高考物理試卷中情境化試題的特點(diǎn)及其應(yīng)對(duì)思路

黃日思

情境化試題是指將問題巧妙的融入到真實(shí)情境材料中的一種試題類型，高考評(píng)價(jià)體系中所謂的“情境”即“問題情境”，指的是真實(shí)的問題背景，是以問題或任務(wù)為中心構(gòu)成的活動(dòng)場(chǎng)域。

自2014年上海、浙江和2017年北京、山東等省市啟動(dòng)高考改革以來，至2021年秋全國(guó)大部分省市已經(jīng)啟動(dòng)高考綜合改革，與高考改革相對(duì)應(yīng)的考試評(píng)價(jià)中也把情境作為高考評(píng)價(jià)體系中的考查載體。隨著改革的不斷深化，情境化試題在高考試題中的比重會(huì)越來越大。筆者以部分2021年高考物理試題為例來探討情境化試題在高考中的應(yīng)用特點(diǎn)以及應(yīng)對(duì)思路。

例1：（山東高考第4題） 血壓儀由加壓氣囊、臂帶、壓強(qiáng)計(jì)等成，如圖所示。加壓氣囊可將外界空氣充入臂帶，壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)為臂帶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)高于大氣壓強(qiáng)的數(shù)值。充氣前臂帶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)，體積為V;每次擠壓氣囊都能將 60cm3 的外界空氣充入臂帶中，經(jīng)5次充氣后，臂帶內(nèi)氣體體積變?yōu)?5V，壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)為 150mmHg。已知大氣壓強(qiáng)等于750mmHg，氣體溫度不變。忽略細(xì)管和壓強(qiáng)計(jì)內(nèi)的氣體體積。則 V等于（）

A. 30cm3

B. 40cm3

C. 50cm3

D. 60cm3

本題是一個(gè)考查氣體實(shí)驗(yàn)定律打氣問題的基礎(chǔ)性問題。試題以普通血壓儀作為真實(shí)的問題情境作為試題載體。解答本題需要學(xué)生首先從這個(gè)真實(shí)的血壓儀情境中構(gòu)建出氣體實(shí)驗(yàn)定律的充氣問題模型;二是要在這個(gè)實(shí)際情境中找到解答問題所需要的物理?xiàng)l件。完成從真實(shí)試題情境到物理模型的構(gòu)建，然后找出已知的物理?xiàng)l件，具體的計(jì)算就不困難了。

從試題中可以看出本題情境化的特點(diǎn)是：本題的情境屬于“生活實(shí)踐情境”，這類情境主要來源于日常生活以及生產(chǎn)實(shí)踐;從情境的復(fù)雜程度來看，這題屬于簡(jiǎn)單的情境活動(dòng)。 對(duì)于簡(jiǎn)單的情境活動(dòng)中，學(xué)生需要啟動(dòng)的是單一的認(rèn)知活動(dòng)，即面對(duì)問題時(shí)只需要調(diào)動(dòng)某一知識(shí)點(diǎn)或某種基本能力便可解決。這類情境主要測(cè)評(píng)學(xué)生基本的知識(shí)和能力水平。

和例1有著相同特點(diǎn)的還有今年廣東卷第3題、浙江6月選擇性等級(jí)考試第11題、廣東卷選考部分的第15題、河北卷選考部分的第16題以及全國(guó)卷I第24題等。

例2：（21年廣東卷13題） 算盤是我國(guó)古老的計(jì)算工具，中心帶孔的相同算珠可在算盤的固定導(dǎo)桿上滑動(dòng)，使用前算珠需要?dú)w零，如圖所示，水平放置的算盤中有甲、乙兩顆算珠未在歸零位置，甲靠邊框b，甲、乙相隔s1=3.5x10-2m，乙與邊框a相隔s2=2.0x10-2m，算珠與導(dǎo)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)u。現(xiàn)用手指將甲以0.4m/s的初速度撥出，甲、乙碰撞后甲的速度大小為0.1m/s，方向不變，碰撞時(shí)間極短且不計(jì)，重力加速度g取10m/s2。

