陳新傳

摘?要：本文以2019年高考全國理綜Ⅰ卷物理情境化試題為例，分析了高考物理試題考查的物理學科核心素養(yǎng)，提出高三一輪復習可以從教材資源、體育比賽或游樂活動以及STSE問題方面加強情境化教學，最后分析了筆者情境化課堂教學的一點啟示.

關(guān)鍵詞：高考試題;創(chuàng)設(shè)情境;情境化教學;核心素養(yǎng)

隨著新一輪課程改革的不斷深入，新高考背景下的物理試題對于核心素養(yǎng)的考查所占的比重越來越大.考查物理觀念主要考查學生掌握的基礎(chǔ)知識，而考查科學思維主要是情境化試題，創(chuàng)設(shè)的物理情境與生活生產(chǎn)、科學技術(shù)等緊密聯(lián)系，使物理知識更貼近生活，立足生活實際創(chuàng)設(shè)物理情境，通過情境分析提煉物理模型，運用物理知識解決一些實際問題，強調(diào)理解推理應(yīng)用和分析能力的培養(yǎng).因此，高中物理課堂教學要加強情境化教學，落實學科核心素養(yǎng)，提升學生解題素養(yǎng).

本文以2019年高考全國理綜Ⅰ卷物理情境化試題為例，對考查的物理學科核心素養(yǎng)以及情境化課堂教學進行分析.

1?高考試題分析

例1?（2019全國Ⅰ卷·第16題）最近，我國為“長征九號”研制的大推力新型火箭發(fā)動機聯(lián)試成功，這標志著我國重型運載火箭的研發(fā)取得突破性進展.若某次實驗中該發(fā)動機向后噴射的氣體速度約為3km/s，產(chǎn)生的推力約為48×106N，則它在1s時間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為（?）

A.16×102kg?B.16×103kg

C.16×105kg?D.16×106kg

解析?以火箭噴射出的氣體為研究對象，設(shè)1s內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量為m，根據(jù)動量定理可得：

Ft=mv-0

其中v=3km/s=3000m/s

得m=Ftv=48×106×13000kg=16×103kg，故B正確.

評析?本題以我國正在研制的“長征九號”大推力火箭發(fā)動機為情境，考查學生應(yīng)用動量定理計算發(fā)動機在單位時間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量， 引導學生關(guān)注我國的航天航空——重型運載火箭的成就與發(fā)展，增強民族自豪感，樹立民族自信心，堅定中國夢.

考查必備知識：動量定理.

關(guān)鍵能力：本題考查動量定理的應(yīng)用，意在考查學生對動量定理的理解能力、分析推理能力，運用所學物理知識解決實際問題的能力.

核心素養(yǎng)：根據(jù)題設(shè)情境建構(gòu)物理模型形成物理觀念，利用科學思維方法進行科學推理，運用動量定理解決物理問題，關(guān)注科學技術(shù)進步，培養(yǎng)科學態(tài)度與責任.

例2?（2019全國Ⅰ卷·第18題）如圖1所示，籃球架下的運動員原地垂直起跳扣籃，離地后重心上升的最大高度為H.上升第一個H4所用的時間為t1，第四個H4所用的時間為t2.不計空氣阻力，則t2t1滿足（?）

A.1

C.3

解析?利用逆向思維分析，籃球運動員垂直起跳扣籃做豎直上拋運動，可看作逆向的自由落體運動，利用勻變速直線運動重要推論：初速度為零的勻加速直線運動中，連續(xù)相等的位移內(nèi)時間之比等于1∶（2-1）∶（3-2）∶（2-3）∶……∶（n-n-1），可得：t2t1=12-3=2+3，則3

評析?本題以籃球運動員原地垂直起跳扣籃做豎直上拋運動為情境，考查學生對豎直上拋運動或勻變速直線運動規(guī)律的理解和運用，考查學生靈活應(yīng)用所學物理知識分析和解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生熱愛體育運動，引導學生增強體育健康意識，促進學生德智體美勞全面發(fā)展.

