2023年高考物理全国卷试题评析（人民教育）

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民小编说

培养青少年的科学素养和科学志向需要考试评价与教学共同努力。这篇文章从命题角度对2023年三套高考物理全国卷进行研究，发现其命题以素养立意，面向全体学生，弘扬科学精神，助推科学教育生态良性发展。具体表现有哪些？这些特点和变化对分省自命题和高中物理教学有哪些启示？一起来看——

党的二十大报告指出：“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。”办好人民满意的教育，是贯彻落实科教兴国、人才强国、创新驱动发展战略的基础。发挥指挥棒功能的考试命题是“办好人民满意的教育”中最重要的环节之一，承担着“立德树人、服务选才、引导教学”的重任。

2023年，教育部教育考试院共命制了三套理综试题，分别为全国甲卷、全国乙卷和新课标卷。三套试卷坚持以立德树人为导向，通过命制基础性、综合性、应用性和创新性物理试题，突出物理学科特点，全面考查学生的物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任等核心素养水平，引导学生树立正确价值观，发挥学科育人功能。

从命题角度研究高考物理全国卷，会发现其中有许多突出特点和新变化。这些特点和变化，是贯彻落实习近平总书记“对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起”“要在教育‘双减’中做好科学教育加法”等系列重要指示，也传递出新时代教育评价改革的强有力信号，对各省份物理学科自命题开展和高中物理教学具有重要的示范和引领作用。

一、高考物理全国卷的基本情况

教育部教育考试院命制的三套物理试题，主要提供给未进入新高考的省份使用，其中四川、广西、贵州、西藏4个省份使用全国甲卷；河南、江西、陕西、甘肃、内蒙古、青海、宁夏、新疆8个省份使用全国乙卷；安徽、云南、黑龙江、吉林、山西5个省份采用新课标卷。采用新课标卷的省份使用新课标、新教材，考试科目形式仍采用理科综合卷，考试内容包括必修与选择性必修，没有选做题。

从难度设计来看，高考物理全国卷难度结构设计进一步优化，甲、乙两卷总体难度与去年相比略有下降，新课标卷难度与乙卷相当。许多考生从理综考场出来，脸上洋溢着自信的笑容。有考生接受采访时说，“今年物理试题比去年、前年的题都简单”“第一次把物理做完，比平时做的练习简单”“考完物理我就笑了”等[1][2][3]。从数据上看，以使用甲卷的某地为例，在物理部分2023年学生的得分率比2022年高出约9%，在最后一道题（25题）上零分人数比例大幅降低，满分人数也有数量级的提升。

从整卷结构来看，三套高考物理全国卷结构如表1。甲、乙两卷包含必考部分和选考部分，题型包含单选题、多选题、实验题和计算题，总题量为14道题，题型、题量与去年保持一致。新课标卷题型与甲、乙卷一致，没有选考部分，总题量为13道题，比甲、乙卷少了一道多选题，从而使主观题分值所占比例提升到56.4%。

表1：高考物理全国卷的题型结构

从试题内容结构来看，高考物理全国卷突出对核心大概念的考查，与高中物理课程标准在内容、认知水平和学业质量水平上保持较高一致性。尽管由于考试时间限制题量有限，但每套试卷均覆盖了高中物理课程标准“课程内容”要求中70%以上的二级主题并与课标要求的认知水平一致，对学生的核心素养考核对准学业质量水平4。

从测试目标来看，试题设计以素养立意，突出对科学思维和科学探究的考查，采用大量生活实践问题情境和学习探究问题情境作为考查学生核心素养的载体，复杂运算减少。试题情境中，课程标准和教材中的典型问题情境与科学探究问题情境所占比例最大。三套物理卷中课程标准和教材中的典型问题情境分值占比在45%—70%，科学探究问题情境占比在20%左右。

