從培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)的角度看高考試題

陳文

【摘 要】本文從物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的角度，分析 2017 年全國(guó)高考部分物理試題的立意，以幫助學(xué)生更好地領(lǐng)會(huì)物理的實(shí)質(zhì)，并為今后的日常教學(xué)和考試命題提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】物理 核心素養(yǎng) 高考試題

【中圖分類(lèi)號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2018）01B-0096-02

近年來(lái)，在高中物理新課程改革標(biāo)準(zhǔn)中明確提出了核心素養(yǎng)的觀點(diǎn)。物理學(xué)科的核心素養(yǎng)就是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過(guò)程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)需要的必備品格和能力，它主要由物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任這四個(gè)方面的因素構(gòu)成，以學(xué)生為中心滿(mǎn)足他們獨(dú)特的人格成長(zhǎng)需要，對(duì)物理教學(xué)具有良好的導(dǎo)向性?，F(xiàn)筆者從培養(yǎng)學(xué)生物理的核心素養(yǎng)的角度，分析 2017 年高考部分物理試題，以供參考。

一、注重對(duì)物理概念和規(guī)律的理解、提煉和升華，培養(yǎng)物理觀念素養(yǎng)

物理觀念是指從物理學(xué)的角度形成對(duì)物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)和相互作用、能量的基本認(rèn)識(shí)，它的內(nèi)容主要有物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)觀念、相互作用觀念和能量觀念等。學(xué)生在高中階段的學(xué)習(xí)中，應(yīng)掌握基本的物理觀念并用其解釋自然現(xiàn)象和實(shí)際問(wèn)題，提煉和升華對(duì)物理概念與規(guī)律的理解，加強(qiáng)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。將物理觀念帶入物理教學(xué)中，可以使師生從各種概念與規(guī)律中脫離出來(lái)，站在更高的平臺(tái)，以知識(shí)和能力為基礎(chǔ)，研究經(jīng)典的科學(xué)發(fā)展過(guò)程，從而客觀地理解物理的教育意義。物理觀念本就是科學(xué)家在長(zhǎng)期實(shí)踐研究中歸納出對(duì)物質(zhì)世界的基本認(rèn)識(shí)和規(guī)律，是物理學(xué)理論形成和發(fā)展的重要理念。從課堂上培養(yǎng)學(xué)生形成物理觀念，能對(duì)物理概念和規(guī)律有更深的認(rèn)識(shí)和理解，而不僅僅能背誦公式或理論，更要懂得它的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷和思維發(fā)展的過(guò)程，從而使自己在物理學(xué)習(xí)上得到升華。

〖例 1〗（2017 全國(guó)卷 1）發(fā)球機(jī)在同一高度向正前方依次水平射出兩個(gè)速度不同的乒乓球，速度較大的乒乓球越過(guò)球網(wǎng)，速度較小的乒乓球沒(méi)有越過(guò)球網(wǎng)。其原因是（ ）

A.速度較小的乒乓球下降了相同距離時(shí)所用的時(shí)間較多

B.速度較小的乒乓球在下降了相同距離時(shí)在豎直方向上的速度較大

C.速度較大的乒乓球通過(guò)同一水平距離時(shí)所用的時(shí)間較少

D.速度較大的乒乓球在相同時(shí)間間隔內(nèi)下降的距離較大

〖分析〗由題意可知，乒乓球做平拋運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)球在水平方向上做速度不同的勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)，而速度大的球越過(guò)球網(wǎng)，速度小的球沒(méi)有越過(guò)球網(wǎng)的原因就是發(fā)球機(jī)到網(wǎng)的距離一樣，速度大的球在水平方向上的位移更大，而用的時(shí)間更短，所以容易越過(guò)球網(wǎng)，那么正確答案是 C。這題主要考察學(xué)生的是平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，只要掌握好這個(gè)規(guī)律，就可以輕松得出答案。

〖反思〗這題主要考查學(xué)生對(duì)物理基本概念和規(guī)律的理解和掌握程度，它涉及實(shí)際生活中的應(yīng)用，讓學(xué)生體會(huì)物理觀念不是只靠死記硬背就能掌握，而是要深入理解其中的概念和規(guī)律，并提煉和升華。這題著重考查學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)觀念的理解和應(yīng)用，培養(yǎng)其正確的物理觀念。

