高考物理試題中“應(yīng)用性”的體現(xiàn)及教學(xué)策略探討

摘 要：對(duì)高考評(píng)價(jià)體系中的“應(yīng)用性”的內(nèi)涵進(jìn)行解讀，列舉高考試題中應(yīng)用性的體現(xiàn)特點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生的做題情況對(duì)做題錯(cuò)因進(jìn)行了分析歸納并給出了落實(shí)應(yīng)用性要求的教學(xué)建議.

關(guān)鍵詞：高考評(píng)價(jià)體系;應(yīng)用性;錯(cuò)因分析;教學(xué)策略;動(dòng)量定理

中圖分類號(hào)：G633.7???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B???? 文章編號(hào)：1008-4134（2021）19-0060-03

基金項(xiàng)目：廣東省教育科研“十三五”規(guī)劃課題“落實(shí)中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系引導(dǎo)教學(xué)核心功能的學(xué)科實(shí)踐研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2020YQJK221）;

廣東省中山市市級(jí)課題“核心素養(yǎng)背景下的高考物理試題分析與試題編制的實(shí)踐研究”（項(xiàng)目編號(hào)：C2018133）;廣東省中山市市級(jí)課題“物理教學(xué)中落實(shí)高考評(píng)價(jià)體系引導(dǎo)教學(xué)核心功能的實(shí)踐研究”（項(xiàng)目編號(hào)：Z2020002）.

作者簡(jiǎn)介：胡振歡（1985-），男，廣東清遠(yuǎn)人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，研究方向：試題命制與分析.

1 高考評(píng)價(jià)體系中的“應(yīng)用性”解讀

應(yīng)用性是高考評(píng)價(jià)體系“一核四層四翼”中的“四翼”，也就是四個(gè)考查要求之一，應(yīng)用性要求以貼近時(shí)代、貼近社會(huì)、貼近生活的生活實(shí)踐或?qū)W習(xí)探索問題情境為載體，將陳述性知識(shí)與程序性知識(shí)的有機(jī)整合和運(yùn)用作為考查目標(biāo)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題，體現(xiàn)對(duì)即將進(jìn)入高等學(xué)校的學(xué)習(xí)者遷移課堂所學(xué)內(nèi)容、理論聯(lián)系實(shí)際水平的測(cè)量與評(píng)價(jià).應(yīng)用性注重學(xué)以致用，不僅是對(duì)命題的要求，也是考查考生運(yùn)用所學(xué)解決實(shí)際問題的能力[1].

1.1 學(xué)以致用是素質(zhì)教育的目標(biāo)

我國(guó)實(shí)行素質(zhì)教育的目的是為了培養(yǎng)社會(huì)主義建設(shè)者和接班人，培養(yǎng)出來的人應(yīng)德智體美勞全面發(fā)展，善于觀察現(xiàn)實(shí)生活的各種現(xiàn)象，并且理論聯(lián)系實(shí)際，洞悉事物運(yùn)行和發(fā)展遵循的規(guī)律，能運(yùn)用自己的知識(shí)、能力和素養(yǎng)解決實(shí)際問題.如面對(duì)雨天路滑的問題，知道物理原因，并采取各種措施如轉(zhuǎn)彎減少速度、穿更為粗糙的鞋子走路等防止事故的發(fā)生.

1.2 生活實(shí)踐情境是考查應(yīng)用性的重要載體

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中提到：“試題要注重圍繞生產(chǎn)生活或科技等設(shè)計(jì)問題情境，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決簡(jiǎn)單實(shí)際問題能力的考查.試題的任務(wù)情境要與生產(chǎn)生活、科技發(fā)展等緊密聯(lián)系，要關(guān)注物理學(xué)前沿與成果應(yīng)用;要探索設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)相關(guān)的問題情境，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生應(yīng)用物理學(xué)知識(shí)綜合解決實(shí)際問題能力的考查[2].”其描述和高考評(píng)價(jià)體系的應(yīng)用性要求是一致的.如2020年的全國(guó)高考Ⅱ卷選擇題部分，8道選擇題中有6道試題情境屬于生活實(shí)踐情境，占比創(chuàng)歷史新高，見表1.