考查必備知識：豎直上拋運動或自由落體運動.

關(guān)鍵能力：熟練正向逆向思維分析能力，要求考生把豎直上拋運動看成反向的自由落體運動.

核心素養(yǎng)：建構(gòu)物理觀念——豎直上拋運動，弄清物理情境，利用科學思維方法對物理問題進行推理分析，提出解決實際問題的方法——逆向思維.

2?情境化教學的實施策略

從近年的高考物理試題情境化來看，試題情境化與物理問題相結(jié)合考查學生知識和能力，培養(yǎng)學科核心素養(yǎng)必然成為高考物理試題命題的趨勢.這種情境化高考物理試題，既能積極引導教師的課堂教學情境化，提高課堂效率，也能激發(fā)學生學習物理的熱情，幫助學生在情境中建構(gòu)物理觀念，構(gòu)建物理模型，理解物理規(guī)律，培養(yǎng)科學思維能力.因此，高三物理一輪復習有必要加強情境化課堂教學，適應(yīng)新高考，提升解題素養(yǎng).

21?深入挖掘教材資源，提升教學品味

物理課堂教學的實施離不開情境創(chuàng)設(shè)，創(chuàng)設(shè)物理課堂情境有助于提高教學效率.物理試題總是將物理問題設(shè)置在物理情境之中，教師在教學中要深入研究教材，挖掘教材中的高考資源，靈活運用教材，巧妙創(chuàng)設(shè)教學情境，提升課堂教學品味.教材是課堂教學最優(yōu)質(zhì)的教學資源，教師是教材的實施者，學生是教材的使用者.教材作為物理學科知識與方法的重要載體，其中的插圖、“問題與練習”及其他輔助欄目“思考與討論”、“說一說”、“科學漫步”等資源都是高考試題的來源，蘊藏著潛在的教學價值.教學過程中，教師通過研究教材，重視對教材資源的理解，最大限度地挖掘教材資源，比如教材的文化內(nèi)涵、學科方法、科學資料，并結(jié)合創(chuàng)設(shè)物理情境開發(fā)運用教學資源，利用情境驅(qū)動學習，實現(xiàn)“用好教材”的目標，提升教學效果.

例3?（2018年全國Ⅱ卷·第14題）如圖2，某同學用繩子拉動木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路面運動至具有某一速度，木箱獲得的動能一定（?）

A.小于拉力所做的功

B.等于拉力所做的功

C.等于克服摩擦力所做的功

D.大于克服摩擦力所做的功

答案A.本題源自人教版《物理·必修2》第58頁插圖.本題考查物理觀念——動能定理，科學思維——分析理解能力.

例4?（2016年全國 Ⅰ 卷·第15題）現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來分析比質(zhì)子重很多的離子，其中加速電壓恒定.質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場.若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應(yīng)強度增到原來的12倍.此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為（?）

A.11?B.12?C.121?D.144

答案D.本題源自于人教版《物理·選修3-1》第102頁“問題與練習”第3題.本題考查物理觀念——動能定理、洛倫茲力、勻速圓周運動，科學思維——運用物理知識分析、解決粒子在電場中加速和勻強磁場中做勻速圓周運動問題的能力，充分體現(xiàn)了學生的科學素養(yǎng).

22?體驗體育比賽或游樂活動，回味運動樂趣

“好動”是學生的天性，教師借助各種方式讓學生“動”起來，即讓學生的腦“動”起來，手“動”起來，嘴“動”起來，從中體驗教學情境，由感到思，借助自身體驗，多角度地認識物理概念、了解物理規(guī)律，詮釋物理現(xiàn)象，從而幫助學生理解.學生在課余時間都參與過體育比賽或游樂活動，這些比賽或活動跟力與運動的知識有關(guān)，通常成為高考物理動力學試題的情境，這些情境可以是球類運動、蹦極運動、彈跳桿運動等，是學生熟悉的甚至是參與過的，符合物理學科特點，貼近生活，體現(xiàn)“從生活走向物理、從物理走向生活”的新課程理念.

