基于核心素養(yǎng)的高中物理命題實(shí)踐探究

包祥龍

【摘要】考試是學(xué)科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要手段，也是選拔和考核人才的主要方式。而試題做為考試的載體，試題質(zhì)量的高低將決定考試的科學(xué)性與有效性。本文將以“冬奧會(huì)”為背景材料探討如何在高中物理命題中考查學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng);高中物理;命題;冬奧會(huì)

物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面。物理核心素養(yǎng)是學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)物理而內(nèi)化為學(xué)生自身帶有物理學(xué)科特征的一種品質(zhì)和能力。如何在高中物理命題中突出對(duì)物理核心素養(yǎng)的考查，這需要命題者巧設(shè)情境、精妙構(gòu)思、巧妙設(shè)問(wèn)。

一、高中物理的命題原則與策略

（一）導(dǎo)向性。以高中物理的《課程標(biāo)準(zhǔn)》為指導(dǎo)，以《普通高考考試說(shuō)明》為依據(jù)，命題應(yīng)具有較高的信度、效度，必要的區(qū)分度和適當(dāng)?shù)碾y度。

（二）基礎(chǔ)性。側(cè)重基礎(chǔ)知識(shí)特別是主干知識(shí)的考查，考核學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能，理解和掌握基本概念、基本理論、基本規(guī)律，注重培養(yǎng)動(dòng)手動(dòng)腦，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

（三）創(chuàng)新性。試題內(nèi)容與形式要有創(chuàng)新，題目必須原創(chuàng)或改編。題目設(shè)計(jì)要體現(xiàn)深化普通高中課程改革和高考改革的新趨勢(shì)。題目考查目標(biāo)要指向一個(gè)或多個(gè)物理核心素養(yǎng)。

（四）規(guī)范性?？己四繕?biāo)明確，命題科學(xué)規(guī)范。試題嚴(yán)格按照考試說(shuō)明規(guī)定的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和題型要求編寫(xiě);題干要簡(jiǎn)潔，參考答案要規(guī)范，不能出現(xiàn)科學(xué)性錯(cuò)誤。

二、高考試題對(duì)物理核心素養(yǎng)的考查

這些年來(lái)的高考命題已逐漸從知識(shí)立意向能力立意發(fā)展，向核心素養(yǎng)立意轉(zhuǎn)化。浙江省的物理選考試題特別注重對(duì)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的考查。

【典型例題】（浙江省2022年1月選考物理試題第20題）第24屆冬奧會(huì)將在我國(guó)舉辦。鋼架雪車比賽的一段賽道如圖1所示，長(zhǎng)12m水平直道AB與長(zhǎng)20m的傾斜直道BC在B點(diǎn)平滑連接，斜道與水平面的夾角為15°。運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止出發(fā)，推著雪車勻加速到B點(diǎn)時(shí)速度大小為8m/s，緊接著快速俯臥到車上沿BC勻加速下滑（圖2所示），到C點(diǎn)共用時(shí)5.0s。若雪車（包括運(yùn)動(dòng)員）可視為質(zhì)點(diǎn)，始終在冰面上運(yùn)動(dòng)，其總質(zhì)量為110kg，sin15°=0.26，求雪車（包括運(yùn)動(dòng)員）

（1）在直道AB上的加速度大小;

（2）過(guò)C點(diǎn)的速度大小;

（3）在斜道BC上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力大小。

[考核目標(biāo)]本題以冬奧會(huì)鋼架雪車比賽為素材，試題背景緊扣時(shí)代熱點(diǎn)，主要考查學(xué)生的物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)觀、相互作用觀，核心是考查模型構(gòu)建的抽象概況能力。

