韓 毅

(南京師范大學(xué)附屬中學(xué)宿遷分校，江蘇 宿遷 223800)

高中物理學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是以學(xué)生發(fā)展為本、基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)，其目的主要在于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和改進(jìn)教師教學(xué)。在試題命制中倡導(dǎo)創(chuàng)設(shè)真實(shí)且有價(jià)值的問(wèn)題情境，體育運(yùn)動(dòng)中蘊(yùn)含著豐富的情境素材。教師在階段性測(cè)試中設(shè)置以體育運(yùn)動(dòng)為情境的試題，不僅可以考查學(xué)生的知識(shí)掌握情況，也有助于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提升物理建模能力。長(zhǎng)期以來(lái)，運(yùn)用小球、斜面和彈簧等高中力學(xué)中常見的元素作為問(wèn)題情境，容易給學(xué)生造成疲勞感，從而逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣，對(duì)物理學(xué)科形成冰冷無(wú)趣的印象。若在試題命制中創(chuàng)設(shè)體育運(yùn)動(dòng)情境，以籃球、滑雪賽道和蹦床等代替上述物體，可吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的解題動(dòng)機(jī)，使學(xué)生體驗(yàn)學(xué)以致用的成就感，從而提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣。

梳理分析高考題、高考模擬題中有關(guān)體育運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)命制以體育運(yùn)動(dòng)為情境的高中物理試題遵循以下策略：合理選擇運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、主動(dòng)設(shè)置理想條件、重視試題情境的真實(shí)性和結(jié)合熱點(diǎn)賽事。

1 合理選擇運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目

課程標(biāo)準(zhǔn)建議試題的情境應(yīng)盡量多樣化，這就要求教師在命制以體育運(yùn)動(dòng)為情境的試題時(shí)，能夠選擇多樣的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、創(chuàng)設(shè)多樣的運(yùn)動(dòng)情境。由于氣候、經(jīng)濟(jì)、性別和家庭環(huán)境等因素可能導(dǎo)致不同學(xué)生對(duì)同一運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的認(rèn)知存在差異。因此，在命制以體育運(yùn)動(dòng)為情境的試題時(shí)，一味地追求新奇的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目似乎并不可取。應(yīng)結(jié)合地域特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目在當(dāng)?shù)氐牧餍谐潭龋巴秾W(xué)生所好”，選取合適的體育運(yùn)動(dòng)作為試題的情境(如學(xué)生在體育課中共同學(xué)習(xí)過(guò)的項(xiàng)目)。若試題選用學(xué)生不熟悉的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，應(yīng)以文字或插圖做補(bǔ)充說(shuō)明，如相關(guān)規(guī)則、技術(shù)動(dòng)作規(guī)范和場(chǎng)地特點(diǎn)等，凸顯物理問(wèn)題，幫助學(xué)生建立物理模型，保證試題的公平性。

例1：體操是力與美的運(yùn)動(dòng)，吊環(huán)比賽中運(yùn)動(dòng)員的兩臂從豎直位置開始緩慢展開到接近水平，形成“十字支撐”這一優(yōu)美造型(圖1)。開始時(shí)吊繩豎直，關(guān)于這一過(guò)程的下列說(shuō)法中正確的是( )。

圖1

A. 吊繩的拉力逐漸減小

B. 吊繩的拉力逐漸增大

C. 兩繩的合力逐漸增大

D. 兩繩的合力逐漸減小

分析：該題以吊環(huán)運(yùn)動(dòng)員做“十字支撐”動(dòng)作為情境，試題對(duì)運(yùn)動(dòng)員完成“十字支撐”的過(guò)程做了簡(jiǎn)單介紹，并配圖說(shuō)明，幫助學(xué)生建立物理模型，分析兩吊繩的受力情況。

2 主動(dòng)設(shè)置理想條件

做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體只受重力，這一要求在現(xiàn)實(shí)生活中很難滿足。以蹦床運(yùn)動(dòng)為情境的試題考查學(xué)生對(duì)豎直方向上的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)，而空氣阻力的存在使得運(yùn)動(dòng)員從最高處下落后并不做自由落體運(yùn)動(dòng)。在以類似運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目為情境命制試題時(shí)，教師要主動(dòng)設(shè)置理想條件，使試題考查的知識(shí)內(nèi)容滿足課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。

圖2

分析：該題為2019年全國(guó)Ⅰ卷理綜卷第18題，以運(yùn)動(dòng)員扣籃為情境，在已知條件中加入“不計(jì)空氣阻力”這一理想條件，保證運(yùn)動(dòng)員在離開地面后只受到重力的作用，從而做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

3 重視試題情境的真實(shí)性

對(duì)以體育運(yùn)動(dòng)為情境的高中物理試題而言，其情境的真實(shí)性可細(xì)分為情境來(lái)源的真實(shí)性和情境中已知數(shù)據(jù)的科學(xué)性兩個(gè)方面。

3.1 重視情境來(lái)源的真實(shí)性

試題中的情境應(yīng)真實(shí)存在于現(xiàn)實(shí)生活中，不能憑空捏造，這就要求命題者在以某項(xiàng)運(yùn)動(dòng)作為情境命制試題之前，能夠主動(dòng)了解有關(guān)該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的信息，如發(fā)展歷程、規(guī)則、技術(shù)要求、重要比賽等。在通過(guò)文字、圖片對(duì)某個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目或?qū)I(yè)術(shù)語(yǔ)做補(bǔ)充說(shuō)明時(shí)，應(yīng)符合實(shí)際，體現(xiàn)命題工作的嚴(yán)謹(jǐn)性。