例5?（2017年全國 Ⅰ 卷·第15題）發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球（忽略空氣的影響）.速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)，其原因是（?）

A.速度較小的球下降相同距離所用的時間較多

B.速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大

C.速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少

D.速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大

答案C.很多中學生都喜歡打乒乓球，打乒乓球有益于強身健體，陶冶情操.本題考查物理觀念——平拋運動，科學思維——利用平拋運動規(guī)律分析物理現(xiàn)象，將生活中的曲線運動轉(zhuǎn)化為物理模型，深度理解相關(guān)規(guī)律，培養(yǎng)科學分析和推理能力.試題情境聯(lián)系生活實際，可以激發(fā)學生參加體育運動的熱情.

例6?（2014年全國Ⅱ卷·第24題）2012年10月，奧地利極限運動員菲利克斯·鮑姆加特納乘氣球升至約39km的高空后跳下，經(jīng)過4分20秒到達距地面約15km高度處，打開降落傘并成功落地，打破了跳傘運動的多項世界紀錄.重力加速度的大小g取10m/s2

（1）若忽略空氣阻力，求該運動員從靜止開始下落至15km高度處所需的時間及其在此處速度的大小;

（2）實際上，物體在空氣中運動時會受到空氣的阻力，高速運動時所受阻力的大小可近似表示為f=kv2，其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關(guān).已知該運動員在某段時間內(nèi)高速下落的v-t圖象如圖3所示.若該運動員和所帶裝備的總質(zhì)量m=100kg，試估算該運動員在達到最大速度時所受阻力的阻力系數(shù).（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）

答案略.奧地利極限運動員菲利克斯·鮑姆加特納是2013年勞倫斯世界體育獎最佳極限運動員獎.本題以其高空跳傘為背景，給出有空氣阻力時運動員下落的v-t圖像，考查學生明白運動員下落打開降落傘前后的運動，構(gòu)建合理的物理模型，借助v-t圖像、自由落體運動規(guī)律與牛頓第二定律對比分析，考查學生靈活應(yīng)用所學物理知識解決物理問題的能力.試題情境來自學生喜愛的體育運動，情境真實，貼近生活，有利于激發(fā)學生對物理問題和現(xiàn)象的興趣.

23?關(guān)注STSE問題，滲透STSE教育思想

STSE是科學（Science）、技術(shù)（Technology）、社會（Society）、環(huán)境（Environment）的簡稱.高考物理試題情境化設(shè)計與STSE問題聯(lián)系密切，以現(xiàn)實生產(chǎn)生活與現(xiàn)代科學技術(shù)應(yīng)用和社會發(fā)展問題正成為高考物理試題命題的新趨勢.因此，教師將符合學生認知水平的STSE問題引入課堂教學，例如：磁懸浮列車、嫦娥四號探測器月背登陸、港珠澳大橋正式通車、酒后駕車等等，滲透STSE教育思想，提升學生認知能力，開拓學生視野，激發(fā)學生興趣，提升學生科學素養(yǎng).

例7?（2018年全國Ⅰ卷·第20題）2017年，人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波.根據(jù)科學家們復原的過程，在兩顆中子星合并前約100s時，它們相距約400km，繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈.將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星（?）

A質(zhì)量之積?B.質(zhì)量之和

C.速率之和D.各自的自轉(zhuǎn)角速度

答案BC.本題從最新的科技熱點和前沿考查了萬有引力定律的應(yīng)用，考查學生構(gòu)建雙星系統(tǒng)模型的能力，利用雙星系統(tǒng)的力學和運動學特征分析問題的能力，應(yīng)用數(shù)學知識解決物理問題的能力.

