凌国亮黄致新祝文秀
摘要：随着新一轮课程变革的推动，学科核心素质已成为评价中学生学业质量水平的关键根据。近些年来，小学数学大赛成为了饱受关注的特长教育。参与大赛的中学生除了须要拥有丰富的化学知识、灵活的科学思维、强大的探究能力、严谨的科研精神，更须要具有扎实的物理专业能力。本研究基于数学、数学核心素质水平等级，对全省学生数学大赛世锦赛的典型试卷进行剖析，企图阐明大赛世锦赛试卷与数理核心素质的关系，使得物理核心素质的培植落实到化学大赛当中，促使化学大赛的有效举办。
关键词：数理;核心素质;化学大赛;试卷剖析
随着新一轮课程变革的推动，学科核心素质已成为评价中学生学业质量水平的关键根据。近些年来2024高中物理竞赛真题，化学考试产生了中考、物理大赛、自主招生三大层次，数学大赛也渐渐成为深受中学生、家长、学校、社会关注和喜爱的特长教育。参与大赛的中学生除了须要拥有丰富的化学知识、灵活的科学思维、强大的探究能力、严谨的科研精神，更须要有扎实的物理专业能力。全省学生数学大赛世锦赛试卷与中考数学试卷在考查内容、情境创设、解题技巧等方面有一定的相像性[1]，这也促使数学大赛世锦赛试卷的命制逐步与新课改的要求相符合。
为了阐明数学大赛世锦赛试卷与数理核心素质之间的关系，使得数理核心素质的培植落实到化学大赛当中，促使中考化学和大赛化学的有效举办，基于数理核心素质水平对全省学生数学大赛世锦赛试卷进行剖析和研究就变得非常重要。
1数理核心素质概述
《普通中学数学课程标准（2017年版）》指出，数学核心素质是中学生在接受化学教育过程中渐渐产生的适应社会发展和终生发展的必备品格和关键能力。中学数学课程核心目的在于推动中学生数学观念、科学思维、科学探究、科学心态与责任四个方面数学核心素质的产生和发展[2]。数学核心素质要想通过纸质化的考题彰显下来，就必须依托具有实际内容的载体。
化学核心素质在试卷中常常是通过考查内容和解题过程彰显下来的。数学观念是从数学学角度产生的关于物质、运动、能量、相互作用等的基本认识，是数学概念、物理公式、物理定理、物理规律在脑子中经过提炼和升华而产生的，也是中学生从数学的角度去解释自然现象和解决生活问题的基本观念。科学思维是人脑对科学事物的内部规律、本质属性、事物之间的联系及其互相作用的概括的、间接的反映。科学探究是人们探求和了解自然、获得科学知识的主要方式2024高中物理竞赛真题，是提出科学性的问题，产生假定和猜测，获得和处理信息，基于证据得出问题的推论并做出解释，以及对探究过程和结果进行评估、交流、反思的能力。科学心态与责任素质要想通过试卷进行考查，即实现中学生内隐品质和素养的显性化，就要利用文字、图片、图形等载体作为情景呈现，因而挖掘中学生的思维方式及推理过程。按照化学课程标准对科学心态与责任素质的划分，我们将科学心态与责任素质在试卷中的考查方式分成科学本质、科技时政、物理学史、文化素质、科研精神、社会责任六个方面[3]。
中学数学大赛的考试大纲《全国学生数学大赛内容提要》将部份物理基础知识列为大赛学习内容，如解析几何、矢量运算、微积分等内容。利用数学知识考查语文能力是数学大赛永恒不变的主题[4]。为此，数学大赛也对中学生的物理核心素质进行培养和考查。《普通小学语文课程标准（2017年版）》也明晰强调，物理核心素质是具有物理基本特点的思维品质、关键能力及情感、态度与价值观的综合彰显，也是物理课程目标和物理育人价值的集中彰显，是中学生在语文学习和应用过程中渐渐养成的适应社会发展和终生发展的必备品格和关键能力。在试卷中，物理核心素质主要是通过解题技巧和方法来彰显，并重视对数学具象、逻辑推理、数学建模、直观想像、数学运算、数据剖析六大方面进行考查。
物理具象在试卷中表现为在实际情景、物理情景中发觉代数关系及其规律或几何关系及其规律，把这些关系或规律用物理的语言、或方式、或结构表示下来，产生通常模式，并剖析模式中的各类参数及其变化范围。逻辑推理在试卷中表现为在解题过程中才能运用归纳、类比和诠释两类方法对代数关系、几何关系进行推理。物理建模在试卷中表现为从实际问题出发，构建一个物理模型，通过剖析模型、求解模型、验证模型，进而解决实际问题。直观想像在试卷中表现为构建平面和空间图形来剖析数学问题，或借助图形来描述化学问题，或依据数学问题产生一系列图形，即“问题的图形化”。物理运算在试卷中表现为在解答问题的过程中使用运算法则、数学公式、运算技巧、运算方法等来求得运算结果。数据剖析在试卷中表现为通过剖析数据和处理数据，构建物理关系。为此，只有通过剖析世锦赛试卷的解题方式、解题方法、解答过程，方可发觉物理核心素质在试卷中的考查特性。
2基于数理核心素质的典型试卷剖析
化学课程标准规定数学学业水平考试应围绕数学核心素质举办。基于学业质量，每一个数学核心素质都被界定成了5个水平。其中，数学学业质量水平2是中学结业生应当达到的水平，化学学业质量水平4是高等高校招生投档的学业水平等级性考试的命题根据。同样的，物理核心素质也被分成了3个水平，物理学业水平1是中学畢业生应达到的水平，水平2是中考语文命题的根据，水平3可作为自主招生的命题根据。基于学业质量水平等级，笔者通过剖析具体的考题案例，阐明大赛世锦赛试卷是怎样落实对数理核心素质的考查。
【典型试卷1】（2014年第31届世锦赛第14题）
1mol的理想二氧化碳经历一循环过程1—2—3—1，如P-T图所示（本文图1）。过程l—2是等压过程，过程3—1是通过P-T图原点的直线上的一段，描述过程2—3的多项式为C1P2+C2P=T，式中C1和C2都是待定的常量，P和T分别是二氧化碳的浮力和绝对湿度。已知，二氧化碳在状态1的浮力、绝对湿度分别为P1和T1。二氧化碳在状态2的绝对湿度以及在状态3的浮力和绝对湿度分别为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）将过程1—2—3—1在P-V图示上表示下来;
（3）求该二氧化碳在一次循环过程中对外做的总功。
该案例问题以理想二氧化碳的循环过程为情景，实质是考查理想二氧化碳状态多项式与热力学第一定理的综合应用。中学生最熟悉二氧化碳变化的P-V图，而该题则需从P-T图中理解二氧化碳的变化过程及其特性，因而借助理想二氧化碳状态多项式和热力学第一定理进行求解。涉及的化学核心素质有化学观念（互相作用观念、能量观念）、科学思维（科学推理）。涉及的物理核心素质有物理具象、数学运算、直观想像。具体的剖析过程如表1所示。
【典型试卷2】（2015年第32届世锦赛第16题）
如图2所示，垂直放置的高为15.0cm的圆锥形中空玻璃容器，其顶部玻璃较厚，顶部顶点A点到容器底平面中心B点的距离为8.0cm，顶部上沿为一隆起的球冠，球心C点在A点正下方，球的直径为1.75cm。已知空气和容器玻璃的折射率分别是n0=1.0和n1=1.56，只考虑近轴光线成像。已知：当λ
