2020年全國(guó)Ⅰ卷物理試題分析及教學(xué)啟示

劉長(zhǎng)燦

(廣東番禺中學(xué),廣東 番禺 511483)

2019年底教育部考試中心頒布《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》，其中明確“一核四層四翼”考查目標(biāo)，以情境為載體考查學(xué)科必備知識(shí)與關(guān)鍵能力.2020年全國(guó)Ⅰ卷物理試題給人耳目一新的感覺(jué)，創(chuàng)設(shè)新穎情境、夯實(shí)必備知識(shí)、突出關(guān)鍵能力、發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)，賞識(shí)今年高考試題對(duì)往后的教學(xué)具有很好的指引和導(dǎo)向作用.

1 2020年高考物理Ⅰ卷試題分析

“一核”指核心功能，強(qiáng)調(diào)立德樹(shù)人、服務(wù)選材、引導(dǎo)教學(xué)；“四層”指考查內(nèi)容，體現(xiàn)核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力和必備知識(shí)；“四翼”指考查要求，突出基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性.情境分為生活實(shí)踐問(wèn)題情境和學(xué)習(xí)探索問(wèn)題情境.本文從上述維度對(duì)試題進(jìn)行賞識(shí)，以期發(fā)現(xiàn)規(guī)律，指導(dǎo)今后教學(xué).

1.1 試題分析

試題分析見(jiàn)表1.

表1 2020年高考全國(guó)物理Ⅰ卷試題分析

1.2 典例分析

例1.行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞，車內(nèi)的安全氣囊會(huì)被彈出并瞬間充滿氣體.若碰撞后汽車的速度在很短時(shí)間內(nèi)減小為0，關(guān)于安全氣囊在此過(guò)程中的作用，下列說(shuō)法正確的是

(A) 增加了司機(jī)單位面積的受力大小.

(B) 減少了碰撞前后司機(jī)動(dòng)量的變化量.

(C) 將司機(jī)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)換成汽車的動(dòng)能.

(D) 延長(zhǎng)了司機(jī)的受力時(shí)間并增大了司機(jī)的受力面積.

解析：本題取材于生活實(shí)踐情境.安全氣囊是汽車重要的安全部件，學(xué)生在日常安全教育中經(jīng)常了解其作用.但是要從物理學(xué)的視角對(duì)安全氣囊作用進(jìn)行分析，需要學(xué)生獲取有效信息，對(duì)“瞬間充滿氣體”“汽車速度很短時(shí)間內(nèi)減少為0”這些信息的準(zhǔn)確理解，合理分析得知?jiǎng)×遗鲎驳钠嚭芸焱Ｖ惯\(yùn)動(dòng)而車內(nèi)司機(jī)因?yàn)閼T性而保持向前運(yùn)動(dòng).為減少碰撞對(duì)司機(jī)的傷害，所以設(shè)計(jì)了安全氣囊.至此，準(zhǔn)確把握了聯(lián)系生活實(shí)踐應(yīng)用情境.然后調(diào)用物理學(xué)科必備知識(shí)從受力角度、沖量及動(dòng)量定理角度、能量變化角度對(duì)情形進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)司機(jī)接觸到氣囊后，氣囊立即漏氣，可增加司機(jī)與氣囊接觸時(shí)間，根據(jù)動(dòng)量定理可知從碰撞到停下來(lái)司機(jī)的動(dòng)量變化量是相同的，但增加了作用時(shí)間可以有效減少作用力，起到保護(hù)司機(jī)的作用.漏氣的氣囊可以增加司機(jī)與汽車接觸受力面積，相同作用力下增大受力面積減少壓強(qiáng)，減少司機(jī)接觸部位的傷害.碰撞過(guò)程中司機(jī)的動(dòng)能絕大多數(shù)轉(zhuǎn)化成碰撞的內(nèi)能.

