基于核心素養(yǎng)的物理試題分析及教學(xué)啟示

楊光和

摘 要：本文從核心素養(yǎng)的角度對(duì)典型物理試題進(jìn)行分析，總結(jié)出高考試題對(duì)核心素養(yǎng)考查的方式，進(jìn)而提出在平時(shí)教學(xué)中提高學(xué)生核心素養(yǎng)的策略。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高考試題分析；教學(xué)策略

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2018）6-0076-3

1 物理核心素養(yǎng)

1.1 物理核心素養(yǎng)的界定

物理核心素養(yǎng)是物理學(xué)科中最基本、最重要的素養(yǎng)，是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵成分。物理學(xué)科素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面[1]。

1.2 物理核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

通俗而言，物理核心素養(yǎng)就是當(dāng)學(xué)生可能把所有物理知識(shí)都遺忘后，依然留下對(duì)學(xué)生終身有用的東西。通過培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)，學(xué)生能夠從物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)觀念、相互作用觀念、能量觀念來觀察和分析事物，能夠通過建立物理模型、綜合推理、論證分析解決實(shí)際問題。能夠提出問題、解決問題，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析反思。對(duì)科學(xué)技術(shù)有正確的態(tài)度以及責(zé)任感，關(guān)心人類社會(huì)的發(fā)展。

2 基于核心素養(yǎng)的試題分析

2.1 以圓周運(yùn)動(dòng)模型為基礎(chǔ)對(duì)物理觀念進(jìn)行考查

（2017年全國(guó)Ⅱ卷14）如圖1，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內(nèi)，在大圓環(huán)上套著一個(gè)小環(huán)。小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開始下滑，在小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對(duì)它的作用力（ ）

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

本題是一道非常常見的圓周運(yùn)動(dòng)中的桿模型問題，試題主要考查了彈力方向、做功正負(fù)的判斷等知識(shí)，難點(diǎn)在于要結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)來進(jìn)行受力分析。

在平時(shí)的教學(xué)中，大多數(shù)老師只分析最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況，而本題所設(shè)問題是要分析從最高點(diǎn)開始下滑的過程中的受力和能量問題，這導(dǎo)致一部分學(xué)生無從下手。本題主要涉及物理觀念中的運(yùn)動(dòng)觀念、相互作用觀念和能量觀念，并且需要學(xué)生理解物理模型，并進(jìn)行分析推理。

2.2 以生活實(shí)例為背景對(duì)科學(xué)思維進(jìn)行考查

（2017年全國(guó)Ⅱ卷33）（1）如圖2，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空。現(xiàn)將隔板抽開，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是________

A.氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同

B.氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大

C.在自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體對(duì)外界做功

D.氣體在被壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做功

E.氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動(dòng)能不變

（2）一熱氣球體積為V，內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個(gè)大氣壓、溫度T0時(shí)的密度為ρ0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個(gè)大氣壓，重力加速度大小為g。

（i）求該熱氣球所受浮力的大小；

（ii）求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力；

（iii）設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0，求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。

本題主要考查了對(duì)氣體做功的深入理解，考查了內(nèi)能的定義、熱力學(xué)第一定律和理想氣體狀態(tài)方程，大多數(shù)考生錯(cuò)在（1）問中的C選項(xiàng)，以為氣體膨脹就對(duì)外做功。（2）問主要考查了理想氣體狀態(tài)方程、密度和平衡相關(guān)知識(shí)，難點(diǎn)在于物理模型的建立，找不到研究對(duì)象。平時(shí)熱學(xué)題的研究對(duì)象大多是一定質(zhì)量的氣體或氣缸、活塞、一段水銀柱等，而該題需要自己建立物理模型，這讓該題的難度上升了。該題涉及了科學(xué)思維中的對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式，主要考查了構(gòu)建物理模型的抽象概括過程。

2.3 以電動(dòng)機(jī)制作為載體對(duì)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任進(jìn)行考查

（2017年全國(guó)Ⅱ卷21）某同學(xué)自制的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)示意圖如圖3所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對(duì)邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸。將線圈架在兩個(gè)金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，該同學(xué)應(yīng)將（ ）

A.左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉

B.左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉

C.左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉

D.左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉

本題作為選擇題的最后一題涉及的知識(shí)點(diǎn)較少，考查了通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受安培力的判斷問題。但是由于情景比較新穎，所以很多考生沒有讀懂試題。學(xué)以致用是學(xué)習(xí)物理的目的，物理本身是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)要能夠解決生活中的實(shí)際問題，從而培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的興趣。本題主要考查了科學(xué)態(tài)度和STSE等要素。

3 啟 示

基于核心素養(yǎng)視角對(duì)物理高考試題進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)試題從素材的選擇、問題的設(shè)置都體現(xiàn)了對(duì)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的考查。物理核心素養(yǎng)的形成不可能一蹴而就，需要在整個(gè)教育過程中慢慢形成。筆者認(rèn)為要提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，教師可以從以下三個(gè)方面入手。

首先，適當(dāng)重現(xiàn)物理概念和規(guī)律的形成過程。物理是由大量的概念和規(guī)律組成的，很多老師在講概念和規(guī)律時(shí)直接給出結(jié)論，沒有講解提出概念的背景和規(guī)律的推演過程，比如在講萬有引力定律時(shí)直接告訴學(xué)生結(jié)論，而忽略從太陽對(duì)行星的引力，到地月檢驗(yàn)，再到萬有引力的提出的過程，讓學(xué)生覺得萬有引力的發(fā)現(xiàn)是理所當(dāng)然的。這不利于學(xué)生形成科學(xué)的態(tài)度。當(dāng)然由于時(shí)間限制，老師也不可能去重現(xiàn)所有的過程，這就需要老師進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜∩?，?yīng)用多媒體等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段提高教學(xué)效率。

其次，以生活為題材，實(shí)現(xiàn)物理思維的培養(yǎng)，提高學(xué)生的抽象思維和形象思維能力，提升學(xué)生的構(gòu)建模型、科學(xué)推理、科學(xué)論證等能力。老師在教學(xué)過程中多聯(lián)系生活實(shí)際，解決現(xiàn)實(shí)問題，這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，讓學(xué)生覺得學(xué)有所用，還可以提升學(xué)生解決問題的能力。比如，在講電磁感應(yīng)時(shí)可以給學(xué)生展示錄音機(jī)錄音和放音的過程，結(jié)合實(shí)物來講電磁感應(yīng)問題，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性大大提高。為了達(dá)到這樣的效果，老師就要多關(guān)注科技前沿，關(guān)注國(guó)家的科技大事件，關(guān)注生活中的物理知識(shí)。

最后，以探索為途徑，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)，在科學(xué)探究中增強(qiáng)學(xué)生的合作與交流、質(zhì)疑與創(chuàng)新等精神。在平時(shí)教學(xué)中充分運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)，讓抽象問題具體化。充分運(yùn)用分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生與人合作的精神。有些老師覺得分組實(shí)驗(yàn)不好控制，干脆不做，或者把分組實(shí)驗(yàn)改成演示實(shí)驗(yàn)。這不利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。除了利用實(shí)驗(yàn)外，還可以充分利用教材中的“做一做”欄目，拓展學(xué)生的思維，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]田方嫻，楊銀海.物理核心素養(yǎng)下的“辯論”型課堂[J].中學(xué)物理，35（8）：39-41.

（欄目編輯 李富強(qiáng)）