依托情境試題　落實素養(yǎng)考查

摘 要：2017新課標頒布后，新高考倡導情境化試題，試題以情境為載體，立足核心素養(yǎng)，著力學生能力和思維品質(zhì)的考查.情景化試題體現(xiàn)學生從“解題”變?yōu)椤敖鉀Q問題”，真正實現(xiàn)人的培養(yǎng)，試題不僅具有選拔功能，還具有考試育人的功能.

關(guān)鍵詞：情景化試題;素養(yǎng)考查

文章編號：1008-4134（2019）19-0036中圖分類號：G633.7文獻標識碼：B

情境化試題是指以自然界及生活、生產(chǎn)、社會中客觀存在的物理現(xiàn)象或過程為背景，考查學生運用核心知識或主干知識解決問題的試題.情境化試題呈現(xiàn)真實的、抽象的、適當加工的復(fù)雜情境，使試題中所蘊含的物理規(guī)律更加隱蔽.避免了在解題過程中直接套用公式，考查物理模型建構(gòu)、運用物理知識分析和解決問題的高階能力，促進學生從“做題”向“做人、做事”轉(zhuǎn)變，促進學生從“解題”向“解決問題”轉(zhuǎn)變. 2019全國物理高考中，情境化試題具有鮮明的特色，現(xiàn)分析如下：

1 描繪體育性境 考查模型建構(gòu)能力

例1 （2019卷Ⅰ理綜18題）如圖1，籃球架下的運動員原地垂直起跳扣籃，離地后重心上升的最大高度為H.上升第一個H/4所用的時間為t1，第四個H/4所用的時間為t2.不計空氣阻力，則t2/t1滿足

A.1<<2B.2<<3

C.3<<4D.4<<5

【解析】選C，運動員起跳到達最高點的瞬間速度為零，又不計空氣阻力，故可逆向處理為自由落體運動.則根據(jù)初速度為零勻加速運動，相等相鄰位移時間關(guān)系為1∶2-1∶3-2∶2-3∶5-2……，可知t2t1=12-3=2+3，即3

例2 （2019卷Ⅱ理綜19題）如圖2（a），在跳臺滑雪比賽中，運動員在空中滑翔時身體的姿態(tài)會影響其下落的速度和滑翔的距離.某運動員先后兩次從同一跳臺起跳，每次都從離開跳臺開始計時，用v表示他在豎直方向的速度，其v-t圖象如圖（b）所示，t1和t2是他落在傾斜雪道上的時刻.則

A.第二次滑翔過程中在豎直方向上的位移比第一次的小

B.第二次滑翔過程中在水平方向上的位移比第一次的大

C.第二次滑翔過程中在豎直方向上的平均加速度比第一次的大

D.豎直方向速度大小為v1時，第二次滑翔在豎直方向上所受阻力比第一次的大

【解析】選B、D.由v-t圖面積易知第二次面積大于第一次面積，故第二次豎直方向下落距離大于第一次下落距離，所以，A錯誤;由于第二次豎直方向下落距離大，由于位移方向不變，故第二次水平方向位移大，故B正確.由v-t斜率知第一次大、第二次小，斜率越大，加速度越大，或由a=v-v0t 易知a1>a2，故C錯誤;由圖象斜率，速度為v1時，第一次圖象陡峭，第二次圖象相對平緩，故a1>a2，由G-fy=ma可知，fy1

【評析】本類型題目，以學生熟悉的體育運動為背景，考查學生分析推理能力.例1中以扣籃運動為背景，由于忽略空氣阻力，可以建構(gòu)自由落體模型，體現(xiàn)了用可逆思想解決問題的思路，利用初速度為零的勻加速運動，相等相鄰位移的時間關(guān)系解答，屬于創(chuàng)新思維層面的考查. 例2以冬奧會跳臺滑雪項目為背景，在圖象中給出運動員先后兩次空中滑翔時在豎直方向上的速度—時間圖線，考查考生對運動的相關(guān)物理概念與圖象中數(shù)學元素對應(yīng)關(guān)系的理解.同理要把運動員的運動看作拋體運動，結(jié)合v-t圖象進行分析，利用圖象的面積比較位移大小，利用圖象斜率比較加速度的大小，考查了學生的從圖象中獲取信息、分析處理信息的能力，很好地體現(xiàn)了核心素養(yǎng)的考查.物理學研究自然界物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和運動規(guī)律，通過物理學科可以更好地研究和認識體育運動的規(guī)律.