二、回应人民对高质量教育的期待，助推科学教育生态良性发展

人民满意的教育是立德树人的教育，是促进公平的教育，是改革创新的教育，还是提高质量的教育。2023年高考物理全国卷体现高中新课程标准的理念和高考评价体系的要求，更加突出高考选拔性功能之外的立德树人和引导教学功能，对人民群众的需求与期望作出回应。具体体现在以下几个方面：

（一）命题顶层设计体现出面向全体学生，促进学生全面发展

“试题难不难”“题目做完了吗”“有不会的题目吗”往往是等在考场外的家长和老师迎接孩子时最先问的问题。这些问题就是人民群众最关心的话题：考卷的难度、题量、与教学的一致性。

2023年高考物理全国卷在落实《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》中物理学科核心素养和学业质量水平测评的基础上，注重基础性考查，适当调整了总体难度，引导教学和评价向更能激发教师和学生动力与积极性的方向发展。过去，有许多省份考生在物理部分平均得分率较低，远低于50%。在“3+1+2”新高考模式中，物理与历史均是以原始分计入高考总分，但两个学科在同一个录取批次的单科分数线上相差35—40分。这种情况会在一定程度上挫伤师生积极性，不利于吸引学生选择物理，进而选择投身到以物理为基础的科学技术类专业学习和科技创新事业中去。总体难度的调整使得学生在学习物理时更有自信，教师对教授物理也更有成就感，有利于引导分省命题平稳过渡并降低新冠疫情带来的影响。

题量减少，主观题所占比例增大，复杂运算减少，这样设计相对降低了对熟练度的要求，留给学生更充分的思考时间，让学生去进行“问题解决”而不仅仅是“解题”。在学生平时的测试中，试卷常常是大题量、高难度，导致学生在考场上几乎没有思考时间，要不假思索地落笔和解题。这样测试考查的是学生的熟练程度和做题速度，容易导致教师以“讲题”替代“讲课”，总结出大量“模型”“套路”，学生大量机械刷题，以保证在测试中不会遇到生题，能够迅速套用“模型”来求解答案。高考物理全国卷的结构调整有利于引导教学扭转前述局面，重视学生知识的建构过程和深度学习，把大量低阶思维训练转变为通过深度学习培养学生的分析、评价和创造等高阶思维。

（二）勇于担当，助推科学教育生态良性发展

“物理那么容易还怎么能把分数拉开呢”“这样对尖子生太不公平了”——关于物理卷的变化也有不少质疑声音。对以上观点，笔者并不赞同。教育公平是社会公平的重要基础。公平的教育意味着以有教无类促进教育机会公平，以因材施教促进教育过程公平，以各得其所促进教育结果公平[4]。

首先，高中物理教育绝不是仅仅关注最顶尖学生的区分度，更应该关注的是对全体学生的公平。从测评角度来看，区分度是指测验题目能够在多大程度上区分被试所要测量的心理品质的水平差异，一种简单计算方法是极端分组法，如前27%的高分组学生在该题得分率减去后27%的低分组学生得分率 [5]。而一个省份参加高考的考生大约有几十万名，排名前十的考生所占比例不到万分之一，再考虑到全体考生在110分上的频数分布，其实不可能在前十位上体现出区分度。如果能，恰恰是对绝大部分学生的不公平。基础教育是面向所有学生的，而不只是学科精英。教育考试的公平，要让不同情况的孩子都能获得有选择的成长路径。

其次，关于拔尖创新人才的选拔和培养，国家已经出台了一系列政策。2023年，教育部等十八部门印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》（简称《意见》）提出，各地、各有关高校要积极探索拔尖创新人才选拔培养有效模式，建立统筹协调机制，明确“中学生英才计划”“强基计划”“基础学科拔尖学生培养计划”“高校科学营”等项目在选拔、培育、使用上的各自侧重点，细化支持措施，推进有序实施，提高培养效率。这些项目增加了评价的多元性，也缓解了高考的部分选拔压力。

