高鵬濤

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出：教師在組織和開(kāi)展課堂教學(xué)時(shí)，應(yīng)指向教學(xué)內(nèi)容，遵循學(xué)生的發(fā)展規(guī)律、教學(xué)規(guī)律等，靈活開(kāi)展課堂教學(xué)，使得學(xué)生在生動(dòng)活潑的學(xué)習(xí)中，實(shí)現(xiàn)自身的全面發(fā)展。伴隨著新課程改革，高考制度也隨之改革，考試科目、考試形式、考試的側(cè)重點(diǎn)也隨之改變。對(duì)高中物理學(xué)科來(lái)說(shuō)，在高考中出現(xiàn)了大量的情境化試題，試題不再直接呈現(xiàn)，而是融入社會(huì)生產(chǎn)、生活、科技等情境中，考查的重點(diǎn)也更加關(guān)注學(xué)生的問(wèn)題分析能力、解決能力等，真正契合了高中物理核心素養(yǎng)下的教學(xué)目標(biāo)。

一、高中物理情境化試題概述

1.情境化試題概念及分類

與傳統(tǒng)的物理試題相比，情境化試題就是將物理試題置于特定自然界、社會(huì)生產(chǎn)、生活等背景中，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的物理概念、物理規(guī)律進(jìn)行解答。在情境化物理試題中，給學(xué)生呈現(xiàn)出一個(gè)真實(shí)的情境，或者經(jīng)過(guò)適當(dāng)加工和抽象出來(lái)的復(fù)雜情境，并將物理試題隱藏于其中，使其變得更加隱蔽。從考查的方向來(lái)說(shuō)，面對(duì)情境化試題，學(xué)生必須結(jié)合情境對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真解讀，從中提取出物理信息，進(jìn)而利用所學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行解答。這就對(duì)學(xué)生的能力提出了更高的要求：學(xué)生不僅要具備扎實(shí)的物理基礎(chǔ)知識(shí)，還應(yīng)具備利用物理知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。另外，情境化試題中所選擇的情境，基本上都是真實(shí)的，與學(xué)生的實(shí)際生活、社會(huì)發(fā)展等緊密相連，這與物理學(xué)科素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)理念相一致。因此，從這方面來(lái)說(shuō)，情境化試題契合了培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的要求，并逐漸成為考試發(fā)展的方向。

縱觀最近幾年的物理情境化試題，結(jié)合不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，可將物理情境化試題劃分為不同的類型。從情境的素材看，可將其劃分為生產(chǎn)生活實(shí)踐情境、運(yùn)動(dòng)動(dòng)作情境、技術(shù)裝置情境、常識(shí)科普情境等；從情境在物理試題中的作用看，可將其劃分為基礎(chǔ)性、綜合性考查情境；從核心素養(yǎng)指向來(lái)說(shuō)，可將物理試題情境劃分為觀念情境、思維情境、探究情境、價(jià)值情境等；結(jié)合知識(shí)應(yīng)用和生產(chǎn)方式，還可將其劃分為生活實(shí)踐類和學(xué)習(xí)探索類的試題情境等。

2.近三年高考物理情境化試題統(tǒng)計(jì)分析

縱觀近三年的高中物理高考，情境化試題所占的比例非常高。2021年全國(guó)8套試卷，共有83道選擇題，其中37道都屬于情境化試題，所占比例高達(dá)44.6%，由此不難看出，情境化試題占據(jù)比例呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)。同年浙江卷中，在對(duì)“能量單位換算”的考查中，就融入了“中國(guó)科學(xué)家在稻城‘拉索基地探測(cè)”情境，在對(duì)物理知識(shí)點(diǎn)考查的基礎(chǔ)上，融入了學(xué)生的愛(ài)國(guó)情感，以及對(duì)科技前沿的認(rèn)知；同年的廣東卷中，在對(duì)“平拋運(yùn)動(dòng)”這一知識(shí)點(diǎn)的考查中，就以“長(zhǎng)征途中戰(zhàn)士投擲手榴彈”作為情境，借助情境中的投擲高度、手榴彈質(zhì)量等信息，完成對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的考查。同時(shí)，在這一題目中，也對(duì)學(xué)生進(jìn)行了革命傳統(tǒng)教學(xué)，體現(xiàn)了立德樹(shù)人這一根本任務(wù)。在2020年的全國(guó)卷中，以運(yùn)動(dòng)動(dòng)作為情境，以“生活中摩托車飛越路坑”的生活情境為載體，對(duì)摩托車的平拋運(yùn)動(dòng)模型、質(zhì)點(diǎn)模型進(jìn)行了考查，引導(dǎo)學(xué)生在生活情境中將相關(guān)知識(shí)進(jìn)行遷移和應(yīng)用，解決相關(guān)的問(wèn)題。同時(shí)，在本題目中，也考查了學(xué)生的模型構(gòu)建、科學(xué)推理等素養(yǎng)。另外，結(jié)合近三年高考物理情境化試題特點(diǎn)分析，可以看出，當(dāng)前情境化試題考查的方向逐漸朝著應(yīng)用性、生活性、綜合性的方向發(fā)展，體現(xiàn)了物理學(xué)科素養(yǎng)導(dǎo)向下的課堂教學(xué)要求。