學(xué)科素養(yǎng)是面對(duì)生活實(shí)踐或?qū)W習(xí)探索問(wèn)題情境時(shí)，能夠在正確的思想價(jià)值觀念指導(dǎo)下，合理運(yùn)用科學(xué)的思維方法，有效整合學(xué)科相關(guān)知識(shí)，運(yùn)用學(xué)科相關(guān)能力，高質(zhì)量地認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合品質(zhì).本題能準(zhǔn)確考查學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng).應(yīng)用性考查學(xué)生善于觀察各種現(xiàn)象，能夠主動(dòng)靈活地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析并解決生活實(shí)踐中的問(wèn)題，將課堂所學(xué)內(nèi)容遷移、聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，本題雖然生活情境常見(jiàn)，但對(duì)學(xué)生的觀察能力、靈活運(yùn)用知識(shí)、聯(lián)系生活實(shí)際等能力考查十分到位.通過(guò)危險(xiǎn)情境的呈現(xiàn)，無(wú)形中教育學(xué)生安全駕駛.本題無(wú)論核心功能、四層、四翼考查還是情境呈現(xiàn)角度都是一道具有很好教育、引導(dǎo)和評(píng)價(jià)功能的題目.

圖1

例2.在一柱形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，柱的橫截面積是以O(shè)為圓心，半徑為R的圓，AB為圓的直徑，如圖1所示.質(zhì)量為m，電荷量為q(q>0)的帶電粒子在紙面內(nèi)自A點(diǎn)先后以不同的速度進(jìn)入電場(chǎng)，速度方向與電場(chǎng)的方向垂直.已知?jiǎng)傔M(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度為0的粒子，自圓周上的C點(diǎn)以速率v0穿出電場(chǎng)，AC與AB的夾角θ=60°.運(yùn)動(dòng)中粒子僅受電場(chǎng)力作用.

(1) 求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；

(2) 為使粒子穿過(guò)電場(chǎng)后的動(dòng)能增量最大，該粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度應(yīng)為多大？

(3) 為使粒子穿過(guò)電場(chǎng)前后動(dòng)量變化量的大小為mv0，該粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度應(yīng)為多大？

圖2 案例2解答圖

本問(wèn)題主要考查學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維整合力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系、動(dòng)能定理(或者勻變速運(yùn)動(dòng)、牛頓定律)等相關(guān)知識(shí),運(yùn)用理解、推理等關(guān)鍵能力認(rèn)識(shí)、分析和解決問(wèn)題能力．具有較強(qiáng)的綜合性．

本題要求學(xué)生有穩(wěn)固的力與運(yùn)動(dòng)、功能等物理觀念,從功能角度準(zhǔn)確分析“動(dòng)能增量最大”信息,綜合運(yùn)用功能關(guān)系、類平拋知識(shí)等物理知識(shí),結(jié)合數(shù)學(xué)理解能力才能解決問(wèn)題,體現(xiàn)較強(qiáng)的核心價(jià)值,需要學(xué)生有較強(qiáng)的學(xué)科素養(yǎng)和關(guān)鍵能力才能快速準(zhǔn)確解決問(wèn)題．本題體現(xiàn)綜合性,在設(shè)問(wèn)手法上具有較強(qiáng)創(chuàng)新性．

本題對(duì)學(xué)科核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)和關(guān)鍵能力等考查非常到位,學(xué)生需要正確運(yùn)用科學(xué)思想方法,合理選擇解決問(wèn)題規(guī)律,準(zhǔn)確解讀關(guān)鍵信息,正確邏輯推理,嚴(yán)謹(jǐn)思維過(guò)程才能得到準(zhǔn)確解答．綜合性、創(chuàng)新性表現(xiàn)得一覽無(wú)遺．

2 教學(xué)啟示

2.1 以素材服務(wù)教學(xué)全程

教學(xué)、考試和評(píng)價(jià)選取素材要體現(xiàn)基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性．教學(xué)素材選取越基礎(chǔ)性越典型越通用,越接近學(xué)生已有知識(shí)和認(rèn)知規(guī)律,越容易被學(xué)生接受并建立穩(wěn)固的知識(shí)體系．教學(xué)素材選取要有一定綜合性,生產(chǎn)生活遇到的實(shí)際問(wèn)題一般不能用單一的知識(shí)或者能力就能解決,通過(guò)綜合性素材促進(jìn)學(xué)生對(duì)不同層面的知識(shí)、能力、素養(yǎng)整合以達(dá)到融會(huì)貫通綜合運(yùn)用程度．教學(xué)素材選取要有一定的應(yīng)用性,以貼近時(shí)代、貼近社會(huì)、貼近生活的教學(xué)素材促學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)發(fā)生遷移用以解決生產(chǎn)生活實(shí)際問(wèn)題,達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的．素材選取要有一定創(chuàng)新性,在新穎、陌生的素材容易激發(fā)學(xué)生發(fā)散思維、逆向思維、批判性思維等思維品質(zhì),敏銳地發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、捕捉新規(guī)律．

