摘" 要:隨著教育改革的不斷推進,核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成為初中物理教學的重要目標.情境化試題作為一種能夠有效考查學生核心素養(yǎng)的題型,在初中物理教學與評價中占據(jù)著重要地位.文章從核心素養(yǎng)的視角出發(fā),探討幾類典型的初中物理情境化試題解法和解題策略,旨在為初中物理教學提供有益參考,幫助學生更好地應(yīng)對此類試題,提升核心素養(yǎng).
關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);初中物理;情境化
中圖分類號:G632""" 文獻標識碼:A""" 文章編號:1008-0333(2024)35-0093-03
收稿日期:2024-09-15
作者簡介:呂立志(1971.1—),男,云南省曲靖人,本科,中學高級教師,從事初中物理教學研究.
在當今教育改革的浪潮中,培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)已成為教育的重要使命.初中物理作為一門基礎(chǔ)自然學科,對于學生科學思維、科學探究能力的培養(yǎng)具有重要意義.情境化試題作為一種新興的試題形式,能夠?qū)⑽锢碇R與實際情境相結(jié)合,真實地考查學生對物理知識的理解和應(yīng)用能力,在解決問題過程中體現(xiàn)核心素養(yǎng).因此,研究核心素養(yǎng)視角下初中物理情境化試題的解題策略具有重要的現(xiàn)實意義.
1" 生活趣味性情境化試題
例1" 在弟弟生日時,小偉給弟弟表演了一個有趣的實驗,取兩個用來盛蛋糕且不帶電的泡沫盤子,分別與不帶電的毛巾摩擦后,兩個盤子不能疊加,而是粘在手上,如圖1所示.下列分析正確的是(" ).
A.毛巾和盤子摩擦時創(chuàng)造了新的電荷
B.毛巾和盤子摩擦時將電能轉(zhuǎn)化為機械能
C.盤子粘在手上是因為同種電荷相互吸引
D.兩個盤子不能疊加的原因與驗電器工作原理相同
解析" 摩擦起電的實質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,毛巾和盤子摩擦時沒有創(chuàng)造出新的電荷,只是電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移,故A錯誤;毛巾和盤子摩擦時,消耗機械能,并不是電能轉(zhuǎn)化為機械能,故B錯誤;盤子粘在手上的原因是帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì),故C錯誤;兩個盤子分別與毛巾摩擦后,兩個盤子帶同種電荷,同種電荷相互排斥,所以不能疊加,驗電器的工作原理是同種電荷相互排斥,它們的原理相同,故D正確.
解題策略" 本題屬于生活趣味性情境化試題,需要從生活中尋找相關(guān)的物理規(guī)律,結(jié)合已學過的物理規(guī)律和題設(shè)要求進行求解,考查學生對物理觀念的掌握[1].
2" 混合性情境化試題
例2" (1)如圖2甲為測滑輪組機械效率的實驗,在物體升高的過程中,應(yīng)豎直向上拉動彈簧測力計;保持此裝置不變,只增大被提升物體的重力,則機械效率將(選填“增大”或“減小”);
(2)如圖2乙,小新將紙屑放在正播放音樂的揚聲器上,發(fā)現(xiàn)紙屑不斷地上下跳動.這說明聲音是由物體的產(chǎn)生的,此處利用的實驗方法是(選填“轉(zhuǎn)換法”或“控制變量法”);
(3)如圖2丙是探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件的實驗裝置,開關(guān)閉合后,將導(dǎo)體棒AB沿(選填“上下”或“左右”)方向運動時,靈敏電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn);如表1,比較實驗序號1、2可知,感應(yīng)電流的方向還與方向有關(guān).
解析" (1)對測滑輪組機械效率實驗,在物體升高的過程中,為保證整個裝置處于平衡狀態(tài),應(yīng)豎直向上勻速拉動彈簧測力計;保持此裝置不變,只增大被提升物體的重力,有用功增大,額外功不變,有用功占總功的比例增大,機械效率將增大.
(2)小新將紙屑放在正播放音樂的揚聲器上,發(fā)現(xiàn)紙屑不斷地上下跳動.這說明聲音是由物體的振動產(chǎn)生的,此處利用的實驗方法是轉(zhuǎn)換法.
(3)開關(guān)閉合后,將導(dǎo)體棒AB沿左右方向運動時,導(dǎo)體棒切割磁感線,靈敏電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn);比較實驗序號1、2可知,磁場方向不變,導(dǎo)體棒切割磁感線方向相反,感應(yīng)電流的方向也不同,說明感應(yīng)電流的方向還與導(dǎo)體AB運動方向有關(guān).
解題策略" 處理混合性情境化試題時,首先需要判斷情境中有沒有學科內(nèi)跨知識點或跨學科問題,如果屬于融合性的情境化試題,可能需要結(jié)合各學科知識或?qū)W科內(nèi)知識進行解決,如果問題間互不關(guān)聯(lián),各問題單獨處理即可[2].
3" 電學中的情境化試題
例3" 如圖3是一款依靠電力驅(qū)動的獨輪車,其工作原理是當電源開關(guān)S1閉合時指示燈L亮起,車處于待機狀態(tài);當人再站到車上時開關(guān)S2自動閉合,電動機M才能啟動工作.以下電路設(shè)計符合要求的是(" ).