2 創(chuàng)設(shè)科技情境 滲透價值觀教育

例3 （2019卷Ⅱ理綜14題）2019年1月，我國嫦娥四號探測器成功在月球背面軟著陸，在探測器“奔向”月球的過程中，用h表示探測器與地球表面的距離，F(xiàn)表示它所受的地球引力（如圖3所示），能夠描述F隨h變化關(guān)系的圖象是

【解析】由萬有引力定律得：F=GMm（R+h）2 ，h越大，F(xiàn)越小，選項D符合題意.

例4 （2019卷Ⅱ理綜16題）最近，我國為“長征九號”研制的大推力新型火箭發(fā)動機聯(lián)試成功，這標志著我國重型運載火箭的研發(fā)取得突破性進展.若某次實驗中該發(fā)動機向后噴射的氣體速度約為3 km/s，產(chǎn)生的推力約為4.8×106N，則它在1s時間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為

A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg

C.1.6×105 kgD.1.6×106 kg

【解析】設(shè)該發(fā)動機在t時間內(nèi)，噴射出的氣體質(zhì)量為m，根據(jù)動量定理，F(xiàn)t=mv，可知，在1s內(nèi)噴出的氣體質(zhì)量m0=mt=Fv=4.8×1063000kg=1.6×103kg，故本題選B.

【評析】此類型題目，以我國最新的科技成果為背景，讓學生在解答試題的過程中，認識我國最新科技、國防等科技成果的發(fā)展現(xiàn)狀，滲透愛國主義教育，激發(fā)民族自豪感，有助于學生樹立正確的價值觀、努力學習報效祖國的責任感及使命感.例3以我國嫦娥四號探測器成功在月球背面軟著陸為素材，要求學生分析探測器在“奔月”過程中所受萬有引力的變化圖象，引導學生關(guān)注我國在航空航天方面取得的重要進展，提升學生學習物理的興趣，增強學生的民族自信心和自豪感.例4以我國正在研制的“長征九號”大推力火箭發(fā)動機為背景，考查學生應(yīng)用動量定理計算發(fā)動機在單位時間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量，考查反沖模型建構(gòu)、解決問題的能力，引導考生關(guān)注我國在重型運載火箭研發(fā)方面的進展，增強考生的民族自信心和自豪感.

3 創(chuàng)設(shè)勞動情境，考查實際應(yīng)用能力

例5 （2019卷Ⅲ理綜16題）用卡車運輸質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓筒狀工件，為使工件保持固定，將其置于兩光滑斜面之間.兩斜面Ⅰ、Ⅱ固定在車上，傾角分別為30°和60°.重力加速度為g.當卡車沿平直公路勻速行駛時，圓筒對斜面Ⅰ、Ⅱ壓力的大小分別為F1、F2，則

A.F1=33mg，F(xiàn)2=32mg

B.F1=32mg，F(xiàn)2=33mg

C.F1=12mg，F(xiàn)2=32mg

D.F1=32mg，F(xiàn)2=12mg

【解析】對圓筒進行受力分析，可知圓筒處于三力平衡狀態(tài)，由幾何關(guān)系容易找出兩斜面對圓筒支持力與重力的關(guān)系，由牛頓第三定律知斜面對圓筒的支持力與圓筒對斜面的壓力大小相同.