（1）通過計(jì)算，判斷乙算珠能否滑動(dòng)到邊框a;

（2）求甲算珠從撥出到停下所需的時(shí)間。

本題主要考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量守恒定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律應(yīng)用的綜合性問題。試題以算盤的算珠歸零這樣一個(gè)真實(shí)的綜合層面的問題情境作為考查載體，讓學(xué)生在真實(shí)的背景下運(yùn)用必備知識(shí)和關(guān)鍵能力去解決實(shí)際問題，全面綜合展現(xiàn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)水平。試題注重考查學(xué)生掌握學(xué)科知識(shí)體系的完整性， 關(guān)注不同知識(shí)內(nèi)容之間的聯(lián)系， 引導(dǎo)學(xué)生整合所學(xué)知識(shí)并培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐思維。解答本題需要學(xué)生首先從這個(gè)實(shí)際問題中構(gòu)建出動(dòng)量守恒中的碰撞模型;然后要在這個(gè)實(shí)際情境中找到解答問題所需要的物理?xiàng)l件即碰撞前甲物體的初速度、受力情況及運(yùn)動(dòng)情況;碰撞中甲、乙兩物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒;碰撞后甲、乙物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況。最后運(yùn)用相關(guān)的物理規(guī)律解決問題。

從試題中可以看出本題情境化的特點(diǎn)是：本題的情境同樣屬于“生活實(shí)踐情境”，這類情境主要來源于日常生活以及生產(chǎn)實(shí)踐;從情境的復(fù)雜程度來看，這題屬于復(fù)雜的情境活動(dòng)。對(duì)于復(fù)雜的情境活動(dòng)中，學(xué)生需要啟動(dòng)的是綜合的認(rèn)知活動(dòng)，即面對(duì)問題時(shí)需要綜合調(diào)動(dòng)各種知識(shí)點(diǎn)或各種相關(guān)的能力方可解決問題。此類情境活動(dòng)主要考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和能力應(yīng)對(duì)復(fù)雜問題的水平。

和例2有著相同特點(diǎn)的還有湖南卷選考部分的計(jì)算題16題、山東高考第16題等。

從這些情境化試題中可以看出，高考中大部分的情境化試題都屬于來源于日常生活及生產(chǎn)實(shí)踐的“生活實(shí)踐情境”。這些試題情境材料的甄選都基于考生解決問題的可能性，同時(shí)要考慮到對(duì)所有考生的熟悉程度、考生的可理解性以及考生的潛在水平，使其處于考生學(xué)習(xí)的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)。同時(shí)情境的選擇既要防止情境過于熟悉導(dǎo)致試題的功能可能退化為考查考生簡(jiǎn)單的記憶，又要防止試題的情境信息特征與考生實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的差異偏大、情境過于新穎而導(dǎo)致考生“沒有思路”。

這些情境化試題的解答思路具體就是通過審讀題目，在明確對(duì)象、分析過程（或狀態(tài)）的基礎(chǔ)上，構(gòu)建出符合題意的物理模型，從而把“實(shí)際的情境問題”轉(zhuǎn)化為“物理問題”;接著通過選用相應(yīng)的物理規(guī)律，布列方程，把“物理問題”轉(zhuǎn)化為“數(shù)學(xué)問題”;最后求解作答，得出“問題結(jié)果”，并將其納入原問題的情境中，進(jìn)行“檢驗(yàn)討論”。解答試題的過程中，過濾情境、構(gòu)建物理模型的環(huán)節(jié)至關(guān)重要。它既是使復(fù)雜的實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的物理問題的前提，也是正確選用物理規(guī)律、求解物理問題的依據(jù)，起著承上啟下的關(guān)鍵作用。