加強(qiáng)情境化教學(xué) 落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)

陳新傳

摘?要：本文以2019年高考全國(guó)理綜Ⅰ卷物理情境化試題為例，分析了高考物理試題考查的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，提出高三一輪復(fù)習(xí)可以從教材資源、體育比賽或游樂(lè)活動(dòng)以及STSE問(wèn)題方面加強(qiáng)情境化教學(xué)，最后分析了筆者情境化課堂教學(xué)的一點(diǎn)啟示.

關(guān)鍵詞：高考試題;創(chuàng)設(shè)情境;情境化教學(xué);核心素養(yǎng)

隨著新一輪課程改革的不斷深入，新高考背景下的物理試題對(duì)于核心素養(yǎng)的考查所占的比重越來(lái)越大.考查物理觀念主要考查學(xué)生掌握的基礎(chǔ)知識(shí)，而考查科學(xué)思維主要是情境化試題，創(chuàng)設(shè)的物理情境與生活生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)等緊密聯(lián)系，使物理知識(shí)更貼近生活，立足生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)物理情境，通過(guò)情境分析提煉物理模型，運(yùn)用物理知識(shí)解決一些實(shí)際問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)理解推理應(yīng)用和分析能力的培養(yǎng).因此，高中物理課堂教學(xué)要加強(qiáng)情境化教學(xué)，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)，提升學(xué)生解題素養(yǎng).

本文以2019年高考全國(guó)理綜Ⅰ卷物理情境化試題為例，對(duì)考查的物理學(xué)科核心素養(yǎng)以及情境化課堂教學(xué)進(jìn)行分析.

1?高考試題分析

例1?（2019全國(guó)Ⅰ卷·第16題）最近，我國(guó)為“長(zhǎng)征九號(hào)”研制的大推力新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)試成功，這標(biāo)志著我國(guó)重型運(yùn)載火箭的研發(fā)取得突破性進(jìn)展.若某次實(shí)驗(yàn)中該發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴射的氣體速度約為3km/s，產(chǎn)生的推力約為48×106N，則它在1s時(shí)間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為（?）

A.16×102kg?B.16×103kg

C.16×105kg?D.16×106kg

解析?以火箭噴射出的氣體為研究對(duì)象，設(shè)1s內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量為m，根據(jù)動(dòng)量定理可得：

Ft=mv-0

其中v=3km/s=3000m/s

得m=Ftv=48×106×13000kg=16×103kg，故B正確.

評(píng)析?本題以我國(guó)正在研制的“長(zhǎng)征九號(hào)”大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為情境，考查學(xué)生應(yīng)用動(dòng)量定理計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量， 引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注我國(guó)的航天航空——重型運(yùn)載火箭的成就與發(fā)展，增強(qiáng)民族自豪感，樹(shù)立民族自信心，堅(jiān)定中國(guó)夢(mèng).

考查必備知識(shí)：動(dòng)量定理.

關(guān)鍵能力：本題考查動(dòng)量定理的應(yīng)用，意在考查學(xué)生對(duì)動(dòng)量定理的理解能力、分析推理能力，運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

核心素養(yǎng)：根據(jù)題設(shè)情境建構(gòu)物理模型形成物理觀念，利用科學(xué)思維方法進(jìn)行科學(xué)推理，運(yùn)用動(dòng)量定理解決物理問(wèn)題，關(guān)注科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.

例2?（2019全國(guó)Ⅰ卷·第18題）如圖1所示，籃球架下的運(yùn)動(dòng)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(gè)H4所用的時(shí)間為t1，第四個(gè)H4所用的時(shí)間為t2.不計(jì)空氣阻力，則t2t1滿足（?）

A.1

C.3

解析?利用逆向思維分析，籃球運(yùn)動(dòng)員垂直起跳扣籃做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，可看作逆向的自由落體運(yùn)動(dòng)，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)重要推論：初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，連續(xù)相等的位移內(nèi)時(shí)間之比等于1∶（2-1）∶（3-2）∶（2-3）∶……∶（n-n-1），可得：t2t1=12-3=2+3，則3

評(píng)析?本題以籃球運(yùn)動(dòng)員原地垂直起跳扣籃做豎直上拋運(yùn)動(dòng)為情境，考查學(xué)生對(duì)豎直上拋運(yùn)動(dòng)或勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解和運(yùn)用，考查學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)體育運(yùn)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)體育健康意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展.

考查必備知識(shí)：豎直上拋運(yùn)動(dòng)或自由落體運(yùn)動(dòng).

關(guān)鍵能力：熟練正向逆向思維分析能力，要求考生把豎直上拋運(yùn)動(dòng)看成反向的自由落體運(yùn)動(dòng).