【試題點(diǎn)評(píng)】建立水平直道上與傾斜直道上的兩段勻加速直線運(yùn)動(dòng)模型，抓住B點(diǎn)為過(guò)渡點(diǎn)，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求解。第2問(wèn)C點(diǎn)的速度大小為12m/s，讓學(xué)生體會(huì)這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的危險(xiǎn)性，而實(shí)際上鋼架雪車的最快速度達(dá)到將近150km/h，這是一項(xiàng)極其危險(xiǎn)和極具挑戰(zhàn)的運(yùn)動(dòng)，體現(xiàn)奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)“更快、更高、更強(qiáng)”的精神。充分表達(dá)了奧林匹克運(yùn)動(dòng)不斷進(jìn)取、永不滿足的奮斗精神和不畏艱險(xiǎn)、勇攀高峰的拼搏精神。

三、模擬命題實(shí)踐探究

2022年北京冬奧會(huì)舉世矚目，在10多天的時(shí)間里我們目睹了拼搏和超越，見(jiàn)證了歡笑與淚水。冬奧會(huì)里的眾多比賽項(xiàng)目都是物理命題的好素材，跳臺(tái)滑雪、花樣滑冰、鋼架雪車、冰壺、短道速滑、U型池場(chǎng)地技巧賽等，筆者命制了以下模擬試題對(duì)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)進(jìn)行考查。

【模擬試題1】下列說(shuō)法正確的是

A.甲圖中，研究花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)，可將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)

B.乙圖中，運(yùn)動(dòng)員推“鋼架雪車”加速前進(jìn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員對(duì)雪車的力大于雪車對(duì)運(yùn)動(dòng)員的力

C.丙圖中，運(yùn)動(dòng)員用球桿擊打冰球時(shí)，冰球?qū)η驐U的彈力是由于冰球的形變產(chǎn)生的

D.丁圖中，高亭宇在500m短道速滑決賽中獲得金牌，用時(shí)34.32s，則他在整個(gè)過(guò)程的平均速度約為14.6m/s

【命題意圖】取材冬奧會(huì)四項(xiàng)比賽，考查學(xué)生的物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)觀與相互作用觀。

【試題解答】答案選C

【答題情況】此題在測(cè)試中的正確率達(dá)到95.46%。1.23%的學(xué)生誤選B，表明這部分學(xué)生沒(méi)有掌握牛頓第三定律，相互作用觀薄弱。2.76%的學(xué)生誤選D，未區(qū)分平均速度與平均速率概念的差別。

【模擬試題2】北京冬奧會(huì)冰壺比賽精彩紛呈，運(yùn)動(dòng)員可以通過(guò)冰壺刷摩擦冰壺前方的冰面來(lái)控制冰壺的運(yùn)動(dòng)。在某次練習(xí)中，A壺與B壺在水平冰面上發(fā)生了對(duì)心碰撞（碰撞時(shí)間不計(jì)），碰后運(yùn)動(dòng)員立即用冰壺刷摩擦B壺前方的冰面，刷冰后B壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)變小。碰撞前后一段時(shí)間內(nèi)兩壺運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖3所示，已知直線①與直線③平行，且兩冰壺質(zhì)量相等，不計(jì)冰壺所受的空氣阻力及冰壺的旋轉(zhuǎn)，求：

（1）0～1s內(nèi)A壺的位移;

（2）碰后B壺的加速度;

（3）圖象中橫坐標(biāo)t1與t2的比值。

【命題意圖】取材冬奧會(huì)冰壺比賽，考查學(xué)生的模型構(gòu)建能力、科學(xué)推理能力、利用圖象解決問(wèn)題能力。學(xué)生首先要區(qū)分A壺、B壺的v-t圖象是哪條，再利用v-t圖象面積求位移，利用斜率得到加速度，并且要應(yīng)用動(dòng)量守恒定律算出A壺碰后的速度，對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維能力提出了一定的要求。

