凌國亮黃致新祝文秀
摘要：隨著新一輪課程變革的推動，學科核心素質已成為評價中學生學業質量水平的關鍵根據。近些年來，小學數學大賽成為了飽受關注的特長教育。參與大賽的中學生除了須要擁有豐富的化學知識、靈活的科學思維、強大的探究能力、嚴謹的科研精神，更須要具有扎實的物理專業能力。本研究基于數學、數學核心素質水平等級，對全省學生數學大賽世錦賽的典型試卷進行剖析，企圖闡明大賽世錦賽試卷與數理核心素質的關系，使得物理核心素質的培植落實到化學大賽當中，促使化學大賽的有效舉辦。
關鍵詞：數理;核心素質;化學大賽;試卷剖析
隨著新一輪課程變革的推動，學科核心素質已成為評價中學生學業質量水平的關鍵根據。近些年來2024高中物理競賽真題，化學考試產生了中考、物理大賽、自主招生三大層次，數學大賽也漸漸成為深受中學生、家長、學校、社會關注和喜愛的特長教育。參與大賽的中學生除了須要擁有豐富的化學知識、靈活的科學思維、強大的探究能力、嚴謹的科研精神，更須要有扎實的物理專業能力。全省學生數學大賽世錦賽試卷與中考數學試卷在考查內容、情境創設、解題技巧等方面有一定的相像性[1]，這也促使數學大賽世錦賽試卷的命制逐步與新課改的要求相符合。
為了闡明數學大賽世錦賽試卷與數理核心素質之間的關系，使得數理核心素質的培植落實到化學大賽當中，促使中考化學和大賽化學的有效舉辦，基于數理核心素質水平對全省學生數學大賽世錦賽試卷進行剖析和研究就變得非常重要。
1數理核心素質概述
《普通中學數學課程標準（2017年版）》指出，數學核心素質是中學生在接受化學教育過程中漸漸產生的適應社會發展和終生發展的必備品格和關鍵能力。中學數學課程核心目的在于推動中學生數學觀念、科學思維、科學探究、科學心態與責任四個方面數學核心素質的產生和發展[2]。數學核心素質要想通過紙質化的考題彰顯下來，就必須依托具有實際內容的載體。
化學核心素質在試卷中常常是通過考查內容和解題過程彰顯下來的。數學觀念是從數學學角度產生的關于物質、運動、能量、相互作用等的基本認識，是數學概念、物理公式、物理定理、物理規律在腦子中經過提煉和升華而產生的，也是中學生從數學的角度去解釋自然現象和解決生活問題的基本觀念。科學思維是人腦對科學事物的內部規律、本質屬性、事物之間的聯系及其互相作用的概括的、間接的反映。科學探究是人們探求和了解自然、獲得科學知識的主要方式2024高中物理競賽真題，是提出科學性的問題，產生假定和猜測，獲得和處理信息，基于證據得出問題的推論并做出解釋，以及對探究過程和結果進行評估、交流、反思的能力。科學心態與責任素質要想通過試卷進行考查，即實現中學生內隱品質和素養的顯性化，就要利用文字、圖片、圖形等載體作為情景呈現，因而挖掘中學生的思維方式及推理過程。按照化學課程標準對科學心態與責任素質的劃分，我們將科學心態與責任素質在試卷中的考查方式分成科學本質、科技時政、物理學史、文化素質、科研精神、社會責任六個方面[3]。
中學數學大賽的考試大綱《全國學生數學大賽內容提要》將部份物理基礎知識列為大賽學習內容，如解析幾何、矢量運算、微積分等內容。利用數學知識考查語文能力是數學大賽永恒不變的主題[4]。為此，數學大賽也對中學生的物理核心素質進行培養和考查。《普通小學語文課程標準（2017年版）》也明晰強調，物理核心素質是具有物理基本特點的思維品質、關鍵能力及情感、態度與價值觀的綜合彰顯，也是物理課程目標和物理育人價值的集中彰顯，是中學生在語文學習和應用過程中漸漸養成的適應社會發展和終生發展的必備品格和關鍵能力。在試卷中，物理核心素質主要是通過解題技巧和方法來彰顯，并重視對數學具象、邏輯推理、數學建模、直觀想像、數學運算、數據剖析六大方面進行考查。
