立足核心素養(yǎng)，強(qiáng)化情境教學(xué)*

容 蘭 王茂群 李朋飛

(1.合肥市第八中學(xué) 2.合肥一六八中學(xué) 安徽合肥 230000)

引言

《中國高考評價(jià)體系》是教育部聯(lián)合組織國內(nèi)高校150余位專家，立足國內(nèi)現(xiàn)狀，依據(jù)高校人才選拔要求，遵循國家課程標(biāo)準(zhǔn)，吸取國外經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)國內(nèi)成功做法，歷經(jīng)3年制定出的科學(xué)的高考評價(jià)體系。對高考評價(jià)體系的深入研究有助于教師明確把握教學(xué)方向、提升教學(xué)效率、增強(qiáng)教學(xué)效果。基于高考評價(jià)體系和新課程標(biāo)準(zhǔn)要求，高考命題呈現(xiàn)出生活化、情景化、活動化的特點(diǎn)。本文以2021年高考卷部分物理試題為例，探究其情境化和生活化的特點(diǎn)，以期為日常教學(xué)和評測提供參考。

一、情景化試題

物理情景化試題是物理問題與生活、生產(chǎn)中的實(shí)際情境相結(jié)合的產(chǎn)物，該題型立足于考查學(xué)生提取信息的能力，是關(guān)鍵能力考查的重點(diǎn)之一。情景化試題來源于生活和生產(chǎn)，能夠提升學(xué)生應(yīng)用物理知識解決生活中的實(shí)際問題的意識以及能力。近年來，不管是高考還是各地聯(lián)考、?？迹祟愒囶}所占比重越來越大，其重要性愈發(fā)凸顯。

例1(2021年全國甲卷第14題) 如圖，將光滑長平板的下端置于鐵架臺水平底座上的擋板處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié)，使得平板與底座之間的夾角可變。將小物塊由平板與豎直桿交點(diǎn)處靜止釋放，物塊沿平板從點(diǎn)滑至點(diǎn)所用的時間與夾角的大小有關(guān)。若由30°逐漸增大至60°，物塊的下滑時間將( )

圖1

A.逐漸增大 B.逐漸減小

C.先增大后減小 D.先減小后增大

評析：本題以生活中常見的長木板和鐵架臺為依托，融合物理學(xué)中運(yùn)動與相互作用的觀念，考查學(xué)生信息提取能力和模型構(gòu)建能力，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中的物理，增強(qiáng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的意識和能力。

必備知識考查：牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動公式。

關(guān)鍵能力考查：本題是一道偏簡單的涉及相互作用的運(yùn)動學(xué)應(yīng)用，意在考查學(xué)生對運(yùn)動和相互作用的認(rèn)知，關(guān)鍵信息提取能力和模型構(gòu)建能力以及數(shù)學(xué)推算能力。

核心素養(yǎng)要求：根據(jù)題設(shè)情境提取關(guān)鍵信息，根據(jù)對運(yùn)動與相互作用的認(rèn)知，利用科學(xué)思維構(gòu)建等底斜面模型，關(guān)注生活中的物理學(xué)知識，能夠?qū)⑸钪械膶?shí)際問題簡化成理想化的物理模型，進(jìn)行描述和解釋。

例2(2021年全國甲卷第15題) “旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲。如圖，先將紐扣繞幾圈，使穿過紐扣的兩股細(xì)繩擰在一起，然后用力反復(fù)拉繩的兩端，紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會交替出現(xiàn)。拉動多次后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)50 r/s，此時紐扣上距離中心1 cm處的點(diǎn)向心加速度大小約為( )

圖2

A.10 m/sB.100 m/s

C.1000 m/sD.10000 m/s

解析：根據(jù)向心加速度公式=，再結(jié)合轉(zhuǎn)速與角速度的關(guān)系式=2π，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立可得約為1000 m/s，故C選項(xiàng)正確。

評析：本題以傳統(tǒng)游戲“旋轉(zhuǎn)紐扣”為載體，描述了紐扣旋轉(zhuǎn)的做法，給出了一個關(guān)鍵的物理參量，求解旋轉(zhuǎn)紐扣上某點(diǎn)的向心加速度，結(jié)合生活實(shí)際考查物理概念。

