尹紅
2021年昆明市的初中學(xué)業(yè)水平考試已經(jīng)落下帷幕,對于經(jīng)歷過此次考試的學(xué)生來說,物理無疑是討論最多的一個科目。為什么今年的物理試題會如此“熱門”呢?分析試題后不難發(fā)現(xiàn),今年的物理創(chuàng)新題比較多。這些創(chuàng)新題往往與學(xué)生的生活實際聯(lián)系緊密,特點鮮明,旨在考查學(xué)生的物理觀念、物理思維、物理知識的遷移與應(yīng)用能力。試題呈現(xiàn)了“物理源于生活”的特點,取材于學(xué)生熟悉的生活情境,讓學(xué)生倍感親切,拉近了物理與生活的距離。
例1 (昆明市·2)如圖1,民間藝人將糖加熱到流體狀態(tài),然后用它在平板上“畫成”各種小動物,靜待慢慢變硬后就制作成了栩栩如生的“糖畫”。關(guān)于“糖畫”,下列表述正確的是( )
A.糖是晶體
B.糖的內(nèi)能一直在增加
C.糖分子之間只有引力沒有斥力
D.糖先熔化后凝固
分析:糖畫是學(xué)生在生活中經(jīng)常能見到的藝術(shù)品。藝人用糖迅速“畫”出選定圖案的過程中包含了許多物理知識,將這樣的情境搬進中考試題,在于考查學(xué)生的知識遷移能力。
例2 (昆明市·11)小明家有兩口輕重不同的鐵鍋,長期使用的過程中發(fā)現(xiàn):把菜倒入火辣辣的鍋中,如果用重的那口,火力依舊,很適合“爆炒”;如果用輕的那口,火力大減,立刻就變得“溫吞吞”的。這是因為重的那口鍋,內(nèi)能較? ? ,溫度降低得較? ? 的緣故。
分析:鐵鍋是每個家庭都有的烹飪工具,我們在使用輕重不同的鐵鍋炒菜時有不同的感受,其中蘊含著很多物理知識。以鐵鍋炒菜為背景的試題能夠反映學(xué)生用所學(xué)物理知識解釋生活現(xiàn)象的能力,即應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力。
例3 (昆明市·13)如圖2,將釘子敲入木板時,敲擊釘子的力有時會偏離釘子的軸線方向,可能會導(dǎo)致它被敲彎。若偏離的方向是圖中的箭頭方向,那么在敲擊過程中,L較? ? 時釘子更容易彎曲,因為此時對應(yīng)的力臂較? ? ,使釘子彎曲的作用較大。
分析:在日常生活中,敲擊釘子的現(xiàn)象可以說隨處可見,其中所蘊含的力學(xué)知識并非高深的理論,是學(xué)生學(xué)習(xí)過的相關(guān)知識。有過敲擊釘子經(jīng)歷的人都知道,如果用力不對,很容易將釘子敲彎,導(dǎo)致不能很好地將釘子釘入木板。這是因為如果用力方向偏離釘子的軸線方向,這個力的力臂就會變大,使釘子彎曲的作用效果就大,釘子也就很容易發(fā)生彎曲。這道題以常見現(xiàn)象作為切入點,既考查了學(xué)生的物理觀念,又考查了物理思維,看他們能否用杠桿相關(guān)知識來解釋生活中的現(xiàn)象。
例4 (昆明市·14)聯(lián)歡會上,小明請大家做一個游戲:左腳和左側(cè)身體緊貼墻面站立靜止(如圖3所示),然后右腳抬離地面,能使身體仍然保持靜止不動者獲勝。你認為抬起右腳后,人? ?(選填“能”或“不能”)保持靜止不動,原因是___________________ 。
分析:學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)中,知道二力平衡的條件是兩個力作用在同一個物體上,大小相等、方向相反,且作用在同一條直線上。也就是說,如果物體所受的兩個力不滿足這些條件,物體將不能處于平衡狀態(tài)。人的左側(cè)身體靠墻站立抬起右腳后,由于所受重力與支持力不在同一條直線上,這兩個力不再平衡,故人不能再保持靜止不動。
例5 (昆明市·15)如圖4是池塘上方警示牌和它在水中“倒影”的兩幅照片,(1)圖4甲中的倒影沒有牌子本身明亮,這是由于?___________________;(2)由于刮風(fēng),圖4乙中的水面有漣漪,倒影有些模糊,這是由于光發(fā)生了___________________ ?。