二、物理學(xué)科素養(yǎng)導(dǎo)向下情境化試題價(jià)值研究

高中物理新高考改革背景下，大量的情境化試題應(yīng)運(yùn)而生，并且將成為未來(lái)物理高考的方向。與傳統(tǒng)的物理考試題目相比，情境化物理考試題目的育人功能更為明顯。

一方面，傳統(tǒng)試題的考查點(diǎn)常常僅限于演算、推導(dǎo)、學(xué)術(shù)習(xí)題、解決等層面中，考查方向僅限于物理知識(shí)層面中；而在情境化的試題中，由于題目基本上都是通過(guò)文字或者圖表的形式呈現(xiàn)出來(lái)，具備一定的隱蔽性、開(kāi)放性，學(xué)生在解答這些情境化試題的時(shí)候，需要圍繞“情境”展開(kāi)分析，經(jīng)過(guò)閱讀、篩選、抽象、概括等過(guò)程，在此基礎(chǔ)上建構(gòu)物理模型，并運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行解答。這一過(guò)程對(duì)學(xué)生提出了更高的要求。

例如，在2021年全國(guó)甲卷的一道選擇題中，就以“旋轉(zhuǎn)紐扣”這一傳統(tǒng)游戲作為情境：如圖1所示，先將紐扣繞幾圈，使穿過(guò)紐扣的兩股細(xì)繩擰在一起，然后用力反復(fù)拉繩的兩端，紐扣會(huì)出現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)交替的現(xiàn)象。拉動(dòng)多次之后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)到50 r/s，此時(shí)紐扣上距離中心1 cm點(diǎn)的向心加速度大小為多少（ ）？

學(xué)生在解答這一問(wèn)題時(shí)，需要按照上述方式對(duì)情境進(jìn)行分析，并“去情境化”，將其轉(zhuǎn)化為純粹的物理試題：一圓盤繞其中心的轉(zhuǎn)速是50 r/s，此時(shí)圓盤上距離中心1 cm處點(diǎn)的向心加速度大小約為（ ）。題目考查的物理知識(shí)點(diǎn)為：圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解掌握、數(shù)學(xué)計(jì)算能力。但如果將其置于特定的情境中，又在物理知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，增加了理論聯(lián)系實(shí)際精神、閱讀理解的關(guān)鍵能力、建構(gòu)模型的素養(yǎng)等，可以說(shuō)更加關(guān)注學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

另一方面，高中物理試題中的許多情境都具備極強(qiáng)的教育價(jià)值。2021年廣東卷中，有這樣一道題目：長(zhǎng)征途中，為了突破地方關(guān)隘，戰(zhàn)士爬上陡峭的山頭，居高臨下向敵方投擲手榴彈。戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為m的手榴彈。手榴彈從投出的位置到落地點(diǎn)的高度差為h，在空中的運(yùn)動(dòng)可視為平拋運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖2所示，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 甲在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比乙的長(zhǎng)

B. 兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等

C. 從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢(shì)能減少mgh

D. 從投出到落地，每顆手榴彈的機(jī)械能變化量為mgh

在這一題目中，情境本身就具備極強(qiáng)的教育價(jià)值。再比如2018年北京卷中，就以“天眼”來(lái)設(shè)置物理試題情境；在2019年全國(guó)卷中，出現(xiàn)了以“長(zhǎng)征九號(hào)”為情境的試題?？梢?jiàn)，與傳統(tǒng)試題相比，情境化物理試題的出現(xiàn)，有效提升了物理試題的考查功能，充分落實(shí)了新高考下的考核要求，不再局限于學(xué)生的答題能力，而是更加關(guān)注學(xué)生的問(wèn)題解決能力、科學(xué)精神、情感態(tài)度等，成為落實(shí)立德樹(shù)人目標(biāo)的重要載體。