解析" 當電源開關(guān)S1閉合時指示燈L亮起,當開關(guān)S2自動閉合,電動機M才能啟動工作,說明電動機和指示燈可以獨立工作,電動機和指示燈并聯(lián),S1在干路上,S2在支路上,由此可知A電路圖符合條件,故A符合題意,BCD不符合題意.
解題策略" 這類情境化試題需要根據(jù)題設(shè)條件(開關(guān)的通斷)和實際現(xiàn)象,逐個分析電路,尋找與選項吻合的電路圖即可,考查學生的推理能力[3].
4" 有關(guān)浮力的情境化試題
例4" 如圖4甲是“浮筒打撈法”打撈沉船的過程,將空心金屬筒灌滿水沉到水底,用鋼纜把浮筒與沉船拴住,啟動打撈船上的壓氣機,把空氣壓進筒中排出水,浮筒就會帶著沉船一起浮到水面上.科技文化節(jié)上,小明制作了空心浮筒模型A和實心沉船模型B,A、B間用輕質(zhì)細繩相連,重現(xiàn)了這一過程.水平地面上有一個裝有適量水的足夠高的圓柱形容器,將模型A和模型B放入容器中,A利用容器中的水自動進行充水,充滿水后,B對容器底的壓力為6 N,如圖4乙.打撈過程中,模型A向容器中排水浮出水面,A、B靜止時,如圖4丙所示.已知圓柱形容器底面積為500 cm2,模型A質(zhì)量為0.4 kg,體積為1 000 cm3,模型B質(zhì)量為0.6 kg,體積為200 cm3.求:
(1)圖乙中模型B受到的浮力;
(2)模型A充滿水時的總重力;
(3)圖丙與圖乙相比,水對容器底的壓強變化量.
解析" (1)圖乙中模型B完全浸沒,VB排=VB=200 cm3=2×10-4 m3,
圖乙中模型B受到的浮力FB浮=GB排=ρ水gVB排=1×103 kg/m3×10 N/kg×2×10-4 m3=2 N.
(2)圖乙中,以A、B整體為研究對象,模型A和B完全浸沒,V排=VA+VB=1 000 cm3+200 cm3=1 200 cm3=1.2×10-3 m3,整體受到的浮力F浮=G排=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×1.2×10-3 m3=12 N,根據(jù)F支=F壓=6 N,對整體受力分析得G總=F浮+F支=12 N+6 N=18 N,GB=mBg=0.6 kg×10 N/kg=6 N,模型A充滿水時的總重力GA總=G總-GB=18 N-6 N=12 N.
(3)模型A的重力是GA=mAg=0.4 kg×10 N/kg=4 N,圖丙中,A、B整體為研究對象,處于漂浮狀態(tài),則浮力F′浮=GA+GB=4 N+6 N=10 N,排開水的總體積V′排=F′浮ρ水g=10 N1×103 kg/m3×10 N/kg=
1 000 cm3,A模型中充滿水,水的重力為GA水=GA總-GA=12 N-4 N=8 N,由ρ=mV得VA水=GA水ρ水g=8 N1×103 kg/m3×10 N/kg=800 cm3,則變化的體積ΔV排=VA水+V′排-V排=600 cm3,液面變化的高度Δh=ΔV排S容=600 cm3500 cm2=1.2 cm=1.2×10-2 m,水對容器底的壓強變化量Δp=ρ水gΔh=120 Pa.
解題策略" 本題將“浮筒打撈法”打撈沉船的生活情境與浮力問題進行有效綜合,考查學生的科學思維能力,需要根據(jù)浮力的定義和力的平衡解決相關(guān)問題.
5" 結(jié)束語
在核心素養(yǎng)視角下,初中物理情境化試題的解題策略需要學生具備扎實的物理知識基礎(chǔ)、良好的信息提取和處理能力、科學的思維方法以及創(chuàng)新意識.通過對情境化試題的分析和解決,學生不僅能夠提高解題能力,更能在過程中培養(yǎng)物理觀念、科學思維、科學探究等核心素養(yǎng),為今后的學習和生活奠定堅實的基礎(chǔ).在未來的教學中,教師應(yīng)進一步加強對情境化試題的研究和教學指導(dǎo),引導(dǎo)學生積極參與物理實踐活動,關(guān)注科技發(fā)展和社會熱點,不斷提升學生的核心素養(yǎng)和綜合能力.同時,教育部門和考試機構(gòu)也應(yīng)不斷優(yōu)化情境化試題的設(shè)計和評價標準,使其更好地服務(wù)于教育教學改革,促進學生的全面發(fā)展.相信在廣大教育工作者和學生的共同努力下,初中物理教學將在核心素養(yǎng)培養(yǎng)的道路上邁出更加堅實的步伐,為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才做出更大的貢獻.
參考文獻:[1]
賈曉嵐.面向核心素養(yǎng)的初中物理作業(yè)情境化設(shè)計探究[J].物理教學,2024,46(4):35-38.
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[3] 費志明,陳民兵.初中物理情境性試題的開發(fā)[J].物理教學,2021,43(1):48-50.
[責任編輯:李" 璟]