最重要的是，这些变化将有利于科学教育生态良性发展。物理学家费曼曾经批评一种“自我繁衍的系统（self-propagating system）”式的科学教育，在这种教育系统中，人们通过考试，然后又去教人家怎样通过考试，谁也不去管怎样理解科学知识的实质[6]。物理教育的目的不是通过考试，而是通过物理学科学习来培养学生在未来成功生活的核心素养，培养“学生适应个人终身发展和社会发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力，即物理观念、科学思维、科学探究、科学态度责任等方面”，是培养学生面对未来将要出现但目前可能还不存在的新难题、新挑战、新工作的能力。

（三）对试卷难度与区分度的应然讨论

试卷难度设计需要考虑整卷的总难度、难度的结构和影响难度的因素。整体难度调整不意味着把所有试题难度降低，更需要调整“易中难”题目在整卷中的比例。每道题目都有其功能设计和最佳区分度区间。命制多少分值的试题来区分中等水平学生、多少分值区分高水平学生，既与高考的选拔功能密切相关，主要取决于各个档次学校在该区域的招生人数和比例；也与引导教学密切相关，整卷中最大比例难度的试题应该是面向所有学生的。

试卷难度的影响因素主要有内容难度、刺激难度、任务难度和预期反应难度等，具体包括试卷内容所涵盖的知识量、内容在教学中的重视程度和信息量等，考生试图理解题目中文字以及试题其他伴随信息（例如，图表、图形等）所面临的困难，构思和表达答案所面临的困难，以及命题者在评分方案或评分标准中规定的难度等[7]。具体到学科，高考物理试题难度主要影响因素包括知识点多寡、物理过程的复杂性以及数学过程的复杂性等[8]。试卷难度影响因素很多，总体而言，难度设计应该体现核心素养的考查，比如考查物理建模、科学推理、科学论证、科学探究等关键能力，而不是体现在“繁难偏怪”或是把难度设计在数学计算上，要让物理题“难”得有价值。

2023年高考物理全国卷难度结构设计合理，聚焦核心素养考查，复杂运算减少，新课标卷总题量减少，增大了主观题比例。这些结构性调整体现了命题团队对国家科学教育政策的回应，助力“双减”。其对命题的精准把握和勇于担当的精神，值得各个进入新高考的省份在分省自命题时借鉴和参考。

三、弘扬科学精神和科学家精神，激励中学生树立科技报国志向

习近平总书记指出：“科学成就离不开精神支撑。科学家精神是科技工作者在长期科学实践中积累的宝贵精神财富。”《意见》中也强调“大力弘扬科学精神和科学家精神”，要通过培养学生的科学精神，增强科技自信自立、厚植家国情怀，努力在学生心中种下科学的种子，引导孩子编织当科学家的梦想，激励他们树立科技报国的远大志向。

新课标卷第16题，让学生了解高精准的计时工具——铯钟的工作原理，引导学生拓展课外阅读范围，关注物理前沿。目前，世界上只有少数几个国家的时频实验室才能研制出很高精度的铯钟，中国计量科学研究院是其中之一。以此为情境命题，引导师生关注科技前沿，了解我国各方面科技发展在国际坐标中的位置，增强了学生的民族自信和文化自信。

新课标卷第17题，这是继2021年全国甲卷第18题、2022年全国乙卷第14题等之后，继续聚焦近年来我国取得巨大进步和成就的航空航天事业——关于空间站、运输飞船、空间探索等。既是在彰显我国科学家经过不懈努力，实现从“被人拒之门外”到“即将拥有世界上唯一的空间站”的伟大成就，亦是希望引领更多有志青年投身这项伟大的事业，起到了很好的高考指挥棒作用。