三、高考物理情境化試題的教學(xué)啟示

1.擴(kuò)大素材選取，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境

鑒于新高考物理情境化試題的考查方向，以及未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，高中物理教師在日常教學(xué)中，應(yīng)有意識(shí)地融入情境教學(xué)，使得學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中，逐漸形成相應(yīng)的解題能力。具體來(lái)說(shuō)，從新高考下物理情境化試題的特點(diǎn)出發(fā)，物理教師可結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，搜集體育活動(dòng)、科學(xué)事件、環(huán)境保護(hù)等方面的素材，以便于學(xué)生更好地開(kāi)展學(xué)習(xí)。例如，在“平均速度”這一物理知識(shí)點(diǎn)教學(xué)中，就可將其與高速公路上的限速結(jié)合起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生思考：“高速限行120公里/小時(shí)，是平均速度還是瞬時(shí)速度？為了對(duì)超速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，高速上又采取了什么措施？日常生活中司機(jī)為了躲避處罰，常常遇到監(jiān)控就減速，沒(méi)有監(jiān)控就超速，針對(duì)這種現(xiàn)象有什么好的辦法？”如此一來(lái)，借助生活情境的融入，不僅提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也促使其在情境探究學(xué)習(xí)中，逐漸意識(shí)到物理知識(shí)與實(shí)際生活的內(nèi)在聯(lián)系，真正提升了其學(xué)以致用的能力，而這一點(diǎn)也恰恰契合了當(dāng)前物理新高考情境試題的要求。

2.促進(jìn)知識(shí)遷移和應(yīng)用，培養(yǎng)問(wèn)題解決能力

面對(duì)新高考物理情境化試題，對(duì)照其考查的形式和特點(diǎn)，教師應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的“創(chuàng)設(shè)情境”“去情境化”“再情境化”的能力，旨在培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移和應(yīng)用能力、問(wèn)題解決能力，不斷提升學(xué)生的物理綜合素養(yǎng)，以利于其在日后能夠靈活運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。因此，高中物理教師不僅僅要在課堂上注重設(shè)計(jì)教學(xué)情境，還應(yīng)給學(xué)生提供帶有情境的練習(xí)題目，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)際開(kāi)展物理探究學(xué)習(xí)。

首先，教師應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，強(qiáng)化學(xué)生的情境識(shí)別素養(yǎng)。面對(duì)新高考物理情境化試題的要求，教師在日常教學(xué)中，應(yīng)結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理情境進(jìn)行分析，學(xué)會(huì)將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其成為非情境的物理問(wèn)題。例如，在相關(guān)教學(xué)中，筆者為學(xué)生設(shè)計(jì)了情境化問(wèn)題：圖3是某一科技小組制作的重力投石機(jī)示意圖，將支架固定在水平地面上，輕桿AB可繞著支架頂部水平軸OO′在豎直面內(nèi)進(jìn)行自由轉(zhuǎn)動(dòng)，A端凹槽內(nèi)裝有石子，B端固定一配重。某次打靶的時(shí)候，將桿沿著逆時(shí)針的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使其與豎直方向成為θ角之后，由靜止釋放，桿在配重重力作用下轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，石子被水平拋出，石子頭像正前方豎直放置的靶，打到6環(huán)（如圖4所示）。那么，如果要想正中靶心，打到10環(huán)，可能實(shí)現(xiàn)的途徑是什么？

接著，引導(dǎo)學(xué)生圍繞這一情境化題目展開(kāi)分析，并對(duì)其進(jìn)行“去情境化”，使其成為純粹的物理題目。經(jīng)過(guò)分析和轉(zhuǎn)化之后，學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)這一題目緊緊圍繞“系統(tǒng)機(jī)械能守恒、圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)”進(jìn)行了考查。如此，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的課堂訓(xùn)練，學(xué)生的問(wèn)題情境分析能力也會(huì)隨之提升，在面臨情境化試題時(shí)，能夠“層層剝離”，最終將其轉(zhuǎn)化為典型的物理問(wèn)題。

其次，應(yīng)注重問(wèn)題探究，強(qiáng)化學(xué)生的物理試題解答能力。建構(gòu)主義研究顯示，每一個(gè)學(xué)生在學(xué)習(xí)中都存在自己的經(jīng)驗(yàn)。因此，在生本教育理念下，高中物理教師在設(shè)計(jì)情境化試題教學(xué)方案時(shí)，唯有關(guān)注學(xué)生的活動(dòng)體驗(yàn)，科學(xué)設(shè)計(jì)探究方案，才能促使學(xué)生在探究中理解物理知識(shí)，解答物理問(wèn)題。