二、注重對(duì)推理能力和分析綜合能力的培養(yǎng)，發(fā)展科學(xué)思維素養(yǎng)

科學(xué)素養(yǎng)是從物理學(xué)的角度認(rèn)識(shí)客觀事物的內(nèi)在屬性和本質(zhì)規(guī)律。我們知道，物理是融合科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法和科學(xué)思維為一體的學(xué)科。在物理課堂上，物理方法和知識(shí)大都由教師傳授給學(xué)生，但物理思維卻不能直接傳授，它需要進(jìn)行必要的訓(xùn)練。我們生活中有許多物理現(xiàn)象，比如可以從“物體在水平面上滑動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)出發(fā)，設(shè)計(jì)“物體在斜面上滑動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，從而使學(xué)生更好地發(fā)現(xiàn)“力和運(yùn)動(dòng)”的本質(zhì)聯(lián)系，這就是擅用科學(xué)思維的力量。科學(xué)思維不光使學(xué)生具有建構(gòu)物理模型的意識(shí)和能力，而且能使學(xué)生正確運(yùn)用科學(xué)方法對(duì)物理現(xiàn)象進(jìn)行推理和分析繼而找出規(guī)律或得出結(jié)論的能力。在高中階段注重發(fā)展學(xué)生“科學(xué)思維”的目的也是為了鍛煉學(xué)生的推理分析能力，使學(xué)生懂得基于事實(shí)依據(jù)大膽地提出不同的想法和問(wèn)題，具有批判性思維，不斷創(chuàng)新。只有這樣，才能使學(xué)生得到發(fā)展，具備核心素養(yǎng)。

〖例 2〗（2017 年全國(guó)卷 2）如圖，一個(gè)大的光滑圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面平行于豎直平面，在大的光滑圓環(huán)上套一個(gè)小環(huán)，讓小環(huán)從大圓環(huán)的最高點(diǎn)由靜止開(kāi)始往下滑，求小環(huán)下滑的過(guò)程中，大圓環(huán)對(duì)它的作用力是（ ）

A.一直不做功

B.一直做正功

C.始終指向大圓環(huán)圓心

D.始終背離大圓環(huán)圓心

〖分析〗由題意我們可以得出，大圓環(huán)是光滑的，所以小環(huán)和大環(huán)之間沒(méi)有摩擦力，因此大環(huán)對(duì)小環(huán)的支持力總是垂直于小環(huán)的速度方向，所以大環(huán)對(duì)小環(huán)沒(méi)有做功，由此可以直接選出正確選項(xiàng) A。這題難度系數(shù)不大，主要考查功的兩要素。

〖反思〗很多學(xué)生反映，明明在物理課堂上都聽(tīng)懂了的那些物理概念、思想和方法，但在做題或考試時(shí)依舊一頭霧水，歸根結(jié)底是他們沒(méi)有掌握獨(dú)立思考具體問(wèn)題的能力，也就是沒(méi)有掌握學(xué)習(xí)物理的科學(xué)思維，只會(huì)背公式和概念，不懂這些定理形成的過(guò)程，不會(huì)運(yùn)用科學(xué)方法和知識(shí)，這樣終究學(xué)不好物理，也培養(yǎng)不成核心素養(yǎng)。

三、看重物理實(shí)驗(yàn)，重視問(wèn)題、證據(jù)、解釋、交流與合作等要素，提升科學(xué)探究素養(yǎng)

物理是一門(mén)以生活事實(shí)為基礎(chǔ)并以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為主要手段的科學(xué)課程，大多數(shù)物理概念或規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和論證都是由物理實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)而來(lái)。因此在高中階段的學(xué)習(xí)過(guò)程中，應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究精神，讓他們?cè)谖锢韺?shí)驗(yàn)中，提出合理的假設(shè)和猜測(cè)，設(shè)計(jì)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案，合作討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程，分析處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，解釋其原理，并進(jìn)行反思。物理實(shí)驗(yàn)?zāi)艹浞职l(fā)揮學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生在動(dòng)手過(guò)程中逐漸領(lǐng)悟物理的真諦，從而提升學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