必備知識考查：勻速圓周運(yùn)動。

關(guān)鍵能力考查：信息提取能力、模型識別能力。

核心素養(yǎng)要求：以情境為載體，考查必備知識。本題需要考生具備提取關(guān)鍵信息，摒除干擾信息，將實(shí)際物體抽象成理想化模型的能力，在快速準(zhǔn)確識別物理模型的基礎(chǔ)上，通過基本數(shù)學(xué)運(yùn)算得出結(jié)果。

例3(2021年全國乙卷第24題) 一籃球質(zhì)量為=0.60 kg，一運(yùn)動員使其從距地面高度為=1.8 m處靜止自由落下，反彈高度為=1.2 m。若使籃球從距地面=1.5 m的高度由靜止下落，并在開始下落的同時向下拍球，球落地后反彈的高度為1.5 m。假設(shè)運(yùn)動員拍球時對球的作用力為恒力，作用時間為=0.20 s；該籃球每次與地面碰撞前后的動能的比值不變，取=10 m/s，不計(jì)空氣阻力。求：

(1)運(yùn)動員拍球過程中對籃球所做的功

(2)運(yùn)動員拍球時對籃球的作用力的大小。

解析：(1)第一次籃球下落的過程中由動能定理可得=；

籃球反彈后向上運(yùn)動的過程中由動能定理可得

0-=-；

第二次從1.5 m的高度靜止下落，同時向下拍球，在籃球反彈上升的過程中，由動能定理可得

0-=0-；

第二次從1.5 m的高度靜止下落，同時向下拍球，籃球下落過程中，由動能定理可得

+=；

因籃球每次和地面撞擊的前后動能的比值不變，則有比例關(guān)系

代入數(shù)據(jù)可得

=45 J。

(2)因作用力是恒力，在恒力作用下籃球向下做勻加速直線運(yùn)動，因此由牛頓第二定律可得

+=，

在拍球時間內(nèi)運(yùn)動的位移為

做的功為

=，

聯(lián)立可得=9 N(=-15 N舍去)

評析：本題以籃球運(yùn)動員拍球?yàn)楸尘?，將物理知識與籃球運(yùn)動相結(jié)合，理論聯(lián)系實(shí)際，考查學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)物理知識分析解決實(shí)際問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生注重學(xué)以致用，關(guān)注生活、生產(chǎn)、體育運(yùn)動以及科技前沿中的物理學(xué)知識，能夠有效增強(qiáng)學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實(shí)際生活的意識，同時可以強(qiáng)化學(xué)生體育鍛煉的意識，在解決問題過程中促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

必備知識考查：動能、功、功能關(guān)系、牛頓運(yùn)動定律、勻變速直線運(yùn)動。

關(guān)鍵能力考查：理解能力、模型構(gòu)建能力、推理論證能力。

核心素養(yǎng)要求：根據(jù)題設(shè)情境提取關(guān)鍵信息，根據(jù)功、能概念，利用科學(xué)思維，構(gòu)建落體和豎直上拋運(yùn)動模型，結(jié)合功與能量變化的關(guān)系，將體育運(yùn)動中的實(shí)際問題簡化成理想化的物理模型，利用數(shù)學(xué)知識推演出最后結(jié)果。

通過以上幾個例子的分析，新高考物理中情境題的考查特點(diǎn)是以實(shí)際生活、生產(chǎn)、體育運(yùn)動以及科技前沿等為載體，考查重點(diǎn)仍然是必備知識和關(guān)鍵能力，以學(xué)科素養(yǎng)為核心，堅(jiān)持核心素養(yǎng)的價(jià)值導(dǎo)向和引領(lǐng)作用。

二、高考物理情境題對物理教學(xué)的啟示

(一)健全科學(xué)體系，夯實(shí)必備知識

縱觀近些年高考試題，考查要點(diǎn)都是以基礎(chǔ)知識、基本技能和基本思想方法為主。物理學(xué)的基礎(chǔ)知識和關(guān)鍵能力是學(xué)生們在規(guī)劃和選擇職業(yè)生涯時所必須具備的，夯實(shí)基礎(chǔ)知識是提升關(guān)鍵能力的基礎(chǔ)，只有打好基礎(chǔ)才能發(fā)展更好地發(fā)展。