例3：2018年平昌冬季運(yùn)動(dòng)會(huì)雪橇運(yùn)動(dòng)，其簡(jiǎn)化模型如圖3所示，傾角為θ=37°的直線雪道AB與曲線雪道BCDE在B點(diǎn)平滑連接，其中A、E兩點(diǎn)在同一水平面上，雪道最高點(diǎn)C所對(duì)應(yīng)的圓弧半徑R=10m，B、C兩點(diǎn)距離水平面AE的高度分別為h1=18m與h2=20m，雪橇與雪道各處的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.1，運(yùn)動(dòng)員可坐在電動(dòng)雪橇上由A點(diǎn)從靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，若電動(dòng)雪橇以恒定功率1.2kW工作10s后自動(dòng)關(guān)閉，則雪橇和運(yùn)動(dòng)員(總質(zhì)量m=50kg)到達(dá)C點(diǎn)的速度為2m/s，到達(dá)E點(diǎn)的速度為10m/s。已知雪橇在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不脫離雪道，求：

圖3

(1) 雪橇在C點(diǎn)時(shí)對(duì)雪道的壓力；

(2) 雪橇在BC段克服摩擦力所做的功。

分析：該題以2018年平昌冬奧會(huì)的雪橇項(xiàng)目為情境，筆者搜索資料時(shí)發(fā)現(xiàn)平昌冬奧會(huì)的確有雪橇這一比賽項(xiàng)目，但是題中的運(yùn)動(dòng)并不是雪橇。在實(shí)際的雪橇比賽中，運(yùn)動(dòng)員先通過(guò)拉拽起點(diǎn)處的助力欄啟動(dòng)，隨后仰臥在雪橇上沿賽道高速下滑。由此可見該題的命題工作者在命制試題之前，并沒(méi)有切實(shí)了解雪橇運(yùn)動(dòng)的相關(guān)信息。

3.2 保證數(shù)據(jù)的科學(xué)性

課程標(biāo)準(zhǔn)建議試題要盡量選用真實(shí)的情境，但是從學(xué)生的角度來(lái)說(shuō)，真實(shí)的數(shù)據(jù)一般意味著計(jì)算過(guò)程會(huì)較為繁瑣。在命制以體育運(yùn)動(dòng)為情境的高中物理試題時(shí)，可以綜合考慮知識(shí)點(diǎn)、能力要求和情境設(shè)計(jì)等因素，酌情使用近似值作為數(shù)據(jù)，但是要注意數(shù)據(jù)的科學(xué)性，保證已知數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果符合物理規(guī)律和現(xiàn)實(shí)情況(如當(dāng)前的世界紀(jì)錄)。

例4：短跑名將博爾特在北京奧運(yùn)會(huì)上創(chuàng)造了100m和200m短跑項(xiàng)目的新世界記錄，他的成績(jī)分別是9.69s和19.30s。假定他在100m比賽時(shí)從發(fā)令到起跑的反應(yīng)時(shí)間是0.15s，起跑后做勻加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速率后做勻速運(yùn)動(dòng)。200m比賽時(shí)，反應(yīng)時(shí)間及起跑后加速階段的加速度和加速時(shí)間與100m比賽時(shí)相同，但由于彎道和體力等因素的影響，以后的平均速率只有跑100m時(shí)的96%，求：

(1) 加速所用時(shí)間和達(dá)到的最大速率；

(2) 起跑后做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度。

分析：該題為2010年全國(guó)卷理綜卷第24題，試題以博爾特參加北京奧運(yùn)會(huì)100m跑和200m跑決賽為具體情境。題中的真實(shí)數(shù)據(jù)有博爾特的比賽成績(jī)，近似數(shù)據(jù)有他的起跑反應(yīng)時(shí)間、200m跑的平均速率。真實(shí)的已知數(shù)據(jù)增強(qiáng)了情境的真實(shí)性，但是對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)計(jì)算過(guò)程較為繁瑣，求出加速時(shí)間t和最大速率v具體值的難度較大。另外，根據(jù)已知數(shù)據(jù)計(jì)算出博爾特的加速時(shí)間為1.29s，即在距離起跑點(diǎn)僅7.25m處便達(dá)到了最大速率，與現(xiàn)實(shí)情況相差較大。

4 結(jié)合熱點(diǎn)賽事

結(jié)合時(shí)事熱點(diǎn)和熱門賽事是以體育運(yùn)動(dòng)為情境的高中物理試題保持新穎性的策略之一。我國(guó)主辦或我國(guó)運(yùn)動(dòng)員參加的比賽更適合作為情境的來(lái)源，有利于增強(qiáng)學(xué)生的民族自信心和自豪感，如2016年10月浙江選考的第3題就是以中國(guó)女排在2016年奧運(yùn)會(huì)的某場(chǎng)比賽為情境。值得注意的是，在創(chuàng)設(shè)試題情境時(shí)，應(yīng)杜絕有不良行為的運(yùn)動(dòng)員或組織的出現(xiàn)，不良行為包括服用禁藥、缺乏體育精神或發(fā)表不當(dāng)言論等，以避免對(duì)學(xué)生的價(jià)值觀與審美觀造成負(fù)面影響。

將體育運(yùn)動(dòng)用于高中物理試題命制，注重理論聯(lián)系實(shí)際，有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)、甄別學(xué)生學(xué)業(yè)水平。希望能有更多的一線教師和命題者挖掘體育情境資源，提升試題命制質(zhì)量。