四、加强对科学探究的考查，引导师生做好每一个物理实验

近年来，中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》、国务院办公厅印发的《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》以及《意见》等多个文件均提到：创新试题形式，坚持素养立意，增加探究性、开放性、综合性试题比例，减少机械刷题；加强实验考查；充分考虑学生学习和生活实际，提高试题情境设计水平；注重考查学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。

普通高中物理新课程标准中提出，科学探究是物理学科核心素养的重要组成部分。“科学探究”是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。观察和实验是科学研究的基本方法，是获得感性材料、探索科学规律、认识科学世界的基本手段。由实验在物理等自然科学学科中的重要性推出其在教学中具有举足轻重的地位，似乎理所当然，但在现实的物理教学中，教师以讲实验代替做实验、以播放实验视频代替真实实验操作的现象仍然存在。

2023年高考物理全国卷通过试卷和试题设计，在引导教学改变上述不良倾向上作出积极努力。试卷一方面加大了对学生实验能力考查的比例。在甲、乙卷中，除了实验题部分外，还在选择题部分各有两道题以实验为试题载体，使得实验能力考查分值达到27分。另一方面，在考查中除了基本实验仪器的使用、基本测量方法的掌握之外，非常注重通过误差分析、数据图像处理考查学生对实验原理的真正理解，用探究性、开放性实验考查学生对图表的信息处理能力和逻辑推理能力，对现象分析、解释和预测的能力。

全国甲卷第21题和全国乙卷第17题（如图1）就是典型例子。两道题目命题素材来源于经典的电磁阻尼现象。磁铁在铝管中慢落，这个实验素材在教材的课后习题有出现（如图2），甚至在科技馆里也有相关装置（如图3）进行演示。但这两道试题并不是课本实验的重复，而是采用了“漆包线绕在有机玻璃管和铝管外侧，用传感器采集强磁体在管内下落的过程中通过漆包线的电流随时间变化曲线并做对比”的新情境。在这个探究情境中，学生没有现成的“模型”或“套路”可以调用，需要去读懂这个电磁感应现象的科学探究过程，能从这个学生小组所做的比较实验中推断研究问题是什么，对实验数据进行解读，并对小磁体的运动状态和受力情况进行预测。这道试题最巧妙的是给学生提供了一个可参考、可重复的实验，成功勾起学生的好奇心和探索欲望。有学生在考后提出一系列问题：这个实验是真的吗？在强磁体连续下降过程中，总有一匝正在被强磁体通过，怎么会出现感应电流脉冲呢？强磁体在下落过程中到底有没有翻转？漆包线缠绕的疏密和不同绕法是否会影响感应电流的波形……那么在学生大胆质疑、对这一系列问题进行探索并主动设计实验寻找证据的过程中，科学探究项目式学习就自然而然地发生了，学生的探索性、创造性思维得到了培养。而图4正是笔者与学生在问题的驱动下进行系列探究的情景。通过实验，我们获得了与图1相似的电流随时间变化的图像。

五、以情境为载体，考查学生高阶思维能力

科学高阶思维主要指科学领域中的创造性思维、批判性思维、科学自我效能感和元认知等。在上一代测评中，创造性思维、批判性思维被认为是通用能力，属于心理学范畴。在最新研究中，高阶思维被认为是有领域特殊性的，科学领域中的创造性思维、批判性思维的外显表现为科学问题解决能力和科学探究能力等。而国际上许多大规模测评项目都将测试目标定位为预测学生在未来解决问题的能力。