1.教學(xué)中教師需要加強(qiáng)對新課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，要深入理解新課標(biāo)要求，準(zhǔn)確把握新高考方向，在日常教學(xué)活動中明確且細(xì)化教學(xué)目標(biāo)，精心設(shè)計(jì)教學(xué)活動，認(rèn)真踐行教學(xué)流程，同時結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知水平、思維能力、學(xué)齡特點(diǎn)以及生理和心理特點(diǎn)，做到教學(xué)設(shè)計(jì)和目標(biāo)相匹配、教學(xué)難易程度與學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)相融合、教學(xué)活動與學(xué)生學(xué)習(xí)方法和習(xí)慣相適應(yīng)。教師在努力做到傳授知識的同時，引導(dǎo)學(xué)生建立全面發(fā)展和終身學(xué)習(xí)的意識，滿足新課標(biāo)所提出的“立德樹人”的要求。

2.在學(xué)科知識的傳授中，教師需要將物理現(xiàn)象、知識概念所對應(yīng)的物理觀念和思維方法以生活化和情境化的方式呈現(xiàn)在課堂中，需要將物理規(guī)律和原理所對應(yīng)的探究方法、重要的人文素養(yǎng)等以情境化和體驗(yàn)化的方式貫穿在教學(xué)活動中，需要將物理學(xué)的重要思想方法、邏輯思維、數(shù)理思想等滲透在學(xué)生活動和日常教學(xué)中，最終內(nèi)化成學(xué)生自身的知識和能力。

(二)培養(yǎng)學(xué)科思維，提升關(guān)鍵能力

在日常學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生時時刻刻都需要分析和解決問題，而這需要教師在教學(xué)過程中傳授學(xué)生分析問題的思路和方法，培養(yǎng)解決問題的能力，達(dá)到落實(shí)科學(xué)素養(yǎng)的要求。

1.認(rèn)真研究，歸納總結(jié)

物理學(xué)中，解決不同的問題，需要應(yīng)用不同的思想方法，即使是同一個問題，也會對應(yīng)多種思維方法和能力。比如在解決動力學(xué)中連接體問題的過程中，學(xué)生需要應(yīng)用整體、隔離思想，同時必須具備一定的力學(xué)分析能力和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力；在解決氣體變質(zhì)量一類問題時，學(xué)生需要將其分為充氣類和抽氣類，其中氣罐分裝和漏氣問題可以歸結(jié)為抽氣類，在解決問題過程中將不同狀態(tài)的氣體轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一狀態(tài)(如統(tǒng)一壓強(qiáng))進(jìn)行計(jì)算，會有效降低理解難度。近些年，高考題對學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)中科學(xué)思維的考查覆蓋率廣、占比大，所以學(xué)生需要在學(xué)習(xí)過程中不斷總結(jié)歸納，認(rèn)真研究解決問題的方法和思維邏輯，最終形成模型構(gòu)建、邏輯推理、科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新的科學(xué)思維。綜上，教師在物理教學(xué)中，需要注重在知識、方法、規(guī)律和原理教學(xué)中多采用合作化學(xué)習(xí)、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)、互動式學(xué)習(xí)等方式，提高教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

2.尋找規(guī)律，構(gòu)建模型

同一個問題可能會對應(yīng)著不同的解決方法，每個人的理解也不盡相同，但是解決問題的方法離不開不本質(zhì)規(guī)律和原理。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該注重引導(dǎo)學(xué)生厘清問題的本質(zhì)和解決問題的主要方法和一般思路，選擇恰當(dāng)?shù)难芯繉ο?，采用適宜的分析方法，構(gòu)建解決問題的一般模型，以提高學(xué)生分析問題和解決問題的思維能力。例如可以引導(dǎo)學(xué)生多總結(jié)連接體模型、繩桿模型、人船模型、等底斜面模型、等時圓模型、圓錐擺模型、雙星三星模型等等；必要時進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)部分次級結(jié)論，以加強(qiáng)對模型構(gòu)建的理解和應(yīng)用，如勻變速直線運(yùn)動中平均速度與中間時刻的速度關(guān)系、天體運(yùn)動中的低軌高速短周期、導(dǎo)線在磁場中的有效切割長度和有效受力長度、勻強(qiáng)電場中平行等長線段兩端電勢差相等、電源輸出的最大功率等等。

