夏 波 藺習(xí)洪

(重慶市南岸區(qū)茶園新城中學(xué) 重慶 401336)

物理學(xué)科核心素養(yǎng)的凝練，為當(dāng)前各階段的物理教學(xué)指明了方向.由于初中是物理教學(xué)的起始階段，要為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)奠基，所以，核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)勢(shì)必成為初中物理教師研究的焦點(diǎn).而中考對(duì)初中物理教學(xué)具有非常重要的導(dǎo)向作用，從核心素養(yǎng)的視角研究中考試題，必將對(duì)教學(xué)有促進(jìn)作用.

1 從核心素養(yǎng)的視角研究全國(guó)試題

筆者對(duì)2020年全國(guó)中考試題進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)：各地中考不僅對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能進(jìn)行考查，而且加強(qiáng)了對(duì)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的考查.下面，就從物理學(xué)科核心素養(yǎng)的4個(gè)方面對(duì)典型試題進(jìn)行分析.

1.1 利用物理情境 考查物理觀念

【例1】2020年6月23日9時(shí)43分，北斗3號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功(如圖1所示)，它是北斗3號(hào)系列的第三顆地球同步衛(wèi)星，主要用于無(wú)線電導(dǎo)航、無(wú)線電測(cè)定等.關(guān)于衛(wèi)星下列說(shuō)法正確的是( )

A.該衛(wèi)星在加速升空的過(guò)程中，機(jī)械能不變

B.該衛(wèi)星進(jìn)入同步軌道后，相對(duì)地表靜止

C.該衛(wèi)星運(yùn)行一周的時(shí)間約為365天

D.該衛(wèi)星與地面基站可通過(guò)超聲波傳遞信息

評(píng)析：本題以北斗3號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功為背景，考查了機(jī)械能的變化、運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性、信息的傳遞等知識(shí)；體現(xiàn)了學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)解釋實(shí)際問(wèn)題的能力；不僅引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注熱點(diǎn)新聞，還要建立新聞與所學(xué)物理知識(shí)之間的聯(lián)系.

圖1 例1題圖

1.2 利用物理模型 考查科學(xué)思維

【例2】停車(chē)場(chǎng)入口處常用橫桿來(lái)控制車(chē)輛的進(jìn)出，如圖2(a)所示.我們可以把該裝置簡(jiǎn)化成如圖2(b)所示的杠桿.若橫桿AB粗細(xì)相同、質(zhì)量分布均勻，重力G=120 N，AB=2.8 m，AO=0.3 m.要使橫桿AB保持水平平衡，需在A端施加豎直向下的力F=______ N.

圖2 例2題圖

評(píng)析：本題將停車(chē)場(chǎng)入口處控制車(chē)輛進(jìn)出的橫桿建構(gòu)成杠桿模型，考查了杠桿的識(shí)別、五要素的判斷、平衡條件的應(yīng)用等知識(shí)；體現(xiàn)了學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，建立和分析物理模型的能力；引導(dǎo)教師在平時(shí)的教學(xué)中，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生從具體情境中抽象出物理模型，并能應(yīng)用相關(guān)物理知識(shí)分析物理模型的科學(xué)思維.

1.3 利用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 考查科學(xué)探究

【例3】“停課不停學(xué)”期間，小明在“云課堂”中學(xué)習(xí)了密度計(jì)的相關(guān)知識(shí)后，想用家中可用器材(如圖3所示)，測(cè)出一枚新鮮雞蛋的密度.已知水的密度為ρ水，請(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量雞蛋密度的實(shí)驗(yàn)方案.要求：

(1)寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)步驟及所需測(cè)量的物理量；

(2)寫(xiě)出雞蛋密度的數(shù)學(xué)表達(dá)式(用已知量和測(cè)量量表示).

圖3 例3題圖

評(píng)析：本題通過(guò)題目所給的實(shí)驗(yàn)器材，利用密度計(jì)的原理，讓學(xué)生設(shè)計(jì)測(cè)量雞蛋密度的實(shí)驗(yàn)方案，并讓學(xué)生推導(dǎo)出雞蛋密度的數(shù)學(xué)表達(dá)式，很好地考查了學(xué)生利用已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)測(cè)量型實(shí)驗(yàn)并推導(dǎo)表達(dá)式的能力.由于這些實(shí)驗(yàn)器材都是生活中常見(jiàn)的、且容易獲得的器材，所以，也引導(dǎo)學(xué)生在日常生活中，要善于利用生活中的器材，對(duì)相關(guān)物理問(wèn)題進(jìn)行探究.

1.4 利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 考查科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

【例4】小明用如圖4(a)所示電路探究電流與電阻的關(guān)系，電源電壓3 V，電阻R有4個(gè)阻值(5 Ω，10 Ω，15 Ω，25 Ω)供選用，滑動(dòng)變阻器RP規(guī)格為“10 Ω，2 A”.

圖4 例4題圖

(1)開(kāi)關(guān)閉合前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P移到最______(左/右)端；閉合開(kāi)關(guān)后，小明發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)均為0，他將一根導(dǎo)線的一端接電源正極，另一端依次試觸a,b,c,d各接線柱，當(dāng)接觸到d時(shí)，電壓表開(kāi)始有示數(shù)且為3 V，電流表示數(shù)仍為0，經(jīng)進(jìn)一步檢查，電流表及各接線處均完好，則電路中所有可確定的故障是______________.

(2)排除故障并將問(wèn)題元件進(jìn)行同規(guī)格更換，此時(shí)R的阻值為5 Ω.閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表示數(shù)到達(dá)某一數(shù)值，此時(shí)電流表示數(shù)如圖4(b)所示，該示數(shù)為_(kāi)_____ A.接著將R阻值換成10 Ω，向______(左/右)端移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，以保持電壓表的示數(shù)不變.