分析:生活中的光學(xué)現(xiàn)象數(shù)不勝數(shù),只要我們留心觀察,到處都有光學(xué)現(xiàn)象。水塘邊的物體會經(jīng)過水面的反射形成像,這就是平面鏡成像現(xiàn)象。這種現(xiàn)象與實驗室里觀察到的平面鏡成像本無區(qū)別,但這里的平面鏡是“水面”,與平常我們照的鏡子有所不同的是,并不是所有光線都能被反射,有一部分光要發(fā)生折射現(xiàn)象,導(dǎo)致我們觀察到的像比物暗淡一些。當(dāng)微風(fēng)吹過時,水面會出現(xiàn)一些小波紋,不再如鏡面一樣平,光會發(fā)生漫反射現(xiàn)象,使得像變“模糊”。
例6 (昆明市·24)圖5是一輛停在水平地面上的四輪轎車,輪子上的氣嘴如圖6甲所示,通過它可以對輪胎充氣和測量胎壓?,F(xiàn)有一個胎壓表(如圖6乙,通過氣嘴可測量胎壓)、一把毫米刻度尺、兩張白紙。請利用這些器材,估測這輛車的重力。設(shè)當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簽閜0,輪子與地面接觸的橡膠部分的重力和輪胎內(nèi)氣體的重力忽略不計。
(1)需要測出的量是?___________________?、___________________ (不需要描述具體的測量方法,并用字母表示這些量);
(2)通過必要的分析,寫出估測這輛車重力G的表達式(用已知量和測量量表示)。
分析:汽車早已走進千家萬戶,學(xué)生每天都能見到,要獲得其重力的方式有很多,如可以通過地磅稱量,也可以直接從汽車行駛證上查到等。但是如何利用兩張紙、一把尺子和一個胎壓表來估測汽車的重力呢?學(xué)生可能會感覺無從下手,這正是壓軸題所要發(fā)揮的選拔功能。我們可以將兩張白紙緊插到輪胎前后的地面上,兩張白紙間的距離即輪胎與地面接觸的長度,再測出輪胎的寬度,即可得到輪胎與地面的接觸面積。接著,我們要對輪子與地面接觸的那一部分橡膠進行受力分析,因為輪子與地面接觸的橡膠部分的重力和輪胎內(nèi)氣體的重力可忽略不計,所以它受到輪胎內(nèi)氣體對它向下的壓力、地面對它向上的支持力和大氣對它向上的壓力,最終處于平衡狀態(tài)。我們可以得到:
G=(p-p0)S
如果進一步考慮汽車的四個輪胎,則可得到汽車的重力:
G=(p1-p0)S1+(p2-p0)S2+(p3-p0)S3+(p4-p0)S4
解決這道題用到的知識其實也不復(fù)雜,都是學(xué)生平時學(xué)到的知識,但如何將所學(xué)知識用來解決生活中的實際問題,則需要學(xué)生進行知識的遷移。
當(dāng)然這樣的例子還有很多,如2021年昆明市學(xué)業(yè)水平考試第21題。學(xué)生學(xué)習(xí)歐姆定律后,能夠解答一些電路問題,但當(dāng)用歐姆定律來解決生活中的實際問題,情境變得陌生時,就需要靈活運用所學(xué)的相關(guān)知識了。如果將相關(guān)知識學(xué)活,那么在面對第21題時,學(xué)生就能夠?qū)⒍搪凡糠钟秒妼?dǎo)線替換,測算短路點的位置實際上就是求短路導(dǎo)線的電阻,用到的方法就是學(xué)過的伏安法測電阻。這道題將歐姆定律和伏安法測電阻的知識點放在了實際情境中,在考查學(xué)生物理知識的同時,更加重視對學(xué)生應(yīng)用知識解決實際問題能力的考查。
總體來講,今年的昆明市學(xué)業(yè)水平考試物理試題在生活情境化的背景下,既考查了物理基礎(chǔ)知識,也考查了學(xué)生的物理觀念、物理思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等,很好地體現(xiàn)了核心素養(yǎng)理念。試題緊密聯(lián)系實際特別是聯(lián)系學(xué)生生活實際,特點鮮明,目的在于引導(dǎo)教學(xué)應(yīng)學(xué)以致用。試題注重對物理知識的理解和遷移,知識的綜合運用、靈活運用,以及思維過程的考查等。試題還提醒教師,平時要重視知識形成過程的教學(xué),重視知識的理解,重視能力的培養(yǎng),重視引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識多觀察、思考身邊的物理現(xiàn)象,要注重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。
◇責(zé)任編輯 邱 艷◇