1.3 解決應(yīng)用性問題有助于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)

物理學(xué)科的學(xué)以致用是要求應(yīng)用物理知識(shí)解決具體問題應(yīng)結(jié)合具體的實(shí)際情境，實(shí)質(zhì)上是對(duì)學(xué)生有沒有形成良好的物理學(xué)科核心素養(yǎng)的考查.要把實(shí)際情境轉(zhuǎn)化為物理問題，需要有較好的物理觀念，把情境描述的經(jīng)歷轉(zhuǎn)化為物理過程，把情境文字描述轉(zhuǎn)化為物理語言，建立合適的物理模型，進(jìn)行分析、推理、探究等行為，形成結(jié)論并做出反思.所以，解決應(yīng)用性問題有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和提升.

2 高考題中應(yīng)用性的呈現(xiàn)例析

動(dòng)量定理是高中物理的主干知識(shí)之一，在2017年成為必考部分后，愈加受重視，現(xiàn)實(shí)生活中許多現(xiàn)象與動(dòng)量定理知識(shí)有聯(lián)系，本文以動(dòng)量定理在近幾年高考中的生活實(shí)踐情境題目為例，展示應(yīng)用性在高考題目中的考查特點(diǎn).

例題1 高空墜物極易對(duì)行人造成傷害.若一個(gè)50 g的雞蛋從一居民樓的25層墜下，與地面的撞擊時(shí)間約為2ms，則該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為

A.10N? B.102N? C.103N? D.104N

答案解析：設(shè)每層樓高3m，則總高75m，可取80m方便運(yùn)算，根據(jù)動(dòng)能定理mgh=12mv2和動(dòng)量定理F-mg=mvΔt，由于重力較小，忽略重力沖量，解得F≈103N，答案選C.

通過本題的運(yùn)算，學(xué)生能充分認(rèn)識(shí)到高空墜物的危害， 從而規(guī)范學(xué)生的道德行為，提升學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，維護(hù)公共利益，這也是考查應(yīng)用性體現(xiàn)出來的巨大價(jià)值.

例題2 某游樂園入口旁有一噴泉，噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中.為計(jì)算方便起見，假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出;玩具底部為平板（面積略大于S）;水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水的速度變?yōu)榱悖谒椒较虺闹芫鶆蛏㈤_.忽略空氣阻力，已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g，求：

（1）噴泉單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量;

（2）玩具在空中懸停時(shí)，其底面相對(duì)于噴口的高度.

答案解析：（1）在一段很短的Δt時(shí)間內(nèi)，可以認(rèn)為噴泉噴出的水柱保持速度v0不變.

該時(shí)間內(nèi)，噴出水柱高度 Δl=v0·Δt①

噴出水柱質(zhì)量 Δm=ρ·ΔV②

其中ΔV為水柱體積，滿足 ΔV=Δl·S③

由①②③可得噴泉單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量為ΔmΔt=ρ·v0·S

（2）設(shè)玩具底面相對(duì)于噴口的高度為h，由玩具受力平衡得

F沖=Mg④

其中，F(xiàn)沖為玩具底部水體對(duì)其的作用力.

由牛頓第三定律F壓=F沖⑤

其中，F(xiàn)壓為玩具底部下面水體的作用力，v′為水體到達(dá)玩具底部時(shí)的速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

v′2-v20=-2gh⑥

在很短Δt時(shí)間內(nèi)，設(shè)沖擊玩具水柱的質(zhì)量為Δm，有

Δm=ρ·v0·S·Δt⑦

由題意可知，在豎直方向上，對(duì)該部分水柱有

F壓+Δmg·Δt=Δm·v′⑧

由于Δt很小，Δmg也很小，可以忽略，⑧式變?yōu)?/p>

F壓·Δt=Δm·v′⑨

由④⑤⑥⑦⑨可得 h=v202g-M2g2ρ2v20S2

試題來源于2016年全國(guó)Ⅰ卷理綜試卷第35題的第（2）小題，題目情境取材自平時(shí)常見的噴泉，題目要求學(xué)生能采用微元分析的方法對(duì)不太常見的流體進(jìn)行分析，建立物理模型，用動(dòng)量定理解決題目，考查模型建構(gòu)和推理論證的關(guān)鍵能力.這樣的題目情境可以引導(dǎo)學(xué)生多關(guān)注觀察生活，并采用物理知識(shí)解釋生活現(xiàn)象或者解決生活問題.