复杂真实的问题情境在评价核心素养中具有重要价值，是评价学生核心素养发展水平的重要依托[9]。根据《中国高考评价体系说明》对情境的分类，对高考物理全国卷进行分析，发现其中采用了大量的“生活实践问题情境”和“学习探究问题情境”。比如全国乙卷第16题，聚焦2022年全球天文观测的一个重要事件——迄今为止最亮的伽马射线暴，用科技前沿问题考查物理学中一个重要的大概念“爱因斯坦质能方程”。又如新课标卷第25题中的密立根油滴实验，这是物理发展史上一个重要的基础性成果，不仅物理思维呈现得非常“漂亮”，此实验还得到了物理学上一个非常重要的基本量——元电荷。它既是物理学史问题情境，亦是课程标准和教材中的典型问题情境。再如，降雨是生活中的常见现象，“雨滴从高空落下，为什么不会把人砸伤”是一个真实又有趣的问题。新课标卷第15题题干描述了无风时雨滴由于受到阻力作用在地面附近达到收尾速度、匀速下落的情境，帮助学生建立了一种接近真实的受到阻力的落体运动模型。在学生进一步学习物理后，这个模型还可以继续精细化探究下去：在不同情况下，阻力与速度的关系是什么样的，会有不同吗？雨滴能达到收尾速度匀速下落吗，还是只能无限接近收尾速度？随着科学探究的深入，便能解答前面那个生活中的真实问题。还有前述全国甲卷第21题和全国乙卷第17题关于电磁感应的实验情境，是典型的科学探究情境；全国甲卷第18题采用在电子显示设备中常用的电场聚集电子束的模型，是与生产生活紧密联系的物理情境。

六、创新试题形式，在开放性和探究性上不断突破

学生一旦离开学校，他们在生活中遇到的任务就没有结构性了，完成任务的方式也更无章可循。许多教育家使用“真实性评价”（authentic assessment）这一术语来强调开放性任务与真实生活的相似性[10]。而开放性试题为学生高阶思维和能力提供了展示空间，鼓励学生产出观点，而不仅仅是在预定选项中作出选择。

在一个高利害考试中设计开放性试题是极具挑战性的：一是选择命题素材的困难；二是解答过程受纸笔考试和时空限制，无法在提出观点后进一步寻找证据；三是阅卷的困难。篇幅有限，本节主要讨论命题素材的选择。

开放题（open-ended problem）从其英文表述来看是指结果开放（open-ended）的问题。而在高中物理学科考试领域，试题的开放性应该是相对封闭性而言的。从问题的结果上看，可能是截至目前还没有定论的问题，可能是以高中生目前认知水平无法得到答案的问题，还可以是存在竞争性的观点、需要在考试后进一步探究才能判定的问题等。从作答方式上，开放是指允许学生自主选择、组织和表达观点，允许学生多样化展现实践应用能力。开放还指有未来可拓展空间，学生在继续深入学习后，可以对现有问题提出更加精细化的解释或设计出更优的问题解决方案。

以新课标卷第24题为例，乍看此题，学物理的人可能会感到一阵紧张，因为看似简单的“打水漂”实则是一个相当复杂的问题，不仅涉及石子的抛体运动，还涉及石子与水的相互作用、石子与空气的相互作用、水的表面张力等问题，似乎超出了高中生能力范围。题目设问“将一石子从距水面高度为h处水平抛出，抛出速度的最小值为多少”，一下子将模型拉到了教师和学生非常熟悉的平抛运动模型。而本题妙就妙在命题者并未将“打水漂”情境变成一个“壳子”，而是让问题生长在情境中。要将“水漂”打成功，石子“接触水面时的速度方向与水面的夹角不能大于θ”。这个必要条件简化了打水漂的物理模型，让这个阶段的学生可以解决问题，又给学生埋下了科学问题的种子——为什么入水角度不能大于θ？θ是多少？如何才能控制这个θ？这就体现了试题的开放性。未来，在学生进一步学习之后，甚至在大学、研究生阶段还可以对这个问题做更深入、更精细的探究。

探究性、情境性、开放性试题能甄别学生的物理学科核心素养水平，而不是死记硬背的能力；引导学生在测试后想要进一步探究、实验和观察，而不是“机械刷题”；促使学校和家长想给孩子提供更多科技探究实践机会，而不是“提前教学”或“应试培训”；让学生即使没有答对，也能在测评中得到学习与收获。