(3)將R阻值換成15 Ω重復(fù)上述操作.3組數(shù)據(jù)如表1所示，由此可得：電壓一定時(shí)，電流與電阻成______.為提高結(jié)論的可靠性，換用阻值為25 Ω的電阻繼續(xù)上述實(shí)驗(yàn)，是否可行？______(可行/不可行).

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

(4)下列圖像中，能大致反映本實(shí)驗(yàn)中各物理量之間關(guān)系的是______.

評(píng)析：本題通過(guò)探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，考查了滑動(dòng)變阻器的使用、電路故障分析、電流表的讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論描述、實(shí)驗(yàn)的可行性分析、圖像分析等知識(shí).值得注意的是，由第一、二兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)很容易得出：定值電阻兩端的電壓保持了2 V不變，但由第三次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)計(jì)算得出的定值電阻兩端的電壓卻為1.95 V；這是因?yàn)楫?dāng)定值電阻15 Ω兩端的電壓為2 V時(shí)，通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表的指針不能恰好對(duì)準(zhǔn)某一刻度線，而是指在了0.12 A和0.14 A之間，故只能估讀得出0.13 A，產(chǎn)生了測(cè)量誤差.基于以上分析，本題很好地體現(xiàn)了將真實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫(xiě)入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任，有利于對(duì)學(xué)生這一素養(yǎng)的培養(yǎng).

2 從試題研究的視角思考教學(xué)策略

2.1 情境——核心素養(yǎng)導(dǎo)向教學(xué)的切入點(diǎn)

物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育，離不開(kāi)情境的創(chuàng)設(shè).通過(guò)對(duì)試題的研究不難發(fā)現(xiàn)：如今的中考試題，或以學(xué)生熟悉的生活中的情境，或以新聞熱點(diǎn)事件作為背景，考查學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.因此，在平時(shí)的教學(xué)中，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)那榫?，設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)性的任務(wù)，引發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí).例如：在“運(yùn)動(dòng)的世界”一章的教學(xué)中，就可以用“如何選拔兩位參加100 m跑決賽的同學(xué)”為情境，先讓學(xué)生思考比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的方法，引出“路程”和“時(shí)間”兩個(gè)物理量；再讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)刻度尺和秒表的使用；然后回到情境，利用“比值法”得出速度的概念；最后，將學(xué)生帶到操場(chǎng)，利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行科學(xué)探究，選出兩位參加100 m跑決賽的同學(xué).這樣，就以一個(gè)情境為主線，經(jīng)歷“情境→概念→情境”的過(guò)程，建構(gòu)了物理觀念，培育了科學(xué)思維，通過(guò)科學(xué)探究，使學(xué)生有了科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.

2.2 實(shí)驗(yàn)——核心素養(yǎng)導(dǎo)向教學(xué)的立足點(diǎn)

物理學(xué)科是一門(mén)以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué).實(shí)驗(yàn)作為物理學(xué)科的基礎(chǔ)，對(duì)發(fā)展物理學(xué)科核心素養(yǎng)有至關(guān)重要的作用.從試卷的構(gòu)成來(lái)看，對(duì)實(shí)驗(yàn)的考查都占有非常大的比重；從試題發(fā)展來(lái)看，對(duì)實(shí)驗(yàn)的考查，已不局限于教材的實(shí)驗(yàn)，更不局限于“背實(shí)驗(yàn)”，而是考查“真實(shí)驗(yàn)”，考查學(xué)生是否具有科學(xué)探究的能力.因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生利用科學(xué)探究的7個(gè)環(huán)節(jié)，完整地體驗(yàn)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程.尤其是在“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和制訂方案”的環(huán)節(jié)，首先應(yīng)讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；再在交流與合作中改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，從而確定實(shí)驗(yàn)方案；然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn).還有一個(gè)值得教師關(guān)注的環(huán)節(jié)就是“收集數(shù)據(jù)”，有的學(xué)生由于在實(shí)驗(yàn)前閱讀了教材，已經(jīng)知道了實(shí)驗(yàn)結(jié)論，但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在誤差，不能“完美”地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，這些學(xué)生可能會(huì)篡改數(shù)據(jù).因此，教師在這一環(huán)節(jié)，就應(yīng)該加強(qiáng)巡視，若發(fā)現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題，就可以以此為契機(jī)，培育學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.

2.3 建?！诵乃仞B(yǎng)導(dǎo)向教學(xué)的著眼點(diǎn)

建構(gòu)模型有助于幫助學(xué)生抓住事物的關(guān)鍵要素，加深對(duì)概念、過(guò)程和系統(tǒng)的理解，形成系統(tǒng)思維[1].可見(jiàn)，建模不僅是學(xué)生的一種科學(xué)思維，而且也是教學(xué)的一種途徑.從試題來(lái)看，各地也加強(qiáng)了通過(guò)各種物理模型，考查學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力[2].因此，在教學(xué)中，教師要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生建立物理模型，并應(yīng)用物理模型解決實(shí)際生活中的問(wèn)題.例如，在“科學(xué)探究：杠桿的平衡條件”一節(jié)的教學(xué)中，首先可以讓學(xué)生體驗(yàn)使用生活中的杠桿解決生活中的問(wèn)題；再讓學(xué)生思考這些杠桿的共同屬性，從而建構(gòu)杠桿模型；然后，通過(guò)探究杠桿的平衡條件，并對(duì)杠桿進(jìn)行分類(lèi)，加深對(duì)杠桿這一物理模型的理解，并能選取合適的杠桿去解決生活中的問(wèn)題.