核心素養(yǎng)：建構(gòu)物理觀念——豎直上拋運(yùn)動(dòng)，弄清物理情境，利用科學(xué)思維方法對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行推理分析，提出解決實(shí)際問(wèn)題的方法——逆向思維.

2?情境化教學(xué)的實(shí)施策略

從近年的高考物理試題情境化來(lái)看，試題情境化與物理問(wèn)題相結(jié)合考查學(xué)生知識(shí)和能力，培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)必然成為高考物理試題命題的趨勢(shì).這種情境化高考物理試題，既能積極引導(dǎo)教師的課堂教學(xué)情境化，提高課堂效率，也能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情，幫助學(xué)生在情境中建構(gòu)物理觀念，構(gòu)建物理模型，理解物理規(guī)律，培養(yǎng)科學(xué)思維能力.因此，高三物理一輪復(fù)習(xí)有必要加強(qiáng)情境化課堂教學(xué)，適應(yīng)新高考，提升解題素養(yǎng).

21?深入挖掘教材資源，提升教學(xué)品味

物理課堂教學(xué)的實(shí)施離不開(kāi)情境創(chuàng)設(shè)，創(chuàng)設(shè)物理課堂情境有助于提高教學(xué)效率.物理試題總是將物理問(wèn)題設(shè)置在物理情境之中，教師在教學(xué)中要深入研究教材，挖掘教材中的高考資源，靈活運(yùn)用教材，巧妙創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，提升課堂教學(xué)品味.教材是課堂教學(xué)最優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，教師是教材的實(shí)施者，學(xué)生是教材的使用者.教材作為物理學(xué)科知識(shí)與方法的重要載體，其中的插圖、“問(wèn)題與練習(xí)”及其他輔助欄目“思考與討論”、“說(shuō)一說(shuō)”、“科學(xué)漫步”等資源都是高考試題的來(lái)源，蘊(yùn)藏著潛在的教學(xué)價(jià)值.教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)研究教材，重視對(duì)教材資源的理解，最大限度地挖掘教材資源，比如教材的文化內(nèi)涵、學(xué)科方法、科學(xué)資料，并結(jié)合創(chuàng)設(shè)物理情境開(kāi)發(fā)運(yùn)用教學(xué)資源，利用情境驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)“用好教材”的目標(biāo)，提升教學(xué)效果.

例3?（2018年全國(guó)Ⅱ卷·第14題）如圖2，某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱，使它從靜止開(kāi)始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度，木箱獲得的動(dòng)能一定（?）

A.小于拉力所做的功

B.等于拉力所做的功

C.等于克服摩擦力所做的功

D.大于克服摩擦力所做的功

答案A.本題源自人教版《物理·必修2》第58頁(yè)插圖.本題考查物理觀念——?jiǎng)幽芏ɡ?，科學(xué)思維——分析理解能力.

例4?（2016年全國(guó) Ⅰ 卷·第15題）現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來(lái)分析比質(zhì)子重很多的離子，其中加速電壓恒定.質(zhì)子在入口處從靜止開(kāi)始被加速電場(chǎng)加速，經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從出口離開(kāi)磁場(chǎng).若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開(kāi)始被同一加速電場(chǎng)加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開(kāi)磁場(chǎng)，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增到原來(lái)的12倍.此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為（?）

A.11?B.12?C.121?D.144

答案D.本題源自于人教版《物理·選修3-1》第102頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”第3題.本題考查物理觀念——?jiǎng)幽芏ɡ?、洛倫茲力、勻速圓周運(yùn)動(dòng)，科學(xué)思維——運(yùn)用物理知識(shí)分析、解決粒子在電場(chǎng)中加速和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的能力，充分體現(xiàn)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).

22?體驗(yàn)體育比賽或游樂(lè)活動(dòng)，回味運(yùn)動(dòng)樂(lè)趣

“好動(dòng)”是學(xué)生的天性，教師借助各種方式讓學(xué)生“動(dòng)”起來(lái)，即讓學(xué)生的腦“動(dòng)”起來(lái)，手“動(dòng)”起來(lái)，嘴“動(dòng)”起來(lái)，從中體驗(yàn)教學(xué)情境，由感到思，借助自身體驗(yàn)，多角度地認(rèn)識(shí)物理概念、了解物理規(guī)律，詮釋物理現(xiàn)象，從而幫助學(xué)生理解.學(xué)生在課余時(shí)間都參與過(guò)體育比賽或游樂(lè)活動(dòng)，這些比賽或活動(dòng)跟力與運(yùn)動(dòng)的知識(shí)有關(guān)，通常成為高考物理動(dòng)力學(xué)試題的情境，這些情境可以是球類運(yùn)動(dòng)、蹦極運(yùn)動(dòng)、彈跳桿運(yùn)動(dòng)等，是學(xué)生熟悉的甚至是參與過(guò)的，符合物理學(xué)科特點(diǎn)，貼近生活，體現(xiàn)“從生活走向物理、從物理走向生活”的新課程理念.