例6 （2019卷Ⅰ理綜33題）熱等靜壓設(shè)備廣泛用于材料加工中.該設(shè)備工作時，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對放入爐腔中的材料加工處理，改善其性能.一臺熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機將10瓶氬氣壓入到爐腔中.已知每瓶氬氣的容積為3.2×10-2 m3，使用前瓶中氣體壓強為1.5×107Pa，使用后瓶中剩余氣體壓強為2.0×106Pa;室溫溫度為27 ℃.氬氣可視為理想氣體.

（1）求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強;

（2）將壓入氬氣后的爐腔加熱到1227℃，求此時爐腔中氣體的壓強.

【解析】（1）設(shè)初始時每瓶氣體的體積為V0，壓強為p0;使用后氣瓶中剩余氣體的壓強為p1，假設(shè)體積為V0，壓強為p0的氣體壓強變?yōu)閜1時，其體積膨脹為V1，由玻意耳定律得：p0V0=p1V1，被壓入進爐腔的氣體在室溫和p1條件下的體積為：V′=V1-V0.設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強為p2，體積為V2，由玻意耳定律得：p2V2=10p1V′，聯(lián)立方程并代入數(shù)據(jù)得：p2=3.2×107Pa.

（2）設(shè)加熱前爐腔的溫度為T0，加熱后爐腔的溫度為T1，氣體壓強為p3，由查理定律得：p3T1=p2T0，聯(lián)立方程并代入數(shù)據(jù)得：p3=1.6×108Pa.

【評析】本類型題目，高考物理試題融入勞動教育的元素，以實際的勞動生產(chǎn)、加工為背景，考查學生分析此背景下所蘊含的物理現(xiàn)象，把實際的問題轉(zhuǎn)化為物理問題，才能正確分析其工作或運動的過程.例6以材料加工中廣泛應(yīng)用的熱等靜壓設(shè)備為背景，要求考生分析相應(yīng)的氣體變化過程，建立物理模型并應(yīng)用氣體定律解決問題，引導考生關(guān)注生產(chǎn)勞動中的物理原理.題目還考查了學生運用物理核心概念或規(guī)律解決實際問題的能力，體現(xiàn)了物理與勞動生活的密切聯(lián)系.

4 虛構(gòu)試題情境 考查類比遷移能力

例7 （2019卷Ⅰ理綜21題）在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上，把物體P輕放在彈簧上端，P由靜止向下運動，物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖4中實線所示.在另一星球N上用完全相同的彈簧，改用物體Q完成同樣的過程，其a–x關(guān)系如圖4中虛線所示，假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體.已知星球M的半徑是星球N的3倍，則

A.M與N的密度相等

B.Q的質(zhì)量是P的3倍

C.Q下落過程中的最大動能是P的4倍

D.Q下落過程中彈簧的最大壓縮量是P的4倍

【解析】選AC，由a-x圖象可知，加速度沿豎直向下方向為正方向，根據(jù)牛頓第二定律有：mg-kx=ma，變形式為：a=g-kmx，該圖象的斜率為-km，縱軸截距為重力加速度g.根據(jù)圖象的縱軸截距可知，兩星球表面的重力加速度之比為：gMgN=3a0a0=31;又因為在某星球表面上的物體，所受重力和萬有引力相等，即：GMm′R2=m′g，即該星球的質(zhì)量M=gR2G.又因為：M=ρ4πR33，聯(lián)立得ρ=3g4πRG.故兩星球的密度之比為：ρMρN=gMgN·RNRM=1：1，故A正確;當物體在彈簧上運動過程中，加速度為0的一瞬間，其所受彈力和重力二力平衡，mg=kx，即：m=kxg;結(jié)合a-x圖象可知，當物體P和物體Q分別處于平衡位置時，彈簧的壓縮量之比為：xPxQ=x02x0=12，故物體P和物體Q的質(zhì)量之比為：mPmQ=xpxQ·gNgM=16，故B錯誤;物體P和物體Q分別處于各自的平衡位置（a=0）時，它們的動能最大;根據(jù)v2=2ax，結(jié)合a-x圖象面積的物理意義可知：物體P的最大速度滿足v2P=2·12·3a0·x0=3a0x0，物體Q的最大速度滿足：v2Q=2a0x0，則兩物體的最大動能之比：EkQEkP=12mQv2Q12mPv2P=mQmP·v2Qv2P=4，C正確;物體P和物體Q分別在彈簧上做簡諧運動，由平衡位置（a=0）可知，物體P和Q振動的振幅A分別為x0和2x0，即物體P所在彈簧最大壓縮量為2x0，物體Q所在彈簧最大壓縮量為4x0，則Q下落過程中，彈簧最大壓縮量是P物體最大壓縮量的2倍，D錯誤.