七、对教育教学的引导与启示

综上所述，2023年高考物理全国卷在其顶层设计和具体实施上有减法也有加法。难度结构设计优化和实施精准，题量和复杂运算减少；聚焦核心概念，注重科学探究，考查高阶思维，加强对学生科学探究能力和科学问题解决能力的考查，做好科学教育的加法。这些变化对教学有以下启示。

（一）将科学精神和科学家精神融入高中物理教学

2018年国际学生评估项目（Program for International Student Assessment，PISA）对15岁学生科学相关职业志向（Science Career Aspirations）的调查中，发现我国学生科学学业成绩位居第一，但有志向未来从事科学相关职业的学生人数比例仅有25%，在79个参测国家（地区）中排名倒数第九。[11] 有研究表明，性别、家庭经济状况、父母的态度、学生对科学的态度以及学生对科学家的看法是影响科学职业理想形成的主要因素。[12] 高考物理全国卷选取我国科技发展前沿的系列情境，正是一个很好的示范，引导教师把科学家的光辉事迹、追求真理的科研过程、勇攀科学高峰的心路历程作为教学内容和案例，让学生在掌握科学知识的同时深刻体会其中蕴含的伟大科学家精神：爱国精神、创新精神、求实精神、奉献精神、协同精神等；引导学生不怕困难，迎难而上，勇攀高峰，把自主选择与国家科技发展、人才储备需求结合起来，为国家和社会作出贡献。

（二）用丰富的情境进行教学，培养学生的科学思维

纸笔考试中，有情境的物理问题解决可以大致分为四个阶段：“从真实情境到物理模型—过程分析和推理—选择公式—推导演算”。在前人研究中，学生在解决真实情境试题上的表现远低于无情境的试题或常见情境的试题[13]。两种试题的差异就在于是否需要学生处理从真实问题到物理模型的建构过程。以前述新课标卷第24题“打水漂”问题为例，这道试题涉及的公式和数学计算并不复杂，难就难在学生要“能将实际问题中的对象和过程转换成所学的物理模型”，即新课标中对“科学思维”水平4的要求。学生在情境性试题上遇到困难，反映出目前物理教学中的一个问题，即比较关注“选公式”“做计算”，而忽视了“从真实情境到物理模型”“过程分析和推理”的重要过程。

基于情境的物理教学能更有效地提高学生的动机、解决问题的能力和成就[14]。情境教学让学生有机会看到科学在现实世界中的应用，把概念、知识与情境相结合，把物理世界与现实世界联系起来。从情境对促进深度学习的作用来看，可以将情境分为两类：一种是尽量接近真实的情境；另一种是与心理作用交互，暴露学生迷失概念的情境[15]。在实施中，情境不仅可以作为教学的导入，吸引学生注意力，更应该作为学生提出问题、解决问题，暴露学生迷失概念的真正载体，培养学生模型构建、科学推理、科学论证、质疑创新的科学思维，激发学生持续的学习兴趣和科学志向。

（三）重视知识的建构过程，给学生创造科学探究经历

科学教育教学的目标不仅仅是学习科学的产物（概念、模型和理论等），还要围绕科学的本质和历史，知道科学知识是如何发展的；学会“做科学”，发展科学探究实践所需的知识和技能；解决社会性科学议题[16]。在物理教学中应根据目标逆向设计，给学生创造科学探究的经历，深入做好每一个实验，让学生知其然还要知其所以然；创造条件变验证性实验为探索性实验；开放实验室，让学生有发现问题、科学探究的机会，有不断试错和纠正的机会。

综上所述，学生科学素养的培养需要评价和教学通力合作，打破“应试教育自我繁衍的系统”，导向科学教育遵循育人的规律，在教育与人、教育与社会发展上保持一种“生态平衡”，孕育出良好的科学教育发展态势，才能更有力地为社会主义现代化提供科技人才保障和智力支持。