例題3 最近，我國(guó)研制的“長(zhǎng)征九號(hào)”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4.8×106N，則它在1 s時(shí)間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為

A.1.6×102kg??? B.1.6×103kg

C.1.6×105kg??? D.1.6×106kg

答案解析：根據(jù)動(dòng)量定理得Ft=Δmv，則Δm=Ftv=4.8×106×13×103kg=1.6×103kg，B正確.

試題來源于2019年全國(guó)Ⅰ卷理綜試卷第16題，以助推“長(zhǎng)征九號(hào)”的新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為背景，考查動(dòng)量定理知識(shí)，考查學(xué)生的綜合分析能力、模型建構(gòu)能力和推理論證能力.也通過背景材料的介紹，激發(fā)學(xué)生愛國(guó)主義情懷，體現(xiàn)出物理學(xué)科應(yīng)用性試題緊密聯(lián)系科技的特點(diǎn)，號(hào)召學(xué)生關(guān)注科學(xué)前沿和成果.

3 學(xué)生面對(duì)生活情境化試題的錯(cuò)因分析

例題4 若一個(gè)50g的物體從80m的高度落下，與地面的撞擊時(shí)間約為2ms，則該物體撞擊地面產(chǎn)生的沖擊力約為

A.10N? B.102N? C.103N? D.104N

接著筆者把例1和例4給兩個(gè)物理學(xué)習(xí)程度差不多的班級(jí)進(jìn)行測(cè)試，并要求學(xué)生記下完成題目的時(shí)間，測(cè)試結(jié)果見表2.

完成例1需用時(shí)更長(zhǎng)，得分更低，可以看出生活實(shí)踐情境對(duì)學(xué)生而言難度更高，除了例1和例4做了對(duì)比訓(xùn)練，筆者布置例2和例3作為課后作業(yè)，分析學(xué)生做這四個(gè)例題的情況，認(rèn)為學(xué)生面對(duì)應(yīng)用性試題主要存在以下三個(gè)困難.

3.1 缺乏生活常識(shí)

應(yīng)用性的試題來源于現(xiàn)實(shí)生活，相比于原始問題是有所加工的，介乎于原始問題和純物理問題之間，這種題目的特點(diǎn)是注重真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)，甚至有些題目連已知量或者待求量都缺失，讓學(xué)生自行分析和獲取信息和判斷有價(jià)值的信息，這樣就造成題目看似結(jié)構(gòu)不齊，相對(duì)其它試題難度更大，像例1中需要估計(jì)樓層有多高，并不是所有學(xué)生都知道樓層約3m高.又比如2011年江蘇物理高考題中，有一道選擇題要求估算一個(gè)雜技演員將雞蛋拋出的過程中對(duì)雞蛋所做的功，既沒有給雞蛋的質(zhì)量，又沒有給拋出速度或者上升距離等，具有一定的開放性，要求學(xué)生具備估計(jì)以上物理量數(shù)值的生活常識(shí).

3.2 模型建構(gòu)意識(shí)薄弱

學(xué)生不懂得建立相應(yīng)的物理模型，如例2中的噴泉是熟悉的場(chǎng)景，但是模型相對(duì)陌生的，不少同學(xué)連研究對(duì)象都不明確，研究的過程更加一塌糊涂，不懂得要研究這種流體模型應(yīng)取小段時(shí)間研究小段過程，相當(dāng)于建立柱狀模型;例3中不知道噴射氣體與發(fā)動(dòng)機(jī)前進(jìn)存在的關(guān)系，構(gòu)建不出反沖模型.

3.3 信息讀取能力欠缺

不少同學(xué)面對(duì)應(yīng)用性題目，讀取題目信息不完整或者不準(zhǔn)確，如在例1中有同學(xué)對(duì)“墜下”有誤解，認(rèn)為是拋下，應(yīng)該有初速度;例2中很多同學(xué)對(duì)“懸?！薄霸谒椒较虺闹芫鶆蛏㈤_”的物理含義沒有讀懂，還有同學(xué)把v0誤認(rèn)為是撞擊玩具時(shí)的速度;例3中有些同學(xué)單位沒轉(zhuǎn)化就直接運(yùn)算等.