例8?（2017年全國Ⅰ卷·第18題）掃描隧道顯微鏡（STM）可用來探測樣品表面原子尺寸上的形貌，為了有效隔離外界震動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小震動，如圖4所示，無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場;出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及其左右震動的衰減最有效的方案是（?）

答案A.本題考查電磁感應(yīng)、電磁阻尼及其相關(guān)的知識點.考查學生構(gòu)建物理模型、科學推理的能力，了解電磁感應(yīng)在現(xiàn)在科技中的應(yīng)用和影響.

3?教學啟示

31?教學要研究深挖教材，夯實基礎(chǔ)知識和方法

新高考的命題越來越傾向于對最基本知識、基本方法和基本能力的考查.由高考試題的分析我們不難發(fā)現(xiàn)，不管是考查雙基、三維目標，還是考查核心素養(yǎng)、關(guān)鍵能力，都離不開必備的基礎(chǔ)知識，也不會脫離教材，往往源于教材而又高于教材.高考復習教師要跳進題海，學生要跳出題海，教師要研究深挖，學生要回歸熟悉教材，夯實基礎(chǔ)知識和基本方法，才能做到真正的融會貫通.教師要回歸高考真題，深入挖掘試題內(nèi)在的規(guī)律性，將基礎(chǔ)知識、重點知識落實到實處.例如，在復習到“電場的疊加”時，教師可以以教材插圖為例，探索電場疊加的規(guī)律及原理，同時可以將電場的疊加拓展為磁場的疊加.又例如，在復習到“多用電表的使用”時，教師應(yīng)引導學生閱讀教材，認真分析“說一說”多用電表示意圖，深刻認識多用電表的原理和電表改裝.

32?教學要關(guān)注社會科學技術(shù)，增強實踐意識

試題往往借助人們所熟悉的生活素材為背景材料，創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，引導學生關(guān)注時事，關(guān)注社會科學技術(shù)進步，加強日常生活實踐，促進學生物理學科素養(yǎng)的發(fā)展.教師要關(guān)注課堂教學情境創(chuàng)設(shè)，把與學生聯(lián)系密切的實踐情境引入課堂，把當前國家科技發(fā)展的主要成就——鵲橋中繼星、國家重點工程——港珠澳大橋、國家文化事業(yè)成就——流浪地球，讓學生認識科學技術(shù)進步在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用，激勵學生主動參與日常實踐活動，增強實踐意識，增強學生動手動腦能力，自覺把高中物理知識和實際情境相結(jié)合，提升學生發(fā)展所必需的素養(yǎng).例如，在教學“萬有引力與航天”時要向?qū)W生介紹我國建立北斗導航系統(tǒng)原因、作用及意義，加強學生的愛國主義教育，樹立民族自尊心和自信心.

33?教學要注重能力培養(yǎng)，提升解題素養(yǎng)

教學中要注重能力培養(yǎng)，特別是運用數(shù)學知識、物理知識分析解決實際問題的能力的培養(yǎng)，促進學生終生發(fā)展.這就要求教師在教學中重視物理過程和情境的分析，例如模型分析、受力分析、過程分析、圖象分析，引導學生理解物理情境，合理構(gòu)建物理模型，培養(yǎng)學生圖形與文字和文字與圖形轉(zhuǎn)化的能力，培養(yǎng)學生“讀一讀”“寫一寫”“畫一畫”“算一算”的解題習慣，提升學生的科學思維能力、解決問題能力，提升解題素養(yǎng).

4?結(jié)束語

新高考對高中物理教學提出了更高的要求，學生要適應(yīng)新高考的變化，教師也要轉(zhuǎn)變觀念，調(diào)整教學模式，才能在高三物理一輪復習中更加有效地提高課堂復習效率.教師通過創(chuàng)設(shè)課堂教學情境，實施多樣化情境教學，認真研讀《普通高中物理課程標準（2017版）》，研究教材研究高考，滲透科學思維方法，培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)，提升學生的解題素養(yǎng).

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部普通高中物理課程標準（2017版）[M]北京：人民教育出版社，2018

[2]教育部考試中心2019年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試大綱的說明（理科）[M]北京：高等教育出版社，2018

（收稿日期：2019-11-27）