【評析】本題屬于虛構(gòu)情境，根據(jù)學生已有經(jīng)驗，虛構(gòu)不同星球下落的場景，結(jié)合學生比較熟悉的地球上下落的場景，類比遷移地分析其它星球的物體下落的情況.這種情境有利于發(fā)散學生的思維，考查學生對比遷移的能力，從圖象中獲取信息，進行信息加工，結(jié)合物理核心知識解決問題的能力.本題考查學生分析推理的高階思維能力，也體現(xiàn)了科學思維的創(chuàng)新性考查.

5 創(chuàng)設(shè)探究情境 考查實驗證據(jù)意識

例8 （2019卷Ⅰ理綜21題）某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進行研究.物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖5所示.已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出.在ABCDE五個點中，打點計時器最先打出的是點，在打出C點時物塊的速度大小為m/s（保留3位有效數(shù)字）;物塊下滑的加速度大小為m/s2（保留2位有效數(shù)字）.

【解析】分析可知，物塊沿傾斜長木板做勻加速直線運動，紙帶上的點跡，從A到E，間隔越來越大，可知，物塊跟紙帶的左端相連，紙帶上最先打出的是A點;在打點計時器打C點瞬間，物塊的速度vC=xBD2T=4.65×10-22×0.1=0.233m/s;根據(jù)逐差法可知，物塊下滑的加速度a=xCE-xAC4T2=6.15-3.15×10-24×0.12=0.75m/s2.

【評析】本題利用實驗創(chuàng)設(shè)了探究情境，屬于常規(guī)實驗的拓展.此類型題目，常以教材中學生比較熟悉的實驗為背景，進行變式操作，拓展考查的角度.在變化的場景下，考查學生真實的探究能力.本題中主要考查學生的數(shù)據(jù)處理能力，由數(shù)據(jù)獲得證據(jù)的過程，從而用證據(jù)歸納總結(jié)結(jié)論的能力.此類題目，往往來源于教材，體現(xiàn)了高考的基礎(chǔ)性，但又高于教材，體現(xiàn)了高考的靈活性，以學生熟悉靈活的試題場景考查學生核心素養(yǎng).

6 創(chuàng)設(shè)綜合情境 考查問題解決能力

例9 （2019卷Ⅱ理綜25題）一質(zhì)量為m=2000kg的汽車以某一速度在平直公路上勻速行駛.行駛過程中，司機突然發(fā)現(xiàn)前方100m處有一警示牌.立即剎車.剎車過程中，汽車所受阻力大小隨時間變化可簡化為圖6（a）中的圖線.圖6（a）中，0～t1時間段為從司機發(fā)現(xiàn)警示牌到采取措施的反應(yīng)時間（這段時間內(nèi)汽車所受阻力已忽略，汽車仍保持勻速行駛），t1=0.8s;t1～t2時間段為剎車系統(tǒng)的啟動時間，t2=1.3s;從t2時刻開始汽車的剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作，直至汽車停止，已知從t2時刻開始，汽車第1s內(nèi)的位移為24m，第4s內(nèi)的位移為1m.