例5?（2017年全國(guó) Ⅰ 卷·第15題）發(fā)球機(jī)從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（忽略空氣的影響）.速度較大的球越過(guò)球網(wǎng)，速度較小的球沒(méi)有越過(guò)球網(wǎng)，其原因是（?）

A.速度較小的球下降相同距離所用的時(shí)間較多

B.速度較小的球在下降相同距離時(shí)在豎直方向上的速度較大

C.速度較大的球通過(guò)同一水平距離所用的時(shí)間較少

D.速度較大的球在相同時(shí)間間隔內(nèi)下降的距離較大

答案C.很多中學(xué)生都喜歡打乒乓球，打乒乓球有益于強(qiáng)身健體，陶冶情操.本題考查物理觀念——平拋運(yùn)動(dòng)，科學(xué)思維——利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析物理現(xiàn)象，將生活中的曲線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為物理模型，深度理解相關(guān)規(guī)律，培養(yǎng)科學(xué)分析和推理能力.試題情境聯(lián)系生活實(shí)際，可以激發(fā)學(xué)生參加體育運(yùn)動(dòng)的熱情.

例6?（2014年全國(guó)Ⅱ卷·第24題）2012年10月，奧地利極限運(yùn)動(dòng)員菲利克斯·鮑姆加特納乘氣球升至約39km的高空后跳下，經(jīng)過(guò)4分20秒到達(dá)距地面約15km高度處，打開(kāi)降落傘并成功落地，打破了跳傘運(yùn)動(dòng)的多項(xiàng)世界紀(jì)錄.重力加速度的大小g取10m/s2

（1）若忽略空氣阻力，求該運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始下落至15km高度處所需的時(shí)間及其在此處速度的大小;

（2）實(shí)際上，物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到空氣的阻力，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力的大小可近似表示為f=kv2，其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關(guān).已知該運(yùn)動(dòng)員在某段時(shí)間內(nèi)高速下落的v-t圖象如圖3所示.若該運(yùn)動(dòng)員和所帶裝備的總質(zhì)量m=100kg，試估算該運(yùn)動(dòng)員在達(dá)到最大速度時(shí)所受阻力的阻力系數(shù).（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）

答案略.奧地利極限運(yùn)動(dòng)員菲利克斯·鮑姆加特納是2013年勞倫斯世界體育獎(jiǎng)最佳極限運(yùn)動(dòng)員獎(jiǎng).本題以其高空跳傘為背景，給出有空氣阻力時(shí)運(yùn)動(dòng)員下落的v-t圖像，考查學(xué)生明白運(yùn)動(dòng)員下落打開(kāi)降落傘前后的運(yùn)動(dòng)，構(gòu)建合理的物理模型，借助v-t圖像、自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律與牛頓第二定律對(duì)比分析，考查學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力.試題情境來(lái)自學(xué)生喜愛(ài)的體育運(yùn)動(dòng)，情境真實(shí)，貼近生活，有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題和現(xiàn)象的興趣.

23?關(guān)注STSE問(wèn)題，滲透STSE教育思想

STSE是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、社會(huì)（Society）、環(huán)境（Environment）的簡(jiǎn)稱.高考物理試題情境化設(shè)計(jì)與STSE問(wèn)題聯(lián)系密切，以現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用和社會(huì)發(fā)展問(wèn)題正成為高考物理試題命題的新趨勢(shì).因此，教師將符合學(xué)生認(rèn)知水平的STSE問(wèn)題引入課堂教學(xué)，例如：磁懸浮列車、嫦娥四號(hào)探測(cè)器月背登陸、港珠澳大橋正式通車、酒后駕車等等，滲透STSE教育思想，提升學(xué)生認(rèn)知能力，開(kāi)拓學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生興趣，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng).

例7?（2018年全國(guó)Ⅰ卷·第20題）2017年，人類第一次直接探測(cè)到來(lái)自雙中子星合并的引力波.根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過(guò)程，在兩顆中子星合并前約100s時(shí)，它們相距約400km，繞二者連線上的某點(diǎn)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)12圈.將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬(wàn)有引力常量并利用牛頓力學(xué)知識(shí)，可以估算出這一時(shí)刻兩顆中子星（?）

A質(zhì)量之積?B.質(zhì)量之和

C.速率之和D.各自的自轉(zhuǎn)角速度

答案BC.本題從最新的科技熱點(diǎn)和前沿考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用，考查學(xué)生構(gòu)建雙星系統(tǒng)模型的能力，利用雙星系統(tǒng)的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征分析問(wèn)題的能力，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力.

