可以在水平面，也可以在斜面，還可以是組合面；可以是光滑的，也可以是粗糙的。

(7)交變電流中考向1：以發電機模型考查交流電的產生原理和概念，正弦式交變電流的產生可以是線框在勻強磁場中勻速轉動，也可以是磁感應強度隨時間按正弦規律變化，或者有效速度、有效切割長度等隨時間按正弦規律變化?？枷?：以交流電源考查理想變壓器及原理，理想變壓器關鍵構建原、副線圈的電壓、電流、功率等關系。

模型是對實際問題的抽象化理解。分析問題時應明確引起事物發展、變化的主要因素、次要因素以及可忽略因素，在不同的問題背景以及精確度要求下抽取主要因素，適當考慮次要因素，剔除可忽略因素，建立合理的模型。比如一列動車的運行，能否看成質點模型，要根據所研究的問題而定，在研究動車通過一根電線桿所需時間時，動車的長度對所研究的問題是主要因素，電線桿的粗細是次要因素，動車的形狀是不可忽略因素，所以動車不能看成質點，可以把動車模型化為一根棒子；在研究動車從北京到上海所需的時間時，動車的長度遠遠小于北京到上海的距離，動車的長度為可忽略因素，因此就可以將動手建構為質點模型，而且這些問題都沒有涉及車輪的轉動，車身的振動等。此外，動車的啟動過程可以建構為勻加速直線運動模型，動車進站過程可以建構為勻減速直線運動模型，動車平穩運行過程可以建構為勻速直線運動模型，這些運動模型都沒有考慮地球是球體。

3.以實際情境為背景，全面考查科學思維，體現科學態度與責任

高考命題角度從知識立意到能力立意不斷進化，現在已經升華為科學素養立意。以實際情境為背景進行命題是考查科學素養的極佳方法，也是體現這些古老科學方法和思維具有時代性的極好方法。以實際情境為背景命題，可以引導學生經歷科學探究過程，體會科學研究方法，養成科學思維習慣。

考查方向包括：

(1)質點的直線運動中考向2：以生產、生活實際為背景考查質點的直線運動，如100米短跑比賽；考向4：追及、相遇問題考查質點的直線運動，如F1賽車等。

(2)機械能中考向2：機車啟動考查功和功率的分析與計算，如利用太陽能驅動小車。

(3)碰撞與動量守恒中考向1：結合生活現象考查動量定理的理解和應用，如高空作業人員不慎跌落。

(4)萬有引力定律中考向2：衛星變軌過程中基本參量的求解與比較；考向3：衛星對接過程中基本參量的求解和比較，如“神舟十一號”飛船與“天宮二號”對接。相比較2018年《考試大綱》例題12背景材料是衛星在稀薄空氣阻力的作用下，衛星軌道半徑逐漸減小，2019年《考試大綱》例題12背景材料是2017年探測到來自雙中子星合并引起的引力波科學大事件，試題以最新的科學成果設計問題情境，更具有時代性、現實性，更能體現出與現代科學的緊密聯系。

(5)磁場中考向4：通過交變場模型考查帶電粒子在復合場中的運動，如回旋加速器、質譜儀等。

(6)電磁感應中考向2：以科技應用為背景考查楞次定律，如掃描隧道顯微鏡；考向4：以導體棒切割磁感線為背景考查動生電動勢的計算，如發電機和電動機等。

(7)交變電流中考向2：以生活實際為背景考查交變電流的應用，如音響的電路。

(8)原子與原子核中考向4：結合實際考查三種射線、衰變及半衰期，如我國自主研發制造的熱核聚變；考向5：結合實際考查核反應類型以及核能，如大科學工程“人造太陽”。

以實際情境為背景進行命題，要求學生參與生活，思考生活。當然實際背景并非一定是科學前沿如“嫦娥奔月”，“托卡馬克”等，實際背景也可以是我們身邊的事和物，如體育運動、吃飯睡覺、生產勞動、休閑娛樂。以無人機為背景我們可以這樣命題：

滁州中學的物理興趣小組在進行“綜合與實踐”活動時利用無人機航拍瑯琊山蓄能電站。如圖是一架多旋翼無人機水平懸停在空中，從下往上看每條旋翼沿逆時針方向做角速度為ω，半徑為L的勻速圓周運動。已知瑯琊山蓄能電站上空各點的磁場在水平方向磁感應強度為B1，豎直方向磁感應強度為B2。下列說法正確的是

( )

A.旋翼上各點越靠近圓心電勢越高

B.旋翼上各點越靠近圓心電勢越低

命題的落腳點也可以是靜力學、動力學、功和能等。為了考查學科綜合能力，研究對象可以設置為多物體，研究追擊相遇；也可以將運動過程設置為多過程，如：先加速、再勻速等。

4.緊抓分析綜合能力

高考命題以有利于高校選拔新生，有利于培養學生的綜合分析能力和創新思維，有利于激發學生學習科學的興趣為目標。相比于2018年，今年的考核目標添加了“有利于培養學生的綜合分析能力和創新思維”，這對考生的綜合分析能力和創新思維提出了進一步的要求。

考查方向包括：

(1)相互作用與牛頓運動定律中考向4：多過程、多質點模型考查牛頓運動定律的綜合應用。

(2)電磁感應中考向7：以能量轉化為紐帶考查法拉第電磁感應定律的綜合應用；考向8：以移動力學為背景考查電磁感應的綜合問題。

(3)交變電流中考向5：以交流電源和理想變壓器為載體考查交變電流的綜合問題，如遠距離輸電等。

對于此類綜合性問題的復習重點在于加強條理性思維和規范性思維的建立，明確研究對象、想象物理情境和細化運動過程，利用幾何方法把抽象的情境，復雜的運動過程從隱性轉換為顯性。如：空間立體可以通過降維的方法利用二維平面代替，復雜的多過程力求畫運動過程示意圖等。

四、《考試大綱》的啟示

《考試大綱》讓新一輪復習有章可循、有跡可循。教師應對照《考試大綱》逐一理清各個考點的條件、應用范圍，辨析各個考點間的異同點，思考各個考點體現的物理思想、建立過程體現的科學方法、應用過程反映的科學思想以及其在生產、生活中的體現，引導學生逐步從“解題”向“解決問題”轉變。