4 應(yīng)對(duì)應(yīng)用性試題的教學(xué)策略探討

4.1 把生活引入課堂，創(chuàng)設(shè)情境和擬合數(shù)據(jù)注重真實(shí)性

學(xué)生缺少生活常識(shí)，是因?yàn)閷W(xué)生把課堂和生活知識(shí)割裂了，在生活中缺少思考和觀察，因此，作為教師，在物理課堂中應(yīng)注重“從生活中來，到生活中去”的課程理念，結(jié)合生活實(shí)例融入相關(guān)物理知識(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，這樣既可以拓寬學(xué)科視野，也能增強(qiáng)健康情感的培育，這樣既能有效地考查學(xué)生知識(shí)、能力和素養(yǎng)，也能使學(xué)生通過解答過程體驗(yàn)到知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)還能引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心生活、關(guān)注社會(huì)，提升政治素質(zhì)和道德品質(zhì).

4.2 進(jìn)行針對(duì)性的讀取信息訓(xùn)練

要完成考查應(yīng)用性要求的題目，要求學(xué)生經(jīng)過高中三年的學(xué)習(xí)，可以閱讀和理解物理學(xué)科的各種文本和基本符號(hào)，能夠根據(jù)圖表或者題干知識(shí)客觀全面地獲取相關(guān)信息，從生活實(shí)踐情境中提取相關(guān)信息，利用物理規(guī)律和知識(shí)進(jìn)行解題;能透過題目描述的基本現(xiàn)象看到隱含的物理意義和物理規(guī)律;能夠在學(xué)習(xí)物理知識(shí)之后，形成物理知識(shí)的結(jié)構(gòu)性理解，形成物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò).如解決本題時(shí)能把受力分析、萬有引力定律、功能關(guān)系、動(dòng)能定理、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)根據(jù)題設(shè)要求從自己的知識(shí)體系中抽取出來解決問題.所以在做題訓(xùn)練中，應(yīng)盡量創(chuàng)設(shè)一些復(fù)雜的情境如數(shù)形結(jié)合、多物體或者多過程分析等，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行讀題訓(xùn)練，從題目的文字含義、基本物理符號(hào)這些基礎(chǔ)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行題目信息的讀取和知識(shí)整合，培養(yǎng)信息獲取能力.

4.3 增強(qiáng)模型建構(gòu)的意識(shí)，進(jìn)行情境變式訓(xùn)練

面對(duì)考查應(yīng)用性要求的題目，能否準(zhǔn)確抽取信息，建構(gòu)物理模型是至關(guān)重要的，作為教師，在教學(xué)中應(yīng)設(shè)計(jì)好每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，少用純物理情境，或者說在使用純物理情境后，可以對(duì)其變式改造為生活實(shí)踐情境，以鍛煉學(xué)生的思維能力.如進(jìn)行勻變速直線運(yùn)動(dòng)教學(xué)時(shí)，類似例5會(huì)常見于學(xué)生的訓(xùn)練習(xí)題里.

例題5 一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，在連續(xù)相等的兩個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，通過的位移分別是24m和32m，每一個(gè)時(shí)間間隔為4s.求質(zhì)點(diǎn)的加速度和初速度.

可以將其進(jìn)行生活實(shí)踐情境化，如變式成例6.

例題6 某蹦床運(yùn)動(dòng)員豎直向上跳起后，在向上運(yùn)動(dòng)的過程中依次通過O、P、Q三點(diǎn).已知O、P、Q三點(diǎn)距蹦床的高度分別為5m、7m、8m，并且該蹦床運(yùn)動(dòng)員從O至P所用的時(shí)間和從P至Q所用的時(shí)間相等，重力加速度取g=10m/s2，空氣阻力不計(jì)，則該蹦床運(yùn)動(dòng)員上升到最高點(diǎn)時(shí)距蹦床的高度為多少？

經(jīng)過這樣的變式改造，新的生活實(shí)踐情境注意理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行模型建構(gòu)、邏輯推理，更具鍛煉價(jià)值;教師應(yīng)順勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生注重情境的對(duì)比分析，找出相同和不同之處，增強(qiáng)思辨能力;讓學(xué)生從多角度、多方式觀察和思考同一個(gè)問題，增強(qiáng)知識(shí)遷移能力;相信做好了以上的教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生能更好地應(yīng)對(duì)考查應(yīng)用性要求的試題.

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（收稿日期：2021-07-24）