例如，在上述例題中，筆者引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)的物理知識(shí)，將石子的質(zhì)量假設(shè)為m，圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r1，配重質(zhì)量為M，圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r2，投出石子的速度為v1，結(jié)合題目的內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了三個(gè)問(wèn)題：如何提高投出石子的速度？如何提升投石機(jī)的投石效率？如何讓投出的石子打到10環(huán)？組織學(xué)生以小組的模式，結(jié)合所學(xué)的物理知識(shí)加以探究，通過(guò)建立物理模型，并進(jìn)行相關(guān)的推論，最終在討論和探究的過(guò)程中完成題目的解答。

最后，面對(duì)新高考情境化試題的要求，高中物理教師在優(yōu)化課堂教學(xué)時(shí)，還應(yīng)立足于具體的情境化試題，對(duì)其進(jìn)行拓展和延伸，培養(yǎng)學(xué)生的物理知識(shí)遷移能力，使其真正實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)的深度學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中形成系統(tǒng)化的物理知識(shí)體系和較高的解題能力等。

3.關(guān)注社會(huì)科學(xué)技術(shù)，增強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)

縱觀當(dāng)前新高考物理情境化試題，基本上都是以學(xué)生熟悉的生活素材作為背景知識(shí)，也囊括了大量的物理科學(xué)前沿問(wèn)題。鑒于此，高中物理教師在優(yōu)化課堂教學(xué)時(shí)，不僅僅要關(guān)注物理學(xué)科與實(shí)際生活、社會(huì)生活的內(nèi)在聯(lián)系，還要關(guān)注科學(xué)發(fā)展的情況，將國(guó)家當(dāng)前科技發(fā)展的主要成就融入其中，使學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中，對(duì)科學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用形成清晰的認(rèn)知。

例如，在“萬(wàn)有引力與航天”內(nèi)容的教學(xué)中，就可以結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生介紹我國(guó)建立北斗導(dǎo)向系統(tǒng)的相關(guān)資料，包括原因、作用、意義等，在拓寬學(xué)生視野的同時(shí)，也逐漸強(qiáng)化愛(ài)國(guó)主義教育，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中培育強(qiáng)烈的民族自尊心和自信心。

為了更好地適應(yīng)新高考物理情境化試題的要求，我們還應(yīng)在日常教學(xué)中不斷增加實(shí)踐情境，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與到實(shí)踐活動(dòng)中，不斷增強(qiáng)自身的實(shí)踐意識(shí)，在提升動(dòng)手動(dòng)腦操作能力的同時(shí)，促進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展。

4.深挖教材內(nèi)容，夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)

當(dāng)前的新高考物理情境化試題，越來(lái)越傾向于基本知識(shí)、基本方法、基本能力的考查。可以說(shuō)，即便是圍繞物理核心素養(yǎng)的考查，也是建立在物理基礎(chǔ)知識(shí)之上，來(lái)源于教材內(nèi)容，但又高于教材內(nèi)容。鑒于此，高中物理教師在日常教學(xué)中，應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生回歸教材，夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握基本方法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中真正實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)的融會(huì)貫通，為其更好地解題奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

例如，在“電場(chǎng)的疊加”教學(xué)中，筆者就以現(xiàn)行物理教材上的插圖為例，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“電場(chǎng)疊加的規(guī)律及原理”進(jìn)行探索，并對(duì)其加以拓展，延伸到磁場(chǎng)的疊加中；在“多用電表的使用”教學(xué)中，圍繞教材上的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真閱讀，就其中的“說(shuō)一說(shuō)”進(jìn)行認(rèn)真分析，在掌握多用電表示意圖的基礎(chǔ)上，真正認(rèn)識(shí)其原理和電表的改裝。如此，通過(guò)課堂教學(xué)回歸教材內(nèi)容，可促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中形成扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)體系，為解決問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語(yǔ)

高中物理新高考改革背景下，大量的情境化試題應(yīng)運(yùn)而生。高中物理教師，唯有轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，優(yōu)化課堂教學(xué)模式，注重物理新高考中情境化試題的考查方向，才能引領(lǐng)學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中，逐漸形成物理情境化試題的解題能力。

（作者單位：甘肅省蘭州市第六十中學(xué)）

責(zé)任編輯：劉衛(wèi)紅

注：本文系甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度一般規(guī)劃課題“新高考背景下生源薄弱學(xué)校學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)提升的策略研究”（編號(hào)：GS 【2019】GHB0238）的研究成果。