【試題解答】

（1）A壺的初速度為v0=1m/s，1s末碰前A壺速度為vA=0.8m/s

【答題情況【此題在測(cè)試中的得分率達(dá)到86.40%。錯(cuò)因1是利用圖象面積時(shí)，把梯形上部分三角形的面積當(dāng)做位移，沒(méi)有明確是圖線與橫縱坐標(biāo)所圍的面積才代表位移。錯(cuò)因2是列出動(dòng)量守恒定律后，認(rèn)為A壺碰前的速度是1m/s。

【模擬試題3】我國(guó)選手谷愛(ài)凌在北京冬奧會(huì)自由式滑雪女子U型場(chǎng)地技巧決賽中奪得金牌。如圖所示，某比賽用U型池場(chǎng)地長(zhǎng)度L=160m、寬度d=20m、深度h=7.25m，兩邊豎直雪道與池底平面雪道通過(guò)圓弧雪道連接組成，橫截面像“U”字形狀，池底雪道平面與水平面夾角為θ=20°。為測(cè)試賽道，將一質(zhì)量m=1kg的小滑塊從U型池的頂端A點(diǎn)以初速度v0=m/s滑入;滑塊從B點(diǎn)第一次沖去U型池，沖出B點(diǎn)的速度vB=10m/s，與豎直方向夾角為α（α未知），再?gòu)腃點(diǎn)重新落回U型池（C點(diǎn)圖中未畫(huà)出）。已知A、B兩點(diǎn)間直線距離為25m，不計(jì)滑塊所受的空氣阻力，sin20°=0.34，cos20°=0.94，tan20°=0.36。

（1）A點(diǎn)至B點(diǎn)過(guò)程中，求小滑塊克服雪道阻力所做的功Wf ;

（2）忽略雪道對(duì)滑塊的阻力，若滑塊從池底平面雪道離開(kāi)，求滑塊離開(kāi)時(shí)速度v的大小;

（3）若保持vB大小不變，調(diào)整速度vB與豎直方向的夾角為 α0時(shí)，滑塊從沖出B點(diǎn)至重新落回U型池的時(shí)間最長(zhǎng)，求tanα0。

【命題意圖】取材冬奧會(huì)U型池場(chǎng)地技巧賽，考查學(xué)生的模型構(gòu)建、科學(xué)推理、科學(xué)論證、分析綜合、數(shù)形結(jié)合、數(shù)據(jù)運(yùn)算等多項(xiàng)綜合能力。學(xué)生首先要有良好的建模能力與空間想象能力，要具有把立體空間轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力，對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維能力提出了較高的要求。通過(guò)對(duì)谷愛(ài)凌的介紹，加強(qiáng)對(duì)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)，讓學(xué)生對(duì)祖國(guó)充滿自豪，提升學(xué)生自信心。

（此問(wèn)也可以垂直斜面、平行斜面分解速度，為了時(shí)間最長(zhǎng)，垂直斜面速度最大即可）

[答題情況]此題在測(cè)試中的得分率為51.60%。失分的最主要原因是學(xué)生缺乏把立體空間轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力，在建模時(shí)出現(xiàn)了差錯(cuò)，導(dǎo)致第2問(wèn)學(xué)生錯(cuò)誤地寫(xiě)成。學(xué)生失分的第2個(gè)原因是對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)的處理方法不當(dāng)，列示繁瑣，找不到規(guī)律，缺乏處理復(fù)雜問(wèn)題的綜合分析能力。還有一個(gè)失分原因是學(xué)生的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力較差，耗時(shí)耗力。

總之，一道好的物理試題要達(dá)到預(yù)先設(shè)定的考核目標(biāo)，還要能夠反映學(xué)生的核心素養(yǎng)水平，培養(yǎng)學(xué)生的探究與創(chuàng)新能力，并且在題目中還能滲透科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。生活中除了冬奧會(huì)，還有很多真實(shí)情景，可以用來(lái)命制物理試題，體現(xiàn)物理來(lái)源于生活、服務(wù)于生活。

參考文獻(xiàn)：

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