〖例 3〗（2017 年全國(guó)卷 1）某探究小組想要研究小車(chē)在桌面上的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以用自制的“滴水計(jì)時(shí)器”來(lái)計(jì)量時(shí)間。在實(shí)驗(yàn)前，同學(xué)們將這個(gè)特制的計(jì)時(shí)器固定在小車(chē)旁。實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定保持桌面水平，然后用手輕推一下小車(chē)。在小車(chē)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，計(jì)時(shí)器在等時(shí)間間隔里滴下小水滴。已知計(jì)時(shí)器在 3 秒內(nèi)共滴下了 46 滴小水滴，圖（b）記錄了桌面上連續(xù)的 6 個(gè)水滴的位置。

（1）由圖（b）可知，小車(chē)在桌面上是 （填“從右向左”或“從左向右”）運(yùn)動(dòng)的。

（2）該組同學(xué)由（b）圖所測(cè)量的數(shù)據(jù)可得知小車(chē)在做勻變速運(yùn)動(dòng)。求它運(yùn)動(dòng)到（b）中 A 點(diǎn)時(shí)速度大小 m/s，加速度大小 m/s2。（結(jié)果均保留 2 位有效數(shù)字）

〖分析〗這題主要考查“勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的研究”，要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)中各個(gè)步驟的操作要點(diǎn)和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，懂得使用實(shí)驗(yàn)儀器。命題者設(shè)計(jì)出一種真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情景，將學(xué)生帶入科學(xué)研究中，以考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平，從而考查學(xué)生對(duì)加速度概念的理解，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)探究的目的。

〖反思〗在物理教學(xué)中，應(yīng)該讓學(xué)生親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，讓他們領(lǐng)悟真正的科學(xué)探究精神，從而培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)。

四、重視科技發(fā)展及其對(duì)社會(huì)和環(huán)境的影響，提高科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)倫理等要素，是指學(xué)生在認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)時(shí)逐漸形成對(duì)科學(xué)的正確態(tài)度和對(duì)社會(huì)的責(zé)任感。通過(guò)高中物理學(xué)習(xí)后，學(xué)生能夠關(guān)注科技發(fā)展的動(dòng)向和與社會(huì)進(jìn)步和環(huán)境有關(guān)的影響，從而培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的素養(yǎng)。

〖例 4〗大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是通過(guò)用氘核聚變反應(yīng)所釋放的能量來(lái)發(fā)電。已知氘核聚變反應(yīng)方程是 21 H+21 H→32 He+01 n。已知 21 H 的質(zhì)量為 2.0136 u，32 He 的質(zhì)量為 3.0150 u，10 n 的質(zhì)量為 1.0087 u，1 u=931 MeV/c2。那么在這個(gè)反應(yīng)中所釋放的核能約為（ ）

A.3.6 MeV

B.3.3 MeV

C.3.0 MeV

D.0.93 MeV

〖分析〗這道題聯(lián)系現(xiàn)代科技，將目光投射到“核聚變產(chǎn)能發(fā)電”上，由此可以引導(dǎo)學(xué)生多關(guān)注科技和社會(huì)生活相關(guān)的事件，增強(qiáng)學(xué)生將科學(xué)服務(wù)于社會(huì)的責(zé)任感。

〖反思〗現(xiàn)在很多高考物理題都會(huì)將考點(diǎn)與現(xiàn)代科技聯(lián)系到一起，拉近物理與生活的距離，使學(xué)生更貼近生活和科技，加強(qiáng)對(duì)社會(huì)和環(huán)境的使命感，從而培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的素養(yǎng)。

總之，物理教學(xué)中無(wú)論是對(duì)概念和規(guī)律的理解、推理分析能力的培養(yǎng)，還是實(shí)驗(yàn)操作，都蘊(yùn)含豐富的物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)因素。教師應(yīng)認(rèn)真挖掘課堂中相關(guān)物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)點(diǎn)，制定適合學(xué)生發(fā)展的目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)、生活和自然的熱愛(ài)，引導(dǎo)學(xué)生探索物理世界。這不僅是教師的職責(zé)，而且是這個(gè)時(shí)代要求履行的責(zé)任。

【參考文獻(xiàn)】

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（責(zé)編 盧建龍）