例8?（2017年全國(guó)Ⅰ卷·第18題）掃描隧道顯微鏡（STM）可用來(lái)探測(cè)樣品表面原子尺寸上的形貌，為了有效隔離外界震動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng)，在圓底盤(pán)周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板，并施加磁場(chǎng)來(lái)快速衰減其微小震動(dòng)，如圖4所示，無(wú)擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場(chǎng);出現(xiàn)擾動(dòng)后，對(duì)于紫銅薄板上下及其左右震動(dòng)的衰減最有效的方案是（?）

答案A.本題考查電磁感應(yīng)、電磁阻尼及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn).考查學(xué)生構(gòu)建物理模型、科學(xué)推理的能力，了解電磁感應(yīng)在現(xiàn)在科技中的應(yīng)用和影響.

3?教學(xué)啟示

31?教學(xué)要研究深挖教材，夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)和方法

新高考的命題越來(lái)越傾向于對(duì)最基本知識(shí)、基本方法和基本能力的考查.由高考試題的分析我們不難發(fā)現(xiàn)，不管是考查雙基、三維目標(biāo)，還是考查核心素養(yǎng)、關(guān)鍵能力，都離不開(kāi)必備的基礎(chǔ)知識(shí)，也不會(huì)脫離教材，往往源于教材而又高于教材.高考復(fù)習(xí)教師要跳進(jìn)題海，學(xué)生要跳出題海，教師要研究深挖，學(xué)生要回歸熟悉教材，夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法，才能做到真正的融會(huì)貫通.教師要回歸高考真題，深入挖掘試題內(nèi)在的規(guī)律性，將基礎(chǔ)知識(shí)、重點(diǎn)知識(shí)落實(shí)到實(shí)處.例如，在復(fù)習(xí)到“電場(chǎng)的疊加”時(shí)，教師可以以教材插圖為例，探索電場(chǎng)疊加的規(guī)律及原理，同時(shí)可以將電場(chǎng)的疊加拓展為磁場(chǎng)的疊加.又例如，在復(fù)習(xí)到“多用電表的使用”時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，認(rèn)真分析“說(shuō)一說(shuō)”多用電表示意圖，深刻認(rèn)識(shí)多用電表的原理和電表改裝.

32?教學(xué)要關(guān)注社會(huì)科學(xué)技術(shù)，增強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)

試題往往借助人們所熟悉的生活素材為背景材料，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注時(shí)事，關(guān)注社會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，加強(qiáng)日常生活實(shí)踐，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展.教師要關(guān)注課堂教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)，把與學(xué)生聯(lián)系密切的實(shí)踐情境引入課堂，把當(dāng)前國(guó)家科技發(fā)展的主要成就——鵲橋中繼星、國(guó)家重點(diǎn)工程——港珠澳大橋、國(guó)家文化事業(yè)成就——流浪地球，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用，激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與日常實(shí)踐活動(dòng)，增強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力，自覺(jué)把高中物理知識(shí)和實(shí)際情境相結(jié)合，提升學(xué)生發(fā)展所必需的素養(yǎng).例如，在教學(xué)“萬(wàn)有引力與航天”時(shí)要向?qū)W生介紹我國(guó)建立北斗導(dǎo)航系統(tǒng)原因、作用及意義，加強(qiáng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義教育，樹(shù)立民族自尊心和自信心.

33?教學(xué)要注重能力培養(yǎng)，提升解題素養(yǎng)

教學(xué)中要注重能力培養(yǎng)，特別是運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)、物理知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生終生發(fā)展.這就要求教師在教學(xué)中重視物理過(guò)程和情境的分析，例如模型分析、受力分析、過(guò)程分析、圖象分析，引導(dǎo)學(xué)生理解物理情境，合理構(gòu)建物理模型，培養(yǎng)學(xué)生圖形與文字和文字與圖形轉(zhuǎn)化的能力，培養(yǎng)學(xué)生“讀一讀”“寫(xiě)一寫(xiě)”“畫(huà)一畫(huà)”“算一算”的解題習(xí)慣，提升學(xué)生的科學(xué)思維能力、解決問(wèn)題能力，提升解題素養(yǎng).

4?結(jié)束語(yǔ)

新高考對(duì)高中物理教學(xué)提出了更高的要求，學(xué)生要適應(yīng)新高考的變化，教師也要轉(zhuǎn)變觀念，調(diào)整教學(xué)模式，才能在高三物理一輪復(fù)習(xí)中更加有效地提高課堂復(fù)習(xí)效率.教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)情境，實(shí)施多樣化情境教學(xué)，認(rèn)真研讀《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》，研究教材研究高考，滲透科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，提升學(xué)生的解題素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）[M]北京：人民教育出版社，2018

[2]教育部考試中心2019年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試大綱的說(shuō)明（理科）[M]北京：高等教育出版社，2018

（收稿日期：2019-11-27）