（1）在圖6（b）中定性畫出從司機發(fā)現(xiàn)警示牌到剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作后汽車運動的v-t圖線;

（2）求t2時刻汽車的速度大小及此后的加速度大小;

（3）求剎車前汽車勻速行駛時的速度大小及t1～t2時間內(nèi)汽車克服阻力做的功;從司機發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車停止，汽車行駛的距離約為多少（以t1～t2時間段始末速度的算術(shù)平均值替代這段時間內(nèi)汽車的平均速度）？

【答案】（1）（2）8m/s2， 28 m/s或者28825m/s2，29.76 m/s;（3）30 m/s;1.16×105J;87.5 m.

【評析】此類題目雖是學生比較熟悉的生活場景，但是情境問題復(fù)雜，綜合性強，需要運用較強的分析、推理、歸納、綜合等思維方法，才能進行解答.本題中，汽車運動情境相對復(fù)雜，一些信息需從圖象中發(fā)掘，把運動情況轉(zhuǎn)化為學生熟悉的直線運動，其中涉及直線運動的速度、加速度、位移等內(nèi)容的計算，后面又跟沖量、動量、機械功相互聯(lián)系，解答本題需要描繪出清晰的運動過程，同時考查學習運用力和運動、能量等觀念分析問題的習慣.總之，本題運用綜合和試題情境，考查學生解決實際問題的能力，同時也讓學生了解司機剎車的反應(yīng)時間，警示學生不酒駕、不疲勞駕駛，滲透生命安全教育，試題體現(xiàn)了人的教育與素養(yǎng)的考查.

7 情境化試題的應(yīng)對措施

如何能對情境化試題作出正確解答，如何能讓學生盡快適應(yīng)新高考的變化，靈活地解答情境化試題呢？通過以上試題解析，梳理解答情境化試題的策略和技巧，并在常規(guī)教學中進行強化練習，教學中重視培養(yǎng)學生的實踐意識，培養(yǎng)學生情境和題目的自覺轉(zhuǎn)化能力.

7.1 總結(jié)情景化試題的解答技巧

解答情境試題的過程，實質(zhì)上就是轉(zhuǎn)化的過程.一般要通過信息獲取，對文字進行加工，分析試題中的場景過程，經(jīng)過提煉加工，描繪物理過程，轉(zhuǎn)化為物理試題情境，考查學生思維加工能力;另外還要通過閱讀文字，獲取試題中有價值的信息，轉(zhuǎn)化為解答試題的條件，考查學生信息獲取和思維加工能力;最后，要把試題中的相關(guān)條件代入對應(yīng)的物理公式，再利用相關(guān)數(shù)學知識進行解答，實現(xiàn)學生概括歸納等能力的考查，促進學生邏輯思維的發(fā)展.

7.2 拓展教學手段，注重情景教學

課堂中，教師應(yīng)注重情境教學， 創(chuàng)設(shè)豐富的生活情境和社會情境，注重物理與學生經(jīng)驗對接.注重物理知識與生活情境的關(guān)聯(lián)，加強學生的實踐意識，做到學以致用.有目的地引導學生從熟悉的現(xiàn)實生活中尋找學習問題，逐步認識和感悟生活和社會對物理學習的重要影響，逐步樹立從物理視角剖析和看待現(xiàn)實問題.并積極分析和解決真實情境問題，勇于對各種媒體中的物理信息敢于審視，勇于質(zhì)疑.

7.3 拓展試題素材的選取范圍

善于從學生熟悉的生活、生產(chǎn)、體育、科技前沿、熱點事件等多方面選取素材，如目前考試的熱點，以目前中國的重大科技產(chǎn)品為試題背景，設(shè)計試題，向?qū)W生展示我國科技突飛猛進的成果，如登月計劃、北斗導航等素材.體現(xiàn)物理建模能力考查，通過對實際問題的合理轉(zhuǎn)化，建立起物理知識所能解決的模型，并利用物理規(guī)律解決問題.

參考文獻：

[1]田成良.價值引領(lǐng) 育人載體 素養(yǎng)考查[J].中小學教材教學，2019（04）：53.

（收稿日期：2019-06-24）