3.內(nèi)化思維，強(qiáng)化質(zhì)疑創(chuàng)新精神

在日常教學(xué)和師生互動中，教師應(yīng)該更多地引導(dǎo)學(xué)生嘗試在物理思維和方法上進(jìn)行探究和創(chuàng)新。比如針對2021年全國甲卷第15題“旋轉(zhuǎn)紐扣”的問題，我們除了可以讓學(xué)生解決動力學(xué)問題，也可以改編成涉及能量觀念的問題：“在紐扣持續(xù)向同一方向旋轉(zhuǎn)中，紐扣的動能轉(zhuǎn)化成何種能量？”“在紐扣反復(fù)旋轉(zhuǎn)的過程中，手是否對繩子始終做正功？”再如2021年全國乙卷第24題，籃球運(yùn)動員在運(yùn)球過程中，每次籃球反彈的動能與撞擊地面前的動能比值是否與題設(shè)中的比值相吻合？現(xiàn)實(shí)生活中籃球撞擊地面前后動能比值是否是不變的？與地面材質(zhì)是否有關(guān)？在具體實(shí)驗(yàn)中，如何測定籃球撞擊地面前后的瞬間速度？一系列的問題拋出后，既能夠讓學(xué)生對該題涉及的知識和方法印象深刻，也能讓學(xué)生思考如何解決好實(shí)際問題，更能讓學(xué)生親身體驗(yàn)到學(xué)以致用的魅力所在，從而落實(shí)立德樹人的根本目標(biāo)。

(三)重視價(jià)值引導(dǎo)，落實(shí)科學(xué)素養(yǎng)

學(xué)科教學(xué)擔(dān)負(fù)著學(xué)科育人的重要任務(wù)和功能，最終都是為了落實(shí)立德樹人的根本目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)習(xí)近平總書記提出的為黨育人為國育才的倡議。高考命題的一項(xiàng)重要任務(wù)就是引導(dǎo)教學(xué)，一線教師不斷研究新高考命題，能夠有效提升自己對學(xué)科素養(yǎng)和教學(xué)目標(biāo)的理解和把握能力，進(jìn)一步踐行教育工作者的使命，將學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)落實(shí)到日常教學(xué)活動中。

物理教師需要在教學(xué)活動中兼顧激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，幫助和引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成持之以恒的學(xué)習(xí)毅力，做到樂于學(xué)習(xí)、善于學(xué)習(xí)、熱愛學(xué)習(xí)，從而培育學(xué)生終身學(xué)習(xí)、終身發(fā)展的學(xué)習(xí)品質(zhì)。

在此過程中，物理教師需要通過將知識觀念形象化、具體化，將探究過程體驗(yàn)化、實(shí)踐化，將物理規(guī)律和思維教學(xué)具體化、情境化的方式方法，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)感知學(xué)科觀念、思維方法、模型規(guī)律，讓學(xué)生能夠充分認(rèn)識到物理或者事物發(fā)展的基本過程和規(guī)律，將學(xué)科知識和思維內(nèi)化為學(xué)生自己的能力，將學(xué)生探究和體驗(yàn)物理原理和規(guī)律過程的體驗(yàn)感、獲得感充分貫穿在物理教學(xué)活動中，最終引導(dǎo)學(xué)生形成對科學(xué)價(jià)值、自然規(guī)律、科技發(fā)展、社會問題的自我認(rèn)知。

物理教學(xué)過程的情境化，有利于將本學(xué)科知識和規(guī)律與實(shí)際生活密切聯(lián)系，有利于學(xué)生將生活中的實(shí)際問題抽象出理想化的物理模型，從而提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，促進(jìn)學(xué)生正確認(rèn)識事物的科學(xué)本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，最終形成學(xué)生自身的學(xué)科素養(yǎng)，塑造良好的學(xué)習(xí)和做人品質(zhì)，踐行社會主義核心價(jià)值觀。