物理具象在試卷中表現為在實際情景、物理情景中發覺代數關系及其規律或幾何關系及其規律，把這些關系或規律用物理的語言、或方式、或結構表示下來，產生通常模式，并剖析模式中的各類參數及其變化范圍。邏輯推理在試卷中表現為在解題過程中才能運用歸納、類比和詮釋兩類方法對代數關系、幾何關系進行推理。物理建模在試卷中表現為從實際問題出發，構建一個物理模型，通過剖析模型、求解模型、驗證模型，進而解決實際問題。直觀想像在試卷中表現為構建平面和空間圖形來剖析數學問題，或借助圖形來描述化學問題，或依據數學問題產生一系列圖形，即“問題的圖形化”。物理運算在試卷中表現為在解答問題的過程中使用運算法則、數學公式、運算技巧、運算方法等來求得運算結果。數據剖析在試卷中表現為通過剖析數據和處理數據，構建物理關系。為此，只有通過剖析世錦賽試卷的解題方式、解題方法、解答過程，方可發覺物理核心素質在試卷中的考查特性。
2基于數理核心素質的典型試卷剖析
化學課程標準規定數學學業水平考試應圍繞數學核心素質舉辦。基于學業質量，每一個數學核心素質都被界定成了5個水平。其中，數學學業質量水平2是中學結業生應當達到的水平，化學學業質量水平4是高等高校招生投檔的學業水平等級性考試的命題根據。同樣的，物理核心素質也被分成了3個水平，物理學業水平1是中學畢業生應達到的水平，水平2是中考語文命題的根據，水平3可作為自主招生的命題根據。基于學業質量水平等級，筆者通過剖析具體的考題案例，闡明大賽世錦賽試卷是怎樣落實對數理核心素質的考查。
【典型試卷1】（2014年第31屆世錦賽第14題）
1mol的理想二氧化碳經歷一循環過程1—2—3—1，如P-T圖所示（本文圖1）。過程l—2是等壓過程，過程3—1是通過P-T圖原點的直線上的一段，描述過程2—3的多項式為C1P2+C2P=T，式中C1和C2都是待定的常量，P和T分別是二氧化碳的浮力和絕對濕度。已知，二氧化碳在狀態1的浮力、絕對濕度分別為P1和T1。二氧化碳在狀態2的絕對濕度以及在狀態3的浮力和絕對濕度分別為T2以及P3和T3。二氧化碳常量R也是已知的。
（1）求常量C1和C2的值;
（2）將過程1—2—3—1在P-V圖示上表示下來;
（3）求該二氧化碳在一次循環過程中對外做的總功。
該案例問題以理想二氧化碳的循環過程為情景，實質是考查理想二氧化碳狀態多項式與熱力學第一定理的綜合應用。中學生最熟悉二氧化碳變化的P-V圖，而該題則需從P-T圖中理解二氧化碳的變化過程及其特性，因而借助理想二氧化碳狀態多項式和熱力學第一定理進行求解。涉及的化學核心素質有化學觀念（互相作用觀念、能量觀念）、科學思維（科學推理）。涉及的物理核心素質有物理具象、數學運算、直觀想像。具體的剖析過程如表1所示。
【典型試卷2】（2015年第32屆世錦賽第16題）
如圖2所示，垂直放置的高為15.0cm的圓錐形中空玻璃容器，其頂部玻璃較厚，頂部頂點A點到容器底平面中心B點的距離為8.0cm，頂部上沿為一隆起的球冠，球心C點在A點正下方，球的直徑為1.75cm。已知空氣和容器玻璃的折射率分別是n0=1.0和n1=1.56，只考慮近軸光線成像。已知：當λ