2.2 以情境設(shè)計(jì)教學(xué)流程

教學(xué)設(shè)計(jì)要以情境為載體設(shè)計(jì)教學(xué)流程．《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》明確指出“高中物理課程通過(guò)創(chuàng)設(shè)學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究、善于實(shí)驗(yàn)、勤于思考的學(xué)習(xí)情境,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力”．在教學(xué)建議中指出“創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行教學(xué),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用．”強(qiáng)調(diào)“物理概念的建立需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境”“物理規(guī)律的探究需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)問(wèn)題情境”“應(yīng)用物理知識(shí)解決具體問(wèn)題應(yīng)結(jié)合具體的實(shí)際情境”,課堂上要“在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施過(guò)程中重視情境的創(chuàng)設(shè),讓學(xué)生獲得在實(shí)際情境中解決物理問(wèn)題的大量經(jīng)驗(yàn)”．可見(jiàn)以情境為載體設(shè)計(jì)教學(xué)既是課程標(biāo)準(zhǔn)的要求又是高考評(píng)價(jià)體系的要求.情境式教學(xué)應(yīng)當(dāng)是高中物理課堂培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力，發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)的重要抓手．情境式教學(xué)有串聯(lián)式教學(xué)設(shè)計(jì)和并聯(lián)式教學(xué)設(shè)計(jì)．串聯(lián)式教學(xué)情境設(shè)計(jì)一連串的教學(xué)情境巧妙組織教學(xué)內(nèi)容,并聯(lián)式教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)不相關(guān)的教學(xué)情境從不同角度說(shuō)明同一問(wèn)題,有時(shí)甚至可以交替使用以到達(dá)教學(xué)效果．情境可以呈現(xiàn)與日常生活以及生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)的生活實(shí)踐類情境,也可以創(chuàng)設(shè)源于真實(shí)的研究過(guò)程或?qū)嶋H的探索過(guò)程的學(xué)習(xí)探索類問(wèn)題情境．

2.3 以體驗(yàn)推進(jìn)教學(xué)過(guò)程

課堂教學(xué)以學(xué)生的主體體驗(yàn)貫串整個(gè)教學(xué)過(guò)程．國(guó)務(wù)院《關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見(jiàn)》,“深化課堂教學(xué)改革”中明確指出 “積極探索基于情境、問(wèn)題導(dǎo)向的體驗(yàn)式課堂教學(xué)”．《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》在“課程內(nèi)容要求”中頻繁出現(xiàn)“體會(huì)(41次)、探究(38次)、觀察(29次)、經(jīng)歷(3次)”等體驗(yàn)性目標(biāo)動(dòng)詞．學(xué)生只有經(jīng)歷親身體驗(yàn)過(guò)程,才能獲得大量直接經(jīng)驗(yàn),參與知識(shí)的主動(dòng)構(gòu)建過(guò)程．灌輸式教學(xué)最大的弊端在于用知識(shí)的灌輸過(guò)程代替學(xué)生的體驗(yàn)經(jīng)歷,用教師的認(rèn)知結(jié)果代替學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程,導(dǎo)致學(xué)生聽(tīng)得懂而不會(huì)結(jié)題,會(huì)解題而不會(huì)解決問(wèn)題．通過(guò)經(jīng)歷體驗(yàn)過(guò)程調(diào)動(dòng)學(xué)生主體參與課堂,充分發(fā)揮探究、合作、交流等關(guān)鍵能力,讓學(xué)生在適切的教學(xué)情境中體驗(yàn)、感悟科學(xué)道理、學(xué)科方法,獲得必備知識(shí)、形成關(guān)鍵能力、發